Brevet FR3008016A1 — publié le 20150109

Tournevis, comprenant un élément annulaire monté coulissant sur un axe et destiné à entraîner en rotation celui-ci par l'intermédiaire d'un élément hélicoïdal à pas variable. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la 5 fabrication des outils de vissage manuels. Plus précisément, l'invention concerne un tournevis destiné à permettre l'exécution de vissage avec une grande précision. Dans le domaine de l'invention, exécuter manuellement une opération de vissage s'avère relever d'une manoeuvre relativement 10 naturelle et aisée. Il s'agit en effet simplement de faire tourner le tournevis pour faire tourner la tête de la vis. Quand le vissage demande un effort trop grand, on peut disposer de visseuses, électriques ou pneumatiques, grâce auxquelles n'importe quelle vis peut être insérée dans n'importe quel type de surface, quelle que soit sa dureté ou 15 quasiment. Il n'y a donc pas de difficulté à visser une vis ; toutefois, une difficulté peut apparaître s'agissant de s'adapter à la bonne vis et à effectuer un mouvement de rotation autour d'un axe coaxial avec celui de la vis à visser. 20 De nombreux tournevis différents ont été proposés par l'art antérieur. Ce qui distingue les tournevis entre eux porte généralement sur la taille et/ou la forme de l'embout de vissage et, éventuellement, la forme et les dimensions du manche du tournevis. En revanche, le principe de vissage des tournevis manuels est le plus souvent constant. 25 Or, dans certains secteurs techniques qui nécessitent un niveau important de précision, tel que l'horlogerie ou la lunetterie, les vis sont souvent de petite taille et s'avèrent, par conséquent, relativement fragiles. Cette fragilité des vis est une considération qui n'est pas prise en compte, ou pas suffisamment, dans la conception et la fabrication des tournevis. 30 Cela conduit à exécuter des opérations de vissage selon un mode opératoire non approprié dans certains cas, et donc non optimisé. Dans le secteur de l'horlogerie ou de la lunetterie par exemple, il est très souvent déploré la casse des vis, qui ne résistent pas au vissage effectué avec un couple trop élevé. Dans ces secteurs, la casse des vis due aux opérations de vissage peut concerner jusqu'à une vis sur deux. Il existe donc un besoin de faire évoluer la conception des tournevis, s'agissant en particulier de leur utilisation dans des domaines de précision dans lesquels les vis mises en oeuvre sont souvent de petite taille et sont donc fragiles. L'invention s'inscrit dans cette approche et vise à proposer un 10 tournevis de précision qui permette de limiter notablement, voire de supprimer le risque de casse des vis due à un couple de vissage trop important. L'invention a également pour objectif de fournir un tel tournevis qui permette d'exécuter des opérations de vissage sans perte de temps 15 comparé à l'art antérieur. L'invention a aussi pour objectif de fournir un tel tournevis qui soit pratique pour l'utilisateur. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaitront pas la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un tournevis de précision, du 20 type comprenant : - un axe dont une extrémité présente un embout de vissage et présentant une surface pourvue d'un premier élément de coopération de forme hélicoïdale ; - un élément annulaire monté coulissant sur l'axe et 25 présentant un deuxième élément de coopération destiné à coopérer avec le premier élément de coopération de forme hélicoïdale de telle sorte qu'un mouvement de coulissement de l'élément annulaire le long de l'axe soit susceptible d'entraîner une rotation de l'axe, 30 caractérisé en ce que le premier élément de coopération de forme hélicoïdale présente un pas croissant en allant vers l'embout de vissage. Ainsi, grâce à l'invention, on obtient un tournevis dont le couple est prédéterminé par le premier élément de coopération de forme hélicoïdale, dont le pas correspond à un couple de vissage non dépendant d'une force de vissage exercée par l'utilisateur. En outre, le pas du premier élément de forme hélicoïdale étant croissant de l'extrémité haute du tournevis en allant vers l'embout de vissage, le vissage s'opère automatiquement, pour une vitesse de déplacement constante de l'élément annulaire sur l'axe, de façon progressive, à savoir : - une phase de début de vissage dans lequel l'axe tourne à une première vitesse de vissage et procure un premier couple de vissage ; - une phase de fin de vissage, dans laquelle l'axe tourne à une deuxième vitesse de vissage inférieure à la première vitesse de vissage, en procurant un deuxième couple de vissage supérieur au premier couple de vissage. En d'autres termes, un tel tournevis permet d'exécuter dans un premier temps un « pré-vissage » à une vitesse élevée et avec un couple faible, et une fin de vissage avec une vitesse faible, ou à tout le moins 20 inférieure à celle du pré-vissage, mais avec un couple plus élevé. En outre, comme déjà mentionné, le couple de fin de vissage tend vers une limite de couple imposée intrinsèquement par la conception de l'outil (et non par la force imprimée par l'utilisateur). Un tournevis selon l'invention contribue donc à limiter, voire 25 supprimer, la casse des vis, ainsi que la perte de temps et donc la perte d'argent pour les acteurs de certains domaines technologiques, tels que l'horlogerie ou la lunetterie. De plus, on note qu'un tournevis selon l'invention, de par sa conception et son fonctionnement, assure le positionnement de l'axe de 30 rotation de l'embout de vissage de façon coaxiale avec l'axe de la vis à visser. Bien entendu, un tournevis selon l'invention permet également de dévisser, et ceci également de façon avantageuse. En effet, lorsque l'on déplace l'élément annulaire de bas en haut, le couple est tout d'abord élevé pour décrocher la vis, puis la vitesse augmente pour gagner en rapidité. Selon une solution préférentielle, le tournevis selon l'invention présente l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes : - le premier élément de coopération de forme hélicoïdale présente un pas minimal de 15 mm ; - le premier élément de coopération de forme hélicoïdale présente un pas maximal de 45 mm. Un tel tournevis permet d'obtenir un vissage avec une valeur nominale de couple d'une valeur de 0,123 N.m, ce qui correspond à un couple standard utilisé en horlogerie. La plage de couple correspondant à la plage de pas allant de 15 mm à 45 mm a été établi en considérant un effort normal au plan de vissage de 10 N. En termes de déplacement de l'élément annulaire sur l'axe, une révolution de l'axe est obtenue en début de vissage avec un déplacement 20 de l'élément annulaire de 15 mm le long de l'axe, puis, en fin de vissage, avec un déplacement de 45 mm. A titre indicatif, on note que le tournevis selon l'invention permet d'obtenir les caractéristiques de vissage suivantes : - la valeur minimale du pas engendre sur la tête de vis, pour 25 une force de 10 N, une valeur de 0,068 N.m ; - la valeur maximale du pas engendre sur la tête de vis, toujours pour une force de 10 N., une valeur de 0,164 N.m. La valeur du couple pour le pas minimal est inférieure à la valeur de référence indiquée précédemment (0,123 N.m). La valeur du couple 30 obtenu pour le pas maximal est certes supérieure à la valeur de référence, mais tout en restant à proximité immédiate de celle-ci, ce qui en tout état de cause assure d'atteindre le vissage complet de la vis (qui sera perçue aisément par l'utilisateur au moment où il doit commencer à forcer pour poursuivre le déplacement de l'élément annulaire). Selon un mode de réalisation préférentiel, le premier élément de coopération prend la forme d'une rainure hélicoïdale, le deuxième 5 élément de coopération prenant la forme d'un ergot. Selon une solution avantageuse, le deuxième élément de coopération est mobile entre une position de coopération et une position de non coopération avec le premier élément de coopération. On peut ainsi provoquer la rotation de l'axe selon une première 10 direction de déplacement de l'élément annulaire le long de l'axe, tandis que dans la direction opposée, l'élément annulaire est dans une position « débrayée », dans laquelle il n'entraîne pas la rotation de l'axe. L'utilisateur pourra de cette façon procéder au vissage de vis plus longue sans retirer le tournevis de la tête de la vis. 15 Dans ce cas, le tournevis comprend avantageusement un bouton poussoir couplé à l'ergot et par l'intermédiaire duquel l'ergot peut être amené en position de coopération avec la rainure hélicoïdale. Préférentiellement, l'ergot et/ou le bouton poussoir sont couplés à des moyens de rappel élastique. 20 Le tournevis pourra présenter en outre l'une des caractéristiques appartenant aux groupes suivants : - l'axe présente une butée d'arrêt basse de l'élément annulaire au voisinage de l'embout de vissage ; - l'axe présente une butée d'arrêt haute de l'élément 25 annulaire en une position de l'axe opposée à l'embout de vissage, cette butée d'arrêt haute pouvant être montée libre à rotation sur l'axe pour constituer par exemple un organe de prévention pour l'utilisateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 30 plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - les figures 1 et 2 représentent schématiquement un tournevis selon l'invention, respectivement vu de côté et en coupe longitudinale ; - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques de l'axe d'un tournevis selon l'invention, respectivement en perspective et de côté ; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un élément annulaire d'un tournevis selon l'invention. En référence aux figures 1 à 4, un tournevis selon l'invention comprend : - un axe 1 dont une extrémité 10 présente un embout de vissage 11 ; - un élément annulaire 2 monté coulissant sur l'axe 1, entre une position de début de vissage et une position de fin de vissage entre lesquelles le déplacement de l'élément annulaire provoque la rotation de l'axe 1 autour de son axe longitudinal. L'axe 1 présente un premier élément de coopération 12 de forme hélicoïdale. L'élément annulaire 2 présente quant à lui un deuxième élément de coopération 20, destiné à coopérer avec le premier élément de coopération 12 de l'axe. On obtient ainsi, de façon connue en soi, une transformation du mouvement de translation de l'élément annulaire le long de l'axe en un mouvement de rotation de l'axe. Selon le présent mode de réalisation, le premier élément de coopération de forme hélicoïdale de l'axe est, tel que cela apparaît sur les figures 3 et 4, une rainure 120 hélicoïdale, et le deuxième élément de coopération, sur l'élément annulaire, prend la forme d'un ergot 30 susceptible de se déplacer à l'intérieur de la rainure 120 de forme hélicoïdale de l'axe. Selon le principe de l'invention, le premier élément de coopération de forme hélicoïdale, en l'occurrence la rainure 120, présente un pas croissant en allant vers l'embout de vissage. Ainsi, au voisinage de l'embout de vissage, la rainure 120 présente un pas P1 et présente, à son extrémité opposée à l'embout de vissage, un pas P2 de telle sorte que P2 est inférieur à P1 Selon un mode de réalisation préférentiel permettant d'obtenir 5 avec le tournevis selon l'invention un couple de vissage égal ou proche de celui utilisé couramment dans l'horlogerie, le pas du premier élément de coopération de forme hélicoïdale de l'axe est tel que : - le pas maximal P1 est de 45 mm environ ; - le pas minimal P2 est de 15 mm environ. 10 Par ailleurs, comme cela va être expliqué plus en détails par la suite en référence aux figures 2 et 5, le deuxième élément de coopération de l'élément annulaire, en l'occurrence l'ergot 30, est mobile entre une position de coopération et une position de non coopération avec le premier élément de coopération, en l'occurrence la rainure 120 15 hélicoïdale de l'axe. Tel qu'illustré par les figures 2 et 5, l'élément annulaire présente une cavité radiale 21 à l'intérieur de laquelle est montée coulissant un bouton poussoir 3, manipulable par un utilisateur à la surface externe de l'élément annulaire. Le bouton poussoir 3 est solidaire d'un ergot 30 20 s'étendant côté interne de l'élément annulaire, l'ensemble étant mobile entre une position de coopération de l'élément annulaire avec l'axe dans laquelle l'ergot 30 est engagé dans la rainure 120 de l'axe, et une position de non coopération dans laquelle l'ergot est hors de la rainure de l'axe. 25 On note qu'un moyen de rappel élastique constitué par un ressort hélicoïdal 31 est monté dans la cavité radiale 21 de l'élément annulaire, en appui contre le bouton poussoir de telle sorte que le ressort hélicoïdal tend à repousser le bouton poussoir et l'ergot 30 dans la position de non coopération. 30 Tel que cela apparaît sur la figure 1, un tournevis selon l'invention comprend en outre : - une tête 4 montée à l'extrémité de l'axe opposé à celle présentant l'embout de vissage, la tête 4 constituant une butée d'arrêt haute de l'élément annulaire ; - une butée d'arrêt basse 5 de l'élément annulaire, positionné au voisinage de l'embout de vissage, cette butée d'arrêt basse 5 prenant la forme d'un épaulement annulaire. Tel que cela apparaît sur la figure 2, la tête 4 est montée libre en rotation par rapport à l'axe 1, ceci par l'intermédiaire de roulements à billes 40 intercalés entre la paroi interne 41 de la tête 4 et l'axe 1. Le fonctionnement et l'utilisation d'un tournevis selon le mode de réalisation qui vient d'être décrit est le suivant : L'utilisateur tient le tournevis au niveau de la tête 4 et de l'élément annulaire 2, par exemple en tenant d'une main la tête 4 et de l'autre main l'élément annulaire 2. Il positionne l'embout de vissage sur la vis à visser. Partant d'une position de l'élément annulaire 2 contre la tête 4, l'utilisateur appuie sur le bouton poussoir 3 (engageant alors l'ergot 30 dans la rainure 120 de l'axe). Il descend l'élément annulaire 2 le long de l'axe, en positionnant l'axe sensiblement coaxialement avec la vis à visser. La descente de l'élément annulaire en maintenant appuyé le bouton poussoir entraine la rotation de l'axe 1, et donc le vissage de la vis. Le pas variable de la rainure hélicoïdale de l'axe joue le rôle de limiteur de couple, le couple transmis étant plus important en position basse de l'élément annulaire qu'en position haute. Si le vissage complet de la vis n'est pas atteint avec un premier déplacement de haut en bas de l'élément annulaire, l'utilisateur peut relâcher le bouton poussoir, ce qui désengage donc l'ergot 30 de la rainure 120 de l'axe, et remonte l'élément annulaire jusqu'à venir en butée contre la tête 4. Il peut alors appuyer à nouveau sur le bouton poussoir pour réaliser un nouveau cycle de vissage. Pour procéder à un dévissage avec un tournevis selon l'invention, l'utilisateur peut procéder de façon similaire, mais avec un déplacement de l'élément annulaire de bas en haut, en appuyant sur le bouton poussoir, le couple étant alors tout d'abord élevé pour décrocher la vis, puis la vitesse de dévissage augmentant. 10 REVENDICATIONS1. Tournevis de précision, du type comprenant : - un axe (1) dont une extrémité (10) présente un embout de vissage (11) et présentant une surface pourvue d'un premier élément de coopération (12) de forme hélicoïdale ; - un élément annulaire (2) monté coulissant sur l'axe (1) et présentant un deuxième élément de coopération (20) destiné à coopérer avec le premier élément de coopération (12) de forme hélicoïdale de telle sorte qu'un mouvement de coulissement de l'élément annulaire (2) le long de l'axe (1) soit susceptible d'entraîner une rotation de l'axe (1), caractérisé en ce que le premier élément de coopération (12) de forme hélicoïdale présente un pas croissant en allant vers l'embout de vissage (11). 2. Tournevis de précision selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de coopération (12) de forme hélicoïdale présente un pas minimal de 15 mm. 3. Tournevis de précision selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de coopération (12) de forme hélicoïdale présente un pas maximal de 45 mm. 4. Tournevis de précision selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément de coopération (12) prend la forme d'une rainure (120) hélicoïdale, le deuxième élément de coopération (20) prenant la forme d'un ergot (30). 5. Tournevis de précision selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième élément de coopération (20) estmobile entre une position de coopération et une position de non coopération avec le premier élément de coopération (12). 6. Tournevis de précision selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend un bouton poussoir (3) couplé à l'ergot (30) et par l'intermédiaire duquel l'ergot (30) peut être amené en position de coopération avec la rainure (120) hélicoïdale. 7. Tournevis de précision selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ergot (30) et/ou le bouton poussoir (3) sont couplés à des moyens de rappel élastiques. 8. Tournevis de précision selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'axe (1) présente une butée d'arrêt basse de l'élément annulaire au voisinage de l'embout de vissage (11). 9. Tournevis de précision selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'axe (1) présente une butée d'arrêt haute de l'élément annulaire en une position de l'axe opposée à l'embout de vissage (11). 10. Tournevis de précision selon la revendication 9, caractérisé en ce que la butée d'arrêt haute est montée libre à rotation sur l'axe (1).