Brevet FR2533158A1 — publié le 19840323

La présente invention concerne d'une façon générale les clés utilises pour entraîner en rotation des pièces- filetées devant être vissées ou dévissées, par exemple les clés du type à cliquet comprenant un dispositif qui permet d'entraîner par petits incréments un organe mené pourvu d'un carré mâle adaptable dans une série de douilles interchangeables de différentes dimensions et comportant toutes un trou carré complémentaire. Tous les outils connus utilisés par exemple pour visser des écrous sur des-tiges filetées- ou des boulons à tête ne sont pas toujours utilisables dans la pratique, en raison d'une part de la difficulté d'accès, en particulier en mécanique automobile, et d'autre part en raison du débattement angulaire du manche qui est nécessaire. Par exemple avec une clé à oeil hexagona le, l'espace minimum nécessaire doit permettre un débattement angulaire de 600, plus la largeur du manche. Dans le cas d'une clé à oeil à douze pans, le débattement angulaire n'est que de 300 (plus l'épaisseur du manche). Lorsque l'espace nécessaire est inférieur, les seuls outils classiques utilisables sont les clés à cliquet dont le débattement est beaucoup plus faible pouvant descendre jusqu'à environ 100, ce débattement comprenant celui nécessaire pour passer d'une dent à l'autre augmenté du jeu propre au cliquet plus la largeur du manche. Les clés à cliquet classiques présentent un défaut inhérent à leur mécanisme. On sait en effet que ce mécanisme comprend l'intérieur d'un oeil ayant une denture interne, un premier organe ou organe mené de forme partiellement circulaire et un cliquet constitué par un second organe partiellement circulaire beaucoup plus petit en contact par son dos non denté avec le dos de l'organe mené. En oenséquence, l'effort exercé sur le manche solidaire de l'oeil s'applique sur le secteur denté du cliquet avec une interruption à la jonction entre l'organe mené et le cliquet, à l'une ou l'autre extrémité de celle-ci, suivant le sens de 11 entraînement, ayant pour conséquence un risque de rupture localisé en un point précis de la périphérie de l'oeil qui conduit à donner à la tête des dimensions suffisantes pour présenter la résistance voulue. On connaît par ailleurs des poignées d'entraînement pour des outils à carré conducteur qui sont simplement constituées par un manche ayant une tête articulée por tant un carré d'entraînement par exemple pour un jeu de douilles de différentes dimensions comportant un carré femelle complémentaire Bien entendu, ces poignées néces sitent un débattement important de 900. Si on remplace le carré conducteur par un appendice de section polygonale ayant un nombre de côtés supérieurs, on retombe dans le cas précédent des clés à oeil et le débattement nécessaire dans l'utilisation de ces poignées présente les mêmes inconvénients. L'invention a pour but de remédier à ces inconvé nients en réalisant un mécanisme d'entraînement d'ou tils en rotation pas à pas permettant un débattement angu laire minimal et permettant un entraînement pas à pas de l'organe mené, permettant l'application d'un couple important tout en présentant des dimensions bien infé rieures à celles des clés à cliquet connues. L'invention a également pour but de réaliser une clé pour entraîner un organe en rotation par petits incréments, de fabrication simple et peu coûteuse. L'invention a pour objet à cet effet un rnecanis- me d'entraînement d'outil en rotation pas à pas du type comprenant un organe menant solidaire d'un manche et adapté pour entraîner par incréments un organe mené associé adapté pour coopérer avec l'outil, caractérisé en ce que l'un de l'organe menant ou de l'organe mené est une douille dont la paroi délimite une enveloppe de révolution ayant au moins une ouverture dans un plan perpendiculaire à son axe, l'autre desdits organes étant un solide de révolution complémentaire disposé dans ladite enveloppe de façon à pouvoir se déplacer librement angulairement et axialement par rapport à celle-ci. Suivant une autre caractérisque de l'invention, l'organe menant est-constitué par ladite douille et l'organe mené est constitué par le solide de-révolution complémentaire. L'-invention a également pour objet une clé pour entraîner un organe en rotation pas à 'pas, caractérisé en ce qu'elle comprend une douille tronconique cannelée intérieurement, ledit organe entraîné en rotation étant constitué par un cône complémentaire cannelé extérieurement. -D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnée uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle d'une poignée d'entraînement pas à pas pour outils à carré conducteur, suivant l'invention; la Fig. 2 est une Vue analogue à celle de la Fig.l d'un second mode de réalisation de llinvention; - la Fig. 3 est une vue en coupe partielle d'une seconde variante; - la Fig. 4 est une vue en coupe partielle d'une troisième variante; - les Fig. 5 et 6 sont des vues schématiques permettant de comparer le mécanisme suivant l'invention à une clé à cliquet classique;; - la Fig.7 est une vue d'un mode de réalisation d'un outil adapté pour entraîner un organe en rotation. - la Fig.8 est une vue d'une variante de l'organe mené. En se référant à la Fig.1, on a représenté une poignée d'entraînement pour outils à carré conducteur comportant un mécanisme suivant l'invention et désignée dans son ensemble par la référence 1. La poignée comprend un organe menant 2 constitué par une douille creuse délimitant une enveloppe de révolution qui suivant l'exemple représenté est un tronc de cône à génératrice concave. Un manche 3 est solidaire de l'organe menant 2. A l'intérieur de l'enveloppe délimitée par la douil le 2 est disposé un organe mené 4 constitué par un solide de révolution de forme tronconique complémentaire. La surface 5 de la grande base du solide de révolution 4 est légèrement bombée et sa petite base comporte un carré 6 d'entraînement du type prévu par exemple sur les clés à cliquet ou sur les poignées d'entraînement d'outils à carré conducteur. Avantageusement, le carré 6 comporte un dispositif classique 7.d'encliquetage constitué par exemple par une bille solliciMee par un ressort afin de pouvoir coopérer par exemple avec une série de douilles formant clé et comportant un carré conducteur femelle complémentaire. Un axe 8 est fixé, par exemple vissé par son extrê- mité 9, dans un;:trou axial prévu dans l'organe mené 4 et cet axe 8 comporte une tête moletée 9 à son extrêmité externe. La tête moletée 9 est espacée de la surface 5 et dans l'intervalle s'étendent de part et d'autre de l'axe 8 les branches 10 d'une extrémité en forme de fourche d'un levier 11 qui est articulé au moyen d'un axe 12 sur le manche~3, l'ensemble ayant la forme générale d'une pince classique. Un ressort 13 est disposé entre le levier 11 et la poignée 3 et les sollicite en les écartant l'un de l'autre, Le mécanisme a été représenté à la Fig. 1 en position fermée, c'est-àdiré dans laquelle l'organe mené 4 est complètement enfoncé dans l'organe menant 2 avec sa surface en contact avec la surface interne de l'organe menant 2. On comprend cependant que sous l'action du ressort 13 le levier 11 tend à s'écarter du manche 3, les branches 10 prenant appui sur la face inférieure de la tête 9 de l'axe 8 pour écarter l'organe mené 4 de l'organe menant 2, le débattement étant cependant limité de façon classique comme dans une pince de façon que l'orga- ne mené 4 ne puisse sortir complètement de l'organe menant 2. On comprend qu'en service, l'utilisateur peut ajuster une douille par exemple une douille creuse à six pans pour visser un écrou, comportant un logement de carré conducteur complémentaire du carré 6 et que gracie à la poignée d'entraînement suivant l'invention, on peut tout d'abord faire tourner librement l'organe mené 4 au moyen de la tête moletée 9 tant que le vissage de l'écrou ne rencontre pas de résistance. Ce mouvement est permis par le fait que l'organe mené 4 est espacé de l'organe menant 2 et qu'il n'y a pas de friction entre leurs déux surfaces.Lorsque l'écrou rencontre une résistance, l'utilisateur serre dans sa main le levier 11 et le manche 3 en les rapprochant l'un de l'autre à l'encontre de l'action du ressort 13, appliquant ainsi fortement l'organe mené tronconique 4 dans l'organe menant 2 de forme intérieure complémentaire et le frottement sur la totalité des deux surfaces est tel que l'entraînement en rotation peut être effectué même en exerçant un couple élevé. Aussitôt que l'espace disponible arrête le débatte- ment angulaire de la poignée 3 et du levier 11, llutilisa teur relâche le levier 11, l'organe mené 4 s'écarte de organe menant 2 et l'utilisateur peut revenir en carrière d'une distance quelconque nécessaire pour continuer à serrer ou desserrer l'outil comportant le carré conducteur. Suivant l'exemple représenté à la Fig. 2, la douille20 est fermée à une extrêmité qui correspond à la petite base de l'enveloppe tronconique de révolution qu'elle délimite intérieurement paruneparoi 21 percée d'un trou à travers lequel s'étend l'axe 28 ayant une tête 20 et fixée à l'intérieur d'un alésage 22 de l'organe mene 24. Un ressort hélicoïdal 23 est disposé:autour de l'axe 28 et prend- appui sur le fond de l'alésage 22 d'une part et d'autre part sur la surface interne de la paroi 21 fermant l'organe menant 20, autour du trou que traverse l'axe 28. Le ressort 23 sollicite ainsi l'organe mené 24 en tendant à le faire sortir de l'enveloppe délimitée par l'organe menant 20. Comme dans l'exemple précédent,l'organe mené 24 comporte un carré conducteur 6a qui est cette fois sol i- daire de sa grande base. Les branches 10a du levier lia s'étendent de part et d'autre de l'axe 28, entre la paroi 21 et la tête moletée 9aide l'axe. On comprend que dans ce mode de réalisation, pour obtenir l'entraînement de l'organe mené 24 par l'organe menant 20, l'utilisateur doit serrer dans sa main le levier lia et la poignée 3a afin de les rapprocher l'un de l'autre, forçant ainsi l'organe mené 24 à rester en contact fermement à l'intérieur de l'enveloppe délimitée par l'organe menant 20, Aussitôt que l'utilisateur relâ he le levier lia le ressort 23 fait ressortir l'organe mené 24 de l'enveloppe de la douille permettant ainsi à l'utÌlisatour d'effectuer le débattement angulaire nécessaire pour poursuivre son opération. Bien entendu, les surfaces en contact de l'organe menant et de l'organe mené doivent de préférence présenter un certain coëfflcient.de frottement afin de permettre l'application du couple de serrage ou des serrages désiré. La Demanderesse a constaté qu'avec un angle de côni- cité suffisant et une surface suffisante des deux organes menant et mené associés au serrage procuré par l'action du levier hou lia permettaient d'appliquer sans glissement un couple de serrage considérable . On comprend également que le choix du débattement minimal est entièrement libre au gré de l'utilisateur. On a représenté à la Fig. 3 un troisième mode de réali station dans lequel l'organe menant 30-délimite également une enveloppe de révolution et est solidaire de la poi-. gnee 3. L'organe mene 34 est un tronc de cone comportant un carré conducteur 6a -solidaire de-la grande base de l'organe 34, un axe 38 et un ressort 33 étant disposés dans un alésage de l'organe mené 34 comme dans l'exemple précédent pour solliciter l'organe 34 en sortant de lBen- veloppe de l'organe menant 30. Cependant la surface interne de l'enveloppe de révo- lution et la surface externe de l'organe mené 34 comportent chacun des cannelures qui dans l'exemple représenté, s'étendent sur des génératrices de l'organe mené et de l'organe menant. Ces cannelures 35 sont parallèles et complémentaires et ont une fable hauteur. On comprend que ces cannelures, lorsqu'elles entrent en prise, permettent d'appliquer au moyen de la poignée d'entraînement suivant l'invention un couple encore plus élevé. Dans cette variante, pour appliquer un couple de serrage , l'utilisatèur exerce une force, indiquée par une flèche à la Fig 3 pour visser ou dévisser l'outil solidaire du carré conducteur 6a. Au début d'une opération de vissage, par exemple d'un écrou au moyen d'une douille (non représentée) l'utilisateur peut comme dans l'exemple précédent visser l'écrou en faisant tourner entre ses doigts la tête moletée 39 de l'axe 38. Dès que le vissage rencontre une résistance, l'utilisateur exerce une pression sur l'organe pour assurer son entraînement au moyen des cannelures. On comprend que l'angle de conicite doit être choisi de façon appropriée et la Demanderesse a effectué des essais qui ont démontré qu'un angle de cônicité donnant d'excellents résultats était un angle au sommet de 300 c'est-à-dire de 150 par rapport à l'axe:de l'organe menant ou de l'organe mené. Si l'angle de conicité est trop élevé, il risque de se produire une composante tendant à faire glisser les cannelures les unes sur les au treks et à éjecter l'organe menant 30 de l'organe mené 34. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée par l'exemple d'angle de conicité donné ci-dessus. Le mode de réalisation représenté à la Fig. 4 est très voisin du précédent à la seule différencie que l'axe 48=est emmanché à force dans la paroi 41 du fond de l'organe menant 40, l'extrêmité de cet axe 48 s'étendant ave- jeu dans un alésage central de l'organe mené 44 qui peut coulisser librement axialement sur l'axe 48. Dans ce mode de réalisation, l'utilisateur doit exercer un effort sur la paroli 41 pour appliquer l'organe menant en=présence1avec-les cannelures et d'autre part la poignée 3 est articulé sur l'organe mené 40 au moyen d'un axe 42, permettant ainsi une plus grande souplesse d'utilisation. Dans ce mode de réalisation, l'utilisateur doit, pour revenir enarrière, dégager légèrement l'organe mené 44 de l'organe menant 40 et revenir ensuite en prise pour effectuer le serrage ou le desserrage. On a constaté qu'avec un nombre de cannelures 36 prévu sur la totalité de la surface interne de l'organe menant et de la surface externe de l'organe mené, on obtenait un débattement du manche d'un angle de 100 qui est à peu près égal à 11 angle minimal de débattement des clés à cliquet connues. On obtient par contre un avantage certain par rapport à ces clés connues qui apparaît immédiatement à la comparaison des Fig. 5 et 6. La Fig. 5 montre une clé à cliquet classique qui comporte une tête annulaire 50 ayant une denture interne 51 et dans laquelle est disposé un premier organe 52 partiellement circulaire et ayant une surface plane sur sa corde 53. Un cliquet 54 ayant une forme à peu près similaire à celle de l'organe 52 présente sur sa partie courbe une denture complémentaire de la denture 51. Sa surface arrière 55 est légèrement convexe et lorsque l'utilisateur agit sur le manche M l'organe mené 52 agit sur la surface 55 du cliquet 54 forçant la denture-de celui-ci en prise avec la denture interne 51. Cet agencement est classique.et l'effort appliqué sur le manche M agit principalement à la jonction entre la denture du cliquet et l'organe mené 52 comme indiqué en 56, ou encore à l'autre extrémité du cliquet 54 suivant le sens d'entraînement .Dans ces deux zones, la concentration des efforts est telle qu'à la limite, on peut obtenir une rupture de la tête 50. En conséquence, dans toutes les clés à cliquet la te te 50 doit présenter une épaisseur suffisante pour résister aux efforts parfois considérables-qui lui sont imposés. On constate également que la seule partie de la denture du cliquet transmettant la force est limitée a un angle A, B, C, dont le sommet est situé au centre de la tête 50 et le couple qui peut être exercé au moyen de la clé à cliquet agit uniquement sur le secteur de l'angle AK B, C, par l'intermédiaire des dents du cliquet. En conséquence, la denture 51 et celle du cliquet 54 doivent etre suffisamment résistantes pour supporter les efforts. Par contre, dans l'exemple représenté à la Fig. 6 qui est une vue en plan de l'organe menant d'une clé suivant l'invention, on voit que l'organe menant 30, comportant une denture 35 sur la totalité de sa surface périphérique interne, la totalité du couple exercé sur le manche 3 est répartie sur toutes des dents de la denture 35. La répartition de cet effort sur la totalité de la circonférence interne de l'organe menant permet de diminuer la dimension de cet organe étant donné la répartition de l'effort, l'angle A, B, C, de la Fig. 5 disparaissant puisque l'effort s'exerce sur 3600. Ainsi, grâce à l'invention, on réalise un dispositif d'entraînement en rotation pas à pas qui permet d'obtenir les avantages d'une clé à cliquet par une manoeuvre très simple et très facile tout en pré- sentant une résistance bien supérieure à celle des clés à cliquet pour un encombrement bien moindre. On a représenté à la Fig. 7 un autre exemple d'application de l'invention. Le dispositif représenté à la Fig.7 comprend un organe menant 60 qui comme dans les exemples précédents est constitué par une douille délimitant une enveloppe de révolution présentant des cannelures 65 dans sa surface tronconique interne, l'organe 60 étant relié par un appendice axial 61 à un manche 3 sur l'extrêmité duquel il est articulé au moyen d'un axe 62 et sur lequel il peut être immobilisé au moyen d'un écrou papillon 63. Le manche 3 du dispositif comporte une poignée de diamètre agrandi permettant une solide préhension et ce dispositif est adapté pour entraîner un écrou de forme tronco- nique 64 qui constitue l'équivalent de l'organe mené des exemples précédents qui comporte lui-même des cannelures complémentaires 65 sur sa surface externe. On comprend que l'on peut se servir de ce dispositif à la façon d'un tournevis ou encore à la façon d'une clé en orientant son manche 3 angulairement par rapport à l'axe de l'organe mené 60 pour entraîner des organes de serrage constitués par des écrous ayant une forme tronconique et présentant des cannelures sur leurs surfaces externes. On a représenté à laFBg.8, une variante de l'organe mené 34a qui, dans ce mode de réalisation, ne comporte pas un carré d'entraînement mais une jupe périphérique délimitant une cavité héxagonale formant une clé à douille 67. Dans cette variante, l'ensemble constitué par l'organe mené et la douille-est moins encombrant que celui constitué par l'organe 34 assemblé à une douille. Bien -entendu, l'invention n'est pas limitée à l'uti- lisation de cannelures rectilignes mais on comprend que la surface interne de l'organe menant et la surface ex terne de l'organe mené peuvent comporter toute sorte de formations complémentairus ou même simplement. des surfaces présentant un certain "grain" leur conférant un coëffi- cient de frottement élevé. De même' l'invention n'est pas limitée à un angle de cOnicité quelconque particulièr REVENDICATIONS 1 mécanisme d'entraînement d'outil en rotation pas à pas, du type comprenant un organe menant solidaire d'un manche et adapté pour entraîner par incréments un organe mené associé adapté pour coopérer avec un outil, caractérisé en ce que l'un de l'organe menant ou de l'organe mené (2,4, 20,24, 30,34,40,44,60,64) est une douille dont la paroi délimite une enveloppe de révolution ayant au moins une ouverture dans un plan perpendiculaire à son axe, l'autre desdits organes étant un solide de révolution complémentaire disposé dans ladite enveloppe de façon à pouvoir se déplacer librement angulairement et axialement par rapport à celle-ci. 2. Mécanisme d'entraînement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe menant est une douille (2,20,30,40,60) et l'organe mené est constitué par un solide de révolution complémentaire (4,24,34,44,64). 3. mécanisme suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite enveloppe de révolution est un tronc de cône. 4. Mécanisme suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la surface interne dudit solide comporte des moyens (35,45,65) à coëfficient de frottement élevé. 5. Mécanisme suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la surface interne de ladite enveloppe et la surface externe dudit solide comportent des formations en relief complémentaires (35,45,65). 6. Mécanisme suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites formations sont des cannelures rectilignes ou non, continues ou interrompues. 7. wAecanisme suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe mené (4, 24) est relié à un levier (ll,lla) articulé sur ledit manche (3,3a ) et qui commande la position axiale dudit organe mené (4, 24) dans ladite enveloppe tout en lui laissant la liberté de tourner dans celle-ci. 8. Mécanisme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe mené (24, 34) est monté rotatif sur un axe (28, 38) confondu avec celui de ladite enveloppe et est sollicité axialement dans celle-ci par un ressort (23, 33). 9 Mécanisme suivant la revendication 8, lorsqu'elle est combinée avec la revendication 7, caractérisé en ce que ledit ressort (13, 23) est disposé entre le manche ( 3, 3a) et le levier (Il,llar 10. Mécanisme suivant. la revendication 8, caractérisé en ce que ledit axe (8, 28, 38) s'détend à l'extérieur de ladite enveloppe, son extrêmité externe constituant un bouton poussoir (9, 29, 39). 11. Mécanisme suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit manche (43, 63) est articulé sur ladite douille. 12. Clé du type comprenant un organe menant et un organe mené, adaptée pour entrainer un outil én rotation pas a pas, caractérisée en ce qu'elle comprend un mécanis- me tel que défini suivant l'une quelconque es revendications 1 à 11.