<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte des outils rotatifs cornu-aride? an moteur, et elle concerne particulièrement un dispositif de maintien destiné à verrouiller une douille de clef pour l'empêcher de se séparer accidentellement de son arbre de commande. L'invention s'applique particulièrement mais non exclusi- vement à des clefs fonctionnant par choc, dont l'enclume comporte une tige pro- longée commandant la douille par une série de chocs de torsion. Pendant la trans- mission de ces chocs cette tige se trouve périodiquement tordue et, de ce fait elle risque de présenter des points d'usure aux zones de déformation excessive plus spécialement le long d'un trou percé dans cette tige pour recevoir éventuel- lement une cheville de blocage.
On a proposé des agencements divers pour verrouiller de façon amovi- ble une douille de clef à son arbre de commande. Tous ces dispositifs connus pré- sentent toutefois un ou plusieurs des inconvénients suivants:
1- Un agencement d'alésages concordants formés dans la dcuille et dans la tige, destinés à recevoir une cheville de verrouillage dirigée diamétra- lement, mais présentant l'inconvénient de nécessiter un autre dispositif de main- .=en de cette cheville pour l'empêcher de sortir de la douille.
. 2 - L'agencement de la cheville de verrouillage et de l'alésage ra- dial coopérant dans la partie d'entraînement de la tige, c'est-à-dire l'emplace- ment où la tige est soumise à des fortes déformations de torsion, ce qui présente le danger de-rupture ou d'usure prématurée dans le voisinage de cet alésage.
3 - Le dispositif de verrouillage est inaccessible aux moyens desti- nés à le libérer, ce qui entraîne une perte de temps inutile et oblige à compli- quer inutilement la construction afin de permettre une commande à distance de ces moyens.
4 - Un évidement de profondeur axiale limitée formé dans la douille afin d'y introduire-un-verrou d'arrêt, ce qui nécessite un alignement axial pré- cis de la tige et de la douille afin de rendre ce verrou efficace, cet alignement pouvant ne pas être réalisé si les organes ont été fabriqués avec des jeux pas assez stricts ou s'ils présentent une certaine usure.
5. La nécessité de faire concorder le verrou d'arrêt avec un évide- ment dans la douille d'une portée circulaire limitée, ce qui oblige l'opérateur à perdre du temps à orienter et à régler la douille pour la placer en position angulaire convenable par rapport à sa tige, au moment du montage de 1'ensemble -
Les différents buts et objets de la présente invention sont - de surmonter les inconvénients précités inhérents aux dispositifs connus, et de façon plus précise, de fournir un dispositif de maintien de la douille d'une clef--qui soit de construction simple et d'un fonctionnement effi- cace et sûr, ne nécessitant pas dans aucune partie de la tige de perçage, sus- ceptible de l'affaiblir,
ne nécessitant pas d'ouverture radiale dans la douille pu d'un organe spécial destiné à empêcher le verrou à sortir de la douille, per- mettant à la douille de se déplacer axialement sur la tige sans pour cela compro- mettre l'efficacité du dispositif de maintien et verrouillant de façon effective les différents organes après leur assemblage; - de fournir un raccord entre la tige d'entraînement et la douille de-1òutil,- ce raccord étant constitué par une série de cannelures destinées à transmettre des chocs de torsion, et un dispositif de retenue pouvant s'engager avec la douille le long d'un épaulement formé à l'extrémité avant des cannelures;
- agencer le dispositif de verrouillage pour qu'il s'engage avec une quelconque des cannelures espacées circulairement, en rendant ainsi ce dis- positif de verrouillage efficace dans n'importe quelle position angulaire de la douille par-rapport à la tige ; rendre le dispositif de verrouillage accessible à partir de l'ex-
<Desc/Clms Page number 2>
trêmité avant de la tige, pour permettre de libérer rapidement le dispositif de verrouillage en lui faisant prendre sa position rétractée de déverrouillage.
Une caractéristique de cette invention est constituée par un plongeur comprimé par ressort et commandant le verrou, l'extrémité avant de ce plongueur étant adjacente à l'extrémité avant de la tige d'entraînement et pouvant être manipulée à l'aide d'un tournevis ou outil similaire introduit par la douille; - de fournir un jeu de cannulures commandées dans la douille de l'ou- %il, chacune de ces cannelures présentant un chanfrein ou épaulement à came à ses extrémités opposées pour s'engager avec le verrou d'arrêt ou organe de verrouil- lage afin de ramener ce dernier à sa position rétractée;
- et, permettre de placer le verrou ou l'organe d'arrêt dans une po- sition telle que le trou radial percé dans la tige et supportant le verrou soit formé en avant de la partie de la tige qui est soumise à des déformations par torsion, ce qui a pour but d'éviter des cassures ou des usures prématurées de cette partie de la tige d'entraînement ou de l'arbre.
D'autres buts et caractéristiques de la présente invention ressorti- ront de la description détaillée suivante, faîte en regard aux dessins annexés, sur lesquels:
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un arbre et d'une douille en position d'assemblage, les moyens de retenue étant aussi représentés sur cette figure, partiellement en élévation;
La figure 2 est une coupe longitudinale à plus grande échelle des moyens de retenue avec des parties fragmentaires de la douille et de l'arbre en position d'assemblage, représentant également en tirets la position de la douille par rapport à l'arbre après que la liaison par cannelures a été rendue plus lâche par l'usure;
La figure 3 est une coupe longitudinale représentant les positions de l'arbre et de la douille en cours d'assemblage ou de démontage, avec un tour- nevis maintenant les moyens de maintien en position de non verrouillage;
La figure 4 est une élévation de l'extrémité avant de l'ensemble de la figure 1, une partie de la douille étant arrachée;
La figure 5 est une coupe longitudinale fragmentaire, suivant les flèches 5 de la figure 4 ;
La figure 6 est une coupe transversale par les flèches 6 de la fi- gure 3, avec des parties de l'arbre arrachées, le verrou d'arrêt étant indiqué en trait plein en position de déverrouillage;
La figure 7 est une vue détaillée d'un jonc qui fixe le plongeur comprimé par ressort dans l'arbre;
La figure 8 est une élévation de face du plongeur;
La figure 9 est une coupe longitudinale du plongeur;
La figure 10 est une vue en plan du plongeur;
La figure 11 est une élévation de côté de l'organe de verrouillage ou verrou d'arrêt;
La figure 12 est une élévation de face du verrou d'arrêt; et
La figure 13 est une vue en plan de ce verrou.
En se référant à la figure 1, on voit que l'invention est appliquée à un arbre rotatif 15 constituant l'organe entraîné d'une clé fonctionnant par choc et commandée par moteur, cet arbre présentant à son extrémité arrière l'en- clume usuelle 16 comportant une ou plusieurs mâchoires 17, destinées à être com- mandées par un marteau rotatif (non représenté). L'arbre présente une partie cy-
<Desc/Clms Page number 3>
lindrique 18, supportée en rotation dans le b ler de la clef à choc (non repré- senté) et une tige 19 le prolongeant vers 1'ant de façon à pénétrer dans la par- tie arrière d'une douille de clef 20.
La partie frontale de cette douille présente un évidement héxagonal 21 pour recevoir et entraîner un boulon ou un écrou (non représenté)o Pour faciliter l'introduction de ce dernier dans la douille, cet évidement est formé de manière à présenter une partie chanfreinée 22, que l'on voit le plus clairement sur les figures 4 et 50 Cette partie chanfreinée 22 est constituée par six surfaces tronconiques, dont chacune est délimitée par deux plans situés à angles droits l'un par rapport à l'autreo
Afin de réaliser une liaison d'entraînement amovible entre l'arbre 15 et la douille 209 la tige 19 présente une série de cannelures longitudinales espacées circulairement 23 et séparées entre elles par des rainures longitudinales 24.Les cannelures d'entraînement 23 s'étendent dans des rainures longitudinales complémentaires 25 (figure 6)
formées dans la douille de la clef, ces dernières rainures étant séparées par des cannelures entraînées 26 dirigées vers 1'intérieur à partir de la douille 20, et s'engageant entre les cannelures 26. La liaison par cannelures 23, 249 25 et 26 permet un mouvement longitudinal ou axial relatif ,, entre l'arbre 15 et la douille 20, mais empêche pratiquement tout mouvement de ro- tation, d'où il résulte que toute la force des chocs de torsion est transmise de l'arbre à la douille sans être tempérée par aucune connexion de mouvement à vidée
Pour faciliter la réception de la tige 19 dans la douille 20, les cannelures 26 formées sur la douille présentent un chanfrein ou épaulement incliné 27 à leurs extrémités arrière,
les surfaces chanfreinées formant des segments d'un cône faisant saillie vers l'avant en direction d'un sommet qui est co-axial avec l'axe de la tige et de la douille. Un chanfrein ou épaulement incliné ana- logue 28 est formé près de l'extrémité avant des cannelures d'entraînement 23- de la tige, mais il est séparé de l'extrémité avant de cette tige par une partie de guidage 29. Cette partie est constituée par des surfaces cylindriques-interrompues par les fonds des rainures longitudinales 24.
Les rainures longitudinales 24 formées dans la tige sont usinées à l'aide d'une fraiseuse classique, d'ou il résulte que le fond de chaque rainure longitudinale 24 s'étend en ligne droite à partir de l'extrémité frontale de la tige 19 jusqu'à un point 31 (figures 2 et 3). à partir duquel la rainure devient courbe et présente une pente de plus en plus accentuée jusqu'à sa fusion avec la partie cylindrique 18 au point 32 de celle-ci. De préférence, le fond de la rai- nure 24 entre les points 31 et 32 présente la forme d'un arc de cercle qui est tangent en 31 à la partie rectiligne du fond de cette rainure.
Quand les organes sont neufs,on ne peut introduire la tige cannelée dans la douille que dans les limites indiquées en trait plein sur la figure 2, position dans laquelle le point de tangence 31 est adjacent au sommet de l'angle formé par le bord intérieur lon- gitudinal de la cannelure entraînée 26 et par le chanfrein 27o Quand la liaison à cannelures devient quelque peu usée, la partie principale de la cannelure en- traînée 26 pénètre graduellement dans la partie restreinte de la cannelure 24 entre les points 31 et 32.
Lorsqu'on se sert de la présente invention, l'opéra- teur presse l'outil, y compris la tige d'entraînement 19 contre la douille 20,- et la poussée axiale est supportée par les extrémités arrière 27 des cannelures entraînées contre les parties dégagées des rainures fraisées 24, L'invention per- met de faire supporter la poussée de cette façon, car elle ne fait pas subir de poussée axiale à une cheville de retenueo La position définitive d'une douille usée par rapport à la tige 19 est illustrée en traits-points sur la figure 20-
Afin d'empêcher la douille 20 de se détacher accidentellement de l'ar- bre d'entraînement 15, la présente invention fournit un organe de verrouillage ou verrou d'arrêt 34,
monté à coulisse dans un alésage radial 35 formé dans la ti- ge 190 Comme on voit sur les figures 3, 11, 12 et 13, ce verrou présente une ex- trêmité supérieure convexe 36, ayant de préférence la forme d'une zone sphérique,
<Desc/Clms Page number 4>
une partie cylindrique 37 étant formée au dessous du bout convexe et s'ajustant dans l'alésage radial précité 35, et une partie de base 38 étant séparée de la partie cylindrique par un épaulement 39. Comme on voit sur la figure 6, le centre de l'alésage radial 35 est disposé à mi-chemin entre deux cannelures d'entraîne- ment adjacentes 23, ce qui a pour résultat de ne couper qu'une faible partie des deux cannelures.
Comme représenté sur les figures 1, 2 et 3, l'alésage radial 35 est disposé près de l'extrémité frontale de la tige 19, une partie de cet alésage débouchant dans la partie ohanfreinée 28 des cannelures 23. Cet emplacement est en avant de la zone où le couple est transmis par les cannelures, et de ce fait tend à réduire ou à remédier au risque de rupture ou d'usure prématurée de la tige 19, car cette dernière ne subit pas de déformation de torsion sensible dans la section transversale présentant l'alésage radial.
Lorsque le verrou 34 est en position de retrait des figures 3 et 6, le bout convexe 36 est placé au-dessous de la rainure longitudinale 24 de la tige et hors du parcours des cannelures extraînées 26, et de ce fait il ne gêne pas le déplacement axial de la douille 20 dans l'un ou dans l'autre sens par rapport à l'arbre 15. Cependant quand le verrou 34 est avancé, comme représenté sur les figures 2 et 4, le bout convexe se place sur le parcours direct des cannelures entraînées 26. Dans cette dernière position, ce bout convexe 36 vient en contact avec un épaulement incliné 40 formé à l'extrémité avant de la cannelure entraî- née associée 26.
De préférence, un épaulement similaire 40 est formé à l'extrémi- té avant de chaque cannelure entraînée 26, de sorte que le verrou agit efficace- ment dans tout rapport angulaire désiré entre l'arbre 15 et la douille 20. Ces épaulements 40 sont agencés de façon à constituer des segments d'un cône conver- gent vers l'arrière et vers un sommet aligné sur l'axe de la douille. Chaque épau- lement's'étend à partir de la crête de la cannelure entraînée 26 vers l'extéri- eur et vers l'arrière en direction de la base de la cannelure entraînée, où cet épaulement 40 rencontre un coin arrondi 41 relié à un évidement annulaire 42 formé dans la douille 20 vers la partie médiane de celle-ci.
De préférence, l'é- videment 42 est de forme cylindrique et présente un diamètre qui est légèrement supérieur à la profondeur des rainures longitudinales 25. Pendant la fabrication de la douille 20, les surfaces cylindriques, tronconiques et toriques sont formées par usinage, et ensuite on forme par mandrinage les rainures longitudinales 25 pour former les cannelures entraînées 26. Dans la position relative des organes indiquée sur la figure 2, le bout convexe 36 du verrou vient en contact avec l'épaulement incliné associé 40 lorsque les pièces sont à l'état neuf, mais il se place en avant de l'épaulement 40 quand ces pièces sont usées. Cependant, si on le désire, on peut disposer le verrou de manière qu'il vienne en avant de l'épaulement 40 même quand les pièces sont neuves, la position axiale relative ne constituant pas un facteur critique.
Lorsqu'une force tend à enlever la douil- le 20 de la tige 19, l'épaulement incliné 40 vient en contact avec le verrou par une action de came et tend ainsi à le déplacer vers le bas ou radialement vers l'intérieur. Aussi longtemps que le verrou est bloqué contre un tel mouvement descendant, la douille est cependant empêchée positivement de se séparer de la tige.
Lorsqu'on tire la douille 20 pour la séparer de la tige 19 avec une force suffisante pour surmonter la friction, l'épaulement 40 a une action de came pour forcer le verrou à descendre vers sa position rétractée, pour permettre ainsi l'enlèvement de la douille, à condition toutefois que l'extrémité intérieure du verrou ne s'oppose pas à un tel mouvement.
On va maintenant décrire les moyens permettant de déplacer sélecti- vement le verrou 34 vers sa position de retrait ou pour le bloquer positivement dans une position étendue ou de verrouillage. Afin de permettre de recevoir ces moyens sélectifs, on forme dans l'arbre 15 un alésage axial 43, une fraisure intermédiaire 44 devant ledit alésage, et une fraisure plus grande 45 s'étendant jusqu'à l'extrémité avant de l'arbre de commande 15. La fraisure intermédiaire supporte de façon à permettre un mouvement axial relatif (mais non un mouvement
<Desc/Clms Page number 5>
de rotation relatif) une partie cylindrique ou tige 46 d'un plongeur 47, qu'on a représenté en détail¯sur les figures 8, 9 et 10.
Ce plongeur présente une tête 48 de ferme généralement cylindrique ajustée à frottement doux dans la fraisure 45, l'extrémité avant de cette tête se terminant en un épaulement 49 qui porte normalement contre un jonc 51 (figure 7). Ce jonc est monté dans une rainure annulaire 52 formée dans la fraisure 45. Pour faciliter l'enlèvement de ce jonc, l'extrémité avant de l'arbre 15 présente une paire d'évidements 53 (figure 4) permettant d'introduire un outil, tel qu'un tournevis (non représenté) entre le jonc et la rainure annulaire 52 qui l'entoure.
L'épaulement 49 du plongeur est retenu élastiquement dans sa position avancée extrême, en contact avec le jonc 51 à l'aide d'un ressort à compression 54 interposé entre l'arbre d'entraînement 15 et le plongeur 47, la partie arrière de ce ressort s'ajustant dans l'alésage axial 43 et sa partie avant s'ajustant dans une fraisure 55 (figure 9) formée à l'extrémité arrière du plongeur 47.
Quand le plongeur est dans sa position nor- male avancée de la figure 2, sa tige cylindrique 46 s'ajuste dans une cavité-cy- lindrique 56 (figure 12) à l'extrémité intérieure du verrou 34, et ainsi bloque positivement le verrou dans sa position étendue, ce verrou de son côté agissant comme un organe de verrouillage positif sur l'épaulement incliné 40o L'épaule- ment 39 présenté par le verrou vient porter contre la fraisure 45 afin de limiter le déplacement vers l'extérieur du verrou, dans le sens de son extension, lors- qu'un tel déplacement n'st pas autrement limité par son engagement avec la douil- le 20.
Au dessous de l'épaulement 39, le verrou présente une partie convergente 58 destinée à pénétrer dans une cavité à convergence correspondante 59 formée dans le p l o n g e u r 47, lorsque ce dernier est déplacé en force à l'encontre de la pression du ressort 54 vers sa position de déverrouillage des figures 3 et 60
En fonctionnement, lorsque l'opérateur désire fixer la douille 20 à l'arbre 15, il maintient ces deux organes approximativement en alignement axial et les rapproche l'un de l'autre jusqu'au moment où la partie de guidage 29 bute contre le chanfrein 27 et commence à pénétrer dans l'ouverture ménagée entre les cannelures entraînées 26 La douille et l'arbre sont alors en alignement axial de façon que les bords avant chanfreinés 28 des cannelures d'entraînement 23 portent contre l'épaulement chanfreiné 27.
L'opérateur oriente alors la douille 20 et l'arbre 15 de manière à amener les cannelures d'entraînement 23 en aligne- ment avec les rainures 25 ménagées entre les cannelures entraînées 26 et vice ver- sa. Les cannelures effectuent un-léger déplacement vers une position d'inter-en- gagement lorsque leur mouvement axial est bloqué par le contact se produisant entre le bout convexe 36 du verrou 34 et l'épaulement chanfreiné 27. A ce moment, le verrou est positivement bloqué par le plongeur 47 contre une possibilité de mouvement de retrait ou vers l'intérieur.
D'autre part, un mouvement vers l'ex- térieur du verrou est limité par le contact existant entre l'épaulement 39 et la fraisure 45, de sorte que le verrou ne vient en contact d'aucune partie de la douille à l'extérieur de 1'épaulement chanfreiné 27o L'opérateur libère alors le plongeur en introduisant son doigt ou un outil convenable, par exemple un tourne- vis 60 (figure 3), par l'extrémité avant de la douille 20 afin de contacter la face frontale du plongeur 47 et l'éloigner du jonc 51 avec l'évidement du plon- geur 59 disposé pour recevoir la partie convergente ou conique 58 formée à l'ex- trêmité intérieure du verrou.
A ce moment, l'épaulement chanfreiné 27 réagit sur le bout convexe 36 afin de déplacer le verrou 34 vers sa position de retrait ou intérieure par une action de came et on peut alors introduire librement la tige cannelée 19 dans la partie cannelée de la douille 20, Aussitôt que le verrou 34 passe au-delà de l'épaulement chanfreiné 27 et vient en contact avec la crête longitudinale de la cannelure entraînée associée 26, on peut libérer le tourne- vis 60, car son contact avec la cannelure entraînée empêche le verrou de se dé- tendre. Après le passage du verrou sur la partie principale de la cannelure en- traînée 26 et au moment où il vient en contact avec l'épaulement incliné 40, le .verrou est libéré et peut coulisser vers une position de verrouillage ou d'exten- sion.
En admettant que l'effort manuel ait cessé de s'exercer sur le plongeur 47,
<Desc/Clms Page number 6>
le verrou se déplace vers l'extérieur grâce à l'action de came de la partie ar- rière de l'évidement conique 59 sur la partie convergente 58 du verrou, pendant que le ressort 54 déplace le plongeur 47 vers l'avant pour le faire venir en contact avec le jonc 51. Les différentes parties occupent alors les positions représentées sur la figure 2, avec la tige du plongeur 46 bloquant le verrou 34 contre une possibilité de mouvement de retrait ou vers l'intérieur, et ce verrou agissant sur l'épaulement incliné 40 pour verrouiller la douille 20 en l'empêchant de se détacher de l'enclume ou de la tige d'entraînement.
Pour enlever la douille, l'opérateur déplace simplement le plongeur comme indique sur la figure 3 et sé- pare la douille de la tige par traction ou par martelage. Le déplacement axial de la douille dans le sens de son dégagement oblige l'épaulement incliné 40 à avoir une action de came sur le verrou 34 en le déplaçant vers sa position de dégagement, comme il a été décrit au moment de l'explication du fonctionnement de l'épaulement chanfreiné 27.
Si on le désire, on peut former à la périphérie de la douille 20 des dépressions ou cavités 61 devant être comblées avec de la matière plastique bril- lante (non représentée), ce qui permet à l'opérateur de compter le nombre de tours ou de demi-tours de la douille dans des conditions de choc, en contrôlant ainsi le serrage de l'écrou ou du boulon (non représenté) entraîné par la douille.
Bien que l'invention ait été décrite en se référant à un seul mode de réalisation, elle est susceptible de variations ou de modifications. Par ex- emple la liaison d'entraînement par cannelures 23, 26 entre la tige 19 et la douillè 20 pourrait être dans certains cas remplacée par une connexion de forme polygonale, et le dispositif de retenue pourrait servir à fixer une douille à l'arbre d'une clef qui n'est pas du type à choc.
De plus, l'invention peut aussi s'appliquer à des douilles et à des tiges de prolongement présentant une longueur axiale telle qu'il ne serait pas commode de prévoir un accès par une cavité avant formée dans la douille; dans ce cas on perce un trou dans la paroi latérale de douille ou de l'organe de prolongement (trou non représenté), dont la dimension et l'angle d'inclinaison conviennent à l'introduction d'un tournevis ou du doigt de l'opérateur pour pouvoir appuyer sur la face frontale du plongeur 47.