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Outil mécanique notamment tourne-vis.
La présente invention concerne d'une manière générale des outils actionnés avec de l'énergie extérieure tels que des tourne- vis ou analogues et concerne plus particulièrement des mécanismes d'entraînement pour de tels outils.
L'invention a pour but de réaliser un mécanisme à embray- age actionné par une énergie extérieure, pour entraîner des élé- ments de fixation, mécanisme qui se met en marche quand on ap- puie sur l'outil engageant l'élément, par exemple par contact avec une vis ou analogue, qui s'arrête automatiquement quand on atteint un couple moteur prédéterminé, et qui se remet automatiquement ai place pour une autre opération quand l'outil est libéré de l'élé- ment à fixer...
L'invention a notamment pour objet un outil actionné par
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de l'énergie extérieure pour entraîner un élément fileté tel qu'une vis dans une pièce, outil caractérisé par un embrayage à couple, le dit embrayage étant déplacé angulairement lors d'une résistance prédéterminée à la rotation opposée par l'élément fileté, une pre- mière came portée par le dit embrayage et se déplaçant, en réponse au dit déplacement angulaire, d'une première à une seconde posi- tion, et une seconde came portée par le dit embrayage pour remet- tre en place la première came à sa première position lorsque l'ou- til est retiré de l'élément fileté, ce qui permet d'appliquer un couple précis et réglable sur l'élément à visser ou à dévisser.
Le-mécanisme entraîné par un moteur permet d'entraîner des vis avec un couple moteur relativement faible, mais précis dans une direction de rotation, et pour communiquer le couple total du moteur à une vis quand il est entraîné dans la direction de ro- tation opposée. '
Le déplacement angulaire entre les éléments de l'embray- age est limité.
Chacun des éléments de l'embrayage se remet automatique- ment à sa position initiale par rapport aux éléments qui lui étaient précédemment associés durant le fonctionnement, pour obtenir une exactitude plus grande dans le couple communiqué à la pièce, par- ticulièrement quand des exigences de couple moteur faible, sont requises pour un grand nombre de petites vis semblables ou analo- gues.
L'outil actionné avec de l'énergie pour entraîner un élé- ment de fixation fileté peut comprendre un moteur,'un mécanisme de transmission de couple comprenant un élément d'embrayage entraîneur, un axe fileté entraînant le dit élément d'embrayage, et un élément d'embrayage entraîné pour agir sur l'élément de fixation fileté, une came à bille étant interposée entre les dits éléments d'embray- age, un ressort pour presser l'élément d'embrayage entraîneurversl'élé ment d'embrayage entraînée l'élément d'embrayage entraîneur étant déplacé
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angulairement d'une quantité limitée dans une direction de rotation, par rapport à l'élément d'embrayage entraîné lors d'une résistance prédéterminée à la rotation db l'élément de fixation fileté,
un dispositif d'entraînement de l'élément fileté relié au dit élé- ment d'embrayage entraîné pour tourner avec lui et mobile axiale- ment par rapport à lui, un manchon sur le dit élément d'embrayage entraîné, des moyens.de commande répondant au mouvement arrière du dit dispositif de commande pour admettre de la puissance mo- trice au dit moteur, une came sur la partie arrière du dit manchon ayant un premier et un second épaulement et une face d'attaque et une face postérieure, un suiveur de came de manchon, rotatif avec le dit axe fileté et engageant normalement le premier épaulement et le bord postérieur de la dite came, lesdits manchon et suiveur de came du manchon étant placés vers l'arrière par le dit disposi- tif de commande lors de l'engagement avec l'élément fileté,
le dit suiveur de came du manchon allant dudit premier épaule- ment au dit second épaulement sur la dite came lors du déplacement angulaire de l'élément d'embrayage entraîneur, des moyens de com- mande supplémentaires répondant au mouvement du dit suiveur de came pour couper l'arrivée de la puissance motrice au moteur, une came de marche avant sur l'élément d'embrayage entraîné, un suiveur de , la came de marche avant fixé au dit manchon et engageant la dite came de marche avant, des moyens élastiques pressant le suiveur de came de marche avant, le dispositif de commande et le manchon dans une direction en avant, la came de marche avant servant à remettre en place le dit suiveur de came du manchon sur le dit premier épau- ;
lement.de came lors du mouvement en avant du suiveur de came de marche avant, du dispositif de commande et du manchon, le bord pos- i térieur. de la came du manchon servant, à empêcher le déplacement .angulaire suiveur de came de manchon et de 'la came de manchon.
L'invention s'étend également aux caractéristiques résul-
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tant de la description ci-après et des dessins joints ainsi qu'à leurs combinaisons possibles.
La description se rapporte à des exemples expliques avec référence aux dessins ci-joints dans lesquels : - la figure 1 est une coupe longitudinale'illustrant la disposition des différentes parties avant engageant avec un élément de fixation fileté.
- la figure 2 est une coupe longitudinale partielle illustrant la disposition des parties après que l'outil ait été engagé avec un élément fileté.
- la figure 3 est une coupe longitudinale partielle de l'outil illustrant l'embrayage à couple, coupe faite suivant les lignes 3-3 de la figure 1.
- la figure 4 est une coupe longitudinale partielle similaire à la figure 3 mais illustrant les parties de 2?embrayage, avec la pointe du tourne-vis, complètement poussée,avec l'embray- age dans une position d'application du couple moteur en avant juste après que le moteur ait été coupé.
- la figure 5 est une coupe longitudinale partielle similaire à celle montrée dans la figure 4 mais avec les éléments d'embrayage remis à la position illustrée dans la figure 3.
- la figure 6 est une coupe prise suivant la ligne 6-6 de la figure 1.
- la figure 7 est une coupe transversale prise suivant les lignes 7-7 de la figure 1 illustrant le jeu de valves d'inversion pendant une opération en marche ayant.
- la figure 8 est une coupe similaire à la figure 7 mais' illustrant le jeu de valves d'inversion pour une opération en marche arrière.
- la figure 9 est une coupe transversale prise suivant les lignes 9-9 de la figure 1.
En se référant à la figure 1, l'outil est généralement
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illustré en 1, et dans le mode de réalisation illustré, il utilise une pointe de tourne-vis 2 pour enfoncer une vis 3 ou l'analogue.
On comprendra que l'on peut utiliser diverses pointes de guidage suivant la nature et la forme de têtes des éléments filetés à en- foncer. L'outil comprend une enveloppe 4 dans laquelle est monté un moteur 5 qui peut être un moteur à air du type,turbine ou un moteur électrique.
Dans le mode de réalisation représenté, un connecteur d'admission 6 est fixé à la partie arrière de l'enveloppe 4 et est relié à une source d'air sous pression appropriée. L'air sous pression est admis par le connecteur 6 dans la chambre 7 où il est j confiné par une valve d'étranglement g posée sur le siège de valve ' 9. Quand la valve d'étranglement 8 est ouverte' comme illustré dans la figure 2, le fluide'sous pression est admis dans la chambre 10, par la valve de marche arrière 11, à travers l'orifice 12, et de là au moteur 5. Le moteur 5 est relié'au train d'engrenages 13 pour l'entraîner et ce train est relié de manière rotative à l'ar- bre de transmission 15.
L'arbre de transmission 15 est fixé de manière rotative à l'intérieur d'un embrayage actionné 16 qui est maintenu axialement par rapport à l'arbre 15 par des roulements à billes 17 qui permettent à l'arbre de transmission 15 de tourner par rapport à l'embrayage 16 mais d'empêcher tout mouvement axial relatif entre eux.
Un élément d'embrayage entraîneur 18 est fixé sur l'arbre de transmission 15 à côté de l'élément entraîné 16. Comme illustré dans les figures 1 et 6, l'élément d'embrayage entraîneur 18 est entraîné par'l'arbre de transmission 15 par les billes 19. Les bil- les 19 permettent un mouvement axial relatif de l'élément d'embray- age entraîneur 18 par rapport à l'arbre de transmission 15 mais ver- rouillent contre la rotation relative 'à l'élément d'embrayage en- traîneur 18 sur l'arbre de transmission 15.
L'élément d'embrayage entraîneur 18 est poussé vers l'élé-
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ment d'embrayage entraîné 16 par un ressort de compression 20. La compression du ressort 20 peut être modifiée par un déplacement axial de l'écrou de réglage 21 se déplaçant sur une partie filetée 22 de l'arbre de transmission 15. On dispositif de verrouillage comprenant des billes de verrouillage de réglage 23 et une plaque de réglage 24 est utilisé pour maintenir l'écrou de réglage 21 dans une position prédéterminée.
En- se référant à la figure 3, l'élément d'embrayage entraîneur 18 est espacé de l'élément d'embrayage entraîné 16 par trois billes de came également espacées qui sont interposées entre eux. Sur la face avant de l'élément entraîneur 18 sont prévus trois chemins de came également espacé 26 coïncidant avec les chemins opposés similaires 27 dans la face arrière de l'élément d'embrayage entraîné 16. Le ressort de compression 20 pousse 'l'élément entraîneur 18 en egagement avec Isolement entraîné 16 par l'inter- médiaire des trois billes de came 25.
En se référant à la figure 3, quand le mécanisme est entraîne dans une rotation vers la droite, le bord postérieur 28 du chemin de came 26 est incliné vers l'arrière par rapport à la rotation de l'outil. Le bord d'attaque 28 du chemin de came 27 est incliné vers.l'avant dans la direction de la rotation. La compression du ressort 20 maintient les billes de came 25 au fond des dnemins de camé 26 et 27, et permet à Isolément entraîneur d'entrai.. ner l'élément entraîné 16 au moyen des billes de came 25.
Une partie avant 30 de l'élément entraîné 16 est reliée à la pointe 2 du tourne-vis par la partie hexagonale 31. La pointe 2 du tourne-vis à une partie creusée 32, et est verrouillée à l'intérieur de la partie 30 de l'élément entraîné 16 au moyen d'un dispositif de retenue à billes 33 et d'une bague à ressort de retenue à billes 34. On comprendra que la pointe 2 du tourne-vis peut être.déplacée axialement'à l'intérieur de la partie 30 de l'élément d'embrayage entraîné 16.
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Une tige pilote 35 est disposée à l'intérieur de l'extrémité avant de l'arbre d'entraînement 15. Une tige de remise en place 36 passe à travers la ttgs pilote 35 et à travers les orifices 37 dans l'extrémité avant d'un manchon 38. Une partie intermédiaire 39 de l'élément entraîné 16 est munie d'ouvertu- res triangulaires 40. La tige de remise en place 36 passe aussi à travers les ouvertures triangulaires 40, et des rouleaux de mise en place 41 sont prévus sur la tige 36 pour agir à l'intérieur des ouvertures triangulaires 40. La tige de remise en place 36 est maintenue à l'intérieur du manchon 38 au moyen d'une bague de retenue 42.
La tige pilote 35 est poussée en avant par le ressort de remise en place 43 et pousse avec elle la tige de remise en place 36, les rouleaux de remise t.place 41, le manchon 38 et la pointe 2 du tourne-vis, dans la position illustrée dans la figure 1. Le mouvement en avant de la tige pilote 35 est limité par les rouleaux de remise en place 41 portant contre une extré- mité avant 44 de l'ouverture triangulaire 40.
En se référant aux figures 1 et 2, un chercheur la est monté de manière coulissante à l'intérieur de l'extrémité avant de l'enveloppe 4. Comme le chercheur engage l'élément fileté 3, il est déplacé vers l'arrière à l'intérieur de l'enveloppe quand une pression axiale est appliquée par l'opérateur sur l'outil pour l'engager avec l'élément fileté 3.
Une rainure 2a est formée dans le chercheur, et une tige 3a est disposée dans la rainure 2a pour maintenir le chercheur la à l'intérieur de l'enveloppe 4. Une pince 4a fixe la tige 3a à l'enveloppe 4. Un ressort 5a pousse le chercheur dans une position avant comme illustré dans la figure 1,
Quand la pointe 2 du tourne-vis est poussée contre l'élément fileté 3, comme illustré dans la figure 2,
la partie hexagonale de celle-ci glisse vers l'arrière à l'intérieur de le partie 30 de l'élément d'embrayage entraîné 16 et entre en contact avec
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la tige pilote 35 pour faire reculer la tige pilote à l'intérieur de 1'arbre d'entraînement 15 comprimant ainsi le ressort de remise en place 43. En même temps le manchon '38 recule étant entraîné par la tige de remise en place 36. La fente 40 est alignée angu- lairecent par rapport au chemin 27 sur Isolément d'embrayage entraîné 16.
L'arbre d'entraînement 15 est traversé par une fente 45. Un arbre à rouleau 46 passe à travers la fente 45. Sur les extrémité extérieures de l'arbre à rouleau 46 sont prévus des rouleaux 47 qui fond face aux bords arrière du manchon 38. Le manchon 38a un rebord 48 contre lequel les rouleaux 47 sont disposés comme illustré dans la figure 3. ,L'arbre à rouleau 46 et les rouleaux 47 sont maintenus en place par un capuchon .'de retenue 49.
Ainsi comme la pointe 2 du tourne-vis est déplacée vers l'arrière contre la tige pilote 35, la position angulaire de la fente 40 de l'élément d'embrayage entraîné 16 par rapport aux chemins 26 et 27 contenant les billes de came 25, aligne le manchon
38 au moyen des rouleaux 41, et l'arbre d'entraînement 15 est aligné au moyen de l'élément 18 alignant l'arbre 1.5 et l'arbre à rouleau 46 de sorte que les rouleaux 47 sont disposés sur le rebord 48 du manchon 38.
Une tige 50 s'étend à travers un perçage 51 du moteur 5 entre l'arbre à rouleaux 46 et la valve 8. En se référant à la figure 2, on peut voir que quand le manchon 38 recule sous l'action de la pointe 2 du tourne-vis agissant contre la tige pilote 35 qui porte la tige 36 qui à'son tour s'étend à travers le manchon 38, comme il vient d'être décrit, le rebord 48 coïncidera avec les rouleaux 47. Puisque l'arbre à rouleau 46 fait face à l'extrémité avant de la tige 50, la tige se déplacera vers l'arrière pour ouvrir la valve 8 comme illustré dans la figure 2, admettant ainsi du fluide sous pression dans la chambre 10, et de là, à travers la valve de marche arrière'11, dans l'orifice 12 et le moteur 5.
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Quand l'outil est poussé contre la pièce comme illustré dans la figure 2, le mouvement en arrière de la pointe 2 du tourne- ' vis, de la tige pilote 35 et du manchon 38 est limité par les rou- leaux 41 portant contre la face arrière 52 de la fente' 4-0 , comme illustré dans la figure 4. Le plan Incline angulaire 53 de la fente 40 agit sur les rouleaux 41, qui à leur tour déplacent la tire 36 et le manchon 38 qui lui est connecté vers une position angulaire du manchon 38 par rapport aux rouleaux 47.
Le rebord 48 du manchon 38 entoure et reçoit les rou- leaux 47 tandis que le manchon 38 est dans sa course en arrière.
Quand l'élément fileté 3 est serré avec le couple désiré, la poin- te 2 du tourne-vis, Isolement entraîné de l'embrayage 16, les rou- leaux de tige 41 et la tige 36, la tige pilote 35 et le manchon 38 cessent de tourner, mais le train d'engrenages 13 actionné par le moteur 5 continua à fpire tourner l'arbre d'entraînement 15 qui entraîne l'élément entraîneur 18 de l'embrayage par l'intermédiaire des billes 19. L'arbre à rouleaux 46 continue à tourner avec l'ar- bre d'entraînement 15 en raison- de son alignement étroit dans la fente 45.
A ce point, la valve 8 est maintenue ouverte par la tige
50 qui s'étend entre l'arbre à rouleau 46 et,la valve 8, et les rouleaux 47 portés par l'arbre à rouleau 46 reposant sur le re- bord 48 du manchon 38. L'arbre d'entraînement 15 continue à tour- .ner par rapport au manchon 38. En même temps d'élément entraîneur de l'embrayage 18 continue à tourner par rapport à l'élément de l'em- brayage entraîné 16 entraînant les billes de came 25 à rouler sur les surfaces de came inclinées 28 et 29, déplaçant ainsi l'élément d'embrayage entraîneur 18 vers l'arrière, ce qui comprime le res- sort 20, comme illustré dans la figure 4, appliquant ainsi le cou- ple moteur'prédéterminé sur la vis 3 par la pointe 2 du tourne-vis.
A ce stade, les rouleaux 47 roulent par dessus le rebord 48 pour passer sur un second rebord 54. Ceci permet au fluide sous pres-
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sien agissant sur la partie avant 55 de la valve 8 de la faire- avancer jusqu'à la position illustrée dans la figure 1 et avec elle la-tige 50 avance, coupant ainsi l'arrivée de fluide sous pression à l'outil.
Quand l'outil est ainsi coupé, le moteur 5 et le train d'engrenages 13 cessent de tourner. Le ressort 20, poussant l'élé ment entraîneur d'embrayage 18 en avant, fait revenir les billes de came 25 sur les chemins de came 26 et 27 comme, illustre dans la figure 5. Dans la position de la figure 5, le moteur a cessé de.tourner bien que la pointe 2 soit encore pressée sur la tête de vis. L'élément d'embrayage entraîneur 18 peut retourner à la position illustrée dans la figure 5 puisque les rouleaux 41 sur l'arbre 36 peuvent tourner dans le chemin 56 de l'ouverture trian- gulaire 40. Le manchon 38 peut ainsi tourner dans une direction contraire aux aiguilles d'une montre pour permettre aux billes de came 25 de se replacer dans les chemins de came 26 et 27.
Quand la pointe 2 du tourne-vis est retirée de.l'élément fileté 3, le ressort de remise en-place 43 pousse la tige pilote -
35 en avant portant avec elle la tige 36 et le manchon 38 pour pousser la pointe 2 du tourne-vis en avant. Les rouleaux de re- mise en place 41 sur la tige 36 avanceront maintenant dans le sens des aiguilles d'une montre sur une distance limitée dans l'ouverture triangulaire 40 pour rester à la position avant 44 com- , me illustrée dans la figure 3.
Le manchon 38, de la même façort, avance dans le sens des aiguilles d'une montre d'une distance limi- tée puisque-la tige de remise en place 36 s'étend .à travers le manchon. Ainsi' les partiessont maintenant retournées et alignées comme illustré dans les figures 1 et 3 avec les rouleaux de remise en place 47 reposant maintenant sur le rebord 48.
Une caractéristique de cet outil est qu'il fonctionne, comme décrit dans ce qui précède, dans le seul cas où il entraîne .vers la droite ou dans le sens des aiguilles d'une montre vu de
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l'arrière de l'outil. Quand l'outil est entraîné vers la gauche, comme quand on retire les éléments filetés d'une pièce, les éléments d'embrayage 16 et 18 sont pratiquement verrouillés ensemble par les billes 25 qui sont poussées par le ressort 20 dans les chemins 26 et 27 des éléments d'embrayage 18 et 16 respectivement.
Comme on peut le voir dans la figure 3, les surfaces inclinées 28 et 29 sont respectivement prévues sur les ,éléments 18' et 16 seulement pour une rotation vers la droite. De plus un côté 57 du manchon 38 ne permet pas de mouvement angulaire vers la gauche des rouleaux 47 par rapport au manchon 38. Ainsi pour une rotation en sens inverse, la valve 8 ne peut pas se déplacer vers la position illustrée dans la figure 1 mais reste ouverte d?ns la position illustrée dans la figure 2.
Pour une telle marche en ens inverse, la valve d'inversion 11 est mise dans la position illustrée dans la figure 8. L'outil est'de nouveau appliqué contre la pièce, et la valve 8 est ouverte, de la manière décrite'précédemment, pour commencer une opération inverse afin de retirer l'élément fileté 3. Le dispositif est maintenant dans la position illustrée dans la figure 3. La rotation inverse est communiquée à l'arbre 15, à l'élément d'embrayage entraîneur 18 et par les billes de came 25 à l'élément d'embbrayage entraîné 16 qui à son tour entraîne la pointe 2 et l'élément fileté 3. Dans cette direction arrière, il est souhaitable d'appliquer à la pièce le couple total de moteur puisque la vis doit être enlevée.
Dans cette direction, les billes de came 25 restent dans les chemins de came 26 et 27, et les rouleaux 47 engagent le rebord 48 et les parois 47 du manchon 38 pour maintenir la tige 50 et la valve 8 dans la position ouverte illustrée dans la figure 2, ce qui fait qu'un couple total de l'outil est dispo- nible pour retirer l'élément fileté, sans considération.du couple de l'embrayage.
Pour une opération.en avant, en se référant aux figures
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1 et 7, du fluide sous pression est admis dans le connecteur 6 et dans les chambres 7 et 10 autour de la valve 8, et circule autour de la partie creusée 57 de la valve d'inversion 11; la valve d'inversion 11 est fixée étroitement mais de manière coulissable dans un manchon 58 qui est maintenu dans une tête arrière 59 par un ajustage parpression. La valve 11 est maintenue à l'intérieur' du manchon 58 au moyen d'une tige 60. L'extrémité de la tige 60 s'étend dans une fente allongée 61 à l'intérieur du manchon 58 pour positionner et limiter la course de la valve 11.
Le manchon 58 est placé de telle-sorte que l'orifice 62 du manchon 58 soigne avec le conduit 12 dans la tête arrière 59, et qu'un orifice 63 dans le manchon de alve 58 s'aligne avec l'orifice de la tête arrière 59. La valve de marche arrière'11 est normalement maintenue dans la position illustrée dans la figure 7 par un ressort de valve 64 et la tige 60. Dans cette position la partie creusée 57 relie la chambre 10 à l'orifice 62.
Le fluide sous pression ainsi admis dans lé moteur 5 par le conduit 12 s'échappe par les orifices 65 et 66 dans une chambre d'échappement 67 d'où il s'échappera à l'atmosphère par une ouverture 68 dans une plaque déflectrice d'échappement 69.
En se référant à la figure 8, la valve 11 est prévue pour une rotation en sens inverse ou contraire aux aiguilles d'une montre vu de l'arrière de l'outil. Dans cette poisition, un orifice 70 de la valve 11 s'aligne maintenant avec l'orifice 12, et la partie creusée 57 a un orifice non recouvert 62. Ceci permet au fluide sous pression passant autour de la-valve 8 d'entrer dans l'orifice 62 afin de provoquer la rotation de l'outil dans un sens contraire aux aiguilles d'une montre, l'air s'échappant par l'ori- fice d'échappement principal 65, de là par les conduits 66 dans la chambre 67 et en sortir par l'orifice 68 à l'atmosphère.
Comme il ressort de-ce qui précède, l'invention fournit un mécanisme d'embrayage nouveau et perfectionné pour un outil action-
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né avec de l'énergie dans lequel les éléments d'embrayage ont un mouvement angulaire limité l'un par rapport à l'autre,*et dans lequel chacun des éléments d'embrayage retourne automatiquement à sa position initiale par rapport à l'élément qui lui est associé.
Ainsi les mêmes parties coïncident toujours et fonctionnent avec des parties associées identiques, pour ce qui assure une précision plus grande dans les couples de serrage appliqués aux éléments filetés.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessus; à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
EMI13.1
¯..¯¯,....¯¯¯¯¯¯¯.,¯..¯.,¯¯¯¯¯ 1. Outil actionné par force motrice pour entraîner un élément fileté, caractérisé en ce qu'il comprend un embrayage à couple, cet embrayage étant déplacé angulairement lors d'une résistance prédéterminée à la rotation opposée par l'élément fileté, une première came portée par l'embrayage et se déplaçant, en ré- ponse au déplacement angulaire, d'une première à une seconde position, et une seconde came portée par l'embrayage pour ramener la première came à sa première position lorsque l'outil est retiré de l'élément fileté.
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Mechanical tool including screwdriver.
The present invention relates generally to tools operated with external energy such as screwdrivers or the like and more particularly relates to drive mechanisms for such tools.
The object of the invention is to provide a clutch mechanism actuated by an external energy, for driving fastening elements, a mechanism which starts up when the tool engaging the element is pressed, for example. for example by contact with a screw or the like, which stops automatically when a predetermined motor torque is reached, and which automatically returns to place for another operation when the tool is released from the element to be fixed ...
The invention particularly relates to a tool actuated by
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external energy to drive a threaded element such as a screw in a part, a tool characterized by a torque clutch, said clutch being angularly displaced during a predetermined resistance to the rotation opposed by the threaded element, a first cam carried by said clutch and moving, in response to said angular displacement, from a first to a second position, and a second cam carried by said clutch to replace the first cam. its first position when the tool is withdrawn from the threaded element, which enables a precise and adjustable torque to be applied to the element to be screwed or unscrewed.
The motor-driven mechanism enables screws to be driven with relatively low, but precise driving torque in one direction of rotation, and to impart the total torque of the motor to a screw when driven in the direction of rotation. opposite. '
The angular displacement between the elements of the clutch is limited.
Each of the clutch elements automatically returns to its original position relative to the elements previously associated with it during operation, to achieve greater accuracy in the torque imparted to the part, especially when demand demands. low motor torque, are required for a large number of similar or similar small screws.
The tool energized to drive a threaded fastener may include a motor, a torque transmission mechanism comprising a driving clutch member, a threaded shaft driving said clutch member, and a driven clutch element to act on the threaded fastener, a ball cam being interposed between said clutch elements, a spring for urging the driving clutch element towards the driven clutch element the driving clutch element being moved
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angularly by a limited amount in a direction of rotation, relative to the clutch member driven at a predetermined resistance to rotation db the threaded fastener,
a device for driving the threaded element connected to said clutch element driven to rotate with it and axially movable with respect to it, a sleeve on said driven clutch element, control means responsive to the rearward movement of said control device for admitting motive power to said motor, a cam on the rear part of said sleeve having a first and a second shoulder and a leading face and a rear face, a follower of sleeve cam, rotatable with said threaded axis and normally engaging the first shoulder and the rear edge of said cam, said sleeve and cam follower of the sleeve being placed rearwardly by said control device when engagement with the threaded element,
said sleeve cam follower going from said first shoulder to said second shoulder on said cam during angular displacement of the driving clutch element, additional control means responding to the movement of said cam follower for cut off the arrival of motive power to the engine, a forward cam on the driven clutch element, a follower of the forward cam fixed to said sleeve and engaging said forward cam, elastic means urging the forward cam follower, controller, and sleeve in a forward direction, the forward cam serving to replace said sleeve cam follower on said first shoulder;
cam element during forward movement of the forward cam follower, actuator and sleeve, the trailing edge. of the sleeve cam serving to prevent angular displacement of the sleeve cam follower and of the sleeve cam.
The invention also extends to the resulting characteristics.
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both of the description below and of the accompanying drawings as well as their possible combinations.
The description relates to examples explained with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a longitudinal section illustrating the arrangement of the various front parts engaging with a threaded fastener.
- Figure 2 is a partial longitudinal section illustrating the arrangement of the parts after the tool has been engaged with a threaded member.
- Figure 3 is a partial longitudinal section of the tool illustrating the torque clutch, section taken along lines 3-3 of Figure 1.
- Figure 4 is a partial longitudinal section similar to Figure 3 but illustrating the parts of the clutch, with the tip of the screwdriver fully pushed in, with the clutch in a position of application of engine torque in before just after the engine has been turned off.
- Figure 5 is a partial longitudinal section similar to that shown in Figure 4 but with the clutch elements returned to the position shown in Figure 3.
- Figure 6 is a section taken along line 6-6 of Figure 1.
- Figure 7 is a cross section taken along lines 7-7 of Figure 1 illustrating the set of reversing valves during on-the-go operation.
- Figure 8 is a section similar to Figure 7 but illustrating the set of reversing valves for a reverse operation.
- Figure 9 is a cross section taken along lines 9-9 of Figure 1.
Referring to Figure 1, the tool is generally
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illustrated at 1, and in the illustrated embodiment, it uses a screwdriver tip 2 to drive a screw 3 or the like.
It will be understood that various guide tips can be used depending on the nature and shape of the heads of the threaded elements to be embedded. The tool comprises a casing 4 in which is mounted a motor 5 which may be an air motor of the type, turbine or an electric motor.
In the embodiment shown, an inlet connector 6 is fixed to the rear part of the casing 4 and is connected to a source of suitable pressurized air. The pressurized air is admitted through the connector 6 into the chamber 7 where it is confined by a throttle valve g placed on the valve seat '9. When the throttle valve 8 is open' as shown in Figure 2, pressurized fluid is admitted into chamber 10, through reverse valve 11, through port 12, and from there to motor 5. Motor 5 is connected to gear train 13 for drive it and this train is rotatably connected to the transmission shaft 15.
The driveshaft 15 is rotatably secured within an actuated clutch 16 which is held axially with respect to the shaft 15 by ball bearings 17 which allow the driveshaft 15 to rotate by relative to the clutch 16 but to prevent any relative axial movement between them.
A driving clutch member 18 is attached to the drive shaft 15 adjacent to the driven member 16. As shown in Figures 1 and 6, the driving clutch member 18 is driven by the drive shaft. transmission 15 by the balls 19. The balls 19 allow relative axial movement of the driving clutch element 18 with respect to the transmission shaft 15 but lock against rotation relative to the element. drive clutch 18 on the drive shaft 15.
The driving clutch element 18 is pushed towards the element.
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clutch ment driven 16 by a compression spring 20. The compression of the spring 20 can be modified by an axial displacement of the adjusting nut 21 moving on a threaded portion 22 of the transmission shaft 15. A A lock comprising adjustment lock balls 23 and an adjustment plate 24 is used to hold the adjustment nut 21 in a predetermined position.
Referring to Figure 3, the driving clutch member 18 is spaced from the driven clutch member 16 by three equally spaced cam balls which are interposed between them. On the front face of the drive member 18 are provided three equally spaced cam tracks 26 coinciding with similar opposing tracks 27 in the rear face of the driven clutch member 16. The compression spring 20 pushes the member. drive 18 in release with Insulation driven 16 by the intermediary of the three cam balls 25.
Referring to Figure 3, when the mechanism is driven in a clockwise rotation, the rear edge 28 of the cam track 26 is inclined rearwardly with respect to the rotation of the tool. The leading edge 28 of the cam track 27 slopes forward in the direction of rotation. The compression of the spring 20 keeps the cam balls 25 at the bottom of the cams 26 and 27, and allows the driver unit to drive the driven element 16 by means of the cam balls 25.
A front part 30 of the driven member 16 is connected to the tip 2 of the screwdriver by the hexagonal part 31. The tip 2 of the screwdriver has a recessed part 32, and is locked inside the part 30. of the driven member 16 by means of a ball retainer 33 and a ball retainer spring ring 34. It will be appreciated that the tip 2 of the screwdriver can be moved axially inside of part 30 of the driven clutch element 16.
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A pilot rod 35 is disposed within the front end of the drive shaft 15. A resetting rod 36 passes through the pilot ttgs 35 and through the holes 37 in the front end of the shaft. a sleeve 38. An intermediate portion 39 of the driven member 16 is provided with triangular openings 40. The resetting rod 36 also passes through the triangular apertures 40, and setting rollers 41 are provided. provided on the rod 36 to act inside the triangular openings 40. The replacement rod 36 is held inside the sleeve 38 by means of a retaining ring 42.
The pilot rod 35 is pushed forward by the resetting spring 43 and pushes with it the reseating rod 36, the resetting rollers t.place 41, the sleeve 38 and the tip 2 of the screwdriver, in the position illustrated in Figure 1. The forward movement of the pilot rod 35 is limited by the relocation rollers 41 bearing against a forward end 44 of the triangular opening 40.
Referring to Figures 1 and 2, a finderscope 1a is slidably mounted within the front end of the casing 4. As the finderscope engages the threaded member 3, it is moved rearwardly. inside the casing when axial pressure is applied by the operator on the tool to engage it with the threaded element 3.
A groove 2a is formed in the finder scope, and a rod 3a is disposed in the groove 2a to hold the finder scope 1a inside the casing 4. A clamp 4a fixes the rod 3a to the casing 4. A spring 5a pushes the finderscope to a forward position as shown in figure 1,
When the tip 2 of the screwdriver is pushed against the threaded element 3, as shown in figure 2,
the hexagonal portion thereof slides rearwardly within portion 30 of the driven clutch member 16 and comes into contact with
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the pilot rod 35 to move the pilot rod back inside the drive shaft 15 thereby compressing the resetting spring 43. At the same time the sleeve '38 moves back being driven by the reseating rod 36 The slot 40 is angularly aligned with the path 27 on the driven clutch isolation 16.
A slot 45 passes through the drive shaft 15. A roller shaft 46 passes through the slot 45. On the outer ends of the roller shaft 46 are provided rollers 47 which melt facing the rear edges of the sleeve. 38. The sleeve 38 has a flange 48 against which the rollers 47 are disposed as shown in Figure 3. The roller shaft 46 and the rollers 47 are held in place by a retaining cap 49.
Thus, as the tip 2 of the screwdriver is moved rearwardly against the pilot rod 35, the angular position of the slot 40 of the driven clutch element 16 relative to the tracks 26 and 27 containing the cam balls 25 , align the sleeve
38 by means of the rollers 41, and the drive shaft 15 is aligned by means of the element 18 aligning the shaft 1.5 and the roller shaft 46 so that the rollers 47 are disposed on the flange 48 of the sleeve 38.
A rod 50 extends through a bore 51 of the motor 5 between the roller shaft 46 and the valve 8. Referring to Figure 2, it can be seen that when the sleeve 38 moves back under the action of the tip. 2 of the screwdriver acting against the pilot rod 35 which carries the rod 36 which in turn extends through the sleeve 38, as just described, the flange 48 will coincide with the rollers 47. Since the roller shaft 46 faces the front end of rod 50, the rod will move rearward to open valve 8 as shown in figure 2, thereby admitting pressurized fluid into chamber 10, and from there , through the reverse valve'11, in port 12 and motor 5.
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When the tool is pushed against the workpiece as shown in Figure 2, the backward movement of the tip 2 of the screwdriver, the pilot rod 35 and the sleeve 38 is limited by the rollers 41 bearing against the tool. rear face 52 of slot '4-0, as shown in figure 4. The angular inclined plane 53 of slot 40 acts on rollers 41, which in turn move drawbar 36 and sleeve 38 connected to it towards an angular position of the sleeve 38 relative to the rollers 47.
The flange 48 of the sleeve 38 surrounds and receives the rollers 47 while the sleeve 38 is in its backward stroke.
When the threaded member 3 is tightened with the desired torque, the tip 2 of the screwdriver, Clutch driven isolation 16, the rod rollers 41 and the rod 36, the pilot rod 35 and the sleeve 38 stop rotating, but the gear train 13 operated by the motor 5 continued to rotate the drive shaft 15 which drives the drive element 18 of the clutch through the balls 19. The shaft roller 46 continues to rotate with drive shaft 15 due to its close alignment in slot 45.
At this point, the valve 8 is held open by the rod
50 which extends between the roller shaft 46 and, the valve 8, and the rollers 47 carried by the roller shaft 46 resting on the flange 48 of the sleeve 38. The drive shaft 15 continues to move. rotating relative to sleeve 38. At the same time, clutch drive element 18 continues to rotate relative to driven clutch element 16 causing cam balls 25 to roll on the surfaces. of inclined cams 28 and 29, thereby moving the driving clutch member 18 rearward, which compresses the spring 20, as shown in figure 4, thereby applying the predetermined motor torque to the screw 3 by the tip 2 of the screwdriver.
At this point, the rollers 47 roll over the rim 48 to pass over a second rim 54. This allows the fluid under pressure.
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its acting on the front part 55 of the valve 8 to make it advance to the position illustrated in FIG. 1 and with it the rod 50 advances, thus cutting off the supply of pressurized fluid to the tool.
When the tool is thus cut off, the motor 5 and the gear train 13 stop rotating. The spring 20, pushing the clutch drive element 18 forward, returns the cam balls 25 on the cam tracks 26 and 27 as shown in figure 5. In the position of figure 5, the motor has stopped turning although tip 2 is still pressed on the screw head. The driving clutch member 18 can return to the position shown in Figure 5 since the rollers 41 on the shaft 36 can rotate in the path 56 of the triangular opening 40. The sleeve 38 can thus rotate in a counterclockwise direction to allow cam balls 25 to move back into cam tracks 26 and 27.
When the tip 2 of the screwdriver is withdrawn from the threaded member 3, the resetting spring 43 pushes the pilot rod -
35 forward carrying with it the rod 36 and the sleeve 38 to push the tip 2 of the screwdriver forward. The relocation rollers 41 on the rod 36 will now advance clockwise a limited distance through the triangular opening 40 to remain in the forward position 44 as shown in Figure 3. .
The sleeve 38, likewise, advances clockwise a limited distance since the resetting rod 36 extends through the sleeve. Thus, the parts are now turned over and aligned as shown in Figures 1 and 3 with the reseating rollers 47 now resting on the ledge 48.
A feature of this tool is that it works, as described in the above, only when it drives right or clockwise when viewed from
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the back of the tool. When the tool is driven to the left, such as when removing the threaded elements from one piece, the clutch elements 16 and 18 are substantially locked together by the balls 25 which are urged by the spring 20 into the paths 26 and 27 of the clutch elements 18 and 16 respectively.
As can be seen in Figure 3, the inclined surfaces 28 and 29 are respectively provided on the elements 18 'and 16 only for clockwise rotation. In addition, a side 57 of the sleeve 38 does not allow angular movement to the left of the rollers 47 relative to the sleeve 38. Thus for a rotation in the opposite direction, the valve 8 cannot move towards the position illustrated in FIG. but remains open in the position shown in figure 2.
For such a reverse operation, the reversing valve 11 is placed in the position shown in Figure 8. The tool is again applied against the workpiece, and the valve 8 is opened, as described above. , to start a reverse operation in order to remove the threaded element 3. The device is now in the position illustrated in figure 3. The reverse rotation is communicated to the shaft 15, to the driving clutch element 18 and by the cam balls 25 to the driven clutch member 16 which in turn drives the tip 2 and the threaded member 3. In this rearward direction, it is desirable to apply the full motor torque to the part since the screw must be removed.
In this direction, the cam balls 25 remain in the cam tracks 26 and 27, and the rollers 47 engage the flange 48 and the walls 47 of the sleeve 38 to hold the rod 50 and the valve 8 in the open position illustrated in the figure. Figure 2, so that full tool torque is available to remove the threaded member, regardless of clutch torque.
For a forward operation, referring to the figures
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1 and 7, pressurized fluid is admitted into the connector 6 and into the chambers 7 and 10 around the valve 8, and circulates around the recessed portion 57 of the reversing valve 11; the reversing valve 11 is tightly but slidably secured in a sleeve 58 which is held in a rear head 59 by a press fit. The valve 11 is held within the sleeve 58 by means of a rod 60. The end of the rod 60 extends into an elongated slot 61 inside the sleeve 58 to position and limit the stroke of the rod. the valve 11.
Sleeve 58 is positioned such that port 62 of sleeve 58 meets conduit 12 in rear head 59, and a port 63 in socket sleeve 58 aligns with port in head reverse 59. The reverse valve 11 is normally held in the position shown in Figure 7 by a valve spring 64 and the rod 60. In this position the recessed portion 57 connects the chamber 10 to the orifice 62.
The pressurized fluid thus admitted into the engine 5 through the conduit 12 escapes through the orifices 65 and 66 into an exhaust chamber 67 from which it will escape to the atmosphere through an opening 68 in a deflector plate. exhaust 69.
Referring to Figure 8, valve 11 is provided for counterclockwise or counterclockwise rotation when viewed from the rear of the tool. In this poisition, an orifice 70 of the valve 11 now aligns with the orifice 12, and the recessed portion 57 has an uncovered orifice 62. This allows the pressurized fluid passing around the valve 8 to enter. orifice 62 to cause the tool to rotate counterclockwise, the air escaping through the main exhaust port 65, thence through the conduits 66 into the chamber 67 and exit through orifice 68 to atmosphere.
As is apparent from the foregoing, the invention provides a new and improved clutch mechanism for an action tool.
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born with energy in which the clutch elements have a limited angular movement with respect to each other, * and in which each of the clutch elements automatically return to its initial position relative to the element that is associated with it.
Thus the same parts always coincide and function with identical associated parts, for this ensures greater precision in the tightening torques applied to the threaded elements.
Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown above; from which other embodiments and other embodiments can be provided without departing from the scope of the invention.
CLAIMS
EMI13.1
¯..¯¯, .... ¯¯¯¯¯¯¯., ¯..¯., ¯¯¯¯¯ 1. Tool actuated by motive force for driving a threaded element, characterized in that it comprises a torque clutch, this clutch being displaced angularly during a predetermined resistance to the opposite rotation by the threaded element, a first cam carried by the clutch and moving, in response to the angular displacement, of a first to a second position, and a second cam carried by the clutch to return the first cam to its first position when the tool is withdrawn from the threaded member.