Brevet FR2641226A1 — publié le 19900706

L'invention concerne un outil de serrage et de desserrage d une pièce ayant une surface externe lisse symétrique de révolution, telle qu'une rotule d'un mécanisme de direction d'un véhicule automobile. De nombreux véhicules automobiles comportent une direction à crémaillère, la crémaillère étant deplacée dans un sens ou dans l'autre par rotation de l'arbre de direction relié au volant et reliée à ses extrémités, par l'intermédiaire de rotules. à des biellettes de connexion elles-memes reliées aux roues directrices. La rotule de liaison est vissée à l'extrémi- té de la crémaillère et l'ensemble constitué par la crémaillére et la rotule est protégé par un soufflet en matériau caoutchouté. Sur tous les modèles de véhicules automobiles actuellement en service, la rotule présente une surface externe entiérement lisse de forme cylindrique. I1 n'est donc pas possible d'utiliser un outil habituel tel qu'une clé plate pour assurer le montage ou le demontage de la rotule, dans la mesure ou aucun usinage ou méplat ne permet de réaliser un blocage en rotation entre la clé et la rotule. Sur les chaines de montage des véhicules, aussi bien que dans les ateliers de réparation, il est donc nécessaire d'utiliser des outillages speciaux pour effectuer le montage ou le remplacement des rotules de direction. Jusqu'à présent, on a utilisé, pour assurer le montage ou le remplacement des rotules de direction, soit des clés à griffe, soit des dispositifs comportant deux demi-coquilles et un carré d'entrainement, soit encore des clés comportant deux machoires fixes et une machoire mobile associées à un levier de serrage et de desserrage. Les clés à griffe ne doivent être utilisées que comme une solution de dépannage, lorsqu'aucun autre type d'outillage n'est disponible, dans la mesure où ces clés peuvent occasionner la formation de bavures importantes sur le diamètre extérieur lisse de la rotule. Ces bavures peuvent entrainer à leur tour une usure et des détériorations du soufflet de protection de la crémaillére pendant le fonctionnement de la direction. Les dispositifs comportant deux demi-coquilles dont la forme est adaptée à la forme extérieure de la rotule permettent d'éviter des dégradations de la rotule lors de son dévissage ou de son vissage , de plus, le carré d entrainement peut permettre d' utili- ser une clé dynamométrique pour le serrage et donc d'effectuer ce serrage au couple spécifié. Cependant, ce dispositif a tendance à glisser sur la surface extérieure de la rotule, lors d'opérations de desserrage nécessitant des couples élevés.En outre, l'utilisa- tion de ce dispositif nécessite un temps de montage et de démontage relativement long, si bien qu'il n'est pas possible d'envisager son utilisation dès que le temps de main-d'oeuvre intervient pour une part importante dans le prix de la réparation ou de l'intervention desirée. On connait également une clé comportant un corps constituant deux machoirès fixes sur sa surface interne, la forme de ces machoires étant adaptée à la forme extérieure de la rotule, La clé comporte une troisième mâchoire solidaire d'un levier sur lequel on peut exercer le couple de serrage ou de desserrage. Le levier est monté articule-à l'intérieur d'un embrèvement prévu dans le corps de 1 outil, autour d un axe parallèle à l'axe de serrage et de desserrage de la rotule, c' est-à-dire paralléle à l'axe commun aux deux machoires fixes correspondant à l'axe de révolution de la surface extérieure de la rotule, lorsque l'outil est en position de travail.L'axe de 1 articulation du levier se trouve de plus sur une direction radiale commune aux deux mâchoires fixes qui correspond à la direction longitudinale du levier. La troisième mâchoire est constituée par l'extrémité interne du levier dirigée vers la surface externe de la pièce dont on assure le serrage ou le desserrage. Lorsqu'on bascule le levier dans un sens ou dans l'autre pour assurer le serrage ou le desserrage, sa partie interne constituant la troisième mâchoire vient appuyer sur la surface extérieure de la rotule en se plaçant de manière oblique, si bien que le contact avec la rotule sur une surface faible et délimitée par une arête vive risque d'endommager la surface extérieure de la rotule. Le levier dont la partie d'extrémité constitue la troisième mâchoire est donc réalisé en un alliage d'aluminium dont la dureté est très inférieure à celle de l'acier. La surface d'extrémité du levier constituant la mâchoire a tendance à se mater et à s'user assez rapidement à l'usage. En outre, le coefficient de frottement de la partie de serrage est médiocre et le couple transmis peut être insuffisant. Le but de l'invention est donc de proposer un outil de serrage et de desserrage d'une piece ayant une surface externe lisse symétrique de révolution, comportant un corps présentant deux mâchoires fixes dont la forme intérieure correspond à celle de la surface externe de la pièce et un levier dispöse dans uné direction sensiblement radiale par rapport à la surfa ce interne des deux machoires fixes, articulé autour d'un axe parallèle à l'axe de serrage et de desserrage de la pièce correspondant à l'axe des deux mâchoires et associé à une troisième mâchoire de serrage disposée entre les deux premières, cet outil de serrage et de desserrage permettant d'exercer des couples importants sur la pièce sans endommager son état de surface. Dans ce but, la troisième m choi-re de serrage est constituée par un patin monté mobile dans la direction radiale entre les deux premières mâchoires et le levier comporte une partie d'extrémité constituant une came d'actionnement du patin venant en contact avec la surface externe de ce patin opposée à la surface interne de la troisième machoire pour déplacer le patin dans la direction radiale en direction de la pièce, lorsqu'on fait tourner le levier dans le sens du serrage ou de desserrage autour de son axe dont la distance aux différents points de contact successifs de la surface de came est croissante dans le sens de serrage ou de desserrage. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un outil de serrage suivant l'invention, comparativement à un outil de serrage suivant l'art antérieur. La figure 1 est une vue latérale en coupe partielle de la partie de liaison d'un mécanisme de direction d'un véhicule automobile. La figure 2 est une vue en coupe partielle, suivant une direction axiale, d un outil suivant l'art antérieur. La figure 3 est une vue en coupe partielle, suivant 3-3 de la figure 4, d'un outil suivant l'invention. La figure 4 est une vue en coupe suivant 4-4 de la figure 3 de l'outil suivant l'invention. Sur la figure 1, on voit la partie d'extrémité de la crémaillère 1 d'un mécanisme de direction d'un véhicule automobile qui est reliée à une biellette de connexion 2 par l'intermédiaire d'une rotule 3. La rotule 3 est fixée par vissage d'une partie filetée dans dans une partie d'extrémité taraudée correspondante de la crémaillère 1. La crémaillère et la rotule sont disposées à l'intérieur d'un soufflet de protection en caoutchouc 5. La rotule 3 comporte une surface externe cylindrique lisse 3a sur laquelle on vient appliquer les moyens de serrage de l'outil de montage ou de démontage-de la rotule 3. Sur la figure 2. on a représenté un outil de montage et de démontage d une rotule de direction de véhicule automobile de type connu et utilisé aussi bien par les constructeurs automobiles que par les garagistes. Cet outil, désigné de manière générale par le repère 7, comporte un corps 8 délimitant à sa partie interne deux machoires 9a et 9b en forme de portion de cylindre dont le rayon est légèrement supérieur au rayon de la surface externe 3a de la rotule dont on veut assurer le.montage ou le démontage. Les mâchoires 9a et 9b comportent à leurs extrémités des dents respectivement 10a et 1Db venant en contact avec la surface 3a de la rotule, lorsque l'outillage est en service. Le corps 8 de l'outil comporte également un embrèvement 11 dans lequel est monté un levier 12 articulé autour d'un axe 13. L'extrémité- interne du levier 12 dirigée vers la surface 3a de la rotule constitue une troisième machoire 14 en forme de portion de cylindre dont le rayon est sensiblement égal au rayon de la surface externe 3a de la rotule. Le levier 12 comporte également une partie d'extrémité 15 opposée à la troisième mâchoire 14 sur laquelle on peut venir engager un outil tel qu'un manche de serrage ou une clé dynamométrique. En position de service, l'outil 7 est engagé autour de la surface extérieure 3a de la rotule, comme représenté sur la figure 2. Un couple est exercé par l'intermédiaire de l'outil de serrage sur le levier 12 dans un sens ou dans l'autre pour réaliser le serrage ou le desserrage de la rotule. La partie interne 14 du levier 12 constituant la troisième mâchoire vient s'appliquer sur la surface extérieure 3a de la bielle de manière à constituer une troisième zone de contact, les deux autres zones étant constituées par les parties 10a et 1Db des surfaces internes 9a et 9b du corps 8 de l'outil 7 qui sont appliquées contre la surface 3a en réaction de la force radiale exercée par le levier 12. L'inconvénient du dispositif selon l'art an antérieur représenté sur la figure 2 est que la partie interne du levier 12 constituant la troisième mâchoire 14 vient appuyer sur la surface externe 3a de la bielle 3 avec une forte obliquité. Il peut en résulter une détérioration de la surface extérieure 3a de la bielle par l'arête délimitant la mâchoire 14. Afin de limiter ces risques d'endommagement de la surface extérieure de la bielle, on réalise le levier 12 en alliage d'aluminium dont la dureté est très inférieure à celle de l'acier. En conséquence. la partie 14 du levier a tendance à se mater et à s'user å l'usage et le coefficient de frottement de la partie serrante reste mé- diocre. Le couple transmis à la bielle n'est donc pas optimal. Sur les figures 3 et 4, on a représenté un outil de serrage et de desserrage suivant l'invention comportant un corps 18 dans lequel sont délimitées deux mâchoires 19a, 19b en forme de portions de cylindre dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre de la surface externe 13a de la rotule dont on désire réaliser le serrage ou le desserrage en utilisant l'outil 17 suivant l'invention. Les mâchoires 19a et 19b comportent des parties d'extrémité 20a et 20b présentant une denture favorisant l'accrochage des machoires sur la surface externe 13a de la rotule. Le corps 18 de -l outil comporte également un embrèvement 21 évasé vers l'extérieur et disposé entre les deux branches de l'outil constituant des mâchoires 19a et 19b. Comme il est visible sur la figure 4, la partie de l'outil située de part et d'autre de l'embravement 21 constitue une chape dans laquelle est monté articulé, par l'intermédiaire d'un axe 23, un levier 22 dont la direction est sensiblement radiale par rapport à la surface cylindrique des mâchoires 19a et 19b du corps 18 de l'outil 17. L axe 23 est monté dans une position excen trée d une distance a par rapport à l'axe du levier 22 correspondant à une direction radiale des mâchoires 19a et 19b et de la surface extérieure 13a de la bielle 13. La partie d'extrémité intérieure du levier 22 est constituée par une pièce d'appui 26 constituant une came dont la surface externe 26a présente la forme d'un cylindre dont l'axe 27 est concourant avec l'axe longitudinal du levier 22. L'axe d'articulation 23 du levier 22 est monté de manière excentrée d'une longueur b par rapport à la position de l'axe 27 suivant la direction longitudinale du levier 22. La pièce d'appui 25 constituant une came est en contact par sa surface externe de came 26a avec un patin 25 dont la surface intérieure 24 constitue la troisième mâchoire de l'outil 17. La mâchoire 24 pre- sente une denture 24 comme les parties 20a et 20b des mâchoires 19a et 19b. Le patin 25 est monté librement coulissant dans la direction radiale à l'intérieur de l embrève- ment 21 du corps 18 de l'outil. Chacune des faces évasées de l'embrévement 21 et chacune des faces correspondantes de guidage du patin 25 est inclinée d'un angle sensiblement égal à 20 par rapport à l'axe longitudinal du levier 22. Le patin 25 est maintenu à l'intérieur du corps 18 de l'outil par la partie d'appui 26 du levier 22. De préférence, l'axe d'articulation 23 du levier .22 est excentré d'une même distance a égale b par rapport à l'axe 27 de la surface de came cylindre que 26a et par rapport à l'axe du levier 22. L'axe d'articulation géométrique du levier 22 est donc excentré à 45- par rapport à l'axe longitudinal du levier 22, cet excentrement étant avanta geusement de l'ordre de 5 mm. Il en résulte que les points successifs de la surface de came 26a venant en contact avec le patin 25 suivant l'axe longitudinal du levier 22 se trouvent à une distance croissante de l'axe géométrique d'articulation du levier, lorsqu'on fait tourner le levier 22 grace à un outil engagé sur sa partie d extrémité externe 25, dans le sens de la flèche 29. La coopération de la surface de came 26a avec la surface supérieure d appui 25a du patin 25 provoque un déplacement radial vers l'intérieur du patin et donc un serrage de la troisième mâchoire 24 contre la surface externe 13a de la rotule 13. Ce déplacement radial du patin assure à la fois le serrage de la surface de la rotule contre les surfaces internes 20a et 20b des deux premieres machoires et contre la surface 24 de la troisieme machoire. Le contact de la troisième mâchoire 24 se produit suivant toute la surface cylindrique de cette machoire parfaitement adaptée à la forme et à la di met sinon extérieure de la surface 1 3 a de la rotule. On ne risque donc pas d'endommager la surface externe 13a de la rotule lors du serrage ou lors du desserrage. Le patin 25 est parfaitement guidé et se déplaçe dans une direction parfaitement radiale, si bien que la position de serrage de ce patin ne présente aucune obliquité, comme dans le cas du dispositif suivant l'art antérieur. Pour réaliser le serrage ou le desserrage. l'outil est placé dans une position telle que représentée sur la figure 3 ou dans une position où il se trouve retourné face pour face, afin de réaliser le serrage du patin dans le sens inverse de rotation du levier., Le corps 18 de l'outil, le levier 22 et le patin 25 peuvent être réalisés en acier traité thermiquement de manière à obtenir une grande dureté. Les machoires de l'outil sont ainsi constituées en une matière résistant au matage et à l'usure en service et ne produisant pas de détérioration de la surface externe de la pièce dont on assure le serrage et le desserrage. L'outil présente donc une durée de vie très nettement accrue et permet d'exercer des couples au serrage ou au desserrage bien supérieurs aux couples exercés par les outils suivant l'art antérieur. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a éte décrit. C'est ainsi que le corps de l'outil peut avoir une forme différente de celle qui a été decrite , en particulier, l'embrèvement 21 du corps de l'outil dans lequel est logé le patin et le patin lui-meme peuvent avoir des formes différentes, à partir du moment où le guidage radial du patin est assuré dans des conditions satisfaisantes. Le patin 25 peut être monté totalement libre à l'intérieur de l'embrè- vement 21, son maintien étant assuré par l'extrémité d'appui 26 du levier ou au contraire guidé dans une lumière présentant un épaulement d'arrêt du patin vers 1' extérieur, La partie d'appui 26 du levier 22 constituant une came peut avoir une surface de came 26a d'une forme différente de celle qui a été décrite et par exemple une forme dissymétrique par rapport à l'axe longitudinal du levier 22. Dans ce cas, l'axe d'articulation 23 du levier 22 peut être fixe dans une position parfaitement centréé par rapport à l'axe longitudinal du levier 22. Enfin, le dispositif suivant l'invention peut être adapté. par ses dimensions et sa forme, au démontage de toute rotule de véhicules automobiles ou encore de toute autre pièce ayant une surface extérieure lisse symétrique de révolution. REVENDICATIONS 1.- Outil de serrage et de desserrage d'une pièce (13) ayant une surface externe (13a) lisse symétrique de révolution, comportant un corps (18 > présentant deux mâchoires fixes (visa, 19b) dont la forme in extérieure correspond à celle de la surface externe de la pièce et un levier (22) disposé dans une direction sensiblement radiale par rapport à la surface interne (isba, 19b) des deux mâchoires fixes, articulé autour d'un axe (23) parallèle a l'axe de serrage et de desserrage de la pièce correspondant à l'axe des deux machoires (1 Sa, 19b) et associe a une troisième mâchoire de serrage (24) disposée entre les deux premières, ca ractérisé par le fait que la troisième mâchoire de serrage (24) est constituée par un patin (25) monté mobile entre les deux premières mâchoires (19a, 19b) et que le levier (22) comporte une partie d'extrémité (26) constituant une came d'actionnement du patin (25) venant en contact avec la surface externe (25a) de ce patin (25) opposée à la surface interne de la troisième mâchoire (24) pour déplacer le patin dans la direction radiale en direction de la pièce (13), lorsqu'on fait tourner le levier dans le sens du serrage ou du desserrage autour de son axe (23) dont la distance aux différents points de contact successifs de la surface de came (26a) est croissante dans le sens de rotation du levier pour le serrage ou le desserrage. 2.- Outil suivant la revendication 1, carac terisé par le fait que le patin (25), le corps de l'outil (18) et le levier (22) sont constitues par un acier durci par traitement thermique. 3.- Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la surface de came (26a) est une surface cylindrique dont l'axe (27) -est concourant avec l'axe longitudinal du levier (22), l'axe d'articulation (23) du levier (22) sur le corps (18) de l'outil étant dans une position excentrée par rapport à l'axe (27) de la surface de came cylindrique (26a). & - Outil suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que l'axe d'articulation (23) du levier (22) sur le corps (18) de l'outil (17) est disposé dans une direction faisant un angle de 45 avec l'axe longitudinal du levier (22) et excentré d'une distance sensiblement égale à 5 mm par rapport à l'axe (27) de la surface cylindrique de came (26a). 5.- Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les deux premières mâchoires (19a, 19b) ainsi que la troi sième mâchoire (24) constituée par la surface interne du patin (25) comportent une denture d'accrochage (20a, 20b, 24'). 6.- Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le levier (22) comporte une partie externe opposée à sa partie d'extrémité (26) constituant une came présente une forme permettant l'adaptation d'un outil de serrage tel qu'un manche ou une clé dynamométrique sur le levier (22). 7.- Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le patin (25) est monté libre dans un embrévement (21) usiné dans le corps de l'coutil (18), 8.- Outil suivant la revendication 7, ca racterise par le fait que l'embrévement (21) est évasé vers l'extérieur et que le patin (25) comporte une surface de guidage de forme correspondante évasée vers l'extérieur, le patin (25) étant maintenu dans l'em brévement (21) uniquement par la partie d'extrémité (26) du levier (22).