Brevet FR2888147A1 — publié le 20070112

La présente invention se rapporte à un mécanisme d'arrêt pour un outil rotatif et se rapporte, plus particulièrement, mais non exclusivement, à un mécanisme d'arrêt pour un tournevis rotatif motorisé. L'invention se rapporte également à un mécanisme d'ajustement de couple pour un tel outil et à un outil rotatif comportant de tels mécanismes. Des tournevis mus électriquement sont connus dans lesquels une source de courant électrique, telle qu'une batterie rechargeable, applique un couple à un arbre rotatif qui, à son tour, fait tourner une vis devant être vissée dans une pièce. Afin d'empêcher de provoquer des dommages à la pièce à cause d'un vissage de la vis trop loin en elle, le tournevis est muni d'un mécanisme d'embrayage qui limite le niveau du couple qui peut être appliqué à une vis qui est tournée par le tournevis. Un type connu d'un tel mécanisme est représenté à la Figure 1 et comprend un arbre (1) mené par un moteur électrique (non représenté) qui fait qu'un embrayage (2) ayant des billes d'embrayage (3) tourne avec l'arbre (1). Un carter interne (4) raccordé à un arbre (5) tourne avec l'embrayage (2) et les billes d'embrayage (3) sont poussées dans le sens de la flèche A de la Figure 1 au moyen de ressorts de compression (6) situés entre une plaque d'arrêt (7) qui vient en butée contre un écrou d'ajustement (8). L'écrou d'ajustement (8) est fileté et est raccordé à une bague de nez (9) de telle sorte que la rotation de la bague de nez (9) par rapport à un corps principal (10) du tournevis provoque un mouvement axial de l'écrou d'ajustement (8) qui, à son tour, ajuste la force de compression des ressorts (6) qui ajuste le couple maximal qui peut être transféré de l'arbre (1) à l'arbre (5). En même temps, la plaque d'arrêt (7) est munie d'une série d'ouvertures (7) pour recevoir une bille d'arrêt (12) de sorte que, au fur et à mesure que l'écrou d'ajustement (8) est tourné en même temps que la bague de nez (9), la bille d'arrêt (12) s'encliquète dans les ouvertures successives (11) de la plaque d'arrêt (7) pour être retenue en position de façon libérable. Lorsque le couple appliqué par l'arbre (1) à l'embrayage (2) dépasse une limite prédéterminée, la force des ressorts (6) n'est plus suffisante pour maintenir les billes d'embrayage (3) en contact les unes avec les autres, avec le résultat que l'arbre (5) peut tourner par rapport à l'arbre (1). Le mécanisme d'arrêt décrit ci-dessus souffre du désavantage qu'il comprend un grand nombre de pièces, qui rendent la construction du mécanisme d'arrêt chère, et, parce que la force tenant la bille d'arrêt (12) en position dans les ouvertures (11) de la plaque d'arrêt (7) dépend de la force de compression des ressorts (6), la force d'arrêt varie lorsque le réglage de couple est modifié. Les modes de réalisation préférés de la présente invention cherchent à surmonter les désavantages précités de la technique antérieure. Selon un aspect de la présente invention, il est fourni un mécanisme d'arrêt pour maintenir de manière débrayée les réglages de couple d'un outil rotatif ayant un carter, un organe de travail agencé de façon à pouvoir être entraîné en rotation par rapport au carter, et un moyen de limitation de couple pour limiter le couple maximal transférable entre l'organe de travail et le carter, le mécanisme d'arrêt comprenant: un organe de réglage de couple monté de manière mobile lors de l'utilisation sur le carter et ayant une pluralité de positions de réglage de couple par rapport au carter représentant des valeurs maximales respectives du couple transférable entre l'organe de travail et le carter, le mouvement dudit organe de réglage de couple entre lesdites positions de réglage de couple ajustant le couple maximal transférable entre l'organe de travail et le carter; au moins un organe élastique d'arrêt en prise avec l'organe de réglage de couple et un corps de l'outil lors de l'utilisation pour retenir de manière libérable l'organe de réglage de couple dans au moins une desdites positions de réglage de couple, au mouvement dudit organe de réglage de couple pour quitter chacune desdites positions de réglage de couple s'opposant lors de l'utilisation l'élasticité d'au moins un dit organe d'arrêt, et ledit organe de réglage de couple étant agencé de façon à être retenu de manière libérable dans chacune desdites positions de réglage de couple au moyen de l'élasticité d'au moins un dit organe d'arrêt. En fournissant un mécanisme d'arrêt dans lequel l'organe de réglage de couple est mobile entre ses positions de réglage de couple à l'encontre de l'élasticité d'au moins un dit organe d'arrêt, et dans lequel l'organe de réglage de couple est retenu de manière libérable dans chacune desdites positions de réglage de couple au moyen de l'élasticité d'au moins un dit organe d'arrêt, on obtient l'avantage que le mécanisme d'arrêt peut être fabriqué avec moins de pièces que dans la technique antérieure, réduisant ainsi son coût, et que le mécanisme d'arrêt est plus facile à assembler que dans la technique antérieure. En outre, en prévoyant au moins un organe flexible d'arrêt venant en prise avec l'organe de réglage de couple et un corps de l'outil lors de l'utilisation, on obtient l'avantage que le mécanisme d'arrêt peut être construit séparément du moyen de limitation de couple et peut, de ce fait, être fait pour avoir une force d'arrêt sensiblement indépendante de la position de réglage de couple. Au moins un dit organe d'arrêt peut comprendre une partie de prise respective pour venir en prise avec une partie correspondante de l'organe de réglage de couple ou le corps de l'outil. Dans un mode de réalisation préféré, au moins un dit organe d'arrêt comprend un organe allongé respectif et la partie de prise correspondante comprend une saillie respective adjacente à une partie centrale dudit organe d'arrêt. En prévoyant une saillie adjacente à une partie centrale de l'organe d'arrêt, on obtient l'avantage que la déviation maximale de la saillie basée sur l'élasticité de l'organe d'arrêt est obtenue. Au moins un dit organe d'arrêt peut comprendre une bande respective d'un matériau élastique. Au moins une dite saillie peut être sensiblement en forme de V. Ceci donne l'avantage de fournir des surfaces inclinées pour faciliter le glissement de la saillie pour se dégager de la partie correspondante de l'organe de réglage de couple ou du corps de l'outil. Dans un mode de réalisation préféré, ledit organe de réglage de couple comprend une pluralité de renfoncements pour venir en prise avec la partie de prise d'au moins un dit organe d'arrêt. L'organe de réglage de couple peut être rotatif par rapport au carter lors de l'utilisation. Dans un mode de réalisation préféré, l'organe de réglage de couple est agencé de façon à entourer sensiblement l'organe de travail. Ceci fournit l'avantage de permettre à un utilisateur d'ajuster le réglage de couple de l'outil pendant que ses mains sont en position normale de mise en oeuvre de l'outil. Selon un autre aspect de la présente invention, il est fourni un mécanisme d'ajustement de couple pour ajuster les réglages de couple d'un outil rotatif ayant un carter et un organe de travail agencé de façon à pouvoir être entraîné en rotation par rapport au carter, le mécanisme d'ajustement de couple comprenant un moyen de limitation de couple pour limiter le couple maximal transférable entre l'organe de travail et le carter; un mécanisme d'arrêt comme défini ci-dessus; et un moyen de raccordement pour provoquer des changements dans ladite position de réglage de couple de l'organe de réglage de couple pour ajuster le moyen de limitation de couple. Dans un mode de réalisation préféré, le moyen de limitation de couple comprend un embrayage. Le moyen de raccordement comprend, de préférence, au moins un ressort de compression pour appliquer une pression à l'embrayage. Le moyen de raccordement peut, en outre, comprendre au moins un organe d'ajustement venant en butée contre au moins un dit ressort de compression pour ajuster la force de compression du ou de chaque dit ressort correspondant en réponse à l'ajustement de la position de réglage de couple dudit organe de réglage de couple. Dans un mode de réalisation préféré, l'organe de réglage de couple est rotatif autour d'un axe par rapport à l'embrayage et le ou chaque dit organe d'ajustement est mobile par rapport à l'embrayage dans une direction sensiblement parallèle audit axe. Dans un mode de réalisation préféré, ledit moyen de raccordement a une partie de corps filetée coopérant avec un filet sur le ou chaque dit organe d'ajustement et le ou chaque dit organe d'ajustement est agencé de façon à tourner avec l'organe de réglage de couple et à coulisser par rapport à l'organe de réglage de couple dans une direction sensiblement parallèle audit axe. Un mode de réalisation préféré de l'invention sera maintenant décrit, seulement à titre d'exemple et non pas dans un quelconque sens limitatif, en référence aux dessins ci-joints, parmi lesquels: la Figure 1 est une vue de côté en coupe transversale d'un mécanisme d'ajustement et d'arrêt de couple de la technique antérieure pour un outil rotatif; la Figure 2 est une vue partiellement écorchée d'une partie d'un tournevis mû électriquement mettant en oeuvre la présente invention; la Figure 3 est une vue de côté en perspective d'une bague de nez et d'un organe élastique d'arrêt du tournevis de la Figure 2; la Figure 4 est une vue en perspective du côté et de l'arrière de la bague de nez et du mécanisme d'arrêt de la Figure 3; la Figure 5 est une vue en perspective de la bague de nez et de la bague de commande de couple du tournevis de la Figure 2; la Figure 6 est une vue de côté de la bague de nez et de l'organe d'arrêt des Figures 3 et 4 montés sur un corps du tournevis; la Figure 7 est une vue en perspective et une vue arrière de la bague de nez et de l'organe d'arrêt montés sur le corps comme à la Figure 6; la Figure 8 est une vue en perspective de la partie du corps du tournevis représenté à la Figure 7 sans le mécanisme d'ajustement de couple; la Figure 9 est une vue en perspective du corps de la Figure 8 sur lequel un mécanisme d'embrayage et un ressort de compression sont montés; et la Figure 10 est la vue du corps, du mécanisme d'embrayage et du ressort de compression de la Figure 9, sur lequel une bague de commande de couple est montée, ainsi que la bague de nez des Figures 2 à 7. En se référant à la Figure 2, un tournevis mû électriquement (100) a un carter (101) dans lequel un moteur électrique (non représenté) entraîne un arbre (non représenté) dans une ouverture (102) d'une bague de nez (103) par l'intermédiaire d'une boîte d'engrenage (104). La bague de nez (103) peut être tournée par rapport au carter (101) pour ajuster le couple maximal transférable du moteur à l'arbre, d'une façon qui sera décrite en plus grand détail ci-dessous, de sorte que l'arbre fait tourner une vis à visser dans une pièce (non représentée). La bague de nez (103) est montée sur le carter (101) au niveau d'une rainure circonférentielle (105) de sorte que la bague de nez est empêchée de se déplacer axialement par rapport au carter (101). La bague de nez (103) est également munie d'une série de découpes de forme générale de V (106) agencées circonférentiellement sur sa face arrière (107) et un organe d'arrêt (108) formé à partir d'une bande cintrée du métal élastique est fixé en position par rapport à la boîte d'engrenage (104) dans un renfoncement (109) sur l'extérieur de la boîte d'engrenage (104). Comme représenté en plus grand détail aux Figures 3 et 4, l'organe d'arrêt (108) est muni d'une saillie de forme générale de V située centralement (110) et d'une paire de bras (111) de forme générale rectiligne, dont l'un est situé de chaque côté de la saillie (110), respectivement. L'élasticité de l'organe d'arrêt (108) est telle que les extrémités distales des bras (111) sont tenues en place dans le renfoncement (109) sur la boîte d'engrenage (104), tandis que la saillie (110) peut être dégagée des découpes (106) par flexion pour glisser sur la face arrière (107) de la bague de nez (103) alors qu'elle tourne par rapport à la boîte d'engrenage (104). Les emplacements auxquels l'organe d'arrêt (108) vient en prise une découpe (106) définissent une série de réglages libérables de couple du tournevis (100), qui seront décrits en plus grand détail ci-dessous. En se référant maintenant aux Figures 4 et 5, la surface interne de la bague de nez (103) a des saillies (112) faisant saillie radialement vers l'intérieur et s'étendant axialement, disposées autour de cette surface interne, qui coopèrent avec des découpes (113) s'étendant axialement et faisant saillie radialement vers l'intérieur sur une bague de commande de couple (114) ayant une surface interne filetée (115). La bague de commande de couple (114) s'emboîte dans la bague de nez (103) et est obligée de tourner avec celle-ci du fait de la prise des saillies (112) de la bague de nez (103) avec les découpes (113) de la bague de commande de couple (114) mais la bague de commande de couple (114) peut également se déplacer axialement par rapport à la bague de nez (103). En se référant maintenant à la Figure 8, un mécanisme de commande de couple du tournevis (100) a un corps principal (116) de forme générale cylindrique s'étendant à partir de la boîte d'engrenage (104) et ayant une partie filetée (117) sur sa surface externe entourant un arbre (118) qui fait saillie dans l'ouverture (102). La partie filetée (117) est agencée pour s'accoupler avec la surface interne filetée (115) de la bague de commande de couple (114) pour permettre à la bague de commande de couple (114) de se déplacer axialement le long du corps principal (116) alors qu'elle tourne par rapport à lui en même temps que la bague de nez (103). En se référant aux Figures 9 et 10, un mécanisme d'embrayage ayant une plaque d'embrayage (119) est monté sur l'extrémité de la boîte d'engrenage (109) faisant face au et entourant le corps principal (116). Le mécanisme d'embrayage, dont le fonctionnement sera familier aux personnes qualifiées dans la technique et ne sera pas, par conséquent, décrit en plus grand détail, fonctionne d'une telle manière qu'il permet au couple en dessous d'une limite prédéterminée d'être transféré de la boîte d'engrenage (104) à l'arbre (118) mais que si le couple appliqué par la boîte d'engrenage (104) dépasse cette limite, la force d'embrayage devient insuffisante pour empêcher l'arbre (118) de tourner par rapport à l'arbre moteur (non représenté) de la boîte d'engrenage (104). Un ressort de compression (120) est comprimé entre la plaque d'embrayage (119) et la bague de commande de couple (114) de telle sorte que le mouvement de la bague de commande de couple (114) de manière axiale par rapport au corps principal (116) ajuste la force de compression du ressort (120). Celui-ci, à son tour, ajuste le couple exigé pour vaincre le mécanisme d'arrêt, qui, à son tour, ajuste le couple maximal qui peut être transféré de la boîte d'engrenage (104) à l'arbre (118). Le fonctionnement du mécanisme d'ajustement de couple du tournevis (100) représenté sur les Figures sera maintenant décrit. Dans l'agencement représenté à la Figure 2, la bague de nez (103) peut tourner par rapport à la boîte d'engrenage (104) mais ne se déplace pas axialement par rapport à la boîte d'engrenage (104). La bague de nez (103) est tenue de manière libérable en position de rotation par rapport à la boîte d'engrenage (104) au moyen de la prise de l'apex (110) de l'organe d'arrêt (108) avec l'une des découpes (106) sur la face arrière (107) de la bague de nez (103). A cause de cela, la position de rotation de la bague de commande de couple (114) est fixe par rapport à la bague de nez (103) du fait de la prise des saillies (112) de l'intérieur de la bague de nez (103) avec les découpes (113) de l'extérieur de la bague de commande de couple (114). La prise du filet de vis (115) de la face interne de la bague de commande de couple (114) avec la partie filetée (117) de la surface externe du corps principal (116) détermine la position axiale de la bague de commande de couple (114) par rapport à la boîte d'engrenage (104). Ceci, à son tour, règle la force de compression du ressort de compression (120) qui règle la force d'embrayage et, par conséquent, le couple maximal qui peut être transféré de la boîte d'engrenage (104) à l'arbre (118). Afin d'ajuster le réglage de couple, on tourne la bague de nez (103) par rapport à la boîte d'engrenage (104). Ceci fait que l'organe d'arrêt (108) fléchit de sorte que sa région d'apex (110) se dégage de la découpe correspondante (106) du fait que sa face inclinée glisse contre la face correspondante de la découpe (106). La région d'apex (110) glisse ensuite sur la surface arrière (107) de la bague de nez (103) et, alors que la bague de nez (103) tourne par rapport à la boîte d'engrenage 104, la bague de commande de couple (114) est forcée à tourner avec la bague de nez (103). A cause de cela, la bague de commande de couple (114) se déplace axialement par rapport à la boîte d'engrenage (104) pour ajuster la force de compression du ressort de compression (120) et, donc, le couple maximal qui peut être transféré de la boîte d'engrenage (104) à l'arbre (118). Lorsque la région d'apex (110) du mécanisme d'arrêt (108) atteint la découpe suivante (106) sur la face arrière (107) de la bague de nez (103), elle est forcée à venir en prise avec la découpe (106) par l'élasticité de l'organe d'arrêt (108). En faisant ainsi, l'organe élastique d'arrêt (108) donne un clic audible pour rendre l'utilisateur du tournevis conscient de ce que la bague de nez (103) a engagé un autre réglage de couple. La bague de nez (103) est alors tenue en position, de manière libérable, par rapport à la boîte d'engrenage (104) et la force de compression du ressort de compression (120) est réglée par la nouvelle position axiale de la bague de commande de couple (114) par rapport à la boîte d'engrenage (104). II sera apprécié par les personnes qualifiées dans la technique que le mode de réalisation ci-dessus a été décrit au moyen d'un exemple seulement, et non pas dans un quelconque sens limitatif, et que divers changements et modifications sont possibles sans se départir de l'esprit de l'invention comme défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Mécanisme d'ajustement de couple pour ajuster des réglages de couple d'un outil rotatif ayant un carter et un organe de travail agencé de façon à pouvoir être entraîné en rotation par rapport au carter, le mécanisme d'ajustement de couple comprenant: un moyen de limitation de couple pour limiter le couple maximal transférable entre l'organe de travail et le carter; un mécanisme d'arrêt comprenant un organe de réglage de couple monté de manière mobile lors de l'utilisation sur le carter et ayant une pluralité de positions de réglage de couple par rapport au carter représentant des valeurs maximales respectives du couple transférable entre l'organe de travail et le carter, le mouvement dudit organe de réglage de couple entre lesdites positions de réglage de couple ajustant le couple maximal transférable entre l'organe de travail et le carter; ledit mécanisme d'arrêt comprenant également au moins un organe élastique d'arrêt en prise avec l'organe de réglage de couple et un corps de l'outil lors de l'utilisation pour retenir de manière libérable l'organe de réglage de couple dans au moins une desdites positions de réglage de couple, au mouvement dudit organe de réglage de couple pour quitter chacune desdites positions de réglage de couple s'opposant lors de l'utilisation l'élasticité d'au moins un dit organe d'arrêt, et ledit organe de réglage de couple étant agencé de façon à être retenu de manière libérable dans chacune desdites positions de réglage de couple au moyen de l'élasticité d'au moins un dit organe d'arrêt; et un moyen de raccordement pour causer des changements dans ladite position de réglage de couple de l'organe de réglage de couple pour ajuster le moyen de limitation de couple dans lequel le moyen de raccordement comprend au moins un organe d'ajustement agencé de façon à tourner avec l'organe de réglage de couple et à coulisser par rapport à l'organe de réglage de couple dans une direction sensiblement parallèle audit axe. 2. Mécanisme selon la revendication 1 dans lequel le moyen de limitation de couple comprend un embrayage. 3. Mécanisme selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen de raccordement comprend au moins un ressort de compression pour appliquer une pression à l'embrayage. 4. Mécanisme selon la revendication 3 dans lequel l'organe d'ajustement vient en butée contre au moins un dit ressort de compression pour ajuster la force de compression du ou de chaque dit ressort correspondant en réponse à l'ajustement de la position de réglage de couple dudit organe de réglage de couple. 5. Mécanisme selon l'une des revendications 2 à 4 dans lequel l'organe de réglage de couple est rotatif autour d'un axe par rapport à l'embrayage et le ou chaque dit organe d'ajustement est mobile par rapport à l'embrayage dans une direction sensiblement parallèle audit axe. 6. Mécanisme selon l'une des revendications précédentes dans lequel ledit moyen de raccordement a une partie de corps filetée coopérant avec un filet sur le ou chaque dit organe d'ajustement. 7. Mécanisme selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un dit organe d'arrêt comprend une partie de prise respective pour venir en prise avec une partie correspondante de l'organe de réglage de couple ou du corps de l'outil. 8. Mécanisme selon la revendication 7, dans lequel au moins un dit organe d'arrêt comprend un organe allongé respectif et la partie de prise correspondante comprend une saillie respective adjacente à une partie centrale dudit organe allongé. 9. Mécanisme selon la revendication 8 dans lequel au moins ladite saillie est sensiblement en forme de V. 10. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel ledit organe de réglage de couple comprend une pluralité de 5 renfoncements pour venir en prise avec la partie de prise d'au moins un dit organe d'arrêt. 11. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un dit organe d'arrêt comprend une bande respective d'un matériau élastique. 12. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe de réglage de couple est rotatif par rapport au carter lors de l'utilisation. 13. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe de réglage de couple est agencé de façon à entourer sensiblement l'organe de travail.