Dispositif destiné à limiter le couple transmis à un organe mené par un organe menant Les dispositifs limiteurs de couple de types con nus sont peu précis, peu fidèles et d'un réglage délicat.
Le présent brevet comprend un dispositif destiné à limiter le couple transmis à un organe mené par un organe menant qui ne présente pas ces inconvé nients et qui, en outre, est de conception très simple.
Ce dispositif est caractérisé par le fait qu'il com prend, accouplant les. deux organes, au moins une lame flexible encastrée dans un des organes et dont l'extrémité libre prend appui contre une surface de came solidaire de l'autre organe, de telle manière que la lame fléchisse en fonction du couple transmis et échappe à la came en rompant la liaison cinématique entre les deux organes lorsque sa flèche atteint une valeur déterminée.
On sait que la flèche que prend une lame encas trée sous l'effet d'un effort déterminé est inversement proportionnelle à son moment d'inertie et proportion nelle au cube de la longueur qui sépare le point d'ap plication de l'effort de la section d'encastrement.
En faisant agir l'organe, tel qu'un arbre rotatif, qui reçoit ou transmet le couple à limiter, sur une lame de caractéristiques déterminées, l'agencement étant tel que ledit arbre soit libéré par la lame lors que celle-ci a atteint une flèche également détermi née, on peut donc, de manière très simple, limiter le couple transmis à cet arbre ou reçu par lui.
De plus, en faisant varier la longueur qui sépare le point d'application de l'effort de la section d7en- castrement de la lame, on peut régler la valeur de l'effort pour laquelle la liaison cinématique entre l'or gane menant et l'organe mené, se rompt. On peut également déterminer la loi de variation de la section de la lame de façon à obtenir, par exemple, une loi linéaire entre le couple pour lequel la lame prend une flèche donnée et la distance qui sépare le point d'application du couple de la section d'encastrement.
Le dispositif peut également comporter des moyens destinés à permettre un rattrapage du jeu qui peut se produire entre ses divers éléments et à assurer un réglage complémentaire.
Le dispositif revendiqué est susceptible d'utilisa tions multiples. En particulier, il sera utilisé avec de grands avantages dans les outils dynamométriques tels que tournevis, etc.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution et des variantes du dispo sitif.
La fig. 1 est une vue schématique illustrant la flexion d'une lame encastrée à l'une de ses extrémités. La fig. 2 est un diagramme représentant la va leur de la force nécessaire pour faire fléchir d'une quantité déterminée une lame encastrée en fonction de la longueur de cette lame.
La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale de la première forme d'exécution.
La fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue en coupe selon V-V de la fig. 3, la came occupant une position différente de celle dans laquelle elle est placée sur la fig. 4. La fig. 6 est une vue en coupe longitudinale montrant une variante de la forme d'exécution repré sentée aux fig. 3 à 5.
Les fig. 7, 8 et 9 sont des vues partielles à grande échelle, respectivement en coupe et en plan, mon trant des moyens de blocage de la vis de réglage et une variante de ces moyens. La fig. 10 est une vue partielle en coupe longi tudinale montrant deux variantes de la came. La fig. 11 est une vue en coupe transversale de la deuxième forme d'exécution.
On sait que, lorsqu'une lame élastique 1, encas trée dans un support 2, est soumise à un effort P perpendiculaire à son axe et appliquée à une distance <I>l</I> de la section d'encastrement<I>s,</I> la flèche f que prend cette lame sous l'effet de l'effort P peut être calculée au moyen de la formule E étant le module d'élasticité de la lame
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et I son mo ment d'inertie par rapport à l'axe de flexion.
Si l'on suppose que la flèche a une valeur cons tante, on peut tirer de la relation précédente
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et, si l'on suppose également que la lame a une section constante
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On pourra donc faire varier l'effort qui entraîne une flexion déterminée de la lame en faisant varier 1, c'est-à-dire la distance séparant le point d'application de la force de la section d'encastrement.
Il est également possible de déterminer la loi de variation du moment d'inertie de la section de la lame, en fonction de 1, pour que P soit une fonction linéaire l si f est constant. On peut ainsi faciliter le réglage de la force P lorsque celle-ci possède une valeur élevée, ce qui ne serait pas commode avec une lame de section constante car, alors, comme le mon tre le diagramme de la fig. 2, les courbes f = cons tante sont asymptotes à l'axe des P.
Ce diagramme représente des courbes<I>f</I> l <I>, f</I> z cor respondant à une lame à section constante et des droites f <B>l,</B> f'2 correspondant à une lame dont la sec tion a été déterminée de façon que la force P soit proportionnelle à 1.
Il est possible de choisir, entre les diverses cour bes f1 et f,, la plage utile P, P2 à laquelle corres pondent, sur l'une des courbes f, les valeurs<B>Il</B> et 1. déterminant les points Al et A2 pour une lame de section donnée en Al et A2. IL suffit alors si l'on désire une variation linéaire de P = f (@ de faire varier I.
Le dispositif représenté à la fig. 3 est destiné à limiter le couple transmis par la tige d'un tournevis dynamométrique à sa tête. Il comprend une lame 1 encastrée dans un support 2 logé dans le corps cy lindrique 3 et maintenu en place par une rondelle filetée 4 ; le support 2 bute sur un épaulement 3a du corps 3. Dans le support 2 est montée la tige 5 d'une vis 6 dont l'extrémité 7 peut tourner dans un palier 8, emmanché dans le corps 3, la lame 1 tra versant ce palier par une ouverture 8a, assez grande pour que la lame puisse fléchir librement.
Dans le corps 3 est monté un coulisseau 9 s'en gageant sur la vis 6 par un alésage taraudé 9a et qui présente une fente 9b dans laquelle la lame 1 peut coulisser à frottement doux. La lame est ici suppo sée à section constante. On peut déplacer le coulis- seau 9 longitudinalement dans le corps 3 au moyen d'un bouton de manoeuvre 10 porté par la vis 6. On fait ainsi varier la longueur séparant l'extrémité libre de la lame de la section d'encastrement effective .s, située à l'endroit où la lame sort du coulisseau.
La seconde extrémité du corps 3 contient un palier 11 vissé dans l'entrée du corps et buté sur un épaulement 3b de celui-ci.
Ce palier porte un arbre 12 maintenu en position dans le palier 11 par un écrou 13.
Cet arbre 12 est venu de fabrication avec la tige du tournevis, tandis que sa tête, non représentée, est solidaire du corps 3.
Sur son extrémité intérieure 12a, l'arbre 12 porte une came 14 bloquée par un écrou 14a. Cette came (fig. 4 et 5) présente deux bossages 15 diamétrale ment opposés, qui peuvent venir en contact avec l'extrémité 1a de la lame 1.
Comme le montre la fig. 5, lorsque la came 14 exerce, par l'un de ces bossages 15, un effort P sur la lame 1, cette dernière fléchit jusqu'au moment où le couple exercé par l'arbre donne à la lame une flexion suffisante pour que le bossage 15 échappe à cette lame.
Le couple est alors égal au produit P X<I>r, r</I> étant la distance qui sépare l'axe de l'arbre du sommet du bossage et P la force exercée sur la lame.
Lorsque le bossage 15 échappe ainsi à la lame, la liaison cinématique est rompue entre la tige et la tête du tournevis. Il en résulte un déclenchement indiquant qu'il n'est plus nécessaire d'agir sur l'outil.
En déplaçant le coulisseau 9, on fait varier la valeur de la force P pour laquelle la flèche déter minée est atteinte, et par conséquent le couple P X r limité.
La valeur de ce couple peut être repérée grâce à la position du coulisseau dans le boîtier ou encore grâce à la position angulaire du bouton de commande 10. Cette position peut être mesurée avec précision par exemple au moyen d'un vernier, ce qui fournit un réglage très précis.
Dans ce qui précède, on a implicitement supposé que la lame se déplaçait, sous l'action de la came 14, tangentiellement par rapport à celle-ci, donc qu'elle ne pouvait pas s'écarter de la came dans le sens de la flèche F de la fig. 5. Afin que la lame se déplace effectivement ainsi, une vis de réglage 16, sur la quelle vient s'appuyer le dos de ladite lame est vissée dans un prolongement 8b du palier 8. Cette vis per met, en outre, d'une part, de rattraper le jeu dû à l'usure des diverses pièces et, d'autre part, d'effectuer un réglage complémentaire très précis de la valeur du couple limite en laissant à la lame un degré de liberté plus ou moins grand dans le sens de la flè che F.
La fig. 6 montre une lame 1 dont la section est variable de façon à établir une relation linéaire entre le couple limite et la longueur qui sépare le point d'application de la force P de la section d'encastre ment s.
Etant donné que la variation de ladite longueur est obtenue par déplacement du coulisseau, la varia tion de la section de la lame ne s'effectue qu'en jouant sur l'une des dimensions, dans le présent exemple dans le plan du dessin, l'épaisseur de la lame restant constante et égale à la largeur de la fente 9b du coulisseau. La lame est également butée par une vis 16 comme dans l'exemple précédent.
Dans tous les cas, il est indispensable que la vis 16 puisse être bloquée sur l'organe qui la porte de façon très efficace et dans une position précise.
On pourait utiliser, à cet éffet, tout moyen clas sique, mais les moyens de blocage représentés aux fig. 7 et 8 sont particulièrement avantageux. Dans ces figures, la vis 16 comporte, en son centre, un trou taraudé 16a dont le pas est de préférence diffé rent de celui du filet de la vis. Elle présente égale ment, dans son extrémité extérieure, une cavité 16b dont les parois sont munies de fentes 16c.
La cavité 16b reçoit un ressort de blocage 17 dont la tige 17a passe dans l'une des fentes 16c et dont la queue 17b est engagée dans un trou 18 foré dans le prolongement 8b. Ce dernier présente une série de trous de ce genre, de façon à assurer la latitude de réglage voulue et comporte une cuvette 8c servant au logement du ressort. Ce dernier est maintenu en place par une vis 19 engagée dans le trou taraudé 16a.
Au lieu des trous de blocage 18, on pourrait pré voir des crans 20 ou 21, comme représenté sur la fig. 9.
On peut simplifier le dispositif qui vient d'être décrit en supprimant le coulisseau 9 et sa vis de réglage 6, le réglage du couple limite se faisant alors uniquement au moyen de la vis 16. On peut munir la came 14 d'un nombre de bossages différant de deux et on peut, également, prévoir plusieurs lames 1.
La fig. 10 représente justement une variante dans laquelle sont prévues plusieurs lames 1.
Dans ce cas, l'arbre 12 se termine par un pla teau 22, dans lequel est montée l'extrémité 7 de la vis 6 servant au réglage du coulisseau 9.
Différents moyens peuvent être envisagés pour faire agir le plateau 22 sur les lames 1.
Comme représenté sur la partie inférieure de la fig. 10, le plateau 22 peut comporter des bossages 23 entre lesquels s'engage une certaine portion 24 de l'extrémité de la lame correspondante, la longueur de la portion 24 étant déterminée de telle sorte que la lame échappe au plateau pour la valeur de la flèche déterminée. Les bossages peuvent également être constitués par des billes 25, comme illustré sur la partie supérieure du dessin, maintenues dans des al véoles 25a du plateau par une contreplaque 26, billes qui font saillie de la valeur 24 par rapport à l'extré mité des lames.
Le plateau 22 est buté par un écrou 27 vissé dans la paroi du corps 3 et qu'une vis 28 engagée dans un trou 27a et vissée dans un trou taraudé 29 du corps 3 maintient en position.
Plusieurs trous 27a ou 29 peuvent être prévus pour permettre le rattrapage du jeu ainsi qu'un ré glage complémentaire.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fig. 11, la lame 1 est encastrée en 2 dans le corps 3 et attaquée en bout par une came 14 portée par l'arbre 12. Les pièces 3 et 12 sont convenablement centrées par des paliers ou roulements appropriés de façon à pouvoir tourner l'une par rapport à l'autre.
Il est évident que l'utilisation du dispositif décrit n'est pas limitée aux outils, mais qu'il pourra être uti lisé dans n'importe quel genre de transmission et que ses effets peuvent ne pas se borner à rompre la liai son cinématique entre deux organes mais déclencher ou enclencher toute espèce de mécanisme, par exem ple un mécanisme de sûreté.