Brevet FR2584331A1 — publié le 19870109

Les clés de serrage à limitation de couple, ou clés dynamométriques, comportent généralement un porte-outil et un manche ou poignée, qui sont articulés entre eux, ainsi qu'un accouplement assurant leur maintien dans une position déterminée, généralement dans le prolongement l'un de l'autre tant que le couple exercé par la clé ne dépasse pas une valeur déterminée, mais permettant leur déplacement relatif lorsque ce couple est atteint. L'accouplement est très souvent réalisé au moyen d'un ressort qui cède lorsque le couple a atteint la valeur maximum fixée. Dans certains cas toutefois, l'accouplement est réalisé de maniera hydraulique. I1 est alors constitué par un piston principal qui est actionné par le porte-outil et qui refoule un fluide hydraulique à travers un orifice fermé par un clapet taré en fonction du couple maximum. Un piston compensateur est également prévu dans la poignée de la clé, de façon à être déplacé par le fluide refoulé par le piston principal contre l'action d'un ressort qui s'oppose à ce déplacement. Lorsque le couple maximum est atteint, le deplacement du piston principal permet le pivotement relatif du porte-outil et du manche au fur et à mesure de l'action du fluide sur le piston compensateur. Le couple exercé par la clé ne peut plus augmenter et, au contraire, il diminue peu à peu. On constate toutefois que les clés de ce type perdent peu à peu leur précision car les fuites inévitables de fluide hydraulique ne permettent pas de conserver au dispositif compensateur son efficacité, la force du ressort devenant progressivement moins importante par rapport au volume de fluide présent. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en réalisant une clé dynamométrique du type ci-dessus, dans laquelle les pertes de fluide hydraulique n'ont plus d'influence sur la précision du fonctionnement. Cette invention a en effet pour objet une clé dynamométrique comportant un porte-outil et un manche articulés entre eux et reliés par un accouplement hydraulique les retenant assemblés, mais provoquant leur pivotement relatif lorsque le couple d'entraînement exercé par la clé atteint une valeur déterminée, cet accouplement comportant un piston actionné par le porte-outil et refoulant un fluide hydraulique contre l'action d'un clapet taré en fonction du couple maximum à exercer par la clé, dans laquelle l'accouplement hydraulique comporte un réservoir souple,muni,à son extrémité voisine du clapet taré,d'au moins un orifice de passage du fluide refoulé par le piston et d'une collerette de contact étanche avec la paroi interne du manche. Selon une autre caractéristique de l'invention, un ressort de rappel est monté entre le piston et l'orifice de sortie du fluide et tend à éloigner le piston de cet orifice. Dans une telle clé, le fluide hydraulique refoulé par le piston pénètre dans le réservoir souple qu'il remplit et déforme. Aucun ressort n'intervient alors dans le fonctionnement de la clé Par contre, le rechargement de la clé est déclenché par le ressort de rappel du piston. Ces deux opérations s'effectuent donc de la même manière même si le volume du fluide hydraulique de commande varie quelque peu au fur et à mesure des utilisations successives de la clé. L'efficacité de l'accouplement limiteur de couple peut donc être conservée pendant une durée prolongée. La description ci-dessous d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins - la Figure 1 est une vue de côté d'une clé selon l'invention en position "cassée" après franchissement du couple maximum; - la Figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la clé dynamométrique de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue de dessus, avec arrachement partiel, montrant la liaison entre le porte-outil et l'accouplement hydraulique de la clé de la Figure 2. La clé dynamométrique représentée comporte un porteoutil 1 qui est articulé sur un manché 3 au moyen d'un axe 2 placé le plus près possible de l'outil 5 pour diminuer les imprécisionsdûes à la position de la main sur la poignée de la clé. Ce porte-outil est également relié à un accouplement hydraulique monté à l'intérieur du manche 3 par une biellette 4 qui est articulée à une extrémité, en 6, sur le porte-outil 1, -et à son autre extrémité, en 8, sur un piston 10 mobile à l'intérieur du manche 3. De préférence, le manche 3 est prolongé en direction du porte-outil 1 par une chape 12 portant l'axe d'articulation 2, et la biellette 4 est articulée autour d'un axe 6 placé à proximité de l'axe 2 et s'étend entre les deux bras de la chape 12 pour pénétrer dans le manche 3 (Figure 3).Les axes 2 et 4 sont en acier à haute résistance rectifiés de sorte que la poussée sur le piston par l'intermédiaire de la biellette 4 montée sur les axes permet des efforts importants sans frottement notable. Dans le mode de réalisation représenté, le manche 3 est formé par deux organes tubulaires, respectivement 13 et 15, qui sont vissés l'un sur l'autre. Le tube avant 13, c'est-d-dire celui qui est fixé sur la chape 12, constitue un cylindre à l'intérieur duquel se déplace le piston 10 et son volume interne est séparé de celui du tube 15 par une cloison 16, épaisse, comportant deux alésages étagés, respectivement 18 et 20, dont les portions de petit diamètre sont dirigées en sens inverse (Figure 2). En effet, l'alésage 18 comporte une portion 19 de petit diamètre débouchant dans la chambre interne 22 du tube 13, tandis que l'alésage 20 comporte une portion 21 de petit diamètre débouchant dans la chambre interne 24 du tube 15. L'alésage 20 communique par un petit orifice latéral 26 avec la chambre 22 du tube 13 et contient deux billes 28 formant clapet de fermeture de la partie étroite 21 de l'alésage 20. Les deux billes ayant un diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage 20 et une légère possibilité de déplacement dans l'alésage sont très rapidement entraînées contre l'orifice 21 dès que l'on actionne la clé. et n'oppose aucun effort au retour du liquide à travers cet orifice 21. L'alésage 18 contient également une bille 30 de fermeture de l'orifice 19 de communication avec la chambre 22. En outre, une aiguille 32, de diamètre légèrement inférieur à celui de l'alésage 18, pénètre dans cet alésage jusqu'à son contact avec la bille 30. Cette aiguille traverse axialement le tube 15 et est repoussée contre la bille par un ressort 34 monté entre une bride 36, solidaire de l'aiguille 32, et une bride 38 portée par un embout 40 vissé dans l'extrémité arrière du tube 15. L'embout 40 est solidaire d'un bouton mollets 42 qui permet de commander la position de l'embout 40 dans le tube 15 et, par suite, la compression du ressort 34 c'est-à-dire le tarage du clapet formé par la bille 30 et l'aiguille 32 en fonction du couple maximum que doit exercer la clé. Une graduation 44, portée par la face extérieure amincie du tube 15, permet à l'utilisateur de connaître à tout moment le couple pour lequel le réglage a été effectué. A l'intérieur du tube 15 est également monté un réservoir 46 allongé, en matière élastique, qui a par exemple une forme cylindrique coaxiale au tube 15. Ce réservoir 46 est, par exemple, monté à l'une de ses extrémités sur la bride 36 solidaire de l'aiguille 32, tandis que son extrémité opposée est voisine de la cloison 16. Cette dernière extrémité est constituée par une face plane 48 formant une collerette en contact étanche avec la paroi interne du tube 15 et percée d'orifices 50 mettant en communication le volume interne du réservoir 46 avec la chambre 24. En outre, un orifice 52,- percé dans la paroi du tube 15, met l'espace entourant le réservoir 46 en communication avec l'atmosphère ambiante. La chambre 22, de même que la chambre 24 et le volume intérieur du réservoir 46, est normalement remplie d'un fluide hydraulique et le piston 10 est écarté de la cloison 16 par un ressort 54 interposé entre lui et la cloison 16. Dans cette position, le porte-outil et le manche 3 sont assemblés entre eux et maintenus dans le prolongement l'un de l'autre. Lorsque le clé est utilisée, c'est-à-dire qu'un outil 5 est monté dans le porteoutil 1, l'ensemble du manche 3 et du porte-outil 1 est déplacé dans le sens des aiguilles d'une montre, en considérant la Figure 1 ou 2, afin d'effectuer le serrage par exemple d'un écrou. Tant que le couple exercé par la clé sur cet écrou n'atteint pas la valeur maximum fixée, c'est-à-dire tant que l'effort transmis par la biellette 4 au piston 10 n'est pas suffisant pour contrecarrer la force du ressort 34 appliquant le clapet 30 contre l'orifice 19, le porte-outil et le manche sont déplacés simultanément et restent dans le prolongement l'un de l'autre. Par contre, dès que le couple maximum est atteint, la biellette 4 exerçant un effort important sur le piston 10, la pression du fluide hydraulique contenu dans la chambre 22 dépasse la force de tarage du ressort 34 et la bille 30 et l'aiguille 32 sont écartées de l'orifice 19. Le fluide hydraulique s'échappe par l'orifice 19, pénètre dans la chambre 24 puis, par les orifices 50, à l'intérieur du réservoir 46. Le piston 10 continuant à se déplacer dans le manche 3, la biellette 4 tourne autour de sonar d'articulation 6 et le manche 3 pivote, par rapport au porte-outil 1. Une grande partie du liquide hydraulique de la chambre 22 a été alors refou lée dans le réservoir 46 dont les parois de sont défor muées, ou éventuellement gonflées, en refoulant l'air contenu à l'intérieur du tube 15 par l'orifice 52. Un couple important continue à être exercé sur l'écrou à serrer mais diminue peu à peu. Bien entendu, l'utilisateur en sentant le pivotement du manche de la clé et en voyant l'extrémité 60 du porte-outil apparattre hors de la chape 12 a interrompu son effort. De par la position angulaire relative du porteoutil 1 et de la biellette 4, il est facile de voir que l'effort nécessaire pour atteindre dans la chambre 22 la pression nécessaire au décollement de la bille 30 est passée par un maximum. La clé peut alors être éloignée de l'organe mis en place. Le couple étant totalement supprimé, le ressort 54 repousse le piston 10 loin de la cloison 16, ce qui crée à l'intérieur de la chambre 22 une dépression éloignant les billes 28 de l'orifice 21 et aspirant le fluide contenu dans la chambre 24 et dans le réservoir 46 en direction de la chambre 22 du piston. La pression atmosphérique pénétrant par l'orifice 52 facilite le refoulement du fluide contenu dans le réservoir 46 en direction de cette chambre. La pression dans les différentes parties du manche s'égalise alors et le manche 3 reprend progressivement sa position dans le prolongement du porte-outil 1. La clé peut être utilisée à nouveau. De préférence, le porte-outil 1 est prolongé par une languette 60 qui s'étend entre les deux bras de la chape 12 et peut porter un voyant, ou tout autre signal, par exemple sonore, indiquant le moment où le couple maximum est franchi. Par ailleurs, l'extrémité arrière du manche, ou plus exactement du tube 15, est bombée ou munie d'un revêtement bombée facilitant la préhension et le positionnement de la main de l'utilisateur à une distance bien déterminée de l'articulation du porte-outil, ce qui est un facteur très important de la fidélité de la clé et permet à l'utilisateur d'exercer sur l'outil des efforts importants et précis. On dispose ainsi d'une clé qui peut être utilisée de manière répétée avec une grande précision et qui, en outre, est facile à régler. Sa réalisation, c'est-à-dire le montage des différentes pièces à l'intérieur du manche ne demande pas, par ailleurs, de précision particulière puisque, par exemple, l'aiguille a simplement à hêtre introduite dans l'alésage 18 et amenée au contact de la bille 32, et les autres pièces sont assemblées par emboîtement les unes dans les autres. En outre, les frottements mécaniques susceptibles de nuire à la précision sont réduits. - REVENDICATIONS 1 - Clé dynamométrique comportant un porte-outil et un manche articulés entre eux et reliés par un accouplement hydraulique les retenant assemblés, mais provoquant leur pivotement relatif lorsque le couple d'entraînement exercé par la clé atteint une valeur déterminée, cet accouplement comportant un piston (10) actionné par le porteoutil (1) et refoulant un fluide hydraulique contre l'action d'un clapet (30, 34) taré en fonction du couple maximum à exercer par la clé, caractérisée en ce que l'accouplement hydraulique comporte un réservoir souple (46) muni son extrémité voisine du clapet (30, 34) d'au moins un orifice (50) de passage du fluide refoulé par le piston (1), et d'une collerette (48) de contact étanche avec la paroi interne du manche (3). 2 - Clé dynamométrique suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un ressort de rappel (54) interposé entre le piston (10) et l'orifice (19) de sortie du fluide hydraulique et repoussant ce piston (10) loin de l'orifice. 3 - Clé dynamométrique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un orifice (52) traversant la paroi du manche (3) et mettant à l'atmosphère l'espace compris entre le réservoir souple (46) et cette paroi. 4 - Clé dynamométrique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le clapet taré comporte une bille (30) de fermeture d'un orifice (19) de petit diamètre, et une aiguille (32) repoussée par un ressort réglable (34) contre la bille (30). 5 - Clé dynamométrique suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'aiguille (32) pénètre avec jeu dans un alésage (18) contenant la bille (30). 6 - Clé dynamométrique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un orifice (21) mettant en communication la partie du manche contenant le réservoir (46) avec la chambre (22) du piston (10) est fermé par un clapet constitué par deux billes (28) libres dans un logement (20). 7 - Clé dynamométrique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le piston (10) est relié au porte-outil (1) par une biellette (4) articulée à ses deux extrémités et susceptible de se déplacer à l'intérieur du manche (3). 8 - Clé dynamométrique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le porteoutil (1) est prolongé par une languette (60) portant un signal visuel ou sonore, qui indique que le couple maximum est dépassé. 9 - Clé dynamométrique suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'axe ( 2) d'articulation du porte-outil (1) et du manche (3) est placée très près de l'outil (5) porté par le porte-outil (1).