Brevet FR2714321A1 — publié le 19950630

La présente invention est relative à un accouplement séparable entre une pièce mâle et une pièce femelle d'un outil d'entraînement en rotation d'une vis ou d'un écrou. Les accouplements actuels utilisent un carré d'entraînement mâle et un carré d'entraînement femelle conjugués, définis par exemple par la norme ISO 1174. Le carré mâle est généralement solidaire du corps de l'outil et peut s'emboîter dans le carré femelle d'une douille ayant par ailleurs un profil d'entraînement adapté aux vis ou aux écrous à serrer, cette douille pouvant faire partie d'une famille de douilles associées à la dimension du carré d'entraînement mâle considéré. Dans ces accouplements, la pièce la plus fragile est la pièce mâle, laquelle, pour un encombrement donné, peut fournir un couple garanti défini par des normes, par exemple par la norme ISO 3316. Ainsi, il existe actuellement des dimensions standardisées de carrés d'entraînement, et ces dimensions sont nécessairement éloignées les unes des autres, pour éviter qu'un carré mâle d'une dimension donnée puisse entraîner par sa diagonale un carré femelle de la dimension immédiatement supérieure. En d'autres termes, la diagonale d'un carré mâle doit être plus petite que le côté du carré femelle ayant la dimension immédiatement supérieure. Il en résulte que les couples que les carrés d'entraînement peuvent développer sont très éloignés les uns des autres. L'invention a pour but de fournir un accou- plement capable, sous un encombrement donné, de dévelop- per un couple nettement supérieur à celui correspondant à un carré de même encombrement, et pouvant se situer à peu près à mi-distance entre les couples fournis par un tel carré et par le carré de dimension immédiatement supérieur. A cet effet, l'accouplement suivant l'inven- tion est caractérisé en ce que l'une au moins des deux pièces présente en section transversale un profil ondulé à huit sommets et huit creux dans lequel les relations suivantes sont vérifiées: R1/R2 est égal à 1,2, à + 5% près, et R/r est compris entre 2 et 2,6 environ, o: R1 est le rayon du cercle circonscrit au profil R2 est le rayon du cercle inscrit dans le profil R est le rayon de courbure des fonds d'onde, et r est le rayon de courbure des sommets d'onde. L'accouplement suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivan- tes: - l'aire du profil ondulé est sensiblement constante sur toute la hauteur utile de la pièce corres- pondante; - ladite pièce est la pièce femelle, et ledit profil accepte, aux jeux fonctionnels près, un carré d'entraînement mâle normalisé; - le profil ondulé est entièrement constitué d'arcs de cercle qui se raccordent tangentiellement les uns aux autres; - les deux pièces présentent ledit profil ondulé, le profil de la pièce mâle étant, aux jeux fonctionnels près, conjugué de celui de la pièce femelle. L'invention a également pour objet un outil d'entraînement en rotation d'une vis ou d'un écrou, comprenant une première pièce adaptée pour recevoir un couple moteur et présentant un profil ondulé tel que défini plus haut, et au moins une deuxième pièce de transmission du couple moteur de la première pièce à la vis ou à l'écrou, laquelle deuxième pièce présente, aux jeux fonctionnels près, un profil d'entraînement ondulé conjugué de celui de la première pièce. Dans un tel outil, les deux profils ondulés peuvent avoir des duretés voisines l'une de l'autre, et notamment des duretés de l'ordre de 40 à 50 HRC (dureté Rockwell C). Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard du dessin annexé, sur lequel: - la Figure 1 représente schématiquement, en vue en élévation éclatée, un outil conforme à l'inven- tion; et - la Figure 2 représente la génération du profil d'entraînement suivant l'invention. L'outil 1 représenté sur la Figure 1 est une clé à cliquet comprenant un corps 2 et une pièce mâle d'entainement porte-embout 3. Le corps 2 comporte à une extrémité une poignée 4 et à l'autre extrémité une tête dans laquelle est logé un mécanisme de cliquet relié à la pièce mâle 3. Cette dernière présente, sur sa toute hauteur active située au-dehors de la tête 5, un profil d'entraînement constant qui sera décrit en détail plus loin. L'outil 1 est destiné à être complété par une douille 6, formant embout, qui fait partie d'une famille de douilles. Chacune de celles-ci comporte, dans une partie d'extrémité 7, un profil femelle conjugué, aux jeux fonctionnels près, de celui de la pièce mâle 3, et dans son autre partie d'extrémité 8 un profil d'entraîne- ment d'une vis ou d'un écrou, par exemple un six-pans femelle. Le profil d'entraînement de la pièce mâle 3 (Figure 2) est un profil ondulé 9 à huit sommets arrondis séparés par huit creux arrondis 11. Le profil 9 est entièrement constitué d'arcs de cercle tangents les uns aux autres, alternativement convexes et concaves, sans aucune arête vive. La Figure 2 représente un huitième du profil 9, c'est-à-dire la génération de ce profil sur un angle au centre a de 45 , compris entre deux rayons 12 et 13 partant du centre O du profil. Le profil 9 est défini à partir des cotes suivantes: - le rayon R1 du cercle circonscrit 14, tangent aux sommets 10, qui définit l'encombrement du profil; - le rayon r des cercles 15, tangents intérieurement au cercle 14, qui définissent les sommets 10. Les cercles 15 sont centrés sur des rayons du profil espacés angulairement de 45 les uns des autres, tels que les rayons 12 et 13; - le rayon R des cercles 16, tangents aux cercle 15, qui définissent les creux 11. Ces cercles 16 sont centrés sur les bissectrices des paires de rayons tels que 12 et 13; - le rayon R2 du cercle inscrit 17, tangent aux creux d'onde 11; et - le rayon R3 du cercle 18 tangent aux droites 19, 20 qui sont elles-mêmes tangentes au cercle 16 et perpendiculaires aux rayons 12 et 13. Cette dimension R3 représente le demi-côté du carré le plus grand qui peut s'insérer dans un profil 9 femelle. En pratique, à partir d'une dimension absolue telle que R1, le profil 9 est parfaitement défini par deux autres des grandeurs ci-dessus, par exemple R et r. Il peut également être défini, à partir d'une dimension absolue telle que R1, par deux rapports de ces grandeurs. Ainsi, une manière de définir le profil 9 consiste à choisir R1/R2 et R/r. Suivant l'invention, on choisit R1/R2 sensiblement égal à 1,2, à plus ou moins 5% près, et R/r compris entre 2 et 2,6 environ. Le profil défini de cette manière s'est révélé particulièrement bien adapté à la transmission, pour un encombrement donné, de couples élevés, c'est-à- dire nettement supérieurs aux couples transmissibles par un carré d'entraînement de même encombrement, entre deux pièces faisant partie d'un outil de serrage/desserrage. De telles pièces ont toutes deux une dureté élevée et du même ordre, typiquement de l'ordre de 40 à 50 HRC, c'est- à-dire qu'elles ne présentent par une tendance importante au fluage, contrairement aux vis et aux écrous, qui sont réalisés avec une dureté considérablement plus faible. Ce résultat avantageux résulte notamment du fait que lorsque deux profils 9, mâle et femelle, coopèrent ensemble, les contacts entre ces deux profils s'effectuent de façon tangentielle, avec des sollicita- tions ponctuelles réduites du fait des huit points de contact, et avec des forces de contact inclinées de façon à diminuer la composante radiale tendant à l'éclatement de la pièce femelle. Il est à noter qu'un profil femelle défini comme expliqué ci-dessus accepte un carré mâle classique d'entraînement de côtés 2 x R3, et permet alors de transmettre un couple au moins égal à celui que transmet- trait le carré femelle correspondant au carré mâle en question. REVENDICATIONS 1 - Accouplement séparable entre une pièce mâle (3) et une pièce femelle (7) d'un outil (1) d'en- trainement en rotation d'une vis ou d'un écrou, caracté- risé en ce qu'une au moins des deux pièces (3, 6) présente en section transversale un profil ondulé (9) à huit sommets (10) et huit creux (11) dans lequel les relations suivantes sont vérifiées: R1/R2 est égal à 1,2, à + 5% près, et R/r est compris entre 2 et 2,6 environ, o: R1 est le rayon du cercle (14) circonscrit au profil (9) R2 est le rayon du cercle (17) inscrit dans le profil (9) R est le rayon de courbure des fonds d'onde (11), et r est le rayon de courbure des sommets d'onde (10). 2 Accouplement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'aire du profil ondulé (2) est sensiblement constante sur toute la hauteur utile de la pièce (3, 6) correspondante. 3 - Accouplement suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite pièce est la pièce femelle (6), et en ce que ledit profil (9) accepte, aux jeux fonctionnels près, un carré d'entraînement mâle normalisé. 4 - Accouplement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le profil ondulé (9) est entièrement constitué d'arcs de cercle (15, 16) qui se raccordent tangentiellement les uns aux autres. - Accouplement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux pièces (3, 6) présentent ledit profil ondulé (9), le profil de la pièce mâle (3) étant, aux jeux fonctionnels près, conjugué de celui de la pièce femelle (6). 6 - Outil (1) d'entraînement en rotation d'une vis ou d'un écrou, comprenant une première pièce (3) adaptée pour recevoir un couple moteur et présentant un profil ondulé (9) tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 4, et au moins une deuxième pièce (6) de transmission du couple moteur de la première pièce à la vis ou à l'écrou, laquelle deuxième pièce présente, aux jeux fonctionnels près, un profil d'entraînement ondulé conjugué de celui de la première pièce. 7 - Outil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les deux profils ondulés (9) ont des duretés voisines l'une de l'autre. 8 - Outil suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites duretés sont de l'ordre de 40 à 50 HRC.