CH720126A1 - Tournevis dynamométrique - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un tournevis dynamométrique (1) agencé pour serrer une vis à un couple de serrage prédéterminé, comprenant un manche (2) présentant un axe longitudinal définissant l'axe de rotation de vissage et un porte-mèche (4) coaxial au manche (2) agencé pour recevoir une mèche (6), le manche (2) et le porte-mèche étant agencés pour pouvoir être mobiles en rotation autour de l'axe de rotation l'un par rapport à l'autre. Le manche (2) et le porte-mèche sont reliés par au moins un organe ressort (14) dont une extrémité est solidaire du manche (2) et l'autre extrémité est solidaire du porte-mèche. Ledit organe ressort (14) est conformé pour exercer sur le manche (2) un couple correspondant à une raideur variable en fonction du déplacement angulaire dudit manche (2) autour de l'axe de rotation dans le sens du vissage, ledit couple exercé par l'organe ressort (14) correspondant à une raideur angulaire positive jusqu'au déplacement angulaire pour lequel le couple exercé par l'organe ressort (14) atteint une valeur maximum choisie pour être égale au couple de serrage prédéterminé puis correspondant à une raideur angulaire négative, de sorte que, lorsqu'un utilisateur transmet un couple de vissage dans le manche (2) pour le vissage, ledit couple de vissage est transmis au porte-mèche par l'intermédiaire de l'organe ressort (14) pendant une phase de serrage pendant laquelle la raideur angulaire de l'organe ressort (14) est positive, et que, une fois le couple de serrage atteint, ledit couple de vissage n'est plus transmis au porte-mèche du fait de la raideur angulaire négative de l'organe ressort (14), entrainant un déplacement angulaire du manche (2) relativement au porte-mèche.

Description

Domainetechnique

[0001] La présente invention concerne un tournevis dynamométrique agencé pour serrer une vis à un couple de serrage prédéterminé, comprenant un manche présentant un axe longitudinal définissant l'axe de rotation de vissage et un porte-mèche coaxial au manche agencé pour recevoir une mèche, le manche et le porte-mèche étant agencés pour pouvoir être mobiles en rotation de centre O autour de l'axe de rotation l'un par rapport à l'autre.

Etat de la technique

[0002] Un tournevis dynamométrique est un outil manuel qui, comme tout tournevis, permet de serrer et desserrer des vis. Il peut être équipé soit d'une mèche fixe pour être destiné à un seul type de vis, soit d'un porte-mèche sur lequel on monte de manière amovible la mèche de son choix. Ce dernier type de tournevis dynamométrique est plus polyvalent car un seul porte-mèche s'adapte à toutes les formes et tailles d'empreintes de vis. L'avantage d'un tournevis dynamométrique est de pouvoir régler le couple de serrage. Le serrage peut donc être ajusté avec précision pour s'adapter au filetage. Cela permet de serrer suffisamment une vis pour éviter qu'elle ne se desserre par exemple à cause des vibrations, mais également de ne pas trop serrer une vis pour ne pas endommager le filetage et le taraudage. Le tournevis dynamométrique permet également d'obtenir des assemblages vissés à un couple précis et identique pour chaque vis serrée.

[0003] Les tournevis dynamométriques disponibles sur le marché utilisent par exemple un système d'encoches dans lequel une bille contrainte par un ressort vient se déplacer. La bille bouge dans les encoches sous l'effet de la rotation du tournevis. Le ressort s'arme lorsque la bille se déplace ce qui provoque l'effet dynamométrique. La vis est vissée jusqu'à un couple maximum dicté par le pré-armage du ressort En changeant le pré-armage du ressort on obtient des couples plus ou moins forts.

[0004] Les inconvénients de ce type de tournevis dynamométrique sont : – difficulté à avoir un couple de serrage précis sur un tour en raison du fonctionnement même du tournevis (dépendant de la géométrie) ; – difficulté à régler avec précision le couple de serrage du tournevis dynamométrique ; – usure et vieillissement dans le temps du tournevis dynamométrique, ce qui nécessite des réglages fréquents du couple de serrage ; – grande dépendance du tournevis dynamométrique de la géométrie des composants (usure).

[0005] Les tournevis dynamométriques disponibles sur le marché présentent donc des problèmes liés à la précision, à la fiabilité et à la répétabilité des couples de serrage, et nécessitent des réglages récurrents.

[0006] Il est donc nécessaire de pouvoir proposer un tournevis dynamométrique plus performant.

[0007] La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un tournevis dynamométrique fiable, robuste, sans usure, permettant une meilleure reproductibilité et répétabilité, et sans réglage du couple de serrage.

Divulgation de l'invention

[0008] A cet effet, l'invention concerne un tournevis dynamométrique agencé pour serrer une vis à un couple de serrage prédéterminé, comprenant un manche présentant un axe longitudinal définissant l'axe de rotation de vissage et un porte-mèche coaxial au manche agencé pour recevoir une mèche, le manche et le porte-mèche étant agencés pour pouvoir être mobiles en rotation de centre O autour de l'axe de rotation de vissage l'un par rapport à l'autre.

[0009] Selon l'invention, le manche et le porte-mèche sont reliés par au moins un organe ressort dont une extrémité est solidaire du manche et l'autre extrémité est solidaire du porte-mèche. Ledit organe ressort est conformé pour exercer sur le manche un couple correspondant à une raideur variable en fonction du déplacement angulaire dudit manche autour de l'axe de rotation dans le sens du vissage, ledit couple exercé par l'organe ressort correspondant à une raideur angulaire positive jusqu'au déplacement angulaire pour lequel le couple exercé par l'organe ressort atteint une valeur maximum choisie pour être égale au couple de serrage prédéterminé puis correspondant à une raideur angulaire négative, de sorte que, lorsqu'un utilisateur transmet un couple de vissage dans le manche pour le vissage, ledit couple de vissage est transmis au porte-mèche par l'intermédiaire de l'organe ressort pendant une phase de serrage pendant laquelle la raideur angulaire de l'organe ressort est positive, et que, une fois le couple de serrage atteint, ledit couple de vissage n'est plus transmis au porte-mèche du fait de la raideur angulaire négative de l'organe ressort, entrainant un déplacement angulaire du manche relativement au porte-mèche.

[0010] Ainsi, dans le tournevis dynamométrique selon l'invention, l'effet dynamométrique est obtenu uniquement par la déformation d'un organe ressort à raideur variable. Le tournevis dynamométrique selon l'invention comprend peu de pièces qui ne sont soumises à aucune usure. Il est donc de conception simple et robuste. Une fois l'organe ressort conformé pour que son couple maximum, correspondant au changement de signe de la raideur, soit égal au couple de serrage recherché, ledit organe ressort exercera toujours le même couple maximum de sorte que le tournevis dynamométrique selon l'invention permet d'obtenir des assemblages vissés à un couple précis et identique pour chaque vis serrée, et constant sur toute sa durée de vie, garantissant une meilleure reproductibilité et une meilleure répétabilité, sans nécessiter de réglage.

Brève description des dessins

[0011] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : – la figure 1 est une vue isométrique d'un tournevis dynamométrique selon l'invention, en position initiale de repos, avant vissage; – la figure 2 est une vue de face du tournevis dynamométrique de la figure 1, en position de repos ; – la figure 3 est une vue isométrique en coupe selon la ligne C-C de la figure 2; – la figure 4 est une représentation graphique du couple exercé par l'organe ressort sur le manche en fonction de son déplacement angulaire, dans le cas d'une variante sans effet bistable; – la figure 5 est une représentation graphique du couple exercé par l'organe ressort sur le manche en fonction de son déplacement angulaire, dans le cas d'une variante avec effet bistable; – la figure 6 est une vue isométrique du tournevis dynamométrique selon l'invention, à la fin de la phase de serrage, une fois le couple de serrage atteint ; – la figure 7 est une vue de face du tournevis dynamométrique de la figure 6, à la fin de la phase de serrage, une fois le couple de serrage atteint ; – la figure 8 est une vue isométrique du tournevis dynamométrique selon l'invention, en position finale, après vissage; et – la figure 9 est une vue de face du tournevis dynamométrique de la figure 8, en position finale.

Modes de réalisation de l'invention

[0012] En référence aux figures 1 à 3, la présente invention concerne un tournevis dynamométrique 1 agencé pour serrer une vis à un couple de serrage prédéterminé.

[0013] Le tournevis comprend de manière usuelle un manche de préhension 2, de préférence de forme sensiblement cylindrique, présentant un axe longitudinal A définissant l'axe de rotation de vissage et un porte-mèche 4 coaxial au manche 2. Le porte-mèche 4 est agencé pour recevoir une mèche 6 appropriée à un type de vis.

[0014] Selon un mode de réalisation, le porte-mèche 4 présente un manchon de fixation 8 de la mèche 6 dans lequel ladite mèche 6 est destinée à être montée de manière fixe, non démontable.

[0015] Selon un autre mode de réalisation non représenté, le porte-mèche peut présenter un manchon de fixation de la mèche dans lequel ladite mèche est destinée à être montée de manière amovible, de sorte que la mèche peut être démontée du porte-mèche pour être changée afin de pourvoir utiliser le tournevis avec différents types de vis.

[0016] Le porte-mèche 4 peut être de forme cylindrique coaxiale à l'axe de rotation A comme dans l'exemple représenté. Il est bien évident que toute autre forme appropriée peut être utilisée.

[0017] Le manche 2 et le porte-mèche 4 sont agencés pour pouvoir être mobiles en rotation de centre O autour de l'axe de rotation de vissage A l'un par rapport à l'autre, au moyen par exemple d'une bague ou d'un roulement.

[0018] Dans l'exemple représenté, le manche 2 comprend une tête 2' présentant un logement intérieur 10 de forme cylindrique, coaxial à l'axe de rotation A, et au centre duquel est positionné le porte-mèche 4. Le manche 2 et le porte-mèche 4 sont libres en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'une bague 12 d'axe A ou d'un roulement adéquat (non représenté) disposée également dans le logement 10, entre le manche 2 et le porte-mèche 4.

[0019] Conformément à l'invention, le manche 2 et le porte-mèche 4 sont reliés par au moins un organe ressort 14 dont une extrémité est solidaire du manche 2 et l'autre extrémité est solidaire du porte-mèche 4.

[0020] De plus, ledit organe ressort 14 est conformé pour exercer sur le manche 2 un couple correspondant à une raideur variable en fonction du déplacement angulaire dudit manche 2 autour de l'axe de rotation A dans le sens du vissage, ledit couple exercé par l'organe ressort 14 correspondant à une raideur angulaire positive depuis la position initiale de repos jusqu'au déplacement angulaire pour lequel le couple exercé par l'organe ressort 14 atteint une valeur maximum choisie pour être égale au couple de serrage prédéterminé puis, lorsque le déplacement angulaire du manche 2 continue d'augmenter, ledit couple exercé par l'organe ressort 14 correspond à une raideur angulaire négative, comme représenté sur la figure 4.

[0021] Ainsi, lorsqu'un utilisateur transmet un couple de vissage dans le manche 2 pour le vissage d'une vis, ledit couple de vissage dans le manche 2 est transmis au porte-mèche 4 et donc à la mèche 6 par l'intermédiaire de l'organe ressort 14 du fait de sa raideur angulaire positive, la rotation du manche 2 entrainant la rotation du porte-mèche 4 et donc de la mèche 6 pour visser la vis dans son taraudage, sensiblement sans déplacement angulaire relatif entre le manche 2 et le porte-mèche 4, jusqu'à ce que la valeur maximum du couple de l'organe ressort, égale au couple de serrage prédéterminé, soit atteinte. Cela correspond à une phase de serrage pendant laquelle la raideur angulaire de l'organe ressort est positive. Une fois la valeur maximum du couple de l'organe ressort 14 atteinte, c'est-à-dire le couple de serrage prédéterminé, le couple de vissage transmis dans le manche 2 n'est plus transmis au porte-mèche 4 et donc à la mèche 6, le couple transmis devenant plus faible que le couple nécessaire pour continuer de visser la vis du fait de la raideur angulaire négative de l'organe ressort 14, entrainant un déplacement angulaire du manche 2 relativement au porte-mèche 4 et une déformation de l'organe ressort 14. La vis n'est plus vissée et reste serrée au couple maximum de l'organe ressort 14 c'est-à-dire le couple de serrage prédéterminé. Cela correspond à une phase de rotation du manche 2 seul. Lorsque l'utilisateur arrête de tourner le manche 2, l'organe ressort reprend sa position initiale de repos lorsque le couple ne devient pas négatif lorsque le déplacement angulaire augmente, ne générant pas d'effet bistable.

[0022] Dans un autre mode de réalisation, l'organe ressort peut être conformé pour que, lorsque son couple correspond à une raideur angulaire négative, le couple diminue pour devenir négatif lorsque le déplacement angulaire augmente, comme représenté sur la figure 5, afin de conférer au manche une bistabilité. La phase de rotation du manche 2 seul se termine lorsque le manche 2 atteint le deuxième état stable, le premier état stable étant la position initiale de repos. Cela signifie que lorsque l'utilisateur arrête de tourner le manche 2, l'organe ressort 14 reste dans son deuxième état stable. L'utilisateur doit réactiver le manche pour le faire tourner dans l'autre sens pour qu'il reprenne sa position initiale de repos.

[0023] De préférence, l'organe ressort 14 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation A, dans un espace laissé libre entre le manche 2 et le porte-mèche 4 pour permettre son déplacement angulaire avec le manche 2 et le porte-mèche 4 pendant la phase de serrage et sa déformation pendant la phase de rotation du manche 2 seul.

[0024] D'une manière avantageuse, le tournevis dynamométrique 1 comprend une plaque avant 16 fixée solidairement à l'extrémité du manche 2 perpendiculairement à l'axe de rotation, au moyen de vis 18 par exemple. Ladite plaque avant 16 présente une ouverture intérieure 20, dans laquelle est disposé l'organe ressort 14 dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation A. Ladite plaque avant 16 présente en son centre un moyeu 22 de centre O coaxial à l'axe de rotation A, agencé pour être solidaire au moins en rotation du porte-mèche 4. Le moyeu 22 est traversé par le manchon 8 et la mèche 6. Le moyeu 22 peut être rendu solidaire au moins en rotation du porte-mèche 4 en prévoyant pour le manchon 8 une section de forme polygonale, le moyeu 22 présentant un trou central de forme correspondante, ceci permettant de bloquer le moyeu 22 et le manchon 8 en rotation. Dans l'exemple représenté, le manchon 8 présente une section de forme hexagonale mais il est bien évident que toute autre forme polygonale, telle qu'un carré peut être utilisée. Le maintien du moyeu 22 selon l'axe de rotation A se fait par les vis 18. L'une des extrémités de l'organe ressort 14 est solidaire de la plaque avant 16, l'autre extrémité de l'organe ressort 14 est solidaire du moyeu 22.

[0025] Dans un mode de réalisation préféré, la plaque avant 16 avec son moyeu 22 et l'organe ressort 14 sont réalisés d'une seule pièce, l'épaisseur de l'organe ressort 14 étant égale à l'épaisseur de la plaque avant 16 et de son moyeu 22. Il est bien évident que d'autres constructions sont possibles, notamment en plusieurs éléments. La plaque avant 16 peut être réalisée en un matériau qui doit rester dans le domaine élastique lors de son utilisation, tel qu'un matériau à base de nickel-titane comme le Nitinol, ou autre matériau à mémoire de forme, en acier, en un matériau à base de cuivre, d'aluminium, de titane, de silicium, de silicium oxydé, de nickel, de nickel-phosphore, un verre métallique amorphe, etc.

[0026] Dans un mode de réalisation préféré, et en référence plus particulièrement à la figure 3, l'organe ressort 14 à raideur angulaire variable comprend un connecteur 26 de raideur linéaire k1, une première lame 28 de raideur linéaire k2 dont une première extrémité 28a est solidaire d'une première extrémité 26a du connecteur 26 et la deuxième extrémité 28b est solidaire du manche 2, et une deuxième lame 30 de raideur linéaire k3 dont une première extrémité 30a est solidaire d'une deuxième extrémité 26b du connecteur 26 et la deuxième extrémité 30b de la deuxième lame 30 est solidaire du porte-mèche 4, et donc de la mèche 6. Les raideurs k1, k2, k3 sont définies comme étant des raideurs linéaires.

[0027] Dans l'exemple représenté, la deuxième extrémité 28b de la première lame 28 est solidaire du manche 2 en étant directement solidaire de la plaque avant 16, elle-même solidaire de la tête 2' du manche 2.

[0028] Plus précisément, la deuxième extrémité 30b de la deuxième lame 30 est solidaire du porte-mèche 4 en étant solidaire du moyeu 22 par l'intermédiaire d'un bras 32. Dans cette configuration, le bras 32 est donc monté pivotant en O, avec le moyeu 22, autour de l'axe de rotation A, le moyeu 22 étant monté autour du manchon 8 du porte-mèche 4. Le bras 32 présente une raideur linéaire k4 suffisamment grande pour que le bras 32 soit le plus rigide possible afin de ne pas participer au comportement de l'organe ressort à raideur variable 14. Notamment la raideur k4 du bras 32 est supérieure à la raideur k1 du connecteur 26.

[0029] La première lame 28, la deuxième lame 30 et le connecteur 26 sont coplanaires, parallèles à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation A.

[0030] D'une manière avantageuse, la plaque avant 16, ainsi que le bras 32 et le moyeu 22 sont prévus dans le même plan que le plan dans lequel s'étendent les lames 28 et 30 et le connecteur26.

[0031] Les première et deuxième lames 28, 30 sont positionnées du même côté du connecteur 26, leurs deuxièmes extrémités 28b, 30b étant tournées l'une vers l'autre, les première et deuxième lames 28, 30 formant des droites parallèles non alignées , c'est-à-dire décalées l'une par rapport à l'autre lorsque l'organe ressort 14 est à l'état initial de repos, lesdites première et deuxième lames 28, 30 étant non comprimées. L'angle α entre les deuxièmes extrémités 28b, 30b des première et deuxième lames 28, 30 par rapport au centre de rotation O est donc différent de 0 à l'état de repos, lesdites première et deuxième lames 28, 30 étant alors non comprimées.

[0032] De préférence, la deuxième lame 30 est disposée plus près du connecteur 26 que la première lame 28 de sorte que l'extrémité 26b est plus courte que l'extrémité 26c.

[0033] Le connecteur 26 peut présenter une forme globalement droite en forme de crochet ] dont la longueur principale 26c est parallèle aux première et deuxième lames 28,30, les extrémités 26a, 26b étant perpendiculaires à la longueur principale 26c. Il est bien évident que le connecteur 26 peut présenter une forme plus arrondie. Par exemple la longueur principale 26c peut être plus ou moins courbe, en forme de C.

[0034] Dans un mode de réalisation, l'angle α entre les deuxièmes extrémités 28b, 30b des première et deuxième lames 28, 30 par rapport au centre de rotation O et les raideurs k1, k2 et k3 sont choisis pour que l'organe ressort 14 exerce sur le manche 2 un couple correspondant à une raideur angulaire positive jusqu'au déplacement angulaire dudit manche dans le sens du vissage pour lequel la valeur du couple exercé par l'organe ressort est maximum, correspondant à la phase de serrage, puis à une raideur angulaire négative, le déplacement angulaire du manche dans le sens du vissage correspondant au sens dans lequel les première et deuxième lames 28, 30 se rapprochent pour s'aligner et se comprimer pour amorcer le flambage une fois le couple maximum de l'organe ressort 14 atteint, correspondant à la phase de rotation du manche 2 seul.

[0035] Avantageusement, il apparaît que les paramètres principaux à prendre en compte pour la configuration du couple exercé par l'organe ressort 14 sur le manche 2 sont la raideur k1 du connecteur 26, l'angle α, et la raideur k3 de la deuxième lame 30 la plus proche du connecteur 26. La raideur k2 de la première lame 28, la plus éloignée du connecteur 26, peut être considérée comme sans influence.

[0036] Ainsi, les raideurs k1 et k3 et l'angle α sont choisis pour que l'organe ressort 14 présente une raideur angulaire positive puis négative, ou un effet bistable, le changement de signe de la raideur correspondant à la valeur maximale du couple, la raideur angulaire étant la dérivée du couple, comme représenté par la courbe C sur la figure 4 et la courbe D sur la figure 5 où la raideur devient négative à partir de θ = θ1 = 4°, respectivement θ1 = 3.6° par exemple.

[0037] Le déplacement angulaire θ du manche est égal à zéro lorsque le manche 2, et donc le tournevis 1, est dans sa position initiale de repos, c'est-à-dire lorsque les lames 28 et 30 sont droites et parallèles, non comprimées, et augmente lorsque l'utilisateur tourne le manche 2 dans le sens horaire pour le vissage, ce sens de rotation permettant de rapprocher la deuxième lame 30 de la première lame 28, afin de comprimer la deuxième lame 30 par rapport à sa position de repos lorsque la raideur de l'organe ressort 14 devient négative après avoir atteint la valeur maximum du couple pour θ = θ1.

[0038] Par exemple, l'organe ressort 14 peut être conformé pour l'angle α soit inférieur à 10° et le rapport k3/k1 tel que 0.3 < k3/k1 < 1. On obtient un organe ressort présentant une raideur variable sans effet bistable, comme représenté par la courbe C.

[0039] Dans un autre mode de réalisation, l'angle α entre les deuxièmes extrémités 28b, 30b des première et deuxième lames 28, 30 par rapport au centre de rotation O et le rapport k3/k1 peuvent être choisis pour que le manche soit bistable, comme représenté par la courbe D.

[0040] Par exemple, l'angle α peut être inférieur à 10° et le rapport k3/k1 inférieur à 0.3.

[0041] Avantageusement, les raideurs k1 et k3 peuvent être modifiées en modifiant les longueurs et épaisseurs du connecteur 26 et/ou de la deuxième lame 30.

[0042] De préférence, le connecteur 26 présente une longueur telle que la distance entre les premières extrémités 28a, 30a des première et deuxième lames 28, 30 est L1 et une épaisseur e1, la première lame 28 présente une longueur L2 (entre ses première 28a et deuxième extrémité 28b) et une épaisseur e2 et la troisième lame 30 présente une longueur L3 (entre ses première 30a et deuxième extrémité 30b) et une épaisseur e3, choisies telles que L1> L2+L3, L3/L2 ≥ 1, de préférence L3/L2 >2, L1/L3 > 2, e2=e3, e1/e3 ≥ 4.

[0043] La hauteur du connecteur 26, des première et deuxième lames 28, 30 est de préférence comprise entre 0.1 mm et 5 mm, de préférence entre 1 mm et 3 mm. La hauteur correspond à la mesure sur le chant des pièces.

[0044] La longueur L1 du connecteur 26 est de préférence comprise entre 5 mm et 50 mm, et l'épaisseur e1 du connecteur est de préférence comprise entre 0.1 mm et 2 mm.

[0045] De préférence, l'angle α entre les deuxièmes extrémités 28b, 30b des première et deuxième lames 28, 30 par rapport au centre de rotation O est compris entre 3° et 10°, les cotes étant prises au niveau de la demi-épaisseur des lames 28, 30.

[0046] Les première et deuxième lames 28, 30 et le connecteur 26 sont avantageusement réalisés d'une seule pièce. Il est bien évident qu'ils peuvent être des pièces assemblées.

[0047] Les première et deuxième lames 28, 30 et le connecteur 26 sont avantageusement réalisés dans un matériau présentant un module de Young compris entre 40 GPa et 300 GPa, les modules de Young des première et deuxième lames et du connecteur étant de préférence égaux. Ce matériau peut être à base de nickel-titane tel que le Nitinol ou autre matériau à mémoire de forme, un acier, un matériau à base de cuivre, d'aluminium, de titane, de silicium, de silicium oxydé, de nickel, de nickel-phosphore, un verre métallique amorphe, etc...

[0048] De préférence, les première et deuxième lames 28, 30 et le connecteur 26 sont avantageusement réalisés dans un même matériau.

[0049] Dans un mode de réalisation préféré, le tournevis dynamométrique de l'invention comprend au moins deux organes ressorts à raideur variable 14, lesdits organes ressorts 14 étant disposés de sorte qu'ils se superposent si l'un est ramené vers l'autre en le faisant tourner autour du centre de rotation O. Les organes ressorts 14 sont conformés pour avoir la même valeur de couple maximum au changement de signe de la raideur.

[0050] Dans ce mode de réalisation, pour chaque organe ressort à raideur variable 14, la deuxième extrémité 28b de la première lame 28, la plus éloignée du connecteur 26, est solidaire du manche 2 en étant directement solidaire de la plaque avant 16, et la deuxième extrémité 30b de la deuxième lame 30, la plus proche du connecteur 26, est solidaire du moyeu 22 et donc du porte-mèche 4, par l'intermédiaire de leur bras respectif 32. Lorsque les deux organes ressorts 14 sont dans la position initiale au repos, toutes les lames 28, 30 sont droites, non comprimées, les premières lames 28 étant parallèles aux deuxièmes lames associées 30, comme représenté sur les figures 1 à 3.

[0051] D'une manière avantageuse, les deux organes ressorts à raideur variable 14, les bras 32, la plaque avant 16 et son moyeu 22 sont réalisés d'une seule pièce.

[0052] Les deux organes ressorts à raideur variable 14 et les bras 32 s'étendent dans le même plan que le plan principal de la plaque avant 16 et son moyeu 22, ledit plan étant perpendiculaire à l'axe de rotation A.

[0053] Dans un mode de réalisation, l'angle α entre les deuxièmes extrémités 28b, 30b des première et deuxième lames 28, 30 par rapport au centre de rotation O et le rapport k3/k1 sont choisis conformément aux valeurs données ci-dessus pour que chaque organe ressort 14 présente une raideur angulaire positive puis négative, le changement de signe de la raideur correspondant à la valeur maximale du couple.

[0054] Dans un autre mode de réalisation, l'angle α entre les deuxièmes extrémités 28b, 30b des première et deuxième lames 28, 30 par rapport au centre de rotation O et le rapport k3/k1 sont choisis conformément aux valeurs données ci-dessus pour que chaque organe ressort à raideur variable 14 exerce sur le manche 2 un couple conférant un effet bistable, l'une des positions stables ou position d'équilibre correspondant à la position initiale de repos, l'autre des positions stables ou position d'équilibre correspondant au déplacement angulaire maximal du manche 2. Ainsi, le manche a un comportement global bistable.

[0055] Dans l'exemple représenté, le nombre d'organes ressorts à raideur variable 14 est de deux, mais il est bien évident que le nombre d'organes ressorts à raideur variable14 peut être supérieur ou égal à 2.

[0056] Lorsque l'utilisateur commence à tourner le manche 2 dans le sens horaire pour le vissage, les deux organes à raideur variable 14 sont dans leur position initiale de repos, les lames 28, 30 étant toutes non comprimées comme représenté sur les figures 1 à 3. Lorsque l'utilisateur transmet un couple de vissage dans le manche, le manche 2 est tourné dans le sens horaire. Pendant la phase de serrage, comme représenté sur les figures 6 et 7, ledit couple de vissage dans le manche 2 est transmis au porte-mèche 4 et donc à la mèche 6 par l'intermédiaire des organes ressorts 14 du fait de leur raideur angulaire positive, la rotation du manche 2 entrainant la rotation du moyeu 22 par l'intermédiaire des bras 32 et donc du porte-mèche 4 et de la mèche 6 pour visser la vis dans son taraudage, sensiblement sans déplacement angulaire relatif entre le manche 2 et le porte-mèche 4, jusqu'à ce que la valeur maximum du couple des organes ressorts 14, égale au couple de serrage prédéterminé, soit atteinte. Dans la phase de rotation du manche 2 seul, une fois la valeur maximum du couple des organes ressorts 14 atteinte, le couple de vissage transmis dans le manche 2 n'est plus transmis au moyeu 22 et donc au porte-mèche 4 et à la mèche 6, le couple transmis devenant plus faible que le couple nécessaire pour continuer de visser la vis du fait de la raideur angulaire négative des organes ressorts 14. Cela entraine un déplacement angulaire du manche 2 relativement au moyeu 22 et au porte-mèche 4 dans le sens horaire et une déformation des organes ressorts 14, la rotation du manche 2 seul forçant la deuxième lame 30 à se rapprocher de la première lame 28 de l'organe ressort 14 associé en se comprimant pour s'aligner et amorcer le flambage, comme représenté sur les figures 8 et 9. La vis n'est plus vissée et reste serrée au couple de serrage prédéterminé.

[0057] Lorsque l'utilisateur arrête de tourner le manche 2, les organes ressorts 14 reprennent leur position initiale de repos si la raideur variable des organes ressorts 14 ne confère pas au manche un effet bistable.

[0058] Si la raideur variable des organes ressorts 14 confère au manche 2 un effet bistable, quand l'utilisateur arrête de tourner le manche 2, celui-ci reste dans sa deuxième position stable. L'utilisateur doit réactiver le manche 2 pour le faire repartir dans l'autre sens pour retrouver la position initiale de repos. L'effet bistable permet au tournevis 1 de ne pas revenir dans sa position initiale quand on le retire de la vis, de sorte qu'on ne risque pas d'abimer la tête de vis.

[0059] Les organes ressorts 14 tels que décrits ci-dessus permettent de préférence d'appliquer un angle de 20° à 40° lors de la rotation pendant la phase de serrage, le déplacement angulaire total du manche étant limité à environ 90°.

[0060] Des butées peuvent être prévues sur le manche 2 pour limiter la rotation du manche 2, en particulier dans la phase de rotation du manche seul. Par exemple, des butées 34 peuvent être prévues dans la découpe de l'ouverture intérieure 20 de la plaque avant 16.

[0061] Il est bien évident que tout autre organe ressort à raideur variable positive pendant la phase de serrage puis négative pendant la phase de rotation du manche seul, une fois la valeur de couple maximum atteinte, peut être utilisé. Le changement de rigidité (positive vers négative) doit permettre d'être bien perçu par l'utilisateur lors du vissage.

[0062] Plusieurs organes ressorts peuvent être utilisés pour atteindre le couple de serrage prédéterminé, compris par exemple entre 8 N.mm et 50 N.mm.

[0063] Le tournevis dynamométrique selon l'invention est avantageusement fiable car il permet une excellente reproductibilité et une excellente répétabilité du couple de serrage. Il ne nécessite aucun réglage récurrent. Il comprend peu de pièces et le ou les organes ressorts mis en oeuvre ne subissent aucune usure, de sorte que le tournevis de l'invention est robuste. Il donnera toujours le même couple de serrage sur toute sa durée de vie sans réglage, sans graisse. Il est de plus insensible aux poussières et à la température.

Claims (15)

1. Tournevis dynamométrique (1) agencé pour serrer une vis à un couple de serrage prédéterminé, comprenant un manche (2) présentant un axe longitudinal définissant l'axe de rotation de vissage (A) et un porte-mèche (4) coaxial au manche (2) agencé pour recevoir une mèche (6), le manche (2) et le porte-mèche (4) étant agencés pour pouvoir être mobiles en rotation de centre O autour de l'axe de rotation (A) l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce que le manche (2) et le porte-mèche (4) sont reliés par au moins un organe ressort (14) dont une extrémité est solidaire du manche (2) et l'autre extrémité est solidaire du porte-mèche (4), et en ce que ledit organe ressort (14) est conformé pour exercer sur le manche (2) un couple correspondant à une raideur variable en fonction du déplacement angulaire dudit manche (2) autour de l'axe de rotation (A) dans le sens du vissage, ledit couple exercé par l'organe ressort (14) correspondant à une raideur angulaire positive jusqu'au déplacement angulaire pour lequel le couple exercé par l'organe ressort (14) atteint une valeur maximum choisie pour être égale au couple de serrage prédéterminé puis correspondant à une raideur angulaire négative, de sorte que, lorsqu'un utilisateur transmet un couple de vissage dans le manche (2) pour le vissage, ledit couple de vissage est transmis au porte-mèche (4) par l'intermédiaire de l'organe ressort (14) pendant une phase de serrage pendant laquelle la raideur angulaire de l'organe ressort (14) est positive, et que, une fois le couple de serrage atteint, ledit couple de vissage n'est plus transmis au porte-mèche (4) du fait de la raideur angulaire négative de l'organe ressort (14), entrainant un déplacement angulaire du manche (2) relativement au porte-mèche (4).

2. Tournevis dynamométrique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe ressort (14) est conformé pour conférer au manche (2) une bistabilité.

3. Tournevis dynamométrique (1) selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que l'organe ressort (14) s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (A).

4. Tournevis dynamométrique (1) selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que le manche (2) et le porte-mèche (4) sont mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'une bague (12) ou d'un roulement.

5. Tournevis dynamométrique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le manche (2) comprend une tête (2') présentant un logement intérieur (10) dans lequel sont positionnés le porte-mèche (4) et l'un de la bague (12) ou du roulement.

6. Tournevis dynamométrique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque avant (16) fixée solidairement à l'extrémité du manche (2) perpendiculairement à l'axe de rotation (A), ladite plaque avant (16) présentant une ouverture intérieure (20), dans laquelle est disposé l'organe ressort (14), et un moyeu (22) de centre O coaxial à l'axe de rotation (A), agencé pour être solidaire du porte-mèche (4), l'une des extrémités de l'organe ressort (14) étant solidaire de la plaque avant (16), l'autre extrémité de l'organe ressort (14) étant solidaire du moyeu (22).

7. Tournevis dynamométrique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe ressort (14) comprend un connecteur (26) de raideur linéaire k1, une première lame (28) de raideur linéaire k2 dont une première extrémité (28a) est solidaire d'une première extrémité (26a) du connecteur (26), et une deuxième lame (30) de raideur linéaire k3 dont une première extrémité (30a) est solidaire d'une deuxième extrémité (26b) du connecteur (26), la deuxième extrémité (28b) de la première lame (28) étant solidaire du manche (2), la deuxième extrémité (30b) de la deuxième lame (30) étant solidaire du porte-mèche (4), la première lame (28), la deuxième lame (30) et le connecteur (26) étant coplanaires, parallèles à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (A), les première et deuxième lames (28, 30) étant positionnées du même côté du connecteur (26), leurs deuxièmes extrémités (28b, 30b) étant tournées l'une vers l'autre, les première et deuxième lames (28, 30) formant des droites parallèles non alignées lorsque l'organe ressort (14) est à l'état initial de repos, lesdites première et deuxième lames (28, 30) étant non comprimées, l'angle (α) entre les deuxièmes extrémités (28b, 30b) des première et deuxième lames (28, 30) par rapport au centre de rotation O et les raideurs k1, k2 et k3 étant choisis pour que l'organe ressort (14) exerce sur le manche (2) un couple correspondant à une raideur angulaire positive jusqu'au déplacement angulaire dudit manche (2) dans le sens du vissage pour lequel le couple exercé par l'organe ressort (14) est maximum, puis à une raideur angulaire négative, le déplacement angulaire du manche (2) dans le sens du vissage correspondant au sens dans lequel les première et deuxième lames (28, 30) se rapprochent pour s'aligner et se comprimer une fois le couple maximum de l'organe ressort (14) atteint.

8. Tournevis dynamométrique (1) selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux organes ressorts (14), la deuxième extrémité (28b) de la première lame (28) étant solidaire du manche (2), la deuxième extrémité (30b) de la deuxième lame (30) étant solidaire du moyeu (22), lesdits organes ressorts (14) étant disposés de sorte qu'ils se superposent si l'un est ramené vers l'autre en le faisant tourner autour du centre de rotation O.

9. Tournevis dynamométrique (1) selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que l'angle (α) entre les deuxièmes extrémités (28b, 30b) des première et deuxième lames (28, 30) par rapport au centre de rotation O est inférieur à 10° et le rapport k3/k1 est tel que 0.3 < k3/k1 < 1.

10. Tournevis dynamométrique (1) selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que l'angle (α) entre les deuxièmes extrémités (28b, 30b) des première et deuxième lames (28, 30) par rapport au centre de rotation O et le rapport k3/k1 sont choisis pour que l'organe ressort (14) exerce sur le manche un couple lui conférant un effet bistable.

11. Tournevis dynamométrique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'angle (α) entre les deuxièmes extrémités (28b, 30b) des première et deuxième lames (28, 30) par rapport au centre de rotation O est inférieur à 10° et le rapport k3/k1 est inférieur à 0.3.

12. Tournevis dynamométrique (1) selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que le connecteur (26) présente une longueur telle que la distance entre les premières extrémités (28a, 30a) des première et deuxième lames (28, 30) est L1 et une épaisseur e1, la première lame (28) présente une longueur L2 et une épaisseur e2 et la troisième lame (30) présente une longueur L3 et une épaisseur e3, choisies telles que L1> L2+L3, L3/L2 ≥ 1, de préférence L3/L2 >2, L1/L3 > 2, e2=e3, e1/e3 ≥ 4, la hauteur du connecteur (26), des première et deuxième lames (28, 30) étant de préférence comprise entre 0.1 mm et 5 mm, de préférence entre 1 mm et 3 mm, la longueur L1 du connecteur (26) étant comprise entre 5 mm et 50 mm, et l'épaisseur e1 du connecteur (26) étant comprise entre 0.1 mm et 2 mm, l'angle (α) entre les deuxièmes extrémités (28b, 30b) des première et deuxième lames (28, 30) par rapport au centre de rotation O est compris entre 3° et 10°, et le module de Young du matériau des première et deuxième lames (28, 30) et du connecteur (26) est compris entre 40 GPa et 300 GPa, les modules de Young des première et deuxième lames (28, 30) et du connecteur (26) étant de préférence égaux.

13. Tournevis dynamométrique (1) selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que la plaque avant (16), son moyeu (22), et l'organe ressort (14) sont réalisés d'une seule pièce.

14. Tournevis dynamométrique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-mèche (4) présente un manchon de fixation (8) de la mèche (6) dans lequel ladite mèche (6) est destinée à être montée de manière amovible.

15. Tournevis dynamométrique selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le porte-mèche (4) présente un manchon de fixation (8) de la mèche (6) dans lequel ladite mèche (6) est destinée à être montée de manière fixe.