Brevet FR2815709A1 — publié le 20020426

DISPOSITIF DE MESURE DU SERRAGE ANGULARE La présente invention concerne le domaine des outils à main, et plus particulièrement un dispositif permettant la mesure du serrage angulaire Dans certains cas particuliers, comme le serrage des vis de culasse d'un moteur de véhicule par exemple ou le serrage des écrous d'un moyeu, la contrainte de serrage exercée entre les deux éléments à assembler doit être appliquée de manière précise. Ainsi, de manière connue, le serrage est effectué, dans un premier temps, à l'aide d'une clef dynamométrique qui permet d'obtenir le couple souhaité (préconisé par exemple par le constructeur automobile), puis complété par un second serrage réalisé par un outil d'entraînement lui-même mû par un outil de manoeuvre (clé à cliquet, clé plate...) entraînant un outil de serrage (douille classique...) afin de serrer l'écrou ou la vis selon un angle déterminé et préconisé. On connaît un certain nombre d'outils permettant la mesure de la valeur angulaire de serrage comportant un disque sur lequel sont inscrites des graduations. Les outils selon l'art antérieur présentent tous un disque plat dont la surface graduée est perpendiculaire à l'axe de serrage. Cependant, cette conformation entraîne certains désavantages lors de leur utilisation puisque l'opérateur doit lire la valeur angulaire en se penchant au-dessus de l'outil. Selon la position dans laquelle travaille l'opérateur, une telle lecture du disque s'avère fastidieuse voire physiquement pénible, surtout si cette lecture de la valeur angulaire est gênée par la présence d'autres organes autour des éléments à serrer De plus, l'opérateur ne peut appliquer une force de serrage constante et efficace, en se tenant à la bonne distance de l'outil, s'il doit en même temps se pencher au-dessus du disque pour surveiller la valeur angulaire du serrage. Dans ce contexte, la présente invention pallie ces inconvénients en proposant un dispositif permettant une mesure du serrage angulaire aisée pour l'opérateur, et ce quelle que soit sa position vis-à-vis des éléments à assembler. A cette fin, selon l'invention, le dispositif de mesure angulaire de la rotation autour d'un axe X d'un élément de serrage en vue de son serrage sur une base à l'aide d'un outil de manoeuvre, comportant des moyens d'entraînement aptes à transmettre la rotation de l'outil de manoeuvre à l'élément de serrage, des moyens de mesure comportant deux organes présentant chacun au moins un repère, les dits repères étant aptes à coopérer, l'un des organes étant fixe par rapport à la base, l'autre étant mobile en rotation et solidaire des moyens d'entraînement, est caractérisé en ce que l'un au moins des organes est conformé de façon que le repère correspondant soit situé sur une surface dont au moins un plan tangent passant par ledit repère n'est pas perpendiculaire à l'axe X. Avantageusement, l'un au moins des organes est conformé sensiblement en tronc de cône d'axe X. Selon une autre forme de réalisation, l'intersection entre la surface de l'un des organes portant un repère, et un plan passant par l'axe X, est une courbe. De façon avantageuse, l'un au moins des organes comporte des graduations réparties uniformément. Selon une forme particulière de réalisation, l'un des organes comporte un repère unique et est transparent, les organes comportant des surfaces complémentaires et voisines. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens d'entraînement sont constitués d'une douille dont les embouts sont aptes à coopérer l'un avec l'outil de manoeuvre, l'autre avec l'élément de serrage. Par exemple, l'embout de la douille apte à coopérer avec l'outil de manoeuvre présente un profil extérieur d'entraînement en forme de six pans mâle conjugué à un profil intérieur d'entraînement en forme en forme de carré femelle. De préférence, l'un des organes est solidaire des moyens d'entraînement par frottement et le dispositif selon l'invention comporte des moyens de blocage amovible aptes à immobiliser en rotation l'un des organes par rapport à la base. Selon une première forme de réalisation, les moyens de blocage en rotation comportent un élément de fixation amovible associé à un élément de réglage de la position dudit élément de fixation. Selon une autre forme de réalisation, les moyens de blocage en rotation comportent un pion de butée faisant saillie par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe X. Avantageusement, le dispositif comporte, en outre, des moyens de positionnement ajustables des moyens de blocage, comprenant une gorge circulaire centrée sur l'axe X réalisée sur l'un des organes et associée à un guide de forme complémentaire apte à coopérer avec les moyens de blocage. L'invention concerne également un ensemble pour le serrage angulaire d'un élément de serrage sur une base comprenant un dispositif de mesure angulaire conforme à l'invention ainsi qu'un outil de manoeuvre apte à coopérer avec ledit dispositif de mesure angulaire. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit se rapportant à un exemple de réalisation illustratif mais en aucun cas limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue de côté en coupe d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention ; - La figure 2 est une vue en perspective éclatée de la forme de réalisation de l'invention de la figure 1 ; - La figure 3 est une vue de dessous en perspective de la forme de réalisation de l'invention représentée aux figures 1 et 2 ; - Les figures 4a et 4b sont des vues en perspective détaillant des variantes du dispositif selon l'invention ; - La figure 5 est une vue en coupe de côté d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 1, représente, vu de côté en coupe, une forme de réalisation selon l'invention d'un dispositif 1 de mesure angulaire de la rotation, autour d'un axe X, d'un élément de serrage en vue de son serrage sur une base à l'aide d'un outil de manoeuvre et éventuellement d'un outil de serrage. Il est à noter que l'outil de manoeuvre, connue en lui-même (clé à cliquet, clé plate, clé à seil...), n'est pas représenté tout comme l'outil de serrage (douille classique) et l'élément de serrage qui peut être aussi bien une vis qu'un écrou, ou tout autre élément apte à serrer deux pièces entre elles. Dans toute la desciiption le terme base correspond à une pièce fixe sur, ou dans, laquelle l'élément de serrage doit être assemblé en tension. Il s'agit, par exemple, d'une culasse, d'un moyeu, etc. Le dispositif 1 comporte des moyens d'entraînement 2 aptes à transmettre le mouvement de rotation de l'outil de manoeuvre à l'élément de serrage par l'intermédiaire ou non de l'outil de serrage. Dans ! a forme de réalisation représentée à la figure 1, ces moyens de d'entraînement 2 sont constitués d'une douille d'entraînement 2, de forme sensiblement longiligne et cylindrique, d'axe X. Cette douille d'entraînement 2 présente sur une première extrémité 2a, extrémité proximale, un embout apte à recevoir l'outil de manoeuvre. Cet embout peut présenter, par exemple, un profil intérieur sous la forme d'un carré femelle et un profil extérieur sous la forme d'un six pans mâle. De manière connue, le carré femelle possède sur chacune de ses quatre faces des évidements 3 aptes à coopérer avec une bille du carré mâle correspondant d'un type d'outil de manoeuvre tel qu'une clé à cliquet. Le profil six pans mâle est apte, lui, à coopérer avec une clé plate ou à weil. La seconde extrémité 2b, extrémité distale, de la douille d'entraînement 2 présente avantageusement une forme extérieure complémentaire à celle de l'élément de serrage ou d'un outil de serrage de type douille par exemple. Dans la forme de réalisation de la figure 1, la seconde extrémité 2b possède une forme de carré mâle apte à être inséré dans le carré femelle correspondant d'un outil de serrage, en l'occurrence une douille classique. L seconae extrémité 2b comporte en outre un trou borgne 4 destiné à recevoir un élément de retenue, connu en lui-même et non représenté, tel qu'une bille associée à un ressort. Il est à noter que la douille d'entraînement 2 peut présenter des extrémités 2a et 2b de toutes autres formes et adaptées aux empreintes correspondantes des outils de manoeuvre et de serrage ou de l'élément de serrage.. La douille d'entraînement 2 présente en outre une section intermédiaire 2c comprise entre la première extrémité 2a et la seconde extrémité 2b. La section intermédiaire 2c, de forme sensiblement cylindrique d'axe X, comporte un épaulement 2d ainsi que trois gorges circulaires 2e, 2f et 2g, centrées sur l'axe X, parallèles entre elles, et réparties sur la surface extérieure de la portion intermédiaire 2c dans la direction de l'axe X. Un premier disque de lecture 5 est apte à être engagé, dans la direction de l'axe X, sur la douille d'entraînement 2 jusqu'à venir en butée contre l'épaulement 2d, par l'intermédiaire d'un joint torique 6 disposé dans la gorge circulaire 2e. Le premier disque de lecture 5 est composé d'une platine 5a circulaire d'axe X et comportant un alésage central, et d'une jupe conique 5b également d'axe X, divergeant extérieurement de l'axe X dans la direction définie depuis l'extrémité proximale 2a vers l'extrémité distale 2b de la douille d'entraînement 2. Le premier disque de lecture 5 est immobilisé en translation selon l'axe X par l'intermédiaire d'une rondelle ondulée 7 et d'un anneau extérieur inversé 7a inséré dans la gorge circulaire 2f de la douille d'entraînement 2. Le joint torique 6 est alors légèrement comprimé sous l'effet conjugué de la rondelle ondulée 7 et de l'anneau extérieur inversé 7a. Le premier disque de lecture 5 n'est immobilisé en rotation autour de l'axe X que par les frottements entre les différents éléments 2,5, 6,7 et 7a. Si une force supérieure à celle due aux frottements est exercée sur le premier disque de lecture 5, celui-ci tourne autour de l'axe X vis-à-vis de la douille d'entraînement 2. Un second disque de lecture 8, en forme sensiblement de tronc de cône d'axe X, est monté sur la portion intermédiaire 2c de la douille d'entraînement 2 en butée sur l'anneau extérieur inversé 7a. Le second disque de lecture 8 possède deux surfaces parallèles supérieure 8a et inférieure 8b, perpendiculaires à l'axe X, et reliées entre elles par une surface conique 8c sensiblement parallèle et voisine de la jupe conique 5b du premier disque de lecture 5. La surface inférieure 8b du second disque de lecture 8 comporte un évidemment sensiblement circulaire 8d et d'axe X dans lequel est Inséré un anneau extérieur inversé 9 de type connu. Ledit anneau 9, disposé dans la gorge circulaire 2g de la douille d'entraînement 2, permet d'immobiliser en translation selon l'axe X, le second disque de lecture 8. Le second disque de lecture 8 est ainsi apte à être animé d'un mouvement relatif de rotation autour de l'axe X vis-à-vis de la douille d'entraînement 2 lorsqu'une force supérieure à celle due aux frottements entre les éléments 7,8 et 9 est exercée sur le second disque 8. La surface inférieure 8b du second disque de lecture 8 présente également une gorge circulaire 10 d'axe X apte à recevoir un guide 11 de forme complémentaire. Selon la forme de réalisation choisie, la gorge 10 peut avoir une forme dite en queue d'aronde ou toue autre forme adaptée. Un trou débouchant 8e, d'axe parallèle à l'axe X, réalisé dans le second disque de lecture 8 permet d'insérer le guide 11 à travers la surface 8a. Ledit trou débouchant 8e présente un épaulement afin d'immobiliser en translation suivant l'axe X le guide 11 qui fait saillie par rapport à la surface inférieure 8b. Le guide 11 comporte une tête circulaire 11 a coopérant avec une empreinte correspondante de la gorge 10 ainsi qu'un corps 11 b, avantageusement de forme sensiblement cylindrique, et présentant sur sa surface extérieure un filetage apte à coopérer avec le filetage intérieur d'un élément longiligne faisant saillie au niveau de la surface inférieure 8b du second disque 8. Ledit élément longiligne peut être constitué, par exemple, d'un pion de butée 12 de forme tubulaire et apte à recevoir, sur son extrémité opposée à celle recevant le guide 11, une vis 13 dont le filetage extérieur coopère avec le filetage intérieur du pion de butée 12. L'ensemble (pions de butée 12, vis 13) fait office de moyens de blocage en rotation autour de l'axe X du second disque de lecture 8 comme il sera expliqué en liaison avec la figure 3. La figure 2 est une vue de dessus, en perspective éclatée, du dispositif 1 représenté à la figure 1. Le premier disque de lecture 5, avantageusement réalisé en un matériau transparent, présente au niveau de la jupe tronconique 5b un repère 14 sous la forme d'un trait disposé selon une génératrice de la jupe tronconique 5b. En outre, le second disque de lecture 8 présente, au niveau de la surface conique 8c, une série de graduations 15 répartie uniformément sur la périphérie de la surface conique 8c. Ces graduations 15 sont réalisées à l'aide de tout procédé connu (attaque chimique, gravure, etc), le pas et l'unité de base des dites graduations 15 étant dictées par l'utilisation du dispositif 1. Sur la figure 2, on note la position, au niveau de la surface 8a du second disque de lecture 8, du trou débouchant 8e dans lequel est apte à être inséré le guide 11 apte à coopérer avec le pion de butée 12. La figure 3 est une vue de dessous en perspective du dispositif 1 selon l'invention. La figure 3 illustre la complémentarité des surfaces coniques 5b et 8c des disques de lecture 5 et 8 qui sont sensiblement parallèles en formant un tronc de cône d'axe X et de demi angle au sommet compris entre 00 et 80 , par exemple sensiblement 450 comme montré sur les figures 1 à 4. Les surfaces respectives (5b, 8c) du premier 5 et du second 8 disque de lecture, en plus d'être complémentaires, sont proches les unes des autres (quelques dixièmes de millimètres par exemple) afin d'assurer une coopération maximale entre le repère 14 et les graduations 15. Comme évoqué en liaison avec la figure 1, la surface 8b du second disque de lecture 8 présente une gorge circulaire 10 centrée sur l'axe X dans laquelle est inséré le guide 11. Ledit guide 11 est ainsi apte à coulisser librement dans la gorge 10 dans un mouvement de rotation autour de l'axe X. La coopération des filetages du guide 11 et du pion de butée 12 permet d'immobiliser le guide 11 dans la gorge circulaire 10 lorsque le pion de butée 12 est serré jusqu'à venir en butée contre la surface inférieure 8b du second disque de lecture 8. Avantageusement, le pion de butée 12 présente sur sa surface extérieure une partie cannelée 12a afin de favoriser sa prise en main. Dans une variante de réalisation, les formes tronconiques planes des disques de lectures (5,8) peuvent être remplacées par des formes courbes, convexes ou concaves, dont la ligne moyenne est divergente par rapport à l'axe X depuis l'extrémité proximale 2a vers l'extrémité distale 2b de la douille d'entraînement 2. Les figures 4a et 4b illustrent des formes particulières de réalisation des disques de lecture (5, 8) où les surfaces (5b', 8c') portant respectivement le repère 14 et les graduations 15 sont convexes, de concavité tournée vers l'axe X. Avantageusement, les dites surfaces courbes (5b', 8c') sont conformées de manière à présenter une concavité identique afin de coopérer ensemble. Selon une autre variante non représentée, les surfaces portant le repère 14 et les graduations 15 peuvent être concaves, de concavité tournée dos à l'axe X. La figure 5 est une coupe transversale d'une variante de réalisation du dispositif 1 selon l'invention, et notamment des moyens de blocage en rotation autour de l'axe X du second disque de lecture 8. Le guide 11, inséré dans la gorge 10 du second disque de lecture 8, coopère avec un tube flexible 16 associé à son extrémité distale, opposée au dispositif 1, à un élément de fixation 17. Cet élément de fixation 17 peut, par exemple et de façon connue, être constitué d'un aimant permanent ou, selon une autre forme de réalisation, d'une pince. La position des moyens de blocage (16,17), tout comme pour les moyens (12,13), est apte à être ajustée par l'intermédiaire des moyens de positionnement constitués par la gorge 10 associée au guide coulissant complémentaire 11. Le dispositif 1 selon l'invention fonctionne de la manière suivante : Dans le cas où un opérateur souhaite serrer, par exemple, les vis d'une culasse d'un moteur de véhicule automobile, celui-ci commence, de manière connue, par serrer les différentes vis, selon un ordre prédéterminé, à l'aide d'une clé dynamométrique. Ce serrage préalable à la clé dynamométrique permet de respecter le couple de serrage préconisé par le constructeur automobile. Ensuite, selon l'invention, l'opérateur insère le dispositif 1 sur l'élément de serrage par l'intermédiaire d'un outil de serrage monté à l'extrémité 2b de la douille d'entraînement 2. L operateur a la possibilité de disposer une zone particulière des graduations du second disque de lecture 8 (par exemple le zéro) face à lui en faisant tourner le second disque 8 par rapport à la douille d'entraînement 2 qui elle reste fixe. Une fois le second disque de lecture 8 en position, l'opérateur dispose, grâce aux moyens de positionnement (10,11), les moyens de blocage (12,13) ou (16,17) à l'endroit le plus commode ou le plus aisé d'accès selon les possibilités que lui offre l'encombrement des autres organes du véhicule. A cette fin, l'opérateur fait coulisser le pion de butée 12, allongé si nécessaire de la vis 13, dans la gorge 10 par l'intermédiaire du guide 11 jusqu'à l'amener en butée contre une pièce fixe, par exemple la culasse. Le second disque de lecture 8 se trouve ainsi immobilisé en rotation autour de l'axe X dans le sens horaire. L'opérateur amène ensuite le repère 14 du premier disque de lecture 5 en regard de la graduation du second disque 8 correspondant à la valeur de serrage angulaire puis serre l'élément de serrage (vis de la culasse) par l'intermédiaire d'un outil de manoeuvre introduit dans la première extrémité 2a de la douille 2 (en interposant un outil de serrage telle qu'une douille si nécessaire) Si l'opérateur doit effectuer un serrage angulaire de 300 par exemple, il amène donc le repère 14 du premier disque de lecture 5 en regard de la graduation 30"du second disque de lecture 8 (sens de rotation antihoraire) puis exerce sur la douille d'entraînement 2 un déplacement angulaire dans le sens du serrage (sens horaire). La rotation de la douille d'entraînement 2 provoque, sous l'effet des frottements engendrés entre les pièces 2,5, 6,7 et 7a, la rotation du premier disque de lecture 5. L'opérateur cesse le serrage de l'élément de serrage quand le repère 14 du premier disque de lecture 5 arrive en regard de la graduation 0 du second disque de lecture 8, ce dernier restant immobile durant le serrage. Ainsi, durant tout le serrage, l'opérateur, grâce à l'invention, conserve face à lui les indications des disques de lecture 5 et 8 lui évitant d'avoir à se déplacer ou se pencher au-dessus du dispositif pour surveiller l'avancement du serrage angulaire qu'il effectue dans un effort homogène. De plus, quelle que soit la forme de réalisation, la conformation divergente de la jupe 5b et de la surface conique 8c portant les graduations permet une lecture de la valeur angulaire tant par le dessus que par le côté, selon l'environnement dans lequel a lieu le serrage en évitant toute erreur de parallaxe. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure angulaire de la rotation autour d'un axe X d'un élément de serrage en vue de son serrage sur une base à l'aide d'un outil de manoeuvre, ledit dispositif comportant. - des moyens d'entraînement (2) aptes à transmettre la rotation de l'outil de manoeuvre à l'élément de serrage ; - des moyens de mesure comportant deux organes (5,8) présentant chacun au moins un repère (14, 15), les dits repères (14, 15) étant aptes à coopérer, l'un des organes (5, 8) étant fixe par rapport à la base, l'autre étant mobile en rotation et solidaire des moyens d'entraînement (2) ; caractérisé en ce que l'un au moins des organes (5, 8) est conformé de façon que le repère (14, 15) correspondant soit situé sur une surface (5b, 8c, 5b', 8c') dont au moins un plan tangent passant par ledit repère (14, 15) n'est pas perpendiculaire à l'axe X. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins des organes (5, 8) est conformé sensiblement en tronc de cône d'axe X. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intersection entre la surface (5b, 8c, 5b', 8c') de l'un des organes (5, 8) portant un repère (14, 15), et un plan passant par l'axe X, est une courbe. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des organes (5, 8) comporte des graduations (15) réparties uniformément. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des organes (5, 8) comporte un repère (14) unique. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des organes (5,8) est transparent. 7 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes (5, 8) comportent des surfaces complémentaires et voisines. 8 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (2) sont constitués d'une douille dont les embouts sont aptes à coopérer l'un (2a) avec l'outil de manoeuvre, l'autre (2b) avec l'élément de serrage ou un outil de serrage. 9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'embout (2a) de la douille (2) apte à coopérer avec l'outil de manoeuvre présente un profil extérieur d'entraînement en forme de six pans mâle conjugué à un profil intérieur d'entraînement en forme en forme de carré femelle. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des organes (5,8) est solidaire des moyens d'entraînement (2) par frottement. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de blocage amovible aptes à immobiliser en rotation l'un des organes (5,8) par rapport à la base. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de blocage en rotation comportent un élément de fixation (17) amovible associé à un élément de réglage (16) de la position dudit élément de fixation (17). 13 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de blocage en rotation comportent un pion de butée (12) faisant saillie par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe X. 14. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de positionnement ajustables des moyens de blocage. 15. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de positionnement ajustables comprennent une gorge circulaire (10) centrée sur l'axe X réalisée sur l'un des organes (5,8) et associée à un guide (11) de forme complémentaire apte à coopérer avec les moyens de blocage. 16. Ensemble pour le serrage angulaire d'un élément de serrage sur une base comprenant un dispositif de mesure angulaire conforme à l'une des revendications précédentes ainsi qu'un outil de manoeuvre et un outil de serrage aptes à coopérer avec ledit dispositif de mesure angulaire.