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"Clé de serrage"
La présente invention est relative à une clé de serrage et respectivement de desserrage à actionnement hydraulique, comprenant un boîtier, un cylindre d'actionnement hydraulique qui est logé dans le boîtier et dans lequel un piston muni d'une tige de piston peut être déplacé suivant un mouvement de vaet-vient, un levier d'entraînement relié à la tige de piston de manière articulée, un moyen de roue à rochet qui est monté dans le boîtier de manière à pouvoir tourner autour d'un axe, est capable d'être adapté sur un élément à serrer ou à desserrer, et est pourvu à sa périphérie d'encoches, un organe d'entraînement en rotation du moyen de roue à rochet supporté par le levier d'entraînement et coopérant avec lesdites encoches du moyen de roue à rochet pour l'entraîner à tourner dans un premier sens de rotation,
pendant une course aller du mouvement de va-et-vient du piston, et un mécanisme de retenue qui coopère avec le moyen de roue à rochet, et l'empêche de tourner dans un deuxième sens opposé au premier sens susdit, pendant une course retour du mouvement de va-et-vient du piston.
Dans le US-A-4.201. 099 on décrit une clé de serrage hydraulique qui possède une unité de boîtier/cylindre réalisée en une seule pièce. Cette exécution entraîne des frais de production élevés, étant donné que le boîtier est difficile à usiner. La roue à rochet de
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cette invention présente une denture à large pas, ce qui crée des problèmes lors de l'utilisation lorsque la déformation élastique des éléments tournants de l'assemblage leur fait effectuer un mouvement de retour ou bien lorsque l'élément d'appui devant contenir les efforts de réaction subit une flexion telle que le cylindre de la clé doive effectuer une course à vide trop importante.
Les clés de serrage hydrauliques décrites dans les DE-A-36 20 753 Al et DE-A-34 16 881 Al présentent chacune un boîtier extérieur qui sert à la fois au logement et à la prise de réaction du cylindre hydraulique. Ceci a pour conséquence que les dimensions extérieures du boîtier soient nécessairement grandes ou que les pressions hydrauliques de service doivent être augmentées d'une valeur importante. Cette pression de service extrêmement élevée implique qu'une protection contre le fissurage soit prévue.
Dans la DE-A-36 20 753 Al, la roue à rochet montre une denture très fine ainsi que l'élément entraîneur. Ce type de denture évite les inconvénients décrits ci-dessus de la denture de la clé du US-A-4.201. 099, mais il présente par contre le danger de rupture des petites dents qui est engendré inévitablement par l'effet d'entaille subie par une telle denture.
Le but de l'invention est d'éliminer tous les désavantages décrits ci-dessus et d'obtenir une clé de serrage à actionnement hydraulique qui à la fois soit résistante à l'usure et ne présente pas de risque de casse prématurée. Il est également souhaitable que la clé suivant l'invention ait un poids relativement faible et des dimensions réduites, et permette une utilisation efficace et sûre, tout en conservant une longue durée de vie, même lorsqu'elle est utilisée à pleine charge.
Pour résoudre ce problème, on a prévu, suivant l'invention, une clé telle que décrite au début, dans laquelle les encoches du moyen de roue à rochet
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présentent des flancs avant, dans le sens de rotation du moyen de roue à rochet, qui ont de profil une forme arrondie, et l'organe d'entraînement en rotation comporte au moins un élément entraîneur, au moins une partie de chacun de ces éléments entraîneurs ayant, en section transversale, une forme arrondie coopérant avec lesdits flancs avant des encoches pendant la course aller du piston. Cette forme de réalisation permet une coopération extrêmement efficace entre le ou les éléments entraîneurs et la roue à rochet et cela pendant la durée de la course aller de la tige de piston.
Avantageusement, chaque élément entraîneur est formé d'une tige à section circulaire et à axe longitudinal parallèle à l'axe de la roue à rochet.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le levier d'entraînement supporte de manière fixe une coulisse et l'organe d'entraînement en rotation comprend un coulisseau qui supporte le ou les éléments entraîneurs et qui est capable de coulisser le long de la coulisse pendant le mouvement de va-et-vient du piston. Cette forme de réalisation permet au ou aux éléments entraîneurs de mieux accompagner le mouvement de rotation de la roue à rochet. Avantageusement, elle comprend en outre un ressort de compression agencé entre le levier d'entraînement et le coulisseau de manière à maintenir en pression le coulisseau et son ou ses éléments entraîneurs entre la coulisse et le moyen de roue à rochet.
Pour encore mieux améliorer la coopération entre la roue à rochet et le ou les éléments entraîneurs pendant toute la durée de la course aller de la tige de piston, le coulisseau peut supporter un berceau qui est monté dans le coulisseau de manière pendulaire autour d'un axe parallèle à l'axe du moyen de roue à rochet et dans lequel est ou sont logés le ou les éléments entraîneurs. De préférence, le berceau supporte au moins deux
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éléments entraîneurs parallèles et disposés à une distance mutuelle égale à un écart entre deux encoches du moyen de roue à rochet. Cette dernière forme de réalisation permet de distribuer la charge simultanément sur plusieurs encoches de la roue à rochet.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ciaprès, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale, partiellement brisée, d'une clé de serrage hydraulique suivant l'invention.
La figure 2 représente une vue en section transversale de cette clé, suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'une autre forme de réalisation de clé suivant l'invention.
La figure 4 représente une vue de profil du berceau mis en oeuvre dans la clé illustrée sur la figure 1.
La figure 5 représente une vue de face, partiellement brisée, de ce berceau, dans le sens de la flèche F1 de la figure 4.
La figure 6 représente une vue de profil, partiellement brisée, du coulisseau mis en oeuvre dans la clé illustrée sur la figure 1.
La figure 7 représente une vue de face, partiellement brisée, de ce coulisseau, dans le sens F2 de la figure 6.
La figure 8 représente une vue en coupe d'un détail de l'assemblage d'une variante de réalisation suivant l'invention.
Sur les différents dessins, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références.
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La clé de serrage hydraulique, telle que représentée sur les figures 1 et 2, comprend un boîtier 1 avec deux faces latérales 1.21, dans lesquelles se trouvent des alésages 1.22 munis de buselures 1.1 pour le guidage d'un adaptateur 3.
Sur la face arrière 1.23 du boîtier 1 une ouverture 1.24 est prévue, au travers de laquelle peut être monté un cylindre hydraulique 4 par assemblage pressé.
La face avant du boîtier 1 est entièrement ouverte. Par cette ouverture, un levier d'entraînement 2 avec le système à cliquet intégré 5 est introduit dans le boîtier 1. Après montage du levier d'entraînement, la face avant du boîtier 1 est refermée par un couvercle 1.2.
Le levier d'entraînement 2, tel que représenté sur la figure 2, est usiné dans sa partie avant en forme de fourche (à gauche sur la figure 1), de telle sorte que l'on puisse insérer entre les oeillets du levier 2.21, une roue à rochet 5.1 du système à cliquet 5.
Les oeillets du levier d'entraînement 2.21 sont pourvus d'alésages coaxiaux 2.22, qui ont environ la grandeur des alésages 1.22 des faces latérales 1.21 du boîtier 1.
Dans ces alésages 2.22 sont montées des buselures 2.1 après introduction de la roue à rochet 5.1.
Les buselures 2.1 sont glissées dans les chambres latérales 5.11 de la roue à rochet 5.1, pour maintenir celle-ci en position coaxiale aux oeillets 2.21 du levier d'entraînement 2. La roue à rochet 5.1 peut à ce moment tourner librement sur les rebords des buselures 2.1.
Dans sa partie supérieure, arrière, le levier d'entraînement 2 possède un alésage transversal
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2.23 muni de buselures 2.2, cet alésage étant parallèle aux alésages 2.22 et permettant une liaison articulée, au moyen de l'axe 2.3, avec une tige 4.3 du piston 4.2 du cylindre hydraulique 4.1. Dans l'exemple de réalisation illustré, la tige 4.3 a une forme de fourche à cette extrémité.
Dans un alésage du levier d'entraînement 2, dont l'axe s'étend dans le plan de la figure 1, entre les axes des alésages 2.22 et 2.23, est montée une coulisse 5.5 qui, dans cet exemple de réalisation, est de forme cylindrique et est fixée axialement en position par une plaque d'arrêt 5.6. Sur la coulisse 5.5 est monté un organe d'entraînement en rotation du moyen de roue à rochet. Dans cet exemple de réalisation, cet organe d'entraînement comporte un coulisseau 5.4 qui est capable de se mouvoir suivant la direction longitudinale de la coulisse 5.5 (voir aussi figures 6 et 7).
Afin d'empêcher que le coulisseau 5.4 ne puisse trop se relever par rapport à la coulisse 5.5, celui-ci est guidé sur une distance limitée dans des trous oblongs 2.24 du levier d'entraînement 2, par l'intermédiaire de deux goupilles 5.9 fixées de chaque côté du coulisseau 5.4 dans des trous latéraux 5.20.
Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, l'organe d'entraînement comporte en outre un berceau entraîneur 5.3 qui est relié au coulisseau 5.4 par l'intermédiaire de goupilles 5.7 logées dans des trous latéraux 5.21 du sommet 5.22 du berceau. Le sommet du berceau présente une forme arquée et il peut être logé dans une rainure arquée correspondante 5.23 du bas du coulisseau 5.4. Les flancs latéraux de cette rainure 5.23 sont munis de trous oblongs 5.24, arqués eux aussi, dans lesquels pénètrent les goupilles 5.7. Cet agencement permet ainsi un basculement limité du berceau entraîneur 5.3 par rapport au coulisseau 5.4,
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et cela autour d'un axe parallèle à l'axe de la roue à rochet 5.1.
Dans cet exemple de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, l'organe d'entraînement comporte en outre deux éléments d'entraînement en forme de tiges de préférence à section circulaire 5.2 qui coopèrent avec les encoches 5.12 de la roue à rochet. Ces tiges sont montées dans des logements 5.25 ouverts vers le bas du berceau entraîneur 5.3, de manière à pouvoir coulisser axialement dedans. Toutefois l'ouverture vers le bas des logements 5.25 est inférieure au diamètre des tiges 5.2, ce qui empêche celles-ci de tomber en dehors des logements.
Le coulisseau 5.4 et le berceau entraîneur 5.3 sont, dans l'exemple de réalisation illustré, repoussés ensemble par au moins un ressort de pression 5.8 en position arrière, de telle sorte que le coulisseau 5.4 soit en appui sur la coulisse 5.5 et que les éléments entraîneurs en forme de tiges cylindriques 5.2 s'engrènent dans les encoches 5.12 de la roue à rochet 5.1.
Celle-ci présente des encoches dont les flancs avant, dans le sens de rotation R de la roue à rochet, ont un profil de forme arrondie correspondant à celle des éléments entraîneurs 5.2 en section transversale. Un appui de grande surface des éléments entraîneurs sur les flancs avant des encoches est ainsi garanti, non seulement au début de la rotation de la roue à rochet, mais pendant quasiment toute la durée de son avancement d'un pas. De cette façon est assurée une liaison optimale entre le levier d'entraînement 2 et la roue à rochet 5.1. Par ailleurs ces encoches 5.12 présentent un flanc arrière en pente progressive.
Un ressort plat 1.3 représenté sur la figure 1 s'engrène avec une forme adaptée dans une des encoches 5.12 de la roue à rochet 5.1. La force de pression exercée par le ressort 1.3 sur la roue à rochet 5.1 est telle que lors d'un mouvement vers l'avant du levier
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d'entraînement 2, le ressort 1.3 puisse passer pardessus les dents en glissant sur la pente progressive du flanc arrière de l'encoche 5.12. Lors du retour en arrière du levier d'entraînement 2, la force de pression du ressort maintient la roue à rochet 5.1 en position pendant que le berceau entraîneur 5.3 et le coulisseau 5.4 glissent par-dessus la denture de la roue à rochet 5.1 en exerçant une pression sur le ressort 5.8.
Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 1, le cylindre d'actionnement hydraulique 4 comprend un cylindre 4.1 présentant un fond de cylindre 4.11 d'une pièce avec lui et un épaulement frontal 4.12.
A l'extrémité du cylindre opposée à celle du fond 4.11 et dirigée vers l'intérieur du boîtier, le cylindre est pourvu d'une buselure de guidage 4.5. A travers celle-ci passe une rallonge de section réduite 4.21 d'un piston 4.2 qui est capable de coulisser à l'intérieur du cylindre. Ce piston 4.2 est relié de manière articulée à une extrémité d'une tige de piston 4.3 à tête de forme sphérique 4.31. A son autre extrémité cette tige de piston forme une fourche 4.32 dans laquelle sont prévus des alésages permettant le passage de l'axe 2.3 servant à la liaison articulée entre la tige de piston 4.3 et le levier d'entraînement 2.
La tête sphérique 4.31 de la tige de piston 4.3 est logée dans une cavité sphérique du piston. Elle est maintenue là de façon axiale par un anneau 4.4 en matière élastique qui est inséré entre la tête sphérique 4.31 et une nervure interne de la rallonge 4.21 du piston 4.2. Cet agencement permet ainsi un basculement de la tige de piston 4.3 autour de sa tête sphérique pendant le déplacement rectiligne du piston 4.2 luimême.
Un premier canal d'alimentation 4.13 débouche dans une chambre arrière du cylindre 4, devant une des faces frontales du piston, et il amène un fluide
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sous pression pour permettre la course aller, dite de travail. Un deuxième canal d'alimentation 4.14 est percé sur le côté au travers de la paroi du cylindre de façon parallèle à l'alésage du cylindre et il débouche par un canal de raccordement 4.15 dans une chambre avant du cylindre. Ce canal conduit le fluide sous pression pour la course de retour du piston. Le piston 4.2 est guidé par sa rallonge de section réduite 4.21 dans la buselure de guidage 4.5 pendant ses courses aller et retour.
Lorsque le fluide sous pression est amené au travers du premier canal d'alimentation 4.13, le piston 4.2 se déplace vers le boîtier 1 et fait pivoter le levier d'entraînement 2 vers la gauche sur la figure 1 autour de l'axe de la roue à rochet. A ce moment, les éléments entraîneurs cylindriques 5.2 du berceau entraîneur 5.3 s'engrènent dans les encoches en forme d'arc de cercle 5.12 de la roue à rochet 5.1.
Le berceau entraîneur 5.3 peut se positionner de façon pendulaire dans la rainure en arc de cercle 5.23 du coulisseau 5.4, de telle sorte que les tiges cylindriques 5.2 du berceau entraîneur 5.3 s'adaptent parfaitement dans les flancs avant des encoches de la roue à rochet 5.1.
Le coulisseau 5.4 et le berceau entraîneur 5.3 sont maintenus en pression entre la coulisse 5.5 et la roue à rochet 5.1 par le ressort 5. 8, de façon que la roue à rochet 5.1 soit entraînée dans le sens R pendant le pivotement vers la gauche du levier d'entraînement 2 (voir figure 1). Pendant ce temps, les flancs arrière des dents de la roue à rochet 5.1 glissent par-dessous le ressort 1.3.
Lors de ce mouvement vers l'avant, la roue à rochet est bloquée en appui contre l'organe d'entraînement mené par le levier d'actionnement. Par conséquent elle transmet ce mouvement de rotation à l'adaptateur 3, ou directement à un élément à visser ou dévisser.
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L'adaptateur peut avoir une forme de réalisation quelconque, appropriée. Avantageusement il peut présenter un profil appelé"polygon"comme illustré sur la figure 1.
L'adaptateur est placé sur la tête d'un élément de fixation, par exemple un écrou hexagonal, et il fait tourner celui-ci de la valeur de l'angle de pivotement du levier d'entraînement. L'adaptateur 3 peut être introduit de chaque côté dans le boîtier 1. Il est maintenu de façon axiale dans celui-ci sur le côté opposé par une bague intermédiaire 3.1 avec fixation à baïonnette 3.11.
Pour le mouvement de retour du piston 4.2, le fluide sous pression est amené par le deuxième canal d'alimentation 4.14 pendant que le fluide sous pression se trouvant dans la chambre arrière du cylindre peut retourner librement (sans pression) vers le réservoir du groupe hydraulique au travers du canal 4.13. A ce moment le levier d'entraînement 2 est ramené vers sa position initiale vers la droite (voir figure 1). Pendant ce temps, la roue à rochet 5.1 est maintenue en position au moyen du ressort 1.3 pour éviter sa rotation vers l'arrière.
Le berceau entraîneur 5.3 et le coulisseau 5.4 sont ramenés vers l'arrière et la pression du ressort 5.8 permet aux tiges cylindriques 5.2 du berceau entraîneur 5.3 de glisser vers la droite (voir figure 1) par-dessus les flancs arrière des dents de la roue à rochet 5.1.
Lors du desserrage d'écrous ayant été fortement serrés ou fortement corrodés, il peut arriver que ceux-ci se desserrent brusquement en effectuant une rotation arrière assez violente et soudaine après qu'on leur ait appliqué un certain couple de desserrage. A ce moment, des forces d'inertie assez élevées se transmettent dans les divers composants de la clé de serrage
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hydraulique, et elles peuvent provoquer sa destruction ou l'endommager. si, par exemple, un écrou se desserre de façon brutale, le levier d'entraînement 2 voudra suivre ce mouvement brusque. La tige de piston 4.3 et le piston 4.2, qui sont reliés au levier 2, ne peuvent suivre ce mouvement brusque à cause des moments d'inertie et ils peuvent ainsi, en cas de circonstances négatives, être endommagés ou détruits.
Pour éviter ce genre d'inconvénient, l'anneau 4.4 en matière élastique permet d'absorber et d'amortir les chocs dus aux phénomènes décrits cidessus.
L'élément de prise de réaction 6 (voir figure 1) est en fait un élément de forme annulaire avec un déport latéral non représenté.
Le contour intérieur du bras de réaction 6 a la même forme que le contour extérieur du cylindre d'actionnement 4. Il est glissé par-dessus le cylindre 4 et peut être verrouillé en plusieurs positions sur celui-ci dans le sens longitudinal au moyen de goupilles. Pour ce faire, le cylindre est pourvu sur sa paroi de rainures semi-circulaires dans lesquelles les goupilles peuvent être verrouillées.
Ce bras de réaction 6 permet à la clé hydraulique d'absorber le couple de réaction. Celui-ci doit être appliqué contre un support suffisamment résistant. Comme par exemple une tête de vis se trouvant à proximité ou le côté extérieur d'une bride.
Dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, le cylindre d'actionnement hydraulique est monté par l'inférieur du boîtier dans l'axe transversal et est pressé au travers d'une ouverture adéquate dans celui-ci jusqu'à butée contre un épaulement 4.12 réalisé à cet effet.
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Dans une variante d'exécution (voir figure 8), l'épaulement est remplacé par une ou plusieurs goupilles 1.25 situées à mi-distance de la surface de contact entre le cylindre hydraulique 4.1 et l'ouverture dans le boîtier.
Cette fixation est une sécurité complémentaire empêchant le glissement du cylindre hydraulique à l'intérieur du boîtier.
Une autre forme de réalisation de clé suivant l'invention est illustrée sur la figure 3. Cette clé se distingue de la clé suivant les figures 1 et 2 par le fait qu'elle ne comporte qu'une seule tige d'entraînement 5.2 à section circulaire. Etant donné cela, un mouvement de basculement de la tige 5.2 par rapport au coulisseau s'avère moins nécessaire que dans la forme de réalisation suivant les figures 1 et 2. Cela explique l'absence du berceau entraîneur et le logement de la tige d'entraînement 5.2 directement dans le coulisseau 5.4.
Dans cet exemple de réalisation la roue à rochet elle-même présente un alésage central 5.13 en forme de carré.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
On peut par exemple prévoir un plus grand nombre d'éléments entraîneurs 5.2, par exemple trois ou davantage. La section de ceux-ci pourrait présenter un galbe différent du cercle, pour autant que les encoches présentent un flanc avant de courbure correspondante.
On peut aussi imaginer d'autres mécanismes de retenue que le ressort plat 1.3.
On peut aussi imaginer des alésages centraux de la roue à rochet de forme hexagonale ou autre.