Brevet FR2798876A1 — publié le 20010330

L'invention concerne un outil d'entraînement en rotation pour un organe de vissage, notamment outil à main, du type comprenant une tête présentant au moins deux surfaces de prise pour entraîner l'organe de vissage par complémentarité au moins partielle de forme, et des moyens d'entraînement en rotation de tête, la tête se comportant globalement comme une piece monobloc lors de l'entraînement en rotation d'un organe de vissage, la tete comprenant région de liaison des surfaces de prise et des parties transmission vers les surfaces de prise d'un effort de rotation appliqué sur moyens d'entraînement, la région de liaison étant située entre les parties transmission d'effort et les surfaces de prise, L'invention s'applique, par exemple, aux clés plates à fourche. La tête d'une telle clé comporte deux mâchoires rigides ouvertes qui présentent chacune une surface de prise pour un organe de vissage tel qu'un écrou. Les deux surfaces de prise sont en regard l'une de l'autre. Lorsqu'on utilise une telle clé pour transmettre un couple à un écrou, la fourche se deforme de sorte que les surfaces de prise s'écartent. L'écrou, ce fait, tourne rapport à la fourche. Ceci modifie les points d'appui entre l'ecrou et la fourche en tendant à rapprocher les vecteurs de force (théoriquement parallèles) correspondant au couple. De ce fait, pour un couple donné, l'intensité des forces correspondantes augmente. Cette augmentation entraîne à tour une augmentation de la flexion de la fourche. Le phénomène s'amplifie lui-même et, au-delà d'une certaine valeur, il y a rotation totale de l'écrou dans la fourche avec souvent destruction de cette dernière. On peut dire que l'écrou se transforme alors en une véritable came qui fait éclater la clé. Le phénomène limite donc la valeur des couples qui peuvent être transmis par une telle clé plate à fourche. Ce phénomène est présent de manière générale dans les outils qui ne permettent pas, contrairement par exemple aux pinces-étaux, un serrage des surfaces de prises indépendant de l'entraînement en rotation, L'invention a pour but de résoudre ce problème en fournissant un outil du type précité permettant par exemple d'exercer sur un organe de vissage des couples accrus. A effet, l'invention a pour objet un outil du type précité, caractérisé en ce que tête est adaptée pour que l'action des moyens d'entraînement en rotation sur parties de transmission d'effort tende à déformer la géométrie de la tête pour rapprocher les surfaces de prise l'une de l'autre lorsqu'on applique par l'intermédiaire des moyens d'entraînement un effort d'entraînement en rotation d'un organe de vissage. Selon des modes particuliers de réalisation, l'outil peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - la tête est adaptée pour que ladite action des moyens d'entraînement en rotation tende à déformer élastiquement la tête, moyens d'entraînement en rotation de la tête comprennent un organe manoeuvre de la tête, - l'organe de manoeuvre de la tête est mobile par rapport à celle-ci pour tendre à rapprocher les surfaces de prise l'une de l'autre, par effet de levier ou de came sur les parties de transmission d'effort, lorsqu'on applique sur l'organe de manoeuvre un effort d'entraînement en rotation d'un organe de vissage, - la tête a une configuration générale en H et comprend deux branches reliées une âme centrale, une région distale de chaque branche présentant une surfaces de prise et les régions proximales des branches formant lesdites parties de transmission d'effort, les deux branches sont mobiles l'une par rapport à l'autre par déformation de l'âme centrale pour rapprocher les surfaces prise l'une de l'autre par écartement de régions proximales branches, une région distale de l'organe de manoeuvre est disposée entre régions proximales des branches pour les écarter, par effet de levier ou came, lorsqu'on applique sur l'organe de manoeu vre un effort d'entraînement rotation d'un organe de vissage, - l'organe de manoeuvre est relié à la tête par une liaison souple, - la liaison souple comprend une partie déformable et venue de matière avec la tête et l'organe de manoeuvre, - l'organe de manoeuvre et la tête sont séparés ou séparables, - l'outil comprend des moyens amovibles de liaison de la tête et de l'organe de manoeuvre, - l'organe de manoeuvre est orientable par rapport à la tête, - l'organe de manoeuvre fait partie outil dynamométrique, - l'outil comprend des moyens réglage de la tendance à la déformation de la tête sous ladite action moyens d'entraînement en rotation, - la tête comprend deux mâchoires ouvertes qui présentent chacune au moins une des surfaces de prise, - la liaison souple est réalisée en élastomère. On entend ici par " tête présentant au moins deux surfaces de prise pour entraîner en rotation un organe de vissage par complémentarité au moins partielle de forme " une tête permettant l'entraînement d'un tel organe du fait que leurs formes respectives, comme par exemple des formes polygonales, n'autorisent pas de rotation relative. Dans l'invention, la tête se comporte en outre fonctionnellement globalement comme une pièce monobloc raideur suffisamment grande pour que, lors de l'utilisation, 'la géométrie fonctionnelle de la tête demeure globalement inchangée, sauf sous l'effet la déformation en charge et la compensation de celle-ci selon l'invention ainsi qu'il sera décrit plus loin, L'invention sera mieux comprise à lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique plan d'une clé plate à fourche selon l'invention, prête à entraîner un écrou en rotation, - les figures 2 et 3 sont des vues analogues à la figure 1, illustrant la clé lorsqu'un effort de vissage et respectivement un effort de dévissage de l'écrou est appliqué sur son manche, - la figure 4 est une vue en plan et agrandie de la tête de la clé des figures 1 à 3, illustrant schématiquement l'action sur celle-ci d'une rotation relative du manche de la clé, - les figures 5 et 6 sont des vues agrandies de dessus illustrant la tête et l'extrémité distale du manche de deux variantes de la clé des figures 1 à 4, - la figure 7 est une vue schématique en perspective d'un outil selon un autre mode de réalisation de l'invention, et - la figure 8 est une vue analogue à la figure 1 illustrant encore un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 illustre une clé plate à fourche 1 prête à entraîner un écrou 2 en rotation. La clé 1 comprend essentiellement une tête 4 et un manche 5 séparés. La tête 4, qui peut être réalisée dans un matériau moins performant l'acier notamment de module d'élasticité inférieur à 150 GigaPascal, a forme H et comprend deux branches rectilignes 6 longitudinales par rapport à un axe central X-X. Les branches 6 sont reliées entre elles par une âme 7 centrale et transversale. Chaque branche 6 comprend de part et d'autre de l'âme 7 une région d'extrémité distale 8 (à gauche sur la figure 1), et une région d'extrémité proximale 9. L'âme 7, venue de matière avec les branches 6, est relativement mince et déformable élastiquement au moins en flexion. Les régions d'extrémité distale ou mâchoires 8 présentent chacune une surface plane 10 de prise avec l'écrou 2. Les surfaces de prise 10 sont orientées vers l'intérieur de la tête 4 et se font face. Comme illustré avec exagération par. la figure 4, l'âme 7, du fait de sa possibilité de déformation, forme un moyen d'orientation des branches 6 l'une par rapport à l'autre. Ainsi, les branches 6 sont mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre dans le plan des figures 1 et 4, de part et d'autre d'une position de repos, telle que représentée en trait fort sur la figure 1 et en pointillés sur la figure 4. Cette position de repos correspond au cas où on n'applique pas de force sur les branches 6. Dans cette position, les branches sont parallèles entre elles et parallèles à l'axe X-X. Les régions d'extrémité distale 8 et proximale 9 peuvent donc respectivement se rapprocher et s'écarter par déformation en flexion de l'âme 7. En particulier, les branches 6 sont mobiles entre leur position de repos et une position dans laquelle leurs régions d'extrémité distale 8 sont rapprochées (figure 4) tandis que leurs régions d'extrémités proximale 9 sont écartées l'une de l'autre. Dès lors qu'un organe de vissage 2 est inséré entre les régions d'extrémité distale 8 des branches 6 de la tête 4, la mobilité des branches 6 est de ce fait limitée. Le manche 5 est une barre allongée d'axe Y-Y et possède une dimension transversale légèrement inférieure à l'espacement entre les deux régions d'extrémité proximale 9 des branches 6. La région d'extrémité distale 12 du manche 5 est reçue à faible jeu entre les régions d'extrémité proximale 9 des branches 6. Dans la position de repos représentée sur la figure 1, l'axe longitudinal X-X de la tête 4 est confondu avec l'axe longitudinal Y-Y manche 5. L'écrou 2 est un écrou à six pans reçu entre régions d'extrémité distale 8 branches 6. Les surfaces de prise 10 de la tete 6 sont situées en regard deux pans opposés de l'écrou 2. La tête 4 a, par ses surfaces de prise une forme partiellement complémentaire de celle l'écrou 2. manche 5 est mobile en rotation par rapport à tête 4 dans le plan de la figure 1, de part et d'autre de sa position de repos, entre deux positions d'écartement des branches 6 illustrées respectivement par figures 2 et 3. Sur la figure 2, le manche 5 a pivoté par rapport à tête 6 dans le sens 14 de vissage de l'écrou 2. La région d'extrémité distale du manche 5 prend alors appui en un point 15 sur l'extrémité libre de la branche 6 inférieure (sur la figure 2) de la tête 4, et en un point 16 voisin de l'âme 7 sur l'autre branche 6. Les points 15 et 16 sont espacés l'un de l'autre longitudinalement le long de l'axe X-X. Les axes X-X et Y-Y sont alors également inclinés l'un par rapport à l'autre. Dans l'autre position d'écartement illustrée par la figure 3, le manche 5 a pivoté par rapport à la tête 4 dans le sens 18 de dévissage de l'écrou 2. La région d'extrémité distale 12 du manche 5 prend alors appui en un premier point 15 sur la branche 6 supérieure (sur la figure 3) de la tête 4 et en un deuxième point 16 sur l'autre branche 6 de la tête 4. Les points d'appui 15 et 16 ont alors une position longitudinale relative analogue à celle des points 15 et 16 de la figure 2. Les axes X-X et Y-Y sont alors également inclinés l'un par rapport à l'autre. Le mode de fonctionnement de la clé 1 est le suivant. Lorsqu'on souhaite visser l'écrou 2, on applique, comme illustré par la figure 2, une force 20 sur la région d'extrémité proximale 21 du manche 5 tendant à faire pivoter ce dernier dans le sens de rotation 14. Le manche 5 atteint alors la position de la figure 2 et entraîne la tête 4 en rotation dans le sens 14. couple de vissage est donc appliqué sur l'écrou 2 du fait de la complémentarite partielle de forme entre la tête 4 et l'écrou 2. Les régions d'extrémité proximale forment alors des parties de transmission d'effort du manche 5 vers les surfaces de prise 10 et donc vers l'écrou 2. Simultanément, le manche 5 joue, grâce aux deux points d'appui 15 et 16 décalés longitudinalement, le rôle d'un levier du premier ordre et tend à écarter les régions d'extrémité proximale 9 des branches 6 de la tête 4. Ainsi, les régions d'extrémité distale 8 de ces branches 6 tendent à se rapprocher. Cet effet tend alors à compenser la tendance à l'écartement des régions d'extrémité distale 8 branches 6 et donc à limiter la rotation relative de l'écrou 2 par rapport à la -tête Inversement, le relâchement de la force 20 sur le manche 5 autorise le retour en position de repos des régions d'extrémité distale 8 des branches 6. De manière analogue, lorsqu'on applique une force 24 de dévissage de l'écrou 2 sur l'extrémité proximale 21 du manche 5, le manche 5 prend la position illustrée par la figure et tend d'une part à entraîner l'écrou 2 dans le sens de rotation 18 et d'autre à rapprocher, par effet de levier, les régions d'extrémité distale 8 des branches Ainsi, l'effet de levier produit par le manche 5 tend à s'opposer à l'écartement par l'écrou 2 des surfaces de prise 10. Comme précédemment, le relâchement de la force 24 sur le manche 5 autorise le retour en position de repos des régions d'extrémité distale 8 des branches 6. On constate alors que la clé 1 permet, dans les deux sens d'entraînement, de limiter la rotation entre l'écrou 2 et la tête 4 et également les risques d'éclatement de la tête Par conséquent, la 1 permet la transmission de couples plus importants qu'un clé plate à fourche classique. Pour autant, la clé 1 permet d'accéder à un organe de vissage aussi facilement qu'une à fourche classique. En jouant sur les dimensions et la forme de la tête 4, il possible soit uniquement compenser ou de limiter la tendance à l'écartement surfaces de prise mais également de surmonter cette tendance u n effet relativement important de rapprochement de ces surfaces de prise 10 sous l'action du manche 5. Ainsi, pour certaines géométries de clés constate, pour certaines gammes de couples transmis à un écrou effet de resserrement surfaces de prise 10 autour de l'écrou 2 lorsqu'on applique une force sur manche 5. La cle 1 de la figure 5 se distingue de celle des figures 1 à 4 par le fait que la tête et le manche 5 ne sont plus séparés mais reliés une lame longitudinale 26 venue de matière avec l'âme 7 de la tête 4 la région d'extrémité distale 12 du manche 5. Cette lame 26 peut se déformer, par exemple en flexion, de sorte qu'elle forme entre tête 4 et le manche 5 une liaison souple permettant à ce dernier de pivoter rapport à la tête 4 pour prendre. les positions représentées sur les figures 2 et Les regions d'extrémité proximale 9 de la tête 4 comprennent quatre bourrelets interieurs 27 disposés par paire sur ces régions 9. Les bourrelets 27 d'une même région 9 sont espacés l'un de l'autre et font face aux bourrelets 27 de l'autre région 9. Ces bourrelets 27 forment reliefs d'appui du manche 5 sur les régions d'extremité proximale 9 lorsque le manche 5 va prendre, par rapport à la tête 4, les positions des figures 2 et 3. On notera que dans la position de repos représentée la figure 5, les quatre bourrelets 27 sont pratiquement au contact du manche 5. Dans variante non représentée, la lame 26 peut être non pas venue de matière à fois avec la tête 4 et le manche 5, mais fixée par soudure à la tête 4 et/ou manche 5. Dans variante non représentée, la lame 26 est remplacée par une pièce rapportee en élastomère, rendue solidaire à la fois de la tête 4 et du manche 5 des moyens connus en soi (moyens mécaniques ou surmoulage par injection, exemple). Selon la variante de la figure 6, la tête 4 comprend des reliefs d'appui du manche 5 contre les régions d'extrémité proximale 9 branches 6, à savoir une paire de bourrelets 28 et une paire de pions 29. reliefs font saillie depuis les branches 6 vers la région d'extrémité distale 12 manche 5. Les bourrelets 28, d'une part, et les pions 29, d'autre part, sont disposés en regard. Toutefois, selon d'autres variantes les bourrelets 28 et les pions 29 peuvent etre disposés autrement. bourrelets 28 sont venus de matière chacun avec la région d'extrémite proximale 9 d'une branche 6 et sont plus éloignés de l'âme centrale 7 que les pions 29. pions 29, de forme cylindrique, sont reçus chacun dans un évidement ménagé dans la région d'extrémité proximale 9 d'une branche 6. La tete 4 porte deux paires d'évidements 30 qui peuvent recevoir les pions 29 et qui sont espacées le long de l'axe X-X. Ainsi, l'espacement selon l'axe X-X entre les pions 29 et les bourrelets 28 peut etre modifié. bourrelets 28 et les pions 29 définissent les points d'appui du manche sur la tête 4 pour qu'il remplisse son rôle de levier. Il est alors possible de régler, par modification de la position des pions 29, l'intensité de la tendance au rapprochement des surfaces 10 induite par un effort d'entraînement en rotation d'un écrou 2 appliqué sur le manche 5. Ainsi, plus l'espacement entre les bourrelet 28 et le pion 29 sur lesquels le manche 5 s'appuie est faible, plus cette tendance sera forte. La figure 7 illustre un autre outil 1 selon l'invention qui se distingue de la clé des figures 1 à 4 par le fait que le manche a été remplacé par un organe de manoeuvre 5 de forme en T et qui comprend ainsi une barre 32 de transmission de couple prolongée par une poignée 33. région d'extrémité distale 34 de l'organe de manoeuvre 5 est reçue à faible entre les régions d'extrémité proximale 9 des branches 6. Comme dans le cas de la figure 5, les régions d'extrémité proximale de la tête 4 présentent quatre bourrelets 27 d'appui de la région 34 de l'organe de manoeuvre 5 sur la tête 4. Cette région 34 a une section rectangulaire et est munie alésage transversal goupille transversale 37 traverse les deux branches 6 l'alésage 36. Cette goupille 37 relie l'organe de manoeuvre 5 et tête 4 en permettant d'orienter l'organe de manoeuvre 5 par rapport à tête 4, par rotation autour de l'axe de la goupille 37. Ainsi la barre 32 peut être située hors du plan de la tête 4, exemple inclinée ou perpendiculaire à ce plan comme représenté sur la figure Cette possibilité d'orientation permet de s'adapter à des conditions d'utilisation variées, par exemple pour visser des écrous difficilement accessibles. L'utilisateur adapte alors l'effort qu'il exerce pour obtenir, dans tous les cas, un couple d'entraînement en rotation sur l'organe de vissage. Par ailleurs, le jeu entre l'alésage 36 et la goupille 37 est suffisamment important pour, lorsque dans la position de la figure 7 on applique à la poignée 33 un couple d'entraînement en rotation d'un écrou, permettre la rotation de la barre 32 autour de son axe longitudinal par rapport à la tête 4. La région 34 de la barre 32 prend alors appui sur les bourrelets 27 et tend ainsi à écarter par effet de came les régions 9 des branches 6 pour tendre à rapprocher les surfaces de prise 10 comme précédemment. Dans une variante, la goupille 37 est amovible pour permettre séparer la tête 4 et l'organe 5, et donc de relier des têtes 4 de tailles et formes différentes à l'organe de manoeuvre 5. Dans un autre mode de réalisation représenté sur la figure 8, le manche 5 de la clé figures 1 à 4 a été remplacé par l'embout de sortie d'une clé dynamométrique 41. Bien la description ci-dessus soit adaptée à une clé plate ' fourche, l'invention peut etre appliquée à d'autres types d'outils. REVENDICATIONS 1. Outil (1) d'entraînement en rotation pour un organe de vissage (2), notamment outil à main, du type comprenant une tête (4) présentant au moins deux surfaces de prise (10) pour entraîner l'organe de vissage par complémentarité au moins partielle de forme, et des moyens (5 ; 41) d'entraînement en rotation de la tête, la tête (4) se comportant globalement comme une pièce monobloc lors de l'entraînement en rotation d'un organe de vissage, la tete comprenant une région (7) de liaison des surfaces de prise et des parties de transmission vers les surfaces de prise d'un effort de rotation appliqué sur moyens d'entraînement, la région de liaison étant située entre les parties de transmission d'effort (9) et les surfaces prise (10), caractérisée ce que la tête (4) est adaptée pour que l'action moyens d'entraînement en rotation sur les parties de transmission d'effort tende à déformer la géométrie de la tête pour rapprocher les surfaces de prise 0) l'une de l'autre lorsqu'on appfique par l'intermédiaire des moyens ; 41) d'entraînement un effort d'entraînement en rotation d'un organe vissage (2). 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce tête (4) est adaptée pour que ladite action des moyens (5 ; 41) d'entraînement rotation tende à déformer élastiquement la tête (4). 3. Outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en que les moyens d'entraînement en rotation de la tête comprennent un organe de manoeuvre (5 ; 41) de la tête (4). 4. Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce l'organe de manoeuvre (5 ; 41) de la tête (4) est mobile par rapport à celle ' pour tendre à rapprocher les surfaces de prise (10) l'une de l'autre, par effet de levier ou de came sur les parties de transmission d'effort (9), lorsqu'on applique sur l'organe de manoeuvre (5 ; 41) un effort d'entraînement en rotation d'un organe de vissage (2). 5. Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que tête (4) a une configuration générale en H et comprend deux branches (6) reliees par une âme centrale (7), une région distale (8) de chaque branche présentant une des surfaces de prise (10) et les régions proximales (9) des branches formant lesdites parties de transmission d'effort, en ce que les deux branches (6) sont mobiles l'une par rapport à l'autre par déformation de l'âme centrale pour rapprocher les surfaces de prise (10) l'une de l'autre par écartement régions proximales (9) des branches (6), et en ce qu'une région distale 34) de l'organe de manoeuvre (5 ; 41) est disposée entre les régions proximales (9) des branches pour les écarter, par effet de levier ou de came, lorsqu'on applique sur l'organe de manoeuvre (5 ; 41) un effort d'entraînement en rotation d'un organe de vissage (2). 6. Outil selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre (5 ; 41) est relié à la tête par une liaison souple (26). Outil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la liaison souple comprend une partie (26) déformable et venue de matière avec la tête (4) et l'organe manoeuvre (5; 41). Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre (5 ; 41) et la tête (4) sont séparés ou séparables. 9. Outil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens amovibles (37) de liaison de la tête (4) et de l'organe de manoeuvre (5). Outil selon la revendication 3 à 5, 8 ou 9, caractérisé ce que l'organe manoeuvre (5 ; 41) est orientable par rapport à la tête (4). 1 . Outil selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce l'organe de manoeuvre fait partie d'un outil dynamométrique (41). Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (29, 30) de réglage de la tendance à la déformation de la tête (4) sous ladite action des moyens (5 ; 41) d'entraînement en rotation. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce la tête comprend deux mâchoires ouvertes (8) qui présentent chacune au moins une des surfaces de prise (10). 14. Outil selon les revendications 6 et 13 prises en combinaison, caractérisé en ce que la liaison souple est réalisée en élastomère.