CH619518A5

CH619518A5 -

Info

Publication number: CH619518A5
Application number: CH198178A
Authority: CH
Inventors: Bernard Francis Reiland
Original assignee: Textron Inc
Priority date: 1977-03-07
Filing date: 1978-02-23
Publication date: 1980-09-30
Also published as: AU3315378A; FR2383350A1; DE2807957A1; ES243468Y; AU512813B2; DE2807957C2; JPS53110763A; CA1066542A; GB1564684A; ES243468U; SE7802503L; FR2383350B1

Description

La présente invention concerne un élément de fixation à tête creuse et plus particulièrement le dispositif d'entraînement d'un tel élément. Ce dernier comprend un alvéole à lobes multiples dans lequel est introduit un outil d'entraînement de forme correspondante. La face d'extrémité de la tête creuse comprend une fente auxiliaire ou de dépannage qui permet d'entraîner l'élément à l'aide d'un outil normal, tel qu'un tournevis ou un instrument analogue, qui est engagé dans ledit alvéole.

Comme on le verra plus en détail ci-après, des éléments de fixation à tête creuse comprenant un moyen d'entraînement auxiliaire en forme de fente de dépannage sont bien connus. A titre d'exemple, ils sont décrits par les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 2 556 155, N° 2 395 476, N° 2 359 898, N° 2 322 509, N° 2 173 707, N° 2 140 449, N" 1 910 182, N° 422 307, N° 6 729 et par le brevet britannique N° 1027 698.

Ces brevets antérieurs décrivent principalement des éléments de fixation à alvéole primaire d'entraînement délimité par des surfaces planes qui se coupent pour former un moyen d'entraînement, soit hexagonal, soit carré. Les nombreux inconvénients des moyens d'entraînement de type hexagonal ou carré sont dus à leurs coins relativement aigus et se traduisent par un faible rendement de conversion du couple exercé en couple d'entraînement. De plus, les alvéoles de type hexagonal ou carré sont soumis dans le sens radial à des efforts intenses qui peuvent conduire à une défaillance pendant leur entraînement. De ce fait, au cours de ces dernières années, des moyens ou systèmes d'entraînement lobulaire, tel que celui décrit par le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 584 667, se sont montrés plus efficaces que les systèmes hexagonaux ou carrés et ont été largement utilisés dans l'industrie.

Bien que l'on ait proposé des agencements de type lobé comprenant un moyen d'entraînement ou fente auxiliaire de dépannage, par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2 556 155 précité, la conception d'ensemble de ces systèmes implique une réduction de l'efficacité du système d'entraînement primaire qui est due à la présence de la fente. Plus particulièrement, ces fentes auxiliaires de l'art antérieur débouchent dans l'alvéole à des emplacements tels qu'elles ont pour effet d'enlever un volume de matière qui constituerait normalement une partie de la surface contre laquelle le lobe de l'outil d'entraînement est destiné à porter. Il en résulte une altération des caractéristique fonctionnelles du système d'entraînement primaire, c'est-à-dire de sa capacité à supporter et à transmettre le couple. Pour redonner à ce système primaire la résistance globale qui lui est nécessaire, on fait appel normalement dans les modèles de l'art antérieur à un approfondissement de l'alvéole qui est destiné à augmenter la profondeur d'engagement et la surface de contact. Dans certains cas, la paroi circonférentielle qui délimite l'alvéole est épaissie. Ces modifications ont tendance à compliquer la production des éléments de fixation et celle de l'outillage nécessaire pour la formation de l'alvéole.

Comme indiqué plus haut, les systèmes d'entraînement lobé sont largement utilisés. Ils comprennent des lobes qui, en coupe, comportent des surfaces courbes. La présente invention concerne un système de ce type. Un tel système, qui comprend des lobes courbes, offre certains avantages par le fait qu'il permet d'engagner assez facilement un outil d'entraînement dans l'alvéole. A ce point de vue, conformément aux normes et à la pratique industrielles, les dimensions de la partie terminale de l'outil d'entraînement sont légèrement plus faibles que celles de l'alvéole, afin de faciliter l'engagement mutuel de ces pièces. Pendant l'entraînement de l'élément de fixation, le contact entre les surfaces des lobes correspondants n'est pas total à cause de cette différence de dimensions. En fait, on a trouvé que les lobes ne sont en contact que sur des surfaces de superficies relativement faibles qui sont déterminées par la longueur des surfaces en contact et la profondeur à laquelle l'outil d'entraînement est engagé dans l'avéole de l'élément de

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fixation. Cependant, il convient de noter que le degré de contact entre les surfaces que l'on obtient avec des systèmes d'entraînement lobés est très supérieur à celui celui qu'on peut obtenir avec des systèmes hexagonaux ou carrés plus classiques. De plus et comme décrit très en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 584 667 précité, le faible angle d'entraînement se traduit par une conversion efficace du couple exercé en couple radiaux, qui sont produits pendant l'entraînement de l'élément de fixation et qui peuvent conduire à une rupture de la paroi de l'alvéole.

La présente invention concerne donc l'élément de fixation défini dans la revendication 1 dont le système d'entraînement principal ou primaire de type à alvéole lobé comporte de plus un moyen d'entraînement auxiliaire ou de dépannage, dont la présence n'a pas d'influence appréciable sur les caractéristiques de fonctionnement du système principal.

L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel:

la figure 1 est une vue en perspective d'un élément de fixation selon l'invention et de la partie terminale d'un outil d'entraînement qui peut venir en prise avec ledit élément;

la figure 2 est une vue en plan de la tête d'entraînement de l'élément représenté sur la figure 1 ;

la figure 3 est une coupe partielle d'un élément de fixation ' de l'invention et représente la partie terminale d'un outil d'entraînement destiné à être engagé dans l'alvéole dudit élément;

et la figure 4 est une coupe partielle de la tête d'entraînement d'un élément de fixation de l'invention, dans laquelle l'outil est engagé, les lobes correspondant étant en contact comme ils le sont pendant que l'élément de fixation est entraîné sinis-trorsum.

On décrira d'abord les particularités du nouveau système d'entraînement perfectionné et de l'outil correspondant. On décrira ensuite leur mode de coopération, en liaison avec la figure 4.

La figure 1 représente un élément de fixation 10 qui comprend une tige allongée 12 ayant à une extrémité une tête 14 de plus grande dimension. L'extrémité opposée de la tige 12 peut comporter un filetage 16 de modèle classique ou tout autre moyen souhaitable pour mettre l'élément de fixation en prise avec une pièce (non représentée). La tête 14 comprend une système d'entraînement primaire en forme d'alvéole lobé 20. Un outil d'entraînement 22 représenté comprend une partie terminale 24 de forme lobée qui est destinée à être engagée dans l'alvéole 20.

Les figures 2 à 4 montrent la forme particulière de l'alvéole 20 qui constitue le système d'entraînement primaire de l'élément de fixation 10. A ce point de vue, l'alvéole 20 est délimité par une surface interne de la paroi de la tête qui peut être décrite comme étant lobée et qui est constituée de plusieurs cannelures 30 et lobes 32 alternés. Les cannelures 30 et les lobes 32 sont constitués par une première série de surfaces 34 concaves et, par une seconde série de surfaces 36 convexes qui se raccordent régulièrement comme le montre la figure 4. Les surfaces 34 et 36 sont orientées axialement par rapport à l'alvéole dont la paroi inférieure 37 est de forme conique,

comme le montre la figure 3,

On voit sur la figure 4 que le rayon de courbure 40 des surfaces 34 de la première série est beaucoup plus petit que le rayon de courbure 42 des surfaces 36 de la seconde série. Dans le mode de réalisation représenté, le rapport entre ces dimensions est de l'ordre de 4 ou 5:1. En conséquence, la longueur circonférentielle des surfaces convexes 36 de la seconde série est très supérieure à celle des surfaces 34 de la première et il résulte de cette relation des lobes 32 qui sont orientés radiale-ment vers l'intérieur.

Le modèle particulier d'alvéole 20, qui est représenté et qui a été décrit plus haut, est essentiellement celui qui est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 584 667 précité. Cependant, l'alvéole 20 représenté n'est que l'un des types d'alvéole lobé d'entraînement qui peuvent être mis en œuvre dans la présence invention.

La partie terminale 24 de l'outil d'entraînement 22 a une forme correspondante qui comprend des lobes multiples. Plus particulièrement, cette partie terminale 24 comprend des lobes et des cannelures 50, 52 respectivement, disposés en alternance, qui, bien entendu, ont une forme opposée par rapport à ceux de l'alvéole 20, de façon à épouser les lobes et cannelures opposés 32 et 30 de ce dernier. C'est-à-dire que, tandis que la surface 36, dont le rayon de courbure 42 est le plus grand, délimite les lobes 32 de l'alvéole, les surfaces dont le rayon de courbure est le plus petit délimitent les lobes 50 de la partie terminale de l'outil d'entraînement.

Conformément aux normes et à la pratique constante de l'industrie, les surfaces qui délimitent les lobes 50 et les cannelures 52 de l'outil d'entraînement ont des dimensions légèrement inférieures à celles des surfaces correspondantes de l'alvéole, qui délimitent les cannelures 30 et les lobes 32 opposés. En pratique, ces différences de dimensions sont respectées constamment par tous les fabricants d'éléments de fixation et d'outils en permettant de ménager ainsi un faible jeu entre les pièces respectives lorsque la partie terminale 24 de l'outil est engagée dans l'alvéole 20. Le jeu radial, qui est visible sur la figure 4, varie bien entendu d'une pièce à l'autre et dépend des tolérances de fabrication réelles des pièces correspondantes. Dans ce but, les fabricants d'éléments de fixation et d'outils ont déterminé des normes de dimensions pour les divers systèmes d'entraînement admis, tels que celui du mode de réalisation décrit qui est vendu sous le nom commercial de TORX.

La figure 4 montre comment les lobes 32 et 50 viennent en contact lorsqu'on fait tourner le dispositif d'entraînement sinistrorsum. Il convient de noter que les lobes 32 et 50 ne sont en contact que le long des surfaces 60, comme on le voit sur la figure 4. Ce contact est dû aux tolérances de dimensions légèrement plus faibles de la partie terminale 24 destinées à ménager le jeu radial nécessaire pour qu'elle puisse être engagée facilement dans l'alvéole. La zone de contact 60 est disposée radialement vers l'extérieur du point le plus intérieur du lobe 32 et, par rapport au lobe 50, radialement vers l'intérieur de son point le plus extérieur. De plus, si l'on fait tourner l'outil 22 en sens opposé, par exemple pour serrer l'élément de fixation 10, les zones de contact 60' sont situées sur les côtés opposés des lobes 50 et 32.

Enfin, la tête 14 peut comprendre éventuellement un léger contre-alésage 64, qu'on voit sur les figures 1 et 3, destiné à faciliter l'engagement de l'outil dans l'alvéole 20. On voit aussi sur la figure 3 que la surface supérieure des lobes 32 de l'alvéole comprend une surface inclinée 65 qui est destinée à permettre à la partie terminale 24 de s'engager encore plus facilement dans l'alvéole. Bien que la surface inclinée 65 et le contre-alésage 64 précités soient avantageux, ils ne sont bien entendu que facultatifs en ce qui concerne la présente invention.

L'élément de fixation selon l'invention comprend un moyen d'entraînement auxiliaire ou secondaire qui est utilisé en liaison avec le système d'entraînement primaire constitué par l'alvéole lobé'20. Il convient de noter à ce point de vue que l'alvéole 20 a des lobes de forme telle qu'au moins deux cannelures 30 sont diamétralement opposées. En conseéquence, des première et seconde fentes 72, 74 taillées sur la face d'extrémité de la tête 14 sont de préférence alignées radialement s

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sur le centre de courbure d'une surface courbe concave 34 de la cannelure correspondante 30. Lorsque l'outil 22 est enlevé, les fentes 72, 74 de l'alvéole 20 ménagent l'espace nécessaire pour l'introduction d'un outil d'entraînement secondaire (non représenté) en forme de tournevis ou analogue.

Chaque fente est délimitée par deux parois latérales espacées et parallèles 75, 76 (figure 4), une paroi d'extrémité oblique ou inclinée 78 et une paroi inférieure plane 80 qui est généralement perpendiculaire auxdites parois latérales 75 et 76. Ces dernières s'étendent axialement de la face d'extrémité 82 de la tête 14 et radialement vers l'intérieur de la paroi d'extrémité oblique 78 à la surface courbe concave 34 qui délimite la cannelure correspondante.

Il est particulièrement important de noter que lesdites parois latérales 75 et 76 coupent la surface courbe 34 à des emplacements 84 et 86, comme le montre la figure 4. Ces emplacements 84 et 86 sont disposés le long de la surface 34 radialement à l'extérieur des parties des surfaces 36 qui délimitent les zones de contact 60 et 60'. De ce fait, lorsque l'outil 22 porte contre la paroi de l'alvéole 20, la totalité de la surface de chaque lobe 32 résiste à la force exercée par le lobe 50 malgré la présence des fentes auxiliaires ou de dépannage 72 et 74. En conséquence, et comme indiqué plus haut, les caractéristique fonctionnelles du système d'entraînement primaire qui est constitué par l'alvéole 20 ne sont aucunement altérées par la présence du moyeu d'entraînement auxiliaire constitué par les fentes 72 et 74.

Il convient de noter de plus que les fentes 72 et 74 se terminent avant la paroi périphérique 90 de la tête 14. En conséquence, la paroi de l'alvéole 20 de la tête 14 est circonfé-rentiellement continue. Cette particularité est importante, car des fentes qui traversent entièrement la paroi de la tête ont tendance à réduire la résistance globale de l'élément de fixation. Plus particulièrement, lorsque l'on monte l'élément de fixation et qu'on lui applique un couple pour le serrer fortement contre la pièce, la tige 12 subit un effort de traction lorsque la tête 14 porte contre la pièce. Si les fentes auxiliaires traversent entièrement la tête, les efforts qui s'exercent sur celle-ci ont tendance à provoquer un affaissement ou une déformation de la paroi qui délimite ces fentes et à empêcher s ensuite d'y introduire un outil auxiliaire.

Le modèle particulier d'alvéole 20 décrit plus haut correspond à celui du brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 584 667 précité qui est vendu sous le nom commercial de TORX. Ce modèle permet d'obtenir un angle d'entraînement io 92 de l'ordre de 10 à 20°. Dans la technique des éléments de fixation, l'angle d'entraînement est compris entre une ligne passant le long des surfaces de contact 60 et l'axe radial du lobe correspondant 50. En pratique, plus l'angle d'entraînement 92 est faible, plus le rendement du système d'entraîne-îs ment, c'est-à-dire le rapport du couple exercé au couple d'entraînement transmis à l'élément, est élevé. Donc, le couple exercé qui est transmis de l'outil à l'élément de fixation peut être divisé en un vecteur qui ne remplit aucune fonction utile et en un vecteur tangentiel qui représente le couple d'entraîne-20 ment exercé sur l'élément. Plus l'angle d'entraînement 92 est faible, plus le vecteur tangentiel est important et, de ce fait, plus le rendement du système d'entraînement est élevé.

En conséquence, lorsque, l'élément de fixation de l'invention est utilisé avec le système d'entraînement de type particu-25 lier représenté sur les dessins et décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité, il permet d'obtenir certains avantages supplémentaires. Plus particulièrement, du fait que la force radiale ou les éléments du couple sont extrêmement faibles, l'épaisseur de la paroi peut être réduite, ce qui permet so des économies importantes de matière première. De plus, du fait de l'absence d'efforts radiaux dommageables, il est possible de prolonger les fentes 72 et 74 jusqu'à un point très voisin de la paroi périphérique, sans aucun risque d'affaiblissement de la tête d'entraînement. De ce fait, la plage des dimen-35 sions des outils qui peuvent être utilisés avec les fentes d'entraînement auxiliaires est accrue.

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1 feuille dessins

Claims

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REVENDICATIONS

1. Elément de fixation à tête creuse comprenant une tige à une extrémité de laquelle est disposés une tête élargie comportant un alvéole d'entraînement à lobes multiples, la surface de la paroi de l'alvéole lobé étant constituée par une première série du surface courbes concaves et par une seconde série de surfaces courbes convexes, lesdites surfaces se raccordant régulièrement pour délimiter des cannelures et des lobes alternés de l'alvéole, au moins deux cannelures étant diamétralement opposées, ledit alvéole étant destiné à loger la partie terminale d'un outil d'entraînement dont la forme correspondante comprend des lobes multiples, chaque lobe de ladite partie terminale portant contre une première région de la surface de la paroi de l'alvéole lorsque l'on fait tourner l'élément de fixation dextrorsum et contre une seconde région opposée de ladite surface de la paroi de l'alvéole lorsque l'on fait tourner l'élément de fixation sinistrorsum, lesdites première et seconde régions étant situées principalement dans lesdites surfaces courbes convexes de la paroi, élément de fixation caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'entraînement auxiliaire (72 et 74) ménagé dans ladite tête (14) et comprenant des première et seconde fentes opposées (72 et 74) qui coopèrent avec ledit alvéole (20) de façon à permettre . l'introduction d'un autre outil d'entraînement pour entraîner ledit élément de fixation (10), chaque fente (72 ou 74) étant associée à l'une des cannelures diamétralement opposées (30) et débouchant dans l'alvéole (20) par l'une des surfaces courbes concaves (34) qui délimitent lesdites cannelures (30), chaque fente (72 ou 74) étant délimitée partiellement par deux parois latérales espacées et parallèles (75 et 76) s'étendant axialement de la face d'extrémité de ladite tête (14) et vers l'extérieur de l'alvéole (20), les surfaces desdites parois latérales (75 et 76) coupant ladite surface courbe concave (34) de la cannelure correspondante (30) à des emplacements (84 et 86) espacés le long de ladite surface (34) et disposés radiale-ment vers l'extérieur desdites première et seconde régions (60 et 60') de contact avec les lobes (50) de l'outil d'entraînement, de sorte que la présence desdites fentes (72 et 74) ne réduit pas les dimensions de la surface desdites zones contre lesquelles peuvent porter les lobes (50) de l'outil d'entraînement (22).
2. Elément de fixation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque fente (72 ou 74) comprend une paroi d'extrémité dont la surface (78) est disposée en deçà de la surface périphérique de la tête (14) de façon que la paroi dudit alvéole (20) soit continue tout autour de sa circonférence.
3. Elément de fixation suivant l'une des revendication 1 et 2, caractérisé en ce que le rayon de courbure (42) des surfaces (36) de la seconde série est égale au moins au double du rayon de courbure (40) des surfaces (34) de la première série, de sorte que la longueur circonférentielle desdits lobes (32) est supérieure à celle desdites cannelures (30).
4. Elément de fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite tige (12) comprend une partie filetée (16).
5. Elément de fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque fente (72 ou 74) comprend une paroi inférieure plane (80) qui est sensiblement perpendiculaire auxdites parois latérales (75 et 76) et à l'axe dudit alvéole (20).
6. Elément de fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la profondeur de chaque fente (72 ou 74) est égale ou inférieure à la moitié de la profondeur desdites cannelures (30) de l'alvéole.