Brevet FR2894862A1 — publié le 20070622

CLE EN CROIX La presente invention concerne le genie mecanique, en particulier les outils manuels utilises pour assembler et demonter des elements de fixation filetes, principalement dans 1'organe de roulement de vehicules. On connait dans 1'art . une cle en croix, contenant deux paires de tiges situes coaxialement, dont les premieres extremites sont reliees de maniere rigide les unes aux autres et, sur les plaques frontales des secondes extremites, menagees d'un seul tenant avec celles-ci, se trouvent des tetes d'ecrou de taille correspondante, dans laquelle 1'axe des tiges de la premiere paire est situe perpendiculairement a 1'axe des tiges de la seconde paire (US-A N 2644359, 1948). Cependant, la cle en croix connue dans 1'art presente des parametres de performances relativement faibles car la modification de la force de torsion lors du vissage, du devissage d'un element de fixation filete n'est effectuee que du fait de la modification de 1'effort exerce par 1'utilisateur, outre le fait que la cle en croix connue n'est pas demontable et occupe donc un grand espace de stockage. La cle en croix de 1'art anterieur le plus proche comprend la premiere tige de section carree avec une tete d'ecrou frontale sur chacune des extremites et trois evidements de fixation (renfoncements), situes sur ses bords et en son milieu de maniere correspondante. La seconde tige de section carree avec une tete d'ecrou frontale a une extremite et un embout male a 1'autre, et avec trois renfoncements situes sur 2 les bords de la tige et en son milieu de maniere correspondante, le manchon d'accouplement avec un dispositif de fixation a bille a deux cotes interagissant avec les renfoncements de la tige, la premiere ouverture traversante carree dans laquelle est situee la premiere tige ayant une possibilite de deplacement longitudinal et se fixant dans les positions correspondant aux renfoncements de celui-ci, la deuxieme ouverture traversante carree dans laquelle est situee la seconde tige ayant une possibilite de deplacement longitudinal et se fixant dans les positions correspondant aux renfoncements de celle-ci, dans laquelle les axes des ouvertures carrees dans le manchon sont situes dans des plans paralleles et reciproquement orthogonaux, et le dispositif de fixation a bille a deux cotes est situe dans 1'ouverture cylindrique menagee dans le manchon d'accouplement entre ses ouvertures traversantes carrees et dont 1'axe est perpendiculaire aux axes desdites ouvertures (DE-A1-N 19715081, 1998). Les bonnes performances de 1'art anterieur le plus proche sont determinees en montant les tiges sur le manchon d'accouplement avec la possibilite d'un deplacement longitudinal par rapport a celui-ci et la fixation dans 1'un d'eux en position extreme ou intermediaire au moyen d'un dispositif de fixation a bille qui permet de modifier la longueur du bras de force pendant le vissage ou le devissage des elements de fixation Metes. Autrement dit, la cle en croix connue permet de modifier la force de torsion a la fois par 1'effort musculaire exerce par 1'utilisateur et par 3 la modification de la longueur du bras de force. En outre, la cle en croix connue peut etre facilement assemblee et demontee et n'occupe pas beaucoup d'espace de stockage quand elle est demontee. L'art anterieur a pour inconvenient qu'il ne confere pas une haute fiabilite de fonctionnement a une cle en croix pendant un long fonctionnement de celleci, car la duree de fonctionnement fiable d'une cle en croix connue est determinee par la duree de vie moyenne du ressort du dispositif de fixation a bille a deux cotes, qui est difficile a remplacer en raison de sa position. En outre, la position du dispositif de fixation a bille a deux cotes dans une ouverture situee entre les ouvertures du manchon d'accouplement de section carree rend la fabrication de la cle en croix plus intensive en termes de main-d'oeuvre, et en consequence plus couteuse. La presente invention cherche a resoudre le probleme technique de durabilite d'une cle en croix en augmentant la fiabilite du fonctionnement et la facilite d'entretien des unites de celle-ci, en assurant la fixation des elements d'une cle en croix les uns par rapport aux autres, ainsi qu'en reduisant les besoins de main-d'uvre pour la fabrication de celle-ci. La tache donnee est resolue comme suit : une cle en croix constituee d'un element allonge comprenant des tetes d'ecrou frontales a. ses extremites, d'une tige prismatique avec une section transversale polygonale, une tete d'ecrou frontale a la premiere extremite et un embout male a 1'autre extremite, au moins trois 4 evidements de fixation, dont l'un est situe au milieu de la tige et deux autres evidements de fixation situes a egale distance du premier evidement de fixation, dont selon 1'invention, les evidements de fixation sont menages sous la forme de rainures circulaires, 1'element allonge comporte au moins trois paires identiques d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre avec des axes reciproquement perpendiculaires, qui coupent 1'axe longitudinal de 1'element allonge a angle droit, les premieres ouvertures de chaque paire d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre sont traversantes et ont la meme section transversale de forme polygonale que la tige prismatique et la taille assurant son placement sequentiel dans lesdites ouvertures avec la possibilite d'un deplacement longitudinal, une premiere ouverture situee au milieu de 1'element allonge, et les deux autres premieres ouvertures situees a egale distance de celui-ci, dans laquelle le bord de surface laterale de la premiere ouverture, coupe par la seconde ouverture correspondante dans chaque paire d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre, est situe dans le plan diametral de 1'element allonge, perpendiculairement aux axes des secondes ouvertures susmentionnees, chacune desdites ouvertures etant munie d'un dispositif de serrage a boutonpoussoir a retour automatique, de telle sorte que chaque dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique comporte urie tige avec une cavite circulaire, place dans la seconde ouverture correspondante en permettant un mouvement axial d'avant en arriere et la fixation dans la position correspondant a la position de fonctionnement du dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour 5 automatique, une extremite de la tige etant repoussee elastiquement par rapport a la base de la seconde ouverture correspondante, et 1'autre extremite de tige est munie d'un poussoir faisant saillie de 1'element allonge dans la position de fonctionnement du dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique, le rayon Rk correspondant a la base des rainures circulaires menagees dans la tige prismatique et la distance H entre les axes des premiere et seconde ouvertures dans chaque paire d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre, obeit au rapport : Rk + R1 - 2 (Rop-Rk) *tg [n (n-2) /2n] ou : n - nombre de cotes d'un polygone regulier de la section transversale de la premiere ouverture. L'avantage de la cle en croix proposee par rapport a 1'art anterieur le plus proche reside dans 1'execution de 1'une des tiges de la cle en croix sous la forme d'un element allonge, avec au moins trois paires identiques d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre dont 1'une est prevue pour y placer un dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique correspondant, de la conception proposee, qui garantit non seulement une meilleure fiabilite de fonctionnement pendant un long fonctionnement en comparaison avec le dispositif de fixation a bille a deux cotes de 1'art anterieur le plus proche, mais contribue aussi a une meilleure facilite d'entretien des unites de fixation. En outre, la cle en croix proposee ne comporte pas d'elements dont 1'emplacement difficile d'acces necessite un travail de fabrication et de reparation plus intensif. :L5 La position proposee si le bord d'une surface laterale de chaque premiere ouverture coupee par la seconde ouverture correspondante dans chaque paire d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre (a savoir : le bord d'une surface laterale de chaque 20 premiere ouverture, coupee par une seconde ouverture correspondante, est situe dans un plan diametral de 1'ulement allonge, perpendiculairement aux axes des secondes ouvertures, chacune munie d'un dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique) 25 garantit une large plage (avec la limite inferieure egale a zero) de choix de largeur de la rainure circulaire menagee sur la tige de chaque dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique et permet en consequence de reduire sa taille axiale en 30 comparaison avec n'importe quel autre agencement de bords de surfaces laterales des premieres ouvertures. 7 En outre, comme 1'art anterieur ne decrit 1'utilisation d'aucun dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique dans des Iles avec longueur de bras de reaction ajustable, it est possible de conclure que la presente invention repond aux criteres de brevetabilite que sont la > et 1' >. Un exemple concret de mode de realisation de 1'invention est fourni ci-dessous, cependant ce n'est pas le seul mode de realisation possible mais it demontre clairement la possibilite d'obtenir 1'effet technique revendique au moyen de 1'ensemble susmentionne de caracteristiques essentielles. Sur la figure 1 est representee la cle en croix, vue du dessus, sur la figure 2 la cle en croix vue de cote, en vue en coupe partielle ; sur la figure 3 un dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique dans une position de repos. La cle en croix comprend une tige prismatique 1 avec une section transversale en forme de polygone essentiellement regulier (triangle, carre, etc., de preference un hexagone), et ayant une tete d'ecrou frontale 2 sur une extremite, un embout male 3 avec un dispositif de fixation a bille a 1'autre extremite et au moins avec trois evidements de fixation menages sous la forme de rainures circulaires 4, 5, 6. La rainure circulaire 4 est situee dans la partie centrale de la tige prismatique 1 et les deux autres rainures circulaires 5, 6 sont situees a egale distance des rainures circulaires 4, par exemple sur des parties d'extremite de la tige prismatique 1. La cle en croix 8 contient egalement un element allonge 7 avec au moins une tete d'ecrou frontale 8, 9 menagee d'un seul tenant avec celui-ci aux extremites, et avec au moins trois paires identiques d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre 10, 11, 12, 13, 14, 15 avec des axes reciproquement perpendiculaires, de maniere correspondante 16, 17, 18, 19, 20, 21 qui coupent 1'axe longitudinal 22 de 1'element allonge 7 a angle droit. La premiere :10 ouverture de chaque paire d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre, a savoir 10, 12, 14, est menagee de maniere traversante avec la section transversale polygonale, identique a la section transversale de la tige prismatique 1 et dimensionnee 15 de fagon a garantir le placement sequentiel dans les ouvertures 10, 12, 14 de la tige prismatique 1, permettant son deplacemen.t longitudinal, par exemple par ajustement coulissant. L'ouverture 10 est situee au milieu de 1'element allonge 7 et deux autres ouvertures 20 12, 14 sont situees a egale distance de 1'ouverture 10, par exemple sur les parties d'extremite de 1'element allonge 1, de telle sorte que le bord d'une surface laterale de chaque premiere ouverture 10, 12, 14 coupee par une seconde ouverture correspondante 11, 13, 15 25 soit situee dans un plan diametral de 1'element allonge 7, perpendiculairement aux axes de 17, 19, 21 et aux secondes ouvertures 11, 13, 15 chacune munie d'un dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23. Chaque dispositif de serrage a bouton- 30 poussoir a retour automatique 23 comprend une tige 24 avec la cavite circulaire 25 situee dans la seconde 9 ouverture 11 (13 et 15) correspondante - permettant le deplacement axial en arriere et en avant de la fixation (du par exemple au recourbement des bords des secondes ouvertures) dans la position correspondant a la position de fonctionnement du dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23, dans laquelle une extremite de la tige 24 subissant une reprise elastique par rapport a la base de la seconde ouverture correspondante 11 (13, 15) au moyen du ressort oppose 26 ; a 1'autre extremite de la tige 24 est menage un poussoir 27 faisant saillie de l'element allonge 7 dans la position de fonctionnement du dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23. Dans un mode de realisation prefere de 1'invention, la base de chaque seconde ouverture 11, 13, 15 est realisee sous la forme d'un disque 28 avec la possibilite de deplacement axial de celui-ci au moyen d'une vis 29 (figure 3). Dans le mode de realisation prefere, les rainures circulaires 4/6 ont leur section transversale en forme de segment circulaire dont le rayon est egal au rayon R1 des secondes ouvertures 11, 13, 15, le rayon Rk correspondant a la base des rainures circulaires 4/6, et la distance H entre les axes 16 et 17, 18 et 19, 20 et 21 des ouvertures 10 et 11, 12 et 13, 14, 15 obeissent au rapport Rk + RI - 2 (Rop-Rk) *tg(a/2) oil (a) est un angle interieur d'un polygone de la section transversale des ouvertures 10, 12 et 14 qui recouvre le bord d'une surface laterale desdites ouvertures et qui est coupe par une seconde ouverture correspondante. Dans le cas des polygones courants a/2=n(n-2)/2n, ou n est le nombre de cotes du polygone. L'element allonge 7 est realise, dans le mode de realisation prefere, de maniere progressive dans la direction longitudinale, autrement dit en presentant des nceuds aux emplacements de chaque paire d'ouvertures partiellement entrecroisee 1'une par rapport a 1'autre. Dans le mode de realisation prefere, le nombre de paires d'ouvertures partiellement entrecroisee 1'une par rapport a 1'autre est egal a trois ou cinq. La cle en croix est utilisee comme suit. De la maniere habituelle, avant d'assembler ou de demonter un raccord filete, la taille necessaire pour le fonctionnement de la tete d'ecrou frontale est definie. Apres quoi la cle en croix est assemblee, et si parmi les tetes d'ecrou frontales 8 et 9, 7 realisees d'un seul tenant avec 1'element allonge 7 it existe une tete d'ecrou frontale de la taille necessaire, alors, selon 1'accessibilite du raccord filete et la commodite d'assemblage ou de demontage, la tige prismatique 1 est 11 insere dans 1'une des ouvertures 10, 12, 14 menagees dans 1'element allonge 7, par exemple dans 1'ouverture 12 (figure 1). A cet effet, 1'utilisateur enfonce le poussoir 27 situe pres de la premiere ouverture selectionnee 12 qui, dans la position de fonctionnement d'un dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23 correspondant, fait saillie de 1'element allonge 7 (figure 2). Ici, it convient de noter que dans la position de fonctionnement (figure 2) de chaque dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23, la tige 24 ferme partiellement la premiere ouverture 10, 12, 14 correspondante. Suite a la pression (application d'effort P) sur le poussoir 27, la tige 24 se deplace dans une direction axiale, entrainant premierement la compression du ressort oppose 26 et deuxiemement 1'ouverture totale de la premiere ouverture du fait que la taille de la cavite circulaire 25 de la tige 24 obeit au rapport Rk + R1 Une fois que le dispositif de serrage a boutonpoussoir a retour automatique 23 selectionne (comme decrit ci-dessus) a ete mis en position de repos, la tige prismatique d'extremi.te 1 sur lequel se trouve le embout male 3 est insere dans la seconde ouverture 12 selectionnee menagee dans 1'element allonge 7 et deplace dans la direction longitudinale jusqu'au chevauchement de la rainure circulaire 4 menagee sur la tige prismatique 1 avec le dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23 que 1'utilisateur a deja mis en position de repos. Puis 1'effort P exerce sur le poussoir 27 est relache. En consequence, la tige 24, du fait de 1'action du ressort oppose 26, se deplace dans la direction axiale jusqu'a la position de depart, et en fermant en meme temps partiellement la premiere ouverture 12 dans 1'element allonge 7, la tige 24 entre partiellement dans la rainure circulaire 4. Ceci garantit une fixation plus fiable (en comparaison avec les dispositifs de fixation a bille connus dans 1' art) de la tige 1 par rapport a 1'element allonge 7 au moyen de la tige 24 situe dans :LO 1'ouverture 13 et partiellement dans la rainure circulaire 4. En outre, tout en assemblant le raccord filete, la tete d'ecrou frontale de 1'element allonge 7 est placee sur une tete d'ecrou ou de boulon de taille 15 correspondante puis, tout en tenant 1'element allonge 7 d'une main et en exergant de 1'autre main sur la tige 1 1'effort necessaire pour la force de torsion dans le sens des aiguilles d'une montre, 1'element de fixation filete est visse. Quand on atteint le couple maximal 20 possible a la longueur de bras donnee, le dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23 est de nouveau mis en position de repos en enfongant le poussoir 27 correspondant. Lors du deblocage, la tige prismatique 1 est deplace dans la direction 25 longitudinale jusqu'a ce que la rainure circulaire 5 menagee dans la tige prismatique 1 chevauche le dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23 place en position de repos. Puis 1'effort P exerce sur le poussoir 27 est relache, 30 entrainant une fixation fiable de la tige prismatique 1 par rapport a 1'element allonge 7 car, du fait de 13 1'action du ressort oppose 26, la tige 24 entre dans la section de rainure circulaire 5 tournee vers ladite tige (de maniere similaire a ce qui est presente cidessus). Apres quoi 1'element filete est davantage serre, grace a 1'augmentation du bras de reaction d'un facteur de deux. Quand le raccord filete est demonte, la tige prismatique 1 est d'abord fixee dans la position oil la rainure circulaire 6 menagee dans la tige chevauche le dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23. Autrement dit, le devissage de l'element de fixation filete commence par 1'application de la force de torsion maximale dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. En outre, si necessaire, la longueur du bras de reaction peut etre reduite en deplagant la tige prismatique 1 dans une position ou la rainure circulaire 4 menagee dans la tige 1 chevauche le dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique 23. Si la tete d'ecrou frontale de la taille requise est situee sur la tige prismatique 1 ou fait partie des tetes d'ecrou frontales remplagables, la tige prismatique 1 est insere (d'une maniere similaire au paragraphe ci-dessus) Bans une ouverture 10 menagee dans un element allonge 7, dans le cas oil le vissage ou le devissage de 1'element de fixation filete ne necessite pas une force de torsion elevee. Cependant, quand on visse ou qu'on devisse 1'element de fixation filete, it est necessaire de garantir une force de torsion elevee, la tige prismatique 1 est insere dans 1'une des ouvertures extremes 12 ou 14 selon tout 14 d'abord que lion utilise la tete d'ecrou frontale 2 ou la tete d'ecrou remplagable et selon deuxiemement que 1'element de fixation filete est visse ou devisse. Le vissage ou le devissage dans ce cas est effectue de maniere similaire au processus decrit ci-dessus. Pour garantir que soft etablie 1'elasticite necessaire des ressorts opposes 26, la base des secondes ouvertures 11, 13 et 15 est amovible (figure 3). L'elasticite des ressorts opposes 26 est alteree en vissant ou en devissant la vis 29 comme on le souhaite, ce qui entraine une augmentation ou une reduction des parametres d'elasticite des ressorts opposes 26. La cle en croix proposee peut etre utilisee dans divers secteurs de 1' industrie, en particulier dans la fabrication automobile et 1'entretien automobile. REVENDICATIONS 1. Cle en croix constituee d'un element allonge ayant des tetes d'ecrou frontales aux extremites de celui-ci, d'une tige prismatique (1) avec une section transversale polygonale, une tete d'ecrou frontale (2) a la premiere extremite et un embout male (3) a 1'autre extremite, au moins trois evidements de fixation, dont 1'un est situe au milieu de la tige (1) et deux autres evidements de fixation ssitues a egale distance du premier evidement de fixation, :10 caracterisee en ce que les evidements de fixation sont menages sous la forme de rainures circulaires (4, 5, 6), 1'element allonge (7) comporte au moins trois paires identiques d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre (10, 11, 12, 15 13, 14, 15) avec des axes reciproquement perpendiculaires (16, 17, 18, 19, 20, 21), qui coupent 1'axe longitudinal de 1'element allonge (7) a angle droit, les premieres ouvertures (10, 12, 14) de chaque paire d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une 20 par rapport a 1'autre sont traversantes et ont la meme section transversale de forme polygonale que la tigeprismatique (1) et la taille assurant son placement sequentiel dans lesdites ouvertures (10, 12, 14) avec la possibilite d'un deplacement longitudinal, une premiere ouverture (10) situee au milieu de 1'element allonge (7), et les deux autres premieres ouvertures (12, 14) situees a egale distance de celui-ci, dans laquelle le bord de surface laterale de la premiere ouverture (10, 12, 14), coupe par la seconde ouverture correspondante (11, 13, 15) dans chaque paire d'ouvertures partiellement entrecroisees 1'une par rapport a 1'autre, est situe dans le plan diametral de 1'element allonge (7), perpendiculairement aux axes (17, 19, 21) des secondes ouvertures (11, 13, 15) susmentionnees, chacune desdites ouvertures etant munie d'un dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique (23), de telle sorte que chaque dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique (23) comporte une tige (24) avec une cavite circulaire (25), place dans la seconde ouverture correspondante (11, 13, 15) en permettant un mouvement axial d'avant en arriere et la fixation dans la position correspondant a la position de fonctionnement du dispositif de serrage a bouton-poussoir a retour automatique (23), une extremite de la tige (24) etant repoussee elastiquement par rapport a la base de la seconde ouverture correspondante (11, 13, 15), et 1'autre extremite de la tige (24) est munie d'un poussoir (27) faisant saillie de 1'element allonge (7) dans la position de fonctionnement du dispositif de serrage a bouton- poussoir a retour automatique (23), le rayon Rk correspondant a la base des rainures circulaires (4, 5,6) menagees dans la tige prismatique (1) et la distance H entre les axes des premiere et seconde ouvertures (10, 11, 12, 13, 14, 15) dans chaque paire d'ouvertures partiellement entrecroisEes 1'une par rapport a 5 1'autre, obeit au rapport : Rk + R1 - 2 (Rop-Rk) *tg[n(n-2) /2n] 15 oil : n - nombre de cotes d'un polygone regulier de la section transversale de la premiere ouverture (10, 12, 14).