Brevet FR2551162A1 — publié le 19850301

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT EN ROTATION. La présente invention concerne un dispositif d'entrainement en rotation comportant un bottier qui contient une transmission à planétaire en tant que transmission principale, un premier arbre d'entrée et un arbre de sortie, qui sont mutuellement alignés, un couvercle fermant le bottier côté entrée avec une ouverture pour le passage du premier arbre d'entrée, et avec un étage supplémentaire de transmission entre la transmission principale et le couvercle, qui peut 10 être utilisé, au choix, pour la préamplification du couple de rotation à appliquer à la transmission principale. Pour serrer ou, respectivement, desserrer des vis sous un fort couple de rotation, on connaît des dispositifs d'entraînement en rotation (DE-OS 23 20 757), qui contiennent, 15 à l'intérieur d'un bottier, une transmission à planétaire comme transmission principale A la transmission principale est adjoint un étage supplémentaire de transmission formé d'une autre transmission à planétaire L'arbre d'entrée, auquel est appliqué, par exemple, à la main, un couple de rotation d'entrée, présente à l'intérieur du bottier deux roues dentées, dont l'une peut être introduite dans une denture interne du pignon planétaire du premier étage de l'entraînement principal, tandis que l'autre forme le pignon planétaire de l'étage de transmission supplémentaire Par un déplacement axial de l'arbre d'entrée, la première roue dentée peut être rendue solidaire en rotation du pignon planétaire du premier étage de transmission de la transmission principale ou bien la deuxième roue dentée peut venir en prise avec les satellites de l'étage supplémentaire de transmission De cette façon, l'étage supplémentaire de transmission peut être au choix en circuit ou hors circuit A la mise en circuit de l'étage supplémentaire de transmission, il y a augmentation du rapport de transmission du couple de rotation de la machine à visser. L'étage supplémentaire de transmission est constamment conte35 nu dans le bottier de la machine à visser, et augmente ainsi 2551162. le poids de celle-ci La machine à visser connue présente un autre inconvénient qui réside dans le fait qu'un déplacement de l'arbre d'entrée en vue du changement du rapport de transmission du couple de rotation n'est pas possible en charge. Lorsqu'un couple de rotation agit sur l'arbre d'entrée ou sur l'arbre de sortie, les roues dentées qui sont en prise mutuelle sont soumises à une pression mutuelle, elles ne peuvent donc pas être déplacées Il n'est donc pas possible d'entreprendre ce changement en charge. La présente invention a pour but de créer un dispositif d'entraînement en rotation du type ci-dessus mentionné, dans lequel un changement du rapport de transmission du couple de rotation peut être également accompli en charge. Pour résoudre ce problème, on prévoit, selon l'in15 vention, que l'étage supplémentaire de transmission comporte son propre arbre d'entrée, coaxial au premier arbre d'entrée, l'un des arbres d'entrée étant agencé sous forme d'un arbre creux. Le dispositif d'entraînement en rotation selon l'invention a deux arbres d'entrée entre lesquels l'utilisateur peut choisir S'il utilise le premier arbre d'entrée, le rapport de transmission du couple de rotation de l'entrainement principal sert tandis que l'arbre d'entrée de l'étage supplémentaire de transmission tourne à vide Si, au contrai25 re, l'arbre d'entrée de l'étage supplémentaire de transmission est utilisé, alors une transmission supplémentaire du couple de rotation de cet arbre d'entrée au premier arbre d'entrée ou respectivement au pignon planétaire du premier étage de transmission de la transmission principale a lieu, de telle 30 sorte que le rapport total de transmission du couple de rotation soit augmenté d'un facteur supérieur à 1 En d'autres termes, lorsqu'un couple déterminé de rotation est nécessaire à l'arbre de sortie, ce couple de rotation de sortie peut être obtenu par le fait qu'un assez faible couple de rotation 35 est produit, à la main, sur le premier arbre d'entrée, ou par le fait que sur l'arbre d'entrée de l'étage supplémentaire de transmission, un couple de rotation encore plus faible est également produit à la main En utilisant l'arbre d'entrée de l'étage supplémentaire de transmission, la force appliquée 5 à produire à la main est également moindre L'utilisateur peut choisir lequel des deux arbres d'entrée il utilisera. Il peut également d'abord utiliser le premier arbre d'entrée, lorsque le couple résistant est encore relativement faible, par exemple à la phase du début du serrage d'une vis, o il 10 est avantageux de travailler avec une assez faible démultiplication, parce qu'alors, côté entrée, il faut accomplir moins de tours Si le couple résistant augmente, l'autre arbre d'entrée peut être utilisé à la place du premier arbre d'entrée, et dans ce cas le rapport total de démultiplication de 15 rotation peut être diminué du facteur du rapport de démultiplication du premier étage de transmission. Un avantage particulier réside dans le fait que les deux arbres d'entrée sont disposés coaxialement l'un à l'autre et dans le prolongement de l'axe de l'arbre de sortie Cela 20 permet au couple de rotation appliqué au premier des arbres d'entraînement d'être amplifié d'une manière constante et transmis à l'arbre de sortie indépendamment de l'angle de rotation de cet arbre d'entrée Si l'un des arbres d'entrée n'est pas coaxial à l'axe du dispositif d'entraînement en 25 rotation, alors le couple de rotation appliqué à cet arbre d'entrée peut conduire à un couple de rotation de sortie variable dans le temps, dépendant de la position de rotation de l'arbre d'entrée. Avec le dispositif d'entrainement en rotation selon l'invention, deux types d'appareils sont en quelque sorte réunis en un seul, et pour chaque type d'entraînement, on peut utiliser le même appareil. Selon une autre configuration avantageuse de l'invention, on prévoit que la transmission principale est dispo35 sée dans une première partie du bolitier tandis que l'étage de transmission supplémentaire se trouve, avec son arbre d'entrée, dans une deuxième partie du boltier fixée, de manière détachable, à la première Il est ainsi possible d'échanger la deuxième partie du bottier par une autre deuxième 5 partie du bottier ayant un rapport différent de transmission du couple de rotation La première partie du boîtier avec la transmission principale forme l'unité de base du dispositif d'entraînement en rotation et cette partie du bottier peut être utilisée avec plusieurs deuxièmes parties de bottier o 10 se trouvent à chaque fois des étages supplémentaires différents de transmission. On sait prévoir, dans un dispositif d'entraînement en rotation, un cliquet qui permet la rotation d'un arbre d'entrée par rapport au bottier dans une seule direction, la bloquant dans l'autre direction Selon une autre configuration avantageuse de l'invention, on prévoit que l'un des arbres d'entrée porte une roue à cliquet coopérant avec au moins un élément d'arrêt prévu sur le bottier, de façon que les rotations des arbres d'entrée ne soient possibles que dans une 20 seule direction par rapport au bottier Un seul cliquet est nécessaire pour les deux arbres d'entrée puisque les deux arbres d'entrée tournent toujours en même temps Dans le cas d'une charge élastique en rotation, le cliquet empêche que les arbres d'entrée tournent à l'envers, lorsque le couple 25 de rotation produit à la main diminue ou respectivement que l'arbre d'entrée est libéré Le cliquet permet d'abord de tourner l'arbre d'entrée avec un outil de rotation qui lui est ajouté, ensuite de retirer l'outil et enfin de tourner l'autre arbre d'entrée avec un outil de rotation qui lui est ajouté, sans danger d'un retour pendant le temps intermédiaire. Le dispositif d'entraînement en rotation peut également être utilisé pour accomplir une transmission suivant un rapport de 1:1 lorsque l'un des arbres d'entrée est tourné dans la direction du blocage du cliquet Dans ce cas, le bottier tourne, en supposant qu'il ne s'appuie pas contre un aboutement stationnaire, en même temps que les étages de transmission qu'il contient, en ne formant qu'une seule unité. L'utilisation de deux arbres d'entrée permet d'avoir trois différents rapports de transmission, au total, dont l'un est 5 de 1:1, un autre est prédéterminé par le rapport de transmission du couple de rotation de la transmission principale et un troisième par le rapport de transmission du couple de rotation de la transmission principale multiplié par le rapport de transmission de l'étage supplémentaire de transmission. 10 On décrira ci-après certains exemples de réalisations de l'invention, en se référant aux dessins joints dans lesquels: la figure 1 montre une vue en coupe longitudinale faite à travers une première forme de réalisation du dispo15 sitif d'entraînement en rotation; la figure 2 est une vue en coupe partielle faite suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale faite à travers une deuxième forme de réalisation; et la figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle faite à travers une troisième forme de réalisation. Dans le dispositif d'entraînement en rotation des figures 1 et 2, on prévoit un boîtier allongé 1 qui se compose d'une première partie 11 et d'une deuxième partie 12 disposée 25 coaxialement à l'extrémité arrière de cette première partie de boîtier 11 La deuxième partie de bottier 12 est reliée, par des vis longitudinales 3 à la première partie de bottier 11 La première partie de boîtier 11 présente, à son extrémité avant, une protubérance 13 d'un moindre diamètre L'arbre de 30 sortie 4 traverse cette protubérance 13, lequel présente, à son extrémité libre sortant de la protubérance 13, une tête à quatre pans 5 pour la fixation d'une tête de clé La protubérance 13 est pourvue, sur son côté externe, de rainures longitudinales 6 pour y monter, solidaire en rotation, une 35 douille (non représentée) qui porte un pied d'appui faisant saillie latéralement A l'intérieur de la protubérance 13 se trouve un coussinet lisse 7 qui forme un palier pour l'appui de l'arbre de sortie 4. La première partie de bottier 11 présente une den5 ture interne 10 qui vient en prise avec deux étages de transmission 8 et 9 disposés l'un derrière l'autre d'une transmission planétaire 8, 9 à deux étages Le premier étage de transmission 8 (en regardant du côté entrée) se compose d'un pignon planétaire 15 disposé coaxialement à l'axe de l'arbre de sortie 4, dont la denture externe vient en prise avec plusieurs satellites 16, qui par ailleurs se trouvent en engrènement avec la denture interne 10 de la partie de boîtier 11. Les axes 17 sur lesquels sont rotatifs les satellites 16, sont fixés par leurs extrémités dans des plaques 18 qui sont 15 disposées des deux côtés des satellites 16 et forment une cage avec l'axe 17 Cette cage est reliée en rotation, par une denture 19, au pignon planétaire 20 du deuxième étage de transmission 9 Les satellites 21 sont en prise avec le pignon planétaire 20, et par ailleurs ils sont en prise avec la denture interne 10 La cage du deuxième étage de transmission planétaire 9 est formée des axes 22 et des plaques 23, 24 fixées à leurs extrémités, la plaque 24 représentant une bride faisant corps avec l'arbre de sortie 4. Le pignon planétaire 15 du premier étage de trans25 mission 8 est solidaire du premier arbre d'entrée 25 Cet arbre d'entrée 25 traverse une ouverture du couvercle 26, qui couvre le côté frontal, côté entrée, de la partie de bottier 12 A l'extrémité du premier arbre de sortie 25 est prévu un perçage à quatre pans 27 dans lequel peut être inséré un outil 30 (non représenté) pour tourner l'arbre d'entrée 25 Dans la partie de boitier 12 se trouve l'étage de transmission supplémentaire 28 qui, dans le présent exemple de réalisation, est également formé d'une transmission à planétaire Le pignon planétaire 29 de l'étage supplémentaire de transmission 28 35 est solidaire du second arbre d'entrée 30 Le second arbre d'entrée 30 a la forme d'un arbre creux et le premier arbre d'entrée 25 passe par une ouverture médiane du pignon planétaire 29 et à travers l'intérieur du second arbre d'entrée creux 30 Le second arbre d'entrée 30 traverse également l'ouverture dans le couvercle 26, vers l'extérieur A son extrémité externe, le second arbre d'entrée 30 présente un profil externe hexagonal 31, sur lequel peut être disposée une clé à pipe (non représentée) ou analogue, pour tourner le second arbre d'entrée 30. Le pignon planétaire 29 engrène avec les satellites 32, qui sont montés sur les axes 34 de la cage 33 Les satellites 32 engrènent par ailleurs avec la denture interne 35 qui est prévue dans la partie de bottier 12 de la même façon que la denture interne 10 dans la partie de bottier 11 La 15 cage 33 est reliée, de manière solidaire en rotation, à la denture du pignon planétaire 15, par une denture 36. Lorsque le premier arbre d'entrée 25 est entraîné en rotation par un outil mis en place dans le perçage polygonal 27, la rotation est transmise par la transmission prin20 cipale se composant des étages de transmission 8 et 9, à l'arbre de sortie 4 Le second arbre d'entrée 30 est également entraîné au moyen de l'étage supplémentaire de transmission 28, et tourne à vide avec le premier arbre d'entrée 25, plus rapidement que lui Les directions de rotation des deux 25 arbres d'entrée 25 et 30 sont toujours identiques. Lorsqu'un plus fort couple de rotation est nécessaire à l'arbre de sortie 4, l'outil n'est pas introduit dans le perçage polygonal 27 du premier arbre d'entrée 25 mais un autre outil est disposé sur l'hexagone mâle 31 du second arbre d'entrée 30 Par l'étage supplémentaire de transmission 28 il se produit une préamplification du couple de rotation, avant que celuici ne soit transmis au pignon planétaire 15 ou respectivement au premier arbre d'entrée 25 L'amplification du couple de rotation correspond à peu près à un facteur 35 de 2 à 3, lorsque l'on utilise l'arbre d'entrée 30. Sur le second arbre d'entrée 30 repose une roue à cliquet 37, qui fait partie d'une sécurité de retour ou cliquet 38 La roue à cliquet 37 coopère avec deux éléments d'arrêt 39, 40 disposés mobiles dans un évidement 41 de la paroi frontale 42 de la partie de cliquet 12, qui est tangentiel à la roue à cliquet 37 Chacun des éléments d'arrêt 39, présente un nez 43 faisant saillie en direction de la roue à cliquet 37, qui s'adapte dans chacun des évidements d'arrêt de la roue 37 Les éléments d'arrêt 39, 40 sont tendus, par 10 des ressorts 44, dans la direction l'un vers l'autre ou respectivement dans la direction d'introduction du nez 43 dans la roue d'arrêt 37 Entre les éléments d'arrêt 39 et 40 se trouve un ergot 45 placé sur un axe 46 dans la partie de boîtier 12 et qui maintient les éléments d'arrêt 39 et 40 15 séparés l'un de l'autre L'ergot 45 peut être tourné dans diverses positions par rotation d'une poignée 47 (figure 1). Dans une première position, il maintient les deux nez 43 hors de prise avec la roue à cliquet 37 et dans ses deux autres positions possibles, la roue 45 maintient l'un des nez 43 hors 20 de prise avec la roue à cliquet 37 tandis que l'autre nez 43 se trouve dans l'évidement de la roue 37 Quand le nez 43 de l'élément d'arrêt 39 est poussé contre la roue à cliquet 37, la roue peut être tournée seulement dans le sens des aiguilles d'une montre (selon la figure 2) tandis que la rotation en 25 sens opposé est bloquée Par ailleurs, lorsque le nez 43 de l'élément d'arrêt 40 est pressé contre la roue 37, alors que l'élément d'arrêt 39 est repoussé vers l'arrière par l'ergot 45, une rotation de la roue à cliquet est possible seulement dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, mais pas 30 dans le sens des aiguilles-d'une montre. Le cliquet 38 représenté sur la figure 2 est disposé dans un évidement de la plaque frontale 43 de la partie de bottier 12 et est caché par le couvercle 26. L'exemple de-réalisation de la figure 3 correspond 35 en général à celui de la figure 1, et la description qui suit sera limitée à leurs différences. Selon la figure 3, le premier arbre d'entrée 25 ' est solidaire de la cage 33 des satellites de l'étage supplémentaire de transmission 28 Ce premier arbre d'entrée 25 ' a la forme d'un arbre creux et le second arbre d'entrée 30 ' le parcourt coaxialement, lequel est solidaire du pignon planétaire 29 de l'étage supplémentaire de transmission 28. Le perçage polygonal 27 est disposé, dans ce cas, à l'extrémité côté frontal du second arbre d'entrée 30 ' tandis que 10 l'hexagone mâle 31 se trouve à l'extrémité libre du premier arbre d'entrée 25 ' La roue à cliquet 37 se trouve également dans ce cas sur l'arbre externe d'entrée, c'est-à-dire le premier arbre d'entrée 25 ' Lorsque l'un des deux arbre d'entrée 25 ' ou 30 ' est tourné, l'autre tourne en même temps Les 15 directions de rotation des deux arbres d'entrée sont toujours identiques, mais cependant les vitesses angulaires ou respectivement les nombres de tours sont différents. La figure 4 montre un exemple de réalisation dans lequel l'étage supplémentaire de transmission 28 ' disposé 20 dans la partie 12 ' du boîtier n'est pas une transmission à planétaire mais une simple transmission à engrenages Le premier arbre d'entrée 25 est disposé coaxialement à l'intérieur du second arbre d'entrée 30 ayant la forme d'un arbre creux (comme sur la figure 1) A l'extrémité interne du pre25 mier arbre d'entrée 25 est fixé le pignon planétaire 15 du premier étage de transmission 8 de -la transmission principale 8 et 9 Le second arbre d'entrée 30 présente à l'intérieur de la partie de bolitier 12 ' une roue dentée 50, en prise avec une roue dentée 51 La roue dentée 51 est fixée, avec une 30 autre roue dentée 52, sur un arbre 54, dont les extrémités sont logées dans les parois frontales de la partie de boîtier 12 ' La roue dentée 52 engrène avec une roue dentée 53 qui est fixée sur le premier arbre d'entrée 25 dans une zone sur laquelle ne s'étend pas le second arbre d'entrée 30 Le dia35 mètre de la roue dentée 50 est plus petit que celui de la roue dentée 51 et le diamètre de la roue dentée 52 est plus petit que celui de la roue dentée 53 L'arbre 54 est parallèle aux arbres d'entrée 25 et 30 Au moyen des roues dentées 50 à 53, on arrive à ce que lors d'une rotation du second arbre d'entrée 30 ait lieu une réduction du nombre de tours, c'està-dire que le premier arbre d'entrée 25 tourne à un nombre moindre de tours Lorsque l'engrènement des roues dentées 50, 51 et 52, 53 ne suffit pas pour la transmission des forces produites, c'est-à-dire lorsqu'il y a danger que la charge sur les dents soit trop importante, on peut prévoir un autre arbre 54 avec d'autres roues dentées 51, 52 engrenant avec les roues dentées 50 ou respectivement 53 Cet autre arbre est alors, en regardant à partir de l'extrémité côté frontal de la partie du bottier 12 ', disposé en étant décalé en direc15 tion périphérique par rapport à l'arbre 54 représenté. La partie supplémentaire de bottier 12 ou respectivement 12 ', qui est fixée par les vis 3 à la partie du bottier 11, peut être détachée de celle-ci Dans ce cas, il est possible de disposer un couvercle sur la partie de bottier 11 20 qui contient la transmission principale 8, 9, lequel présente une ouverture pour le passage d'un seul arbre d'entrée (non représenté) Par ailleurs, il est également possible de remplacer la partie de bottier 12 ou respectivement 12 ' par une autre partie de boîtier, qui contient un autre étage supplé25 mentaire de transmission 28 ou respectivement 28 ' ayant un autre rapport de transmission De cette façon, on peut réaliser divers types de dispositifs d'entraînement en rotation, l'unité de base se composant toujours de la partie de bottier 11 avec la transmission principale 8, 9 qu'elle contient. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'entraînement en rotation du type comportant un boîtier ( 1) , qui contient une transmission à planétaire en tant que transmission principale ( 8, 9), un 5 premier arbre d'entrée ( 25, 25 ') et un arbre de sortie ( 4) qui sont en alignement, un couvercle ( 26) fermant le boitier côté entrée avec-une ouverture pour le passage du premier arbre d'entrée et avec un étage supplémentaire de transmission ( 28, 28 ') disposé entre la transmission principale et le couvercle, qui peut être utilisé au choix pour la préamplification du couple de rotation à appliquer à l'entraînement principal, caractérisé en ce que l'étage supplémentaire de transmission ( 28, 28 ') comporte son propre arbre d'entrée ( 30, 30 ') qui est coaxial au premier arbre d'entrée ( 25, 25 ') , 15 l'un des arbres d'entrée étant agencé sous forme d'un arbre creux. 2 Dispositif d'entraînement en rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission principale ( 8, 9) est disposée dans une première partie de bottier 20 ( 11) tandis que l'étage supplémentaire de transmission ( 28, 28 ') est disposé, avec son arbre d'entrée ( 30, 30 ') dans une seconde partie de bottier ( 12, 12 ') reliée de manière détachable à la première partie de bottier ( 11). 3 Dispositif d'entraînement en rotation selon la 25 revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'un des arbres d'entrée ( 30, 25 ') porte une roue à cliquet ( 37) qui coopère avec au moins un élément d'arrêt ( 39, 40) prévu sur le bottier de façon que des rotations des arbres d'entrée par rapport au bottier ne soient possibles que dans une direction de 30 rotation. 4 Dispositif d'entraînement en rotation selon la revendication 3, caractérise en ce que deux éléments d'arrêt agissant de manière opposée ( 39, 40) sont prévus, qui coopèrent alternativement avec la roue à cliquet ( 37), chacun 35 bloquant une autre direction de rotation. Dispositif d'entraînement en rotation de force selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en-ce que l'étage supplémentaire de transmission ( 28) est un étage de transmission à planétaire, dont le pignon planétaire ( 29) est solidaire en rotation de l'arbre d'entrée ( 32, 30 ') de cet étage de transmission. 6 Dispositif d'entraînement en rotation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étage supplémentaire de transmission ( 28 ') présente au moins 10 un arbre ( 54) sur lequel sont fixées deux roues dentées ( 51, 52) dont l'une engrène avec une roue dentée ( 53) du premier arbre d'entrée ( 25) et dont l'autre engrène avec une roue dentée ( 50) de l'arbre d'entrée ( 30) de l'étage supplémentaire de transmission ( 28 '). 7 Dispositif d'entraînement en rotation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre d'entrée ( 30, 25 ') agencé sous forme d'un arbre creux présente, à son extrémité d'entrée, un profil externe non rond ( 31) et l'arbre interne d'entrée ( 25, 30 ') présente 20 à son extrémité d'entrée, un profil interne non rond ( 27), le profil interne et le profil externe servant à la réception d'un outil. 8 Dispositif d'entraînement en rotation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce 25 que la sortie de l'étage supplémentaire de transmission ( 28) est reliée de manière détachable à l'entrée de la transmission principale ( 8, 9) par des dentures venant en prise mutuelle ( 36).