Brevet FR2756203A1 — publié le 19980529

La présente invention est relative à une clé dynamométrique du type comprenant un corps extérieur de forme allongée dans lequel la tête de la clé est arti- culée autour d'un pivot; un poussoir mobile axialement dans le corps extérieur et sollicité vers la tête par un ressort taré; au moins un premier élément roulant destiné à réduire le frottement lors des déplacements du pous- soir, cet élément roulant comportant une surface périphé- rique qui roule sur une première piste solidaire du corps extérieur et qui est pressée contre cette piste lors de l'application du couple; et un organe de transmission d'effort interposé entre l'extrémité avant du poussoir et l'extrémité arrière de la tête. L'invention s'applique aux clés dites "à cassure", dans lesquelles, lorsqu'un couple appliqué prédéterminé est atteint, le corps extérieur se décale angulairement, par rapport à la tête, d'un angle relati- vement important et visible. Elle s'applique également aux clés dite "à déclenchement", dans lesquelles, dans les mêmes conditions, le corps extérieur ne se décale que d'un angle faible, l'utilisateur étant averti essentiel- lement par un choc entre deux pièces métalliques que le couple maximal est atteint. Pour améliorer la précision du réglage du couple de déclenchement lors de l'étalonnage et au cours du temps, il est connu de faciliter le déplacement axial du poussoir au moyen d'un ou plusieurs éléments de roulement. Les documents US-A-2 897 704, 5 503 042 et 244 284 sont des exemples de cette technologie. Cependant, dans chacun des documents ci- dessus, les éléments roulants sont des rouleaux prolongés par des axes, lesquels sont reçus dans des logements (orifices ou rainures) du poussoir. Il en résulte un frottement substantiel entre ces axes et leurs logements lorsque le poussoir se déplace, ce qui nuit à la préci- sion du couple de déclenchement. L'invention a pour but de fournir de façon économique une précision et une reproductibilité accrues du couple de déclenchement. A cet effet, l'invention a pour objet une clé dynamométrique du type précité, caractérisé en ce que la surface périphérique de l'élément roulant roule également sur une deuxième piste ménagée sur le poussoir. La clé dynamométrique suivant l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - l'élément roulant est un rondin cylin- drique, et chaque piste est plane, l'une des deux pistes étant délimitée par des flancs qui coopèrent avec les faces d'extrémité du rondin tandis que l'autre piste est plus large; - la clé comprend des moyens de contact direct ou indirect entre une pièce solidaire du corps extérieur et une région du poussoir située en arrière de ladite deuxième piste et à l'opposé de cette dernière par rapport à l'axe général du corps extérieur; - lesdits moyens de contact comprennent un second élément de roulement, notamment analogue audit premier élément de roulement; - lesdits moyens de contact comprennent une surface bombée solidaire du poussoir; - le poussoir comporte à son extrémité avant deux rampes de cames successives ayant deux inclinaisons différentes, reliées par un arrondi ou par une arête vive, et l'organe de transmission d'effort roule sur ces rampes; l'organe de transmission d'effort et les rampes possèdent des génératrices conjuguées, notamment linéaires, et le poussoir est monté avec une liberté de débattement qui assure son auto-alignement sur l'organe de transmission d'effort; - l'organe de transmission d'effort est un dé ou une bille qui coopère avec des évidements en regard du poussoir et de la tête; - ladite première piste est ménagée dans une glissière rapportée dans le corps extérieur; - l'orientation de la glissière par rapport à l'axe général du corps extérieur est réglable; - la glissière a une forme générale tubulaire et présente une surface extérieure convergente avec, à une extrémité de cette surface, une forme rotulante et, à l'extrémité opposée de cette surface, des moyens de réglage d'inclinaison, notamment des vis radiales, qui traversent le corps extérieur. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue de dessus, avec coupe partielle, d'une clé à cassure conforme à l'invention; - la Figure 2 est une vue en coupe de côté, prise suivant la ligne II-II de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue en coupe transver- sale prise suivant la ligne III-III de la Figure 4; - la Figure 4 est une vue en coupe de côté, à plus grande échelle, de la région IV de la Figure 2; - la Figure 5 est une vue de dessus, partiel- lement en coupe suivant la ligne V-V de la Figure 4; - les Figures 6 et 7 sont des vues analogues à la Figure 4, illustrant respectivement deux phases successives du fonctionnement de la clé; - les Figures 8 et 9 sont des vues partielles analogues à la Figure 4 de deux variantes; - la Figure 10 est une vue analogue à la Figure 4 d'une autre variante; - la Figure 11 est une vue analogue à la Figure 4 d'un autre mode de réalisation de l'invention, constituant une clé à déclenchement; et - la Figure 12 est une vue analogue à la Figure 11, représentant la clé après son déclenchement. La clé à cassure des Figures 1 à 5 comprend essentiellement une tête 1, un corps extérieur tubulaire 2 à section circulaire, un poussoir 3, un ressort hélicoïdal taré 4 et un mécanisme de réglage 5. L'ensemble de l'outil comporte un axe général X-X. La tête 1 est une pièce qui comporte un bloc avant 6, une zone intermédiaire d'articulation 7 et une queue arrière 8. Le bloc 6 présente, à partir de son extrémité avant, un alésage borgne 9, dans lequel s'emboîte et se fixe un dispositif d'actionnement 10. Ce dernier est typiquement une tête de cliquet réversible par retournement, munie d'un carré d'entraînement 11 sur lequel s'adapte une douille de vissage (non représentée). La zone 7 de la tête 1 tourillonne sur un pivot 12 qui traverse diamétralement le corps 2 et en est solidaire. L'extrémité arrière de la queue 8 est fourchue et porte un galet cylindrique 13 qui tourillonne sur un pivot 14 parallèle au pivot 12. Pour la commodité de la description, on supposera que le pivot 12 est horizontal, comme représen- té sur la Figure 2, de même que l'axe général X-X. Ceci correspond à l'actionnement d'une vis ou d'un écrou (non représenté) à axe horizontal. On supposera par ailleurs que le serrage de cet organe fileté s'effectue en abaissant l'extrémité droite du corps 2, suivant la flèche F de la Figure 2. Une glissière 15 de forme générale tubulaire est fixée dans une zone intermédiaire du corps 2. Cette glissière définit une piste supérieure plane et horizon- tale 16 et une piste inférieure plane et horizontale 17 (Figure 3). Ces deux pistes, qui ont, dans cet exemple, la même largeur L, sont symétriques par rapport au plan vertical médian P et sont délimitées latéralement par des flancs 116, 117, respectivement, parallèles au plan P. La glissière définit par ailleurs deux faces latérales 18 en vis-àvis, également parallèles au plan P. Sur la partie arrière du corps 2 est fixée une poignée 19 en matière plastique. Le poussoir 3 a une section générale cylin- drique adaptée pour coulisser avec jeu dans la glissière 15. Dans sa partie avant, un évidement forme une piste supérieure 20 plane et horizontale, parallèle aux pivots 12 et 14. A l'arrière de cette piste 20, et à l'opposé par rapport à l'axe X-X, le poussoir comporte un second évidement qui définit une seconde piste plane et horizon- tale 21 parallèle à la première. La piste 20 se trouve en regard de la piste 16 de la glissière, et la piste 21 se trouve en regard de la piste 17. Un rondin cylindrique avant 22 est interposé entre les pistes 16 et 20, et un rondin cylindrique arrière 23 est interposé entre les pistes 17 et 21. Dans cet exemple, les deux rondins ont le même diamètre. De plus, ils sont de longueur L, de façon à être guidés entre les flancs 116, 117 des deux pistes. A son extrémité arrière, juste derrière la piste 21, le poussoir comporte une zone bombée sphérique 24, laquelle (Figure 3) est en contact par deux points diamétralement opposés 25 avec les faces latérales 18 de la glissière. A son extrémité avant, le poussoir comporte une came à génératrices horizontales et transversales, formée de deux rampes successives 26 et 27. La rampe inférieure 26 a une pente relativement faible, par exemple de l'ordre de 35 , tandis que la rampe supérieure 27 a une pente nettement plus forte, par exemple de l'ordre de 70 . Ces pentes sont mesurées par rapport à l'axe X-X. Les deux rampes sont reliées par un arrondi 28 qui s'y raccorde tangentiellement et dont le centre se trouve à peu près à mi-longueur de la piste 20 et au niveau, dans le sens radial, du centre du rondin 22. La face arrière du poussoir 3 est verticale et est creusée d'un évidement conique central 29. Une bille 30 s'appuie dans cet évidement et dans un évidement conique 31, situé en regard, prévu dans la face avant d'un embout 32 solidaire de l'extrémité avant du ressort 4. Un ensemble embout-bille analogue 33 est prévu à l'extrémité arrière du ressort 4, et sur la bille s'appuie une plaque verticale 34 qui fait partie du mécanisme de réglage 5. Ce dernier est classique et comporte un système vis-écrou dont la vis 35 est ac- tionnée par un six-pans creux 35A. Le couple de déclen- chement ainsi réglé, défini par la compression du ressort 4 qui correspond à la position de la plaque 34, est affiché sur une graduation appropriée du corps 2 visible à travers une fenêtre 36 de la poignée 19, comme schéma- tisé sur la Figure 1. Le fonctionnement de la clé à cassure ainsi décrite est le suivant. Au repos (Figures 4 et 5), le galet 13 est en appui sur la région supérieure de la rampe inférieure 26, au voisinage de l'arrondi 28, et la queue 8 est en butée en 37 contre la région inférieure du corps 2. De plus, chaque rondin 22, 23 se trouve au voisinage de l'extrémité arrière de la piste 20, 21 associée. Lorsqu'une force est appliquée sur la poignée 19 suivant la flèche F de la Figure 2, le galet 13 exerce sur le poussoir 3 une réaction radiale R qui possède une composante axiale RA dirigée vers l'arrière. Lorsque, la force augmentant, cette composante axiale équilibre la force du ressort 4, le poussoir commence à reculer, de sorte que le galet 13 vient rouler sur l'arrondi 28 (Figure 6) puis sur la rampe supérieure 27 (Figure 7), jusqu'à ce que la queue 8 bute, en 38, sur la région supérieure du corps 2. Du fait de l'augmentation de la pente de la came 26 à 28 dès que le galet aborde l'arrondi 28, le couple décroît dès que le couple maximal prédéterminé par le réglage de l'outil est atteint. Cependant, grâce à l'inclinaison de la rampe supérieure 27, le couple ne s'annule pas brusquement, ce qui serait dangereux. Le choc qui se produit éventuellement en 38 (Figure 7) entre la queue 8 et le corps 2 indique que la cassure maximale de la clé est atteinte. Les pistes 20 et 21 sont dimen- sionnées de façon que les rondins se trouvent alors au voisinage de l'extrémité avant de ces pistes. La réaction R passe en permanence au voisi- nage du rondin 22, de sorte que celui-ci transmet l'effort à la piste associée 16. Grâce au fait que ce rondin roule à la fois sur cette piste 16 et sur la piste du poussoir, seule une résistance au roulement est à vaincre, ce qui garantit pour le poussoir une liberté de déplacement particulièrement élevée. On peut atteindre ainsi une grande précision de réglage du couple de déclenchement, une grande stabilité de ce couple au cours du temps, et une bonne reproductibilité des performances d'un outil à l'autre. Les rondins sont cylindriques et bien guidés par la coopération de leurs faces d'extrémités avec les flancs verticaux 116, 117 des pistes 16 et 17. Pour cela, la profondeur des évidements correspondants est voisine du rayon des rondins. Il s'ensuit qu'un contact linéaire est conservé entre chaque rondin et les pistes asso- ciées, et que les pressions de contact sont donc relati- vement réduites, ce qui diminue l'usure au cours du temps. De plus, les pistes 20 et 21 sont ménagées sur toute la largeur des cordes correspondantes de la section du poussoir (Figure 3), et sont plus larges que les pistes 16 et 17. Par suite, le poussoir possède une certaine liberté de débattement horizontal par rotation autour d'un axe vertical Y-Y qui passe par le centre de la zone sphérique 24, le guidage étant assuré par les deux contacts latéraux 25 (Figure 3). Ceci garantit un auto-alignement du poussoir par rapport au galet 13, et donc un contact linéaire, à faible pression de contact, entre ce dernier et la came 26 à 28. En variante, la rampe supérieure 27 peut être concave (Figure 8) et/ou se raccorder à la rampe 26 par une arête vive 128 (Figure 9). Dans la variante de la Figure 10, la surface extérieure de la glissière 15 converge vers l'avant suivant un angle a de quelques degrés et présente à l'arrière une région sphérique 39 qui rotule dans le corps 2. Deux vis de réglage 40 diamétralement opposées, à axe vertical commun, traversent des orifices taraudés du corps 2 et viennent au contact de la surface exté- rieure de l'extrémité avant de la glissière. Leurs degrés de pénétration définissent l'orientation angulaire P de l'axe de la glissière par rapport à l'axe X-X, dans le plan vertical médian P. Ceci permet de régler, au départ, la pente des rampes 26 et 27, et facilite par conséquent l'étalonnage initial de l'outil. La clé représentée sur les Figures 11 et 12 diffère de celle des Figures 1 à 5 sous deux aspects. D'une part, il s'agit d'une clé à déclenche- ment du type à dé. Ainsi, la face arrière de la queue 8 et la face avant du poussoir sont des faces verticales en regard l'une de l'autre, dont chacune comporte un évidement 41 tronconique à fond plat et vertical 42. Un dé cubique 43 s'applique, au repos, sur les deux fonds 42 (Figure 11). Lorsque le couple maximal prédéterminé est atteint, le dé s'incline, et l'allongement de la composante axiale de la diagonale qui en résulte fait reculer le poussoir (Figure 12), jusqu'à ce que la queue 8 vienne au contact de la région supé- rieure du corps 2, en 38. En variante, le dé 43 pourrait être remplacé par une bille coopérant avec deux évide- ments coniques à la manière de la bille 30, ou encore par tout autre dispositif de déclenchement connu. D'autre part, on est parti de l'observation suivante: dans les exemples des Figures 1 à 10, le rondin avant 22 subit un effort de compression important, mais il n'en est pas de même du rondin arrière 23, qui n'est que faiblement sollicité. On peut donc, au moins dans certains cas, remplacer le rondin arrière par un contact plus économique à réaliser, qui est ici un contact direct frottant de la région arrière inférieure du poussoir sur la glissière 15. Ce contact est, de façon avantageuse, assuré par la région sphérique 24 déjà utilisée pour le guidage latéral avec auto-alignement du poussoir. REVENDICATIONS 1 - Clé dynamométrique, du type comprenant un corps extérieur (2) de forme allongée dans lequel la tête (1) de la clé est articulée autour d'un pivot (12); un poussoir (3) mobile axialement dans le corps extérieur et sollicité vers la tête par un ressort taré (4); au moins un premier élément roulant (22) destiné à réduire le frottement lors des déplacements du poussoir, cet élément roulant comportant une surface périphérique qui roule sur une première piste (16) solidaire du corps extérieur et qui est pressée contre cette piste lors de l'application du couple; et un organe de transmission d'effort (13; 43) interposé entre l'extrémité avant du poussoir et l'extrémité arrière de la tête, caractérisée en ce que la surface périphérique de l'élément roulant (22) roule également sur une deuxième piste (20) ménagée sur le poussoir (3). 2 - Clé dynamométrique suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que l'élément roulant (22) est un rondin cylindrique, et en ce que chaque piste (16, 20) est plane, l'une des deux pistes (16) étant délimitée par des flancs (116) qui coopèrent avec les faces d'extrémité du rondin (22) tandis que l'autre piste (20) est plus large. 3 - Clé dynamométrique suivant la revendica- tion 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (23; 24) de contact direct ou indirect entre une pièce (15) solidaire du corps extérieur (2) et une région du poussoir (3) située en arrière de ladite deuxième piste (20) et à l'opposé de cette dernière par rapport à l'axe général (X-X) du corps extérieur. 4 - Clé dynamométrique suivant la revendica- tion 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de contact comprennent un second élément de roulement (23), notam- ment analogue audit premier élément de roulement (22). - Clé dynamométrique suivant la revendica- tion 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de contact comprennent une surface bombée (24) solidaire du poussoir (3). 6 - Clé dynamométrique suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le poussoir (3) comporte à son extrémité avant deux rampes de cames successives (26, 27) ayant deux inclinai- sons différentes, reliées par un arrondi (28) ou par une arête vive (128), et en ce que l'organe de transmission d'effort (13) roule sur ces rampes. 7 - Clé dynamométrique suivant la revendica- tion 6, caractérisée en ce que l'organe de transmission d'effort (13) et les rampes (27, 28) possèdent des génératrices conjuguées, notamment linéaires, et en ce que le poussoir (3) est monté avec une liberté de débattement qui assure son auto-alignement sur l'organe de transmission d'effort (13). 8 - Clé dynamométrique suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'organe de transmission d'effort est un dé (43) ou une bille qui coopère avec des évidements (41) en regard du poussoir (3) et de la tête (1). 9 - Clé dynamométrique suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ladite première piste (16) est ménagée dans une glissière (15) rapportée dans le corps extérieur (2). 10 - Clé dynamométrique suivant la revendica- tion 9, caractérisé en ce que l'orientation de la glissière (15) par rapport à l'axe général (X-X) du corps extérieur (2) est réglable. 11 - Clé dynamométrique suivant la revendica- tion 10, caractérisée en ce que la glissière (15) a une forme générale tubulaire et présente une surface exté- rieure convergente avec, à une extrémité de cette surface, une forme rotulante (39) et, à l'extrémité opposée de cette surface, des moyens de réglage d'inclinaison, notamment des vis radiales (40), qui traversent le corps extérieur (2).