Brevet FR2814103A3 — publié le 20020322

FR 2814103 A3 20020322 FR 0011848 A 20000918 CLE A CLIQUET REVERSIBLE DOUBLE La présente invention concerne une clé à cliquet ré- versible, et, plus particulièrement, une clé à cliquet ré- versible double du type à torsion élevée. Une variété de clés combinées, de clés hexagonales, de clés à cliquet, de clés à cliquet réversibles, etc., ont été décrites pour être utilisées pour faire tourner des boulons et des écrous, et sont apparues sur le marché. Ce- pendant, les clés à cliquet réversibles classiques présen- tent différents inconvénients, parmi lesquels (1) une fai- ble force de torsion; (2) une structure compliquée, un coût de fabrication élevé, et le fait qu'elles glissent; et (3) le fait qu'elles ne sont pas susceptibles d'être étroitement fixées à la pièce de travail. Les figures 1 à 7 montrent différentes structures de clés à cliquet réver- sibles disponibles dans le commerce. Les configurations montrées dans les figures 1 et 2 présentent les trois in- convénients communs précédemment exposés. Les configura- tions montrées dans les figures 3 à 7 présentent les pre- mier et deuxième inconvénients précédemment cités. Plus particulièrement, la roue à cliquet selon les configura- tions montrées dans les figures 4 et 7 tend à glisser. Un objet de la présente invention est de procurer une clé à cliquet réversible double, qui supporte une force de torsion élevée. Un autre objet de la présente invention est de procurer une clé à cliquet réversible double, qui ait une structure simple. Un autre objet de la présente invention est encore de procurer une clé à cliquet réver- sible double, qui puisse être fixée étroitement et de fa- çon sûre à la pièce de travail dans l'une ou l'autre de deux directions inverses, de façon à permettre à la pièce de travail d'être tournée de façon sûre avec la roue à cliquet et le corps de clé. L'invention va à présent être expliquée sur la base de quelques exemples illustrés dans les dessins annexés. La figure 1 illustre une clé à cliquet réversible dou- ble selon la technique existante. La figure 2 illustre une autre structure de clé à cli- quet réversible double selon la technique existante. La figure 3 est une vue en coupe d'encore une autre structure de clé à cliquet réversible double selon la technique existante. La figure 4 est une vue en coupe d'encore une autre structure de clé à cliquet réversible double selon la technique existante. La figure 5 est une vue en coupe d'encore une autre structure de clé à cliquet réversible double selon la technique existante. La figure 6 est une vue en coupe d'encore une autre structure de clé à cliquet réversible double selon la technique existante. La figure 7 est une vue en coupe d'encore une autre structure de clé à cliquet réversible double selon la technique existante. La figure 8 est une vue écorchée d'une clé à cliquet réversible double selon une réalisation de la présente in- vention. La figure 9 est une vue éclatée de la clé à cliquet réversible double montrée en figure 8. La figure 10 est une vue de dessus en coupe de la clé à cliquet réversible double montrée en figure 8. La figure 11 est une vue de dessus en coupe d'une au- tre forme de la clé à cliquet réversible double selon la présente invention. La figure 12 est une vue de dessus en coupe d'une au- tre forme différente de la clé à cliquet réversible double selon la présente invention. La figure 13 illustre l'élément d'arrêt de la clé à cliquet réversible double de la figure 10 déplacé dans l'autre position. La figure 14 montre un exemple d'application de la présente invention. La figure 15 montre un autre exemple d'application de la présente invention. La figure 16 est un dessin schématique montrant la di- rection de rotation de la bande de doigt arrière de l'élé- ment d'arrêt dans le corps de clé selon la présente inven- tion. La figure 17 est une vue éclatée d'encore une autre forme différente de la clé à cliquet réversible double se- lon la présente invention. La figure 18 est une vue d'ensemble en coupe de la clé à cliquet réversible double montrée en figure 17. La figure 19 est similaire à la figure 18, mais montre l'élément d'arrêt déplacé dans l'autre position. La figure 20 est une représentation schématique expli- quant la répartition de la pression selon la présente in- vention. La figure 21 est une representation schématique expli- quant l'analyse mathématique de la détermination de la po- sition de la bande de doigt arrière pour l'élément d'arrêt selon la présente invention. Si l'on se réfère aux figures 8 à 15, une clé à cli- quet réversible double selon la présente invention com- prend de façon générale un corps de clé 21, une roue à cliquet 22, un élément d'arrêt 23, une broche de position- nement 24, un ressort 25, un capuchon supérieur 26, et un dispositif de maintien en forme de C 27. Le corps de clé 21 comprend un manche 211, et une ex- trémité de douille 212 constituée d'une seule pièce avec une extrémité du manche 211. Le manche 211 est une barre droite plate s'étendant perpendiculairement à partir de la périphérie de l'extrémité de douille 212 (voir figures 8 et 9). Dans une autre forme de la présente invention, le manche 211 s'étend à partir de la périphérie de l'extrémi- té de douille 212, et est incliné vers l'arrière et vers le haut de 15 (voir figure 14), ou vers l'arrière et vers le bas de 15 (voir figure 15). La douille définie à l'in- térieur de l'extrémité de douille 212 est formée de trous ronds reliés, de diamètres différents, adaptés pour rece- voir la roue à cliquet 22 et l'élément d'arrêt 23. Le ca- puchon supérieur 26 recouvre la douille dans l'extrémité de douille 212 de façon à maintenir la roue à cliquet 22 et l'élément d'arrêt 23 en place. L'extrémité de douille 212 comprend de plus une rainure de positionnement 2121 autour du grand trou rond de la douille de celle-ci. Le dispositif de maintien en forme de C 27 est fixé à une rainure de positionnement périphérique 261 du capuchon su- périeur 26 et vient en prise de façon périphérique dans la rainure de positionnement 2121 de l'extrémité de douille 212 de façon à maintenir le capuchon supérieur 26 en place. L'élément d'arrêt 23 est monté dans le petit trou rond de la douille à l'intérieur de l'extrémité de douille 212, et comprend une face de prise dentée incurvée vers l'exté- rieur et légèrement en forme d'arche 232 forcée en prise avec la roue à cliquet 22 de façon à limiter la direction de rotation de la roue à cliquet 22 dans la douille à l'intérieur de l'extrémité de douille 212, une bande de doigt arrière 231 s'étendant hors de l'extrémité de douille 212 et adaptée pour être actionnée à la main de façon à faire tourner l'élément d'arrêt 23 dans l'extrémi- té de douille 212 et à déplacer la prise entre l'une des deux moitiés de la face de prise 232 avec la roue à cli- quet 22 pour commander la direction de rotation de la roue à cliquet 22, et une rainure arrière 233, qui reçoit le ressort 25. Le ressort 25 a la forme d'une boucle ouverte de profil ovale, et vient partiellement en prise dans la rainure arrière 233 de l'élément d'arrêt 23. La broche de positionnement 24 est adaptée par pression dans un trou latéral 2110 sur le manche 211 au voisinage de l'extrémité de douille 212 de façon à maintenir le ressort 25. Si l'on se réfère à la figure 12, un élastomère 30 est utilisé pour remplacer le ressort 25 précédemment cité, et est forcé par la broche de positionnement 24 contre l'élé- ment d'arrêt 23. Selon l'autre forme montrée en figure 11, l'élément d'arrêt 31 comprend une tige 311 et un trou de guidage 312, et un fil élastique 32 est présent, celui-ci ayant une extrémité fixée à la tige 311 et une extrémité opposée incurvée et accrochée dans le trou de guidage 312. Le fil élastique 32 est forcé à produire un son lorsque l'élément d'arrêt 31 est déplacé d'une position à l'autre. Selon l'autre forme montrée dans les figures 17 à 19, l'élément d'arrêt 23 comporte une rainure arrière analogue à une vague 313, et une bille d'acier 5 est insérée dans la rainure arrière analogue à une bague 313 de l'élément d'arrêt 23 et supportée sur le ressort de compression 4. L'analyse de la répartition des forces de la présente invention est décrite ci-après en se référant à la figure 20. Ml = rl x Fl M2 = r2 x F2 La force est équilibrée lorsque Ml = M2. Il est possi- ble de recevoir l'action de la force externe lorsque Ml = M2 > M. Selon les lois de la mécanique, le bras de levier de force M2 est court, la pression d'application unitaire est élevée, et la surface d'application de force doit être augmentée pour répartir la force. La configura- tion incurvée vers l'extérieur et légèrement en forme d'arche de la face de prise dentée 232 augmente considéra- blement la surface de prise entre la roue à cliquet 22 et l'élément d'arrêt 23, et répartit efficacement la force du moment tangentiel Ml produit par Fl. Comme toute la pres- sion agit sur la ligne tangentielle, le moment de la roue à cliquet 22 est supérieur à celui de l'élément d'arrêt 23, et la pression d'application unitaire est relativement faible. Par conséquent, l'invention est appropriée pour réaliser une clé de hautes performances plus courte et re- lativement plus mince. Selon les essais, lorsque 02 = 25 à 35 , cette struc- ture permet d'obtenir un meilleur angle de prise et une force de torsion adaptée, parce que: O1 O22 3 = rl x 01, 81 = 3/rl, rl est une constante, 61 " ú3 2 = r21 x 02, 02 = e2/r2, r2 est une constante, 02 " 2 par conséquent, lorsque r2 augmente, 61 augmente, et f2 augmente relativement, et, par conséquent, les données suivantes sont obtenues (n est le paramètre de concep- tion): 02 r2 01 rl n = rl/r2 2291,84 x ú2 16,13 3552,35 x lú1 1,58 26 2203,69 x ú2 16,88 3393,68 x fl 1,54 27 2122,07 x ú2 17,65 3246,76 x fl 1, 53 28 2046,28 x ú2 18,67 3069,42 x lú1 1,58 29 1975,72 x ú2 18,85 3121,63 x fú1 1,55 1909,86 x ú2 20,00 2864,78 x lú1 1,52 31 1848,25 x ú2 20,39 2809,34 x fl 1,50 32 1790,50 x ú2 21,33 2685,75 x fl 1,52 33 1736,24 x ú2 21,57 2656,44 x lú1 1,51 34 1685,17 x ú2 21,73 2612,01 x fl 1,56 1637,02 x ú2 22,43 2553,75 x fl 1,52 = r x f x 3,1416/180 = 0,01745r x Analyse de la pression reçue par l'élément d'arrêt et le volant: Roue d'axe: 2F1 = P1/A1 = P1/úl x t, Pl = IF1 x fl x t Supportant en fait: ú3 = rl x 01, P'i = YF1 x rl x 81 x t, Elément d'arrêt: IF2 = P2/A2, ú2 = r2 x 02, P = YF2 x r2 x 02 x t. Comme e2 > e1, P1 l'élément d'arrêt. La meilleure conception d'élément d'ar- rêt doit maintenir e2 2 ú3, soit 02 2 01. Cette conception augmente considérablement la surface d'application de pression, et, par conséquent, on obtient une force de tor- sion relativement élevée. En figure 16, la bande de doigt arrière 231 est dispo- sée en dessous de l'élévation de l'extrémité de douille 212, et est reliée de façon fixe à l'élément d'arrêt 23. Le point de raccordement 2311 entre la bande de doigt ar- rière 231 et l'élément d'arrêt 23 est également espacé des deux extrémités distales de la face de prise dentée incur- vée vers l'extérieur légèrement en forme d'arche 232, de telle sorte que la bande de doigt arrière 231 puisse être tournée avec moins d'effort pour déplacer la prise entre la roue à cliquet 22 et l'élément d'arrêt 23. La position de la bande de doigt arrière 231 sur l'élément d'arrêt 23 est déterminée selon l'analyse mathé- matique décrite ci-après en se référant à la figure 21. H1/H3 = H4/H5 H4 = H1 x 03 H5 = H3 x 03 H1 " l/H5 en proportion indirecte. Plus H1 est grande, plus H5 sera petite, ce qui signi- fie que l'angle de rotation de la bande de doigt arrière est relativement plus petit si H1 (la distance entre la bande de doigt arrière et le point central de l'élément d'arrêt) est relativement plus grande. La configuration de la bande de doigt arrière est basée sur ce concept. Selon les essais, on montre que: Lorsque 03 = 50 à 70 , la longueur de corde H'2 est relativement supérieure du fait de l'accroissement de l'angle. Plus H'2 est petite, plus R est petit et plus la résistance structurelle sera élevée. Si l'on souhaite ré- duire H'2, l'élévation de la bande de doigt arrière doit être diminuée du fait de l'équation précédemment citée. Les données préférées sont montrées ci-dessous: 63 H5 H'2 H'5 0,873 0,0937 0,845 51 0,890 0,0974 0,861 52 0,908 0,1012 0,877 53 0,925 0,1051 0,892 54 0,960 0,1130 0,908 0,977 0,1171 0,923 56 0,977 0,1171 0,939 57 0,995 0,1212 0,954 58 1,012 0,1254 0,970 59 1,030 0,1295 0,985 1,047 0,1340 1,000 61 1,065 0,1384 1,015 62 1,082 0,1428 1,030 63 1,100 0,1474 1,045 64 1,117 0,1520 1,060 1,134 0,1566 1,075 66 1,152 0,1613 1,089 67 1,169 0,1661 1,104 68 1,187 0,1710 1,118 69 1,204 0,1759 1,133 1,222 0,1808 1,147 REVENDICATIONS 1. Clé à cliquet réversible double du type compre- nant: un corps de clé (21), ledit corps de clé (21) compre- nant un manche (211) et une extrémité de douille (212) constituée d'une seule pièce avec une extrémité dudit man- che (211), ladite extrémité de douille (212) définissant une douille comprenant un grand trou rond et un petit trou rond relié au grand trou rond; une roue à cliquet (22) montée dans le grand trou rond à l'intérieur de ladite extrémité de douille (212) dudit corps de clé (21) et adaptée pour faire tourner un boulon ou un écrou avec ledit corps de clé (21); un élément d'arrêt (23) monté dans le petit trou rond dans ladite extrémité de douille (212) dudit corps de clé (21) et tourné pour commander la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22) dans ledit corps de clé (21); un capuchon (26) recouvrant la douille de ladite ex- trémité de douille (212) de façon à maintenir ladite roue à cliquet (22) et ledit élément d'arrêt (23) en place; un dispositif de maintien en forme de C (27) fixé à la douille de ladite extrémité de douille (212) de façon à fixer ledit capuchon (26) en place; et des moyens de support installés dans ledit corps de clé (21) de façon à supporter le positionnement dudit élé- ment d'arrêt (23) dans ladite extrémité de douille (212); caractérisée en ce que: ledit élément d'arrêt (23) comprend une face de prise dentée incurvée vers l'extérieur légèrement en forme d'ar- che (232) forcée en prise avec ladite roue à cliquet (22) pour limiter la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22) dans ladite extrémité de douille (212), une bande de doigt arrière (231) s'étendant hors de ladite ex- trémité de douille (212) et adaptée pour être actionnée à la main pour faire tourner ledit élément d'arrêt (23) dans ladite extrémité de douille (212) et pour déplacer la prise entre l'une des deux moitiés de ladite face de prise (232) avec ladite roue à cliquet (22) pour commander la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22), et une rainure arrière (233); lesdits moyens de support comportent un ressort (25) ayant la forme d'une boucle ouverte de profil ovale, et venant partiellement en prise dans la rainure arrière (233) dudit élément d'arrêt (23), une broche de position- nement (24) installée dans un trou latéral (2110) du man- che (211) dudit corps de clé (21) de façon à maintenir le- dit ressort (25) contre ledit élément d'arrêt (23). 2. Clé à cliquet réversible double du type compre- nant: un corps de clé (21), ledit corps de clé (21) compre- nant un manche (211) et une extrémité de douille (212) constituée d'une seule pièce avec une extrémité dudit man- che (211), ladite extrémité de douille (212) définissant une douille comprenant un grand trou rond et un petit trou rond relié au grand trou rond; une roue à cliquet (22) montée dans le grand trou rond à l'intérieur de ladite extrémité de douille (212) dudit corps de clé (21) et adaptée pour faire tourner un boulon ou un écrou avec ledit corps de clé (21); un élément d'arrêt (23) monté dans le petit trou rond dans ladite extrémité de douille (212) dudit corps de clé (21) et tourné pour commander la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22) dans ledit corps de clé (21); un capuchon (26) recouvrant la douille de ladite ex- trémité de douille (212) de façon à maintenir ladite roue à cliquet (22) et ledit élément d'arrêt (23) en place; un dispositif de maintien en forme de C (27) fixé à la douille de ladite extrémité de douille (212) de façon à fixer ledit capuchon (26) en place; et des moyens de support installés dans ledit corps de clé (21) de façon à supporter le positionnement dudit élé- ment d'arrêt (23) dans ladite extrémité de douille (212); caractérisée en ce que: ledit élément d'arrêt (23) comprend une face de prise dentée incurvée vers l'extérieur légèrement en forme d'ar- che (232) forcée en prise avec ladite roue à cliquet (22) pour limiter la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22) dans ladite extrémité de douille (212), une bande de doigt arrière (231) s'étendant hors de ladite ex- trémité de douille (212) et adaptée pour être actionnée à la main pour faire tourner ledit élément d'arrêt (23) dans ladite extrémité de douille (212) et pour déplacer la prise entre l'une des deux moitiés de ladite face de prise (232) avec ladite roue à cliquet (22) pour commander la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22), et une rainure arrière (233); lesdits moyens de support comportent un élastomère (30) partiellement inséré dans la rainure arrière (233) dudit élément d'arrêt (23), et une broche de positionne- ment (24) installée dans un trou latéral (2110) sur le manche (211) dudit corps de clé (21) de façon à maintenir ledit élastomère (30) contre ledit élément d'arrêt (23). 3. Clé à cliquet réversible double du type compre- nant: un corps de clé (21), ledit corps de clé (21) compre- nant un manche (211) et une extrémité de douille (212) constituée d'une seule pièce avec une extrémité dudit man- che (211), ladite extrémité de douille (212) définissant une douille comprenant un grand trou rond et un petit trou rond relié au grand trou rond; une roue à cliquet (22) montée dans le grand trou rond à l'intérieur de ladite extrémité de douille (212) dudit corps de clé (21) et adaptée pour faire tourner un boulon ou un écrou avec ledit corps de clé (21); un élément d'arrêt (31) monté dans le petit trou rond dans ladite extrémité de douille (212) dudit corps de clé (21) et tourné pour commander la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22) dans ledit corps de clé (21); un capuchon (26) recouvrant la douille de ladite ex- trémité de douille (212) de façon à maintenir ladite roue à cliquet (22) et ledit élément d'arrêt (31) en place; un dispositif de maintien en forme de C (27) fixé à la douille de ladite extrémité de douille (212) de façon à fixer ledit capuchon (26) en place; et des moyens de support installés dans ledit corps de clé (21) de façon à supporter le positionnement dudit élé- ment d'arrêt (31) dans ladite extrémité de douille (212); caractérisée en ce que: ledit élément d'arrêt (31) comprend une face de prise dentée incurvée vers l'extérieur légèrement en forme d'ar- che forcée en prise avec ladite roue à cliquet (22) pour limiter la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22) dans ladite extrémité de douille (212), une bande de doigt arrière s'étendant hors de ladite extrémité de douille (212) et adaptée pour être actionnée à la main pour faire tourner ledit élément d'arrêt (31) dans ladite extrémité de douille (212) et pour déplacer la prise entre l'une des deux moitiés de ladite face de prise avec ladite roue à cliquet (22) pour commander la direction de rota- tion de ladite roue à cliquet (22), et une rainure ar- rière, une tige fixe (311), un trou de guidage (312), et un fil élastique (32), ledit fil élastique (32) comportant une extrémité fixée à ladite tige fixe (311) et une extré- mité opposée incurvée et accrochée dans ledit trou de gui- dage (312) pour produire un son lorsque l'on déplace la prise entre ledit élément d'arrêt (31) et ladite roue à cliquet (22). 4. Clé à cliquet réversible double du type compre- nant: un corps de clé (21), ledit corps de clé (21) compre- nant un manche (211) et une extrémité de douille (212) constituée d'une seule pièce avec une extrémité dudit man- che (211), ladite extrémité de douille (212) définissant une douille comprenant un grand trou rond et un petit trou rond relié au grand trou rond; une roue à cliquet (22) montée dans le grand trou rond à l'intérieur de ladite extrémité de douille (212) dudit corps de clé (21) et adaptée pour faire tourner un boulon ou un écrou avec ledit corps de clé (21); un élément d'arrêt (23) monté dans le petit trou rond dans ladite extrémité de douille (212) dudit corps de clé (21) et tourné pour commander la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22) dans ledit corps de clé (21); un capuchon (26) recouvrant la douille de ladite ex- trémité de douille (212) de façon à maintenir ladite roue à cliquet (22) et ledit élément d'arrêt (23) en place; un dispositif de maintien en forme de C (27) fixé à la douille de ladite extrémité de douille (212) de façon à fixer ledit capuchon (26) en place; et des moyens de support installés dans ledit corps de clé (21) de façon à supporter le positionnement dudit élé- ment d'arrêt (23) dans ladite extrémité de douille (212); caractérisée en ce que: ledit élément d'arrêt (23) comprend une face de prise dentée incurvée vers l'extérieur légèrement en forme d'ar- che forcée en prise avec ladite roue à cliquet (22) pour limiter la direction de rotation de ladite roue à cliquet (22) dans ladite extrémité de douille (212), une bande de doigt arrière s'étendant hors de ladite extrémité de douille (212) et adaptée pour être actionnée à la main pour faire tourner ledit élément d'arrêt (23) dans ladite extrémité de douille (212) et pour déplacer la prise entre l'une des deux moitiés de ladite face de prise avec ladite roue à cliquet (22) pour commander la direction de rota- tion de ladite roue à cliquet (22), et une rainure arrière en forme de vague (313), lesdits moyens de support comportent une bille d'acier (5) se déplaçant dans la rainure arrière en forme de vague (313) dudit élément d'arrêt (23), et un ressort de com- pression (4) monté à l'intérieur de ladite extrémité de douille (212) pour supporter ladite bille d'acier (5) dans la rainure arrière en forme de vague (313) dudit élément d'arrêt (23).