Brevet FR2842450A1 — publié le 20040123

L'invention concerne un outil, notamment une clé, dynamométrique comprenant un élément d'entraînement, un corps creux de forme allongée dans lequel l'élément d'entraînement est monté avec possibilité de pivotement, le pivotement se produisant pour un couple de déclenchement prédéterminé, et un dispositif de détection du déclenchement de l'outil, ledit dispositif de détection comportant un circuit électrique pourvu d'un moyen de commutation actionné par l'élément d'entraînement, de sorte que l'état dudit moyen de commutation est modifié par le déclenchement de l'outil, et d'une unité de traitement, adaptée pour exploiter l'information relative à l'état dudit moyen de commutation. Dans les outils connus du type décrit ci-dessus, le déclenchement de l'outil est détecté par la fermeture d'un circuit électrique dont le moyen de commutation, actionné par l'élément d'entraînement, est situé à l'extérieur du corps creux. Pour cela, l'extrémité de l'élément d'entraînement tournée vers l'intérieur du tube est pourvue d'un doigt qui fait saillie à l'extérieur du tube au travers d'une lumière pratiquée dans ce dernier, le doigt en saillie actionnant l'élément mobile du commutateur lors du déclenchement. L'ensemble du dispositif de détection est logé dans un boîtier fixé extérieurement au corps de l'outil, vers une section arrière de l'élément d'entraînement. Une telle construction ne donne pas entière satisfaction, du fait que le doigt en saillie définit une protubérance en périphérie du corps de l'outil, potentiellement gênante pour l'introduction de l'outil dans un organe mécanique sur lequel l'opérateur intervient. En outre, une telle construction utilise un interrupteur miniature dont la durée de vie est relativement faible, et qui pose des problèmes de fiabilité lorsqu'il n'est pas étanche, ce qui est généralement le cas pour les interrupteurs de conception courante. L'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et de proposer un outil dont le dispositif de détection du déclenchement n'augmente pas l'encombrement dans la section la plus avant de l'outil, c'est-à-dire au niveau de l'élément d'entraînement, et dont le moyen de commutation présente une durée de vie et une fiabilité accrues. A cet effet, dans un outil dynamométrique suivant l'invention, le moyen de commutation comporte une extrémité libre de contact placée à l'intérieur du corps creux. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention - l'unité de traitement est déportée axialement par rapport au moyen de commutation, du côté de l'outil opposé à l'élément d'entraînement, et est située au moins partiellement à l'extérieur du corps creux; - le dispositif de détection comprend une carte de circuit imprimé; - le dispositif de détection comprend un écran d'affichage; et - le corps creux est réalisé en un matériau conducteur, et le circuit électrique comporte une source d'alimentation, dont une première borne est reliée au corps creux, et une deuxième borne est reliée au moyen de commutation. Grâce à cette dernière disposition, le circuit électrique de détection est bouclé sur des composants mécaniques de l'outil, ce qui procure une grande simplicité et une grande fiabilité du circuit de détection. Suivant encore d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - la deuxième borne est reliée au moyen de commutation par l'intermédiaire d'un conducteur allongé, et le corps creux présente une rainure dans laquelle est logé ledit conducteur sur l'essentiel de sa longueur; - le moyen de commutation est une lame conductrice flexible; - ladite lame est fixée au corps creux par l'intermédiaire d'un support isolant, et s'étend au moins partiellement entre la surface interne dudit corps creux et la surface externe de l'élément d'entraînement, de sorte qu'elle s'étend, au repos, sans contact avec le corps creux, le circuit étant alors ouvert, et se déforme sous l'action de l'élément d'entraînement lors du déclenchement de l'outil, jusqu'à une configuration de contact sur le corps creux, de façon à fermer le circuit électrique; - le dispositif de détection comporte un boîtier fixé sur la périphérie externe du corps creux, et dans lequel est logée au moins partiellement l'unité de traitement; et - ledit boîtier comprend deux demi-coquilles rigides assemblées et fixées sur la périphérie externe du corps creux. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit plus en détail, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en perspective d'une clé dynamométrique conforme à l'invention; - la Figure 2 est une vue en perspective éclatée de la clé de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la clé de la Figure 1; - la Figure 4 est une vue de détail en perspective de la lame flexible de commutation, et d'une partie du dispositif de détection placée dans le boîtier; - la Figure 5 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de la Figure 3 suivant la ligne 5-5; - la Figure 6 est une vue en coupe longitudinale de la clé de la Figure 1, dans un plan orthogonal à celui de la Figure 3, la clé étant dans sa configuration de fonctionnement normal; - la Figure 7 est une vue en coupe schématique agrandie suivant la direction 7-7 indiquée sur la Figure 6; la Figure 8 est une vue analogue à la Figure 6, la clé étant en configuration de déclenchement; et - la Figure 9 est une vue analogue à la Figure 7 dans la configuration de la Figure 8. Sur la Figure 1, on a représentée une clé dynamométrique conforme à l'invention, la clé présentant un axe longitudinal X-X, orienté d'"arrière " en " avant ". La clé 1 qui a été représentée comporte essentiellement un tube 3 de forme générale cylindrique, définissant un corps creux extérieur, une tête ou élément d'entraînement 5 vers l'avant de la clé, et une poignée 7 de préhension de l'outil située vers l'arrière de la clé. Le tube 3 et, de préférence, la tête 5, sont des pièces métalliques. La clé représentée est de type clé de production, c'est-à-dire du type utilisé en atelier de production pour serrer à la suite un grand nombre d'éléments de boulonnerie identiques, à un même couple prédéterminé. Pour ce type d'outil, il n'est pas nécessaire de réajuster fréquemment le couple de déclenchement. Sur une telle clé, la poignée 7 est emmanchée de façon fixe sur le tube 3, ce dernier étant obturé à son extrémité, du côté de la poignée 7 par un bouchon 9. Comme cela sera décrit ultérieurement en référence aux Figures 2 et 3, les organes de réglage du couple de déclenchement sont accessibles au moyen d'un outil à l'intérieur du tube 3, après retrait du bouchon 9. Il est entendu que l'invention s'applique aussi bien à une clé dite de production, telle que représentée aux Figures, qu'à une clé dynamométrique dont le couple de déclenchement est réglé par d'autres moyens, par exemple par rotation de la poignée sur le tube. La clé représentée 1 est pourvue, sur une section adjacente à la poignée, vers l'avant de celle-ci, d'un boîtier il, fixé sur la périphérie du tube 3, et renfermant une partie du dispositif de détection du déclenchement de l'outil, qui sera détaillé ultérieurement. La clé 1 comprend en outre un fourreau 13 défini par un manchon cylindrique, par exemple en matériau plastique, emmanché de façon ajustée sur le tube 3 sur une section avant adjacente au boîtier 11. On se réfère maintenant aux Figures 2 et 3. La tête d'entraînement 5 est une pièce qui comporte un bloc avant 21 en saillie à l'avant du tube 3, une zone intermédiaire d'articulation 23, et une queue arrière 25 emmanchée avec jeu dans le tube 3 et montée avec possibilité de pivotement sur le tube 3, autour d'un axe Z-Z matérialisé par un tourillon 27. Le tourillon 27 traverse diamétralement la zone d'articulation 23 et le tube 3 en étant solidaire de ce dernier. Le bloc 21 est conçu pour recevoir, à partir de son extrémité avant, un dispositif d'actionnement (non représenté). Ce dernier est typiquement une tête de cliquet réversible par retournement, munie d'un carré d'entraînement sur lequel s'adapte une douille de vissage. On notera que sur la Figure 3, le plan X-Z de coupe est supposé vertical et l'axe X-X est supposé horizontal, pour la commodité de la description. L'orientation de la clé représentée sur cette Figure correspond à l'actionnement d'une vis ou d'un écrou (non représentés) dont l'axe est vertical. Dans la configuration d'utilisation de la clé telle que représentée sur la Figure 3, les éléments suivants sont disposés coaxialement à l'intérieur du tube 3, d'arrière en avant, jusqu'à l'extrémité arrière de la queue 25: - un cylindre fileté extérieurement 31, pourvu d'une forme d'entraînement 33 tournée vers l'extrémité arrière du tube, et dont le filetage extérieur coopère avec un filetage interne formé sur au moins une section arrière du tube 3. Ainsi, le cylindre fileté 31 peut-il être vissé ou dévissé à l'intérieur du tube de façon à être déplacé axialement; - une entretoise 35 formée, dans l'exemple représenté, d'un cylindre creux extérieurement lisse et de diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 3, de façon à pouvoir coulisser librement à l'intérieur du tube; - un ressort de compression 61 présentant une raideur élevée, disposé coaxialement à l'intérieur du tube 3, et dont l'extrémité arrière porte sur l'extrémité avant de l'entretoise 35; - un plateau 63 à bille 64, ce plateau étant solidaire de l'extrémité avant du ressort 61; - un poussoir 65 sous forme générale d'un cylindre plein présentant une face arrière en appui sur la bille 64. Le poussoir est conçu pour pouvoir coulisser axialement en étant guidé dans le tube 3, sous l'effet de la sollicitation du ressort 61, transmise par le plateau 63 et la bille 64; - un dé cubique 67 qui s'applique, au repos, sur les fonds de deux évidements, l'un formé dans la face arrière de la queue 25, et l'autre dans la face avant du poussoir 65, ces faces étant des faces verticales en regard l'une de l'autre. L'ensemble formé du poussoir 65 et du dé 67 définit un moyen d'appui axial sur la tête d'entraînement 5. On comprend que la position axiale du cylindre fileté 31 détermine la compression du ressort 61, et ainsi l'effort axial d'appui du poussoir 65 sur la queue 25, par l'intermédiaire du dé 67. Lorsque le couple maximal déterminé par la compression du ressort 61 est atteint, le dé 67 s'incline et fait reculer le poussoir. La queue 25, par pivotement autour du tourillon 27, vient alors frapper la surface intérieure du tube 3. Le bouchon 9 présente une garniture filetée qui s'engage dans la section d'extrémité arrière du tube 3, taraudée de façon correspondante. Le bouchon est vissé sur le tube de façon à obturer ce dernier lorsque l'outil est en configuration d'utilisation. Lorsque l'utilisateur veut régler le couple de déclenchement de la clé, il doit retirer le bouchon 9, engager un outil de vissage/dévissage correspondant à la forme d'entraînement 33 dans le tube 3, et visser ou dévisser le cylindre fileté 31 de façon à régler la compression du ressort 61. La clé dynamométrique qui a été représentée comprend un dispositif de détection du déclenchement, fonctionnant sur le principe de la commutation d'un circuit électrique. Ce dispositif de détection va maintenant être décrit en référence aux Figures 3 à 5. Le dispositif de détection comporte un circuit électrique partiellement disposé sur une carte de circuit imprimé 71, laquelle est placée à l'intérieur du boîtier 11, extérieurement au tube 3. La carte de circuit imprimé 71 supporte une source 72 d'alimentation du circuit électrique, cette source étant par exemple une batterie. L'une des bornes de la batterie 72, par exemple la borne " - ", est reliée électriquement au tube 3 (voir Figure 4) par l'intermédiaire d'une languette élastique conductrice 73, dont une partie d'extrémité libre 73A fait pression sur la surface extérieure du tube. La deuxième borne de la batterie 72, en l'occurrence la borne " + ", est reliée électriquement à un moyen de commutation 75, par l'intermédiaire d'un conducteur allongé, tel qu'un fil 76. La lame conductrice flexible 75 est solidaire, par sa base, d'un socle isolant 77 fixé dans une lumière correspondante du tube 3, de façon que la lame 75 fasse saillie vers l'intérieur du tube. En configuration de fonctionnement normal de la clé, c'est-à-dire avant déclenchement, une portion d'extrémité libre 75A de la lame 75 s'étend sans contact entre la queue 25 et la surface interne du tube 3, comme cela est représenté sur la Figure 5. Le circuit électrique du dispositif de détection est en outre pourvu d'une unité de traitement 79, tel qu'un composant électronique supporté par la carte de circuit imprimé 71, adapté pour prélever et exploiter l'information électrique circulant dans le circuit, et relative à l'état ouvert ou fermé du moyen de commutation 75. L'unité de traitement 79 peut être dotée de plusieurs fonctions, outre la détection de l'état ouvert ou fermé du moyen de commutation 75, notamment l'incrément et la mémorisation d'un nombre de cycles de déclenchement, et l'élaboration d'un signal de sortie pouvant être délivré à un périphérique, tel qu'un afficheur ou un moyen d'alarme. Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif de détection comprend un tel périphérique sous la forme d'un écran d'affichage 81 relié à l'unité de traitement 79 et à la batterie 72 par l'intermédiaire d'une nappe conductrice souple 83. Comme cela apparaît sur la Figure 5, le boîtier 11 est constitué de deux demi-coquilles rigides llA, l1B complémentaires, s'emboîtant en enserrant le tube 3. La demi-coquille supérieure liA supporte l'écran 81 et présente une fenêtre de visualisation de cet écran. La carte de circuit imprimé 71 et la languette élastique 73, logées dans le boîtier 11, sont supportées par la demi5 coquille inférieure îlB. Comme on le voit également sur la Figure 5, la languette élastique 73 est fixée sur la carte de circuit imprimé 71 au moyen d'une vis 84, qui réalise également la fixation rigide de la carte 71 dans la demi-coquille inférieure îlB. En se référant à nouveau à la Figure 3, on constate que la surface extérieure du tube 3, sur une section axiale intermédiaire, est pourvue d'une rainure axiale 85 dans laquelle est logé le fil 76, sur une partie de sa longueur. Cette rainure 85 et la section du fil 76 qui y est logée, sont recouvertes en partie par la section avant du boîtier 11, et en partie par le fourreau 13. Le fourreau 13 assure la fixation du fil 76 dans la rainure 85, et protège l'accès, depuis l'extérieur, au fil 76 et au socle 77. Le fourreau possède une protubérance 87 tournée vers le tube 3, qui assure le positionnement et la fixation du fourreau 13 sur le tube 3, en coopérant avec un orifice correspondant pratiqué dans le tube. Comme on le voit, la disposition du moyen de commutation 75 à l'intérieur du tube 3 permet de ne pas augmenter l'encombrement de la clé dans la section avant de la clé, c'est-à-dire sur toute la longueur de la tête d'entraînement 5. Le moyen de commutation 75 étant relié électriquement à la batterie 72 et à l'unité de traitement 79 par l'intermédiaire d'un conducteur allongé 76, le moyen de commutation 75 est situé à distance axiale du reste du circuit électrique et du boîtier 11, qui définissent l'encombrement périphérique le plus important. L'unité de traitement 79, logée dans le boîtier 11, est déportée axialement par rapport au moyen de commutation 75, vers l'arrière de la clé. Comme cela a déjà été mentionné, il est important que les pièces, telles que le boîtier 11, qui définissent l'encombrement périphérique le plus important sur la clé, soient situées le plus possible à l'arrière de celle-ci pour ne pas gêner l'introduction de la tête d'entraînement 5 dans certains organes mécaniques. En référence aux Figures 6 à 9, on va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de détection. Les Figures 6 et 7 représentent la clé en configuration de fonctionnement normal, c'est-à-dire avant déclenchement, le dé 67 étant engagé dans les évidements de la face arrière de la queue 25 d'une part, et de la face avant du poussoir 65 d'autre part. Dans cette configuration, l'utilisateur n'a pas atteint le couple de serrage maximal ou couple de déclenchement pré-réglé par la compression du ressort 61. On voit sur la Figure 7 que la partie d'extrémité libre 75A de l'organe de commutation 75 s'étend sans contact entre la surface extérieure de la queue 25 et la surface interne du tube 3. La branche de circuit électrique reliant les bornes +/- de la batterie 72, en passant par le moyen de commutation 75, branche qui sera désignée par l'expression " le circuit électrique ", est alors ouverte. Comme représenté sur les Figures 8 et 9, lorsque le couple de déclenchement est atteint, le dé 67 se dégage des évidements de la queue 25 et du poussoir 65, et la partie arrière de la queue 25 vient frapper la face interne du tube 3. La partie d'extrémité libre 75A du moyen de commutation 75, comme cela est représenté sur la Figure 9, est alors sollicitée par la partie arrière de la queue 25 en pression sur la face interne du tube 3. Le circuit électrique du dispositif de détection est alors fermé sur la pièce métallique de masse constituée par le tube 3, et l'unité de 1l traitement 79 détecte le passage d'un courant dans le circuit, ou plus généralement toute grandeur électrique susceptible de représenter l'état ouvert ou fermé du moyen de commutation 75. Lorsque la clé revient ensuite dans sa configuration de fonctionnement normal, la partie d'extrémité libre 75A du moyen de commutation 75 revient dans sa position de repos représentée à la Figure 7, sous l'effet de son élasticité. On comprend que l'information électrique détectée par l'unité de traitement 79 est significative de l'état du moyen de commutation 75, c'est-à-dire de l'occurrence d'un phénomène de déclenchement de la clé. Cette information électrique peut être exploitée par l'unité de traitement 79 sous différentes formes de façon à alimenter différents organes d'indication destinés à l'utilisateur, tel que l'écran d'affichage 81, une alarme (sonore ou visuelle), ou autres. L'information peut également être transmise par divers modes de communication à des centraux de mémorisation de données. 2 0 REVENDICATIONS 1. Outil, notamment clé, dynamométrique comprenant un élément d'entraînement (5), un corps creux (3) de forme allongée dans lequel l'élément d'entraînement (5) est monté avec possibilité de pivotement, le pivotement se produisant pour un couple de déclenchement prédéterminé, et un dispositif de détection du déclenchement de l'outil, ledit dispositif de détection comportant un circuit électrique pourvu d'un moyen de commutation (75) actionné par l'élément d'entraînement (5), de sorte que l'état dudit moyen de commutation (75) est modifié par le déclenchement de l'outil, et d'une unité de traitement (79), adaptée pour exploiter l'information relative à l'état dudit moyen de commutation (75), caractérisé en ce que ledit moyen de commutation (75) comporte une extrémité libre de contact (75A) placée à l'intérieur du corps creux (3). 2. Outil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de traitement (79) est déportée axialement par rapport au moyen de commutation (75), du côté de l'outil opposé à l'élément d'entraînement (5) , et est située au moins partiellement à l'extérieur du corps creux (3). 3. Outil suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend une carte de circuit imprimé (71). 4. Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de détection comprend un écran d'affichage (81). 5. Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps creux (3) est réalisé en un matériau conducteur, et le circuit électrique comporte une source d'alimentation (72), dont une première borne (-) est reliée au corps creux (3), et une deuxième borne (+) est reliée au moyen de commutation (75). 6. Outil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième borne (+) est reliée au moyen de commutation (75) par l'intermédiaire d'un conducteur allongé (76), et le corps creux (3) présente une rainure (85) dans laquelle est logé au moins partiellement ledit conducteur (76). 7. Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de commutation (75) est une lame conductrice flexible. 8. Outil suivant les revendications 5 et 7 prises ensemble, caractérisé en ce que ladite lame (75) est fixée au corps creux (3) par l'intermédiaire d'un support isolant (77), et s'étend au moins partiellement entre la surface interne dudit corps creux (3) et la surface externe de l'élément d'entraînement (5), de sorte qu'elle s'étend, au repos, sans contact avec le corps creux (3), le circuit étant alors ouvert, et se déforme sous l'action de l'élément d'entraînement (5) lors du déclenchement de l'outil, jusqu'à une configuration de contact sur le corps creux (3), de façon à fermer le circuit électrique. 9. Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de détection comporte un boîtier (11) fixé sur la périphérie externe du corps creux (3), et dans lequel est logée au moins partiellement l'unité de traitement (79). 10. Outil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que ledit boîtier (11) comprend deux demi-coquilles rigides (liA, l1B) assemblées et fixées sur la périphérie externe du corps creux (3).