FR2530995A1 - Ring spanner for hexagonal nut - Google Patents

Abstract

The internal profile of a ring spanner is in the form of a twelve point star but the included angle of each V groove is slightly less than 120 deg. This means that the surfaces (17) of the two grooves on opposite sides of any given groove do not lie in a common plane but are inclined at an angle (2 alpha) to each other. The value of this angle (alpha) is between 1.5 and 3 deg. A small radius is formed at the root of each V groove. This design of ring spanner provides a relatively large abutment area between spanner (17) and nut (20) instead of the usual point contact. The principle applies to any polygonal form of nut or bolt-head.

Description

Les outils du type des clés à cavité fermée destinés à saisir et à manoeuvrer des éléments prismatiques à section polygonale comme, par exemple, les écrous et les vis, présentent des cavités d'une forme polygonale au moins partiellement complémentaire de celle des éléments qu'elles sont destinées à recevoir. Tools of the type with closed cavity wrenches intended for gripping and operating prismatic elements of polygonal section such as, for example, nuts and screws, have cavities of a polygonal shape at least partially complementary to that of the elements which they are intended to receive.

Pour permettre d'accoupler facilement la cavité de l'outil à l'élément à saisir, il faut qu'il existe un certain jeu entre les deux surfaces qui s'accouplent. To allow the tool cavity to be easily coupled to the element to be gripped, there must be some clearance between the two mating surfaces.

Ce jeu a pour effet que, pendant la phase de manoeuvre des éléments ainsi saisis1 ces éléments ne s'appuient sur les côtés du profil intérieur de l'outil que dans des zones très réduites ; par exemple, sous l'effort, un écrou hexagonal s'appuie sur sa clé au niveau de ses arêtes. Ceci entrain une rapide détérioration des surfa- ces des éléments saisis et également une détérioration rapide des facettes de l'outil de manoeuvre, qui ne sont pas uniformément sollicitées. The effect of this play is that, during the maneuvering phase of the elements thus seized1 these elements are only supported on the sides of the internal profile of the tool in very small areas; for example, under stress, a hexagonal nut rests on its key at its edges. This causes rapid deterioration of the surfaces of the gripped elements and also rapid deterioration of the facets of the operating tool, which are not uniformly stressed.

La configuration généralement polygonale de la cavité de l'outil comporte en outre, par nature, des points d'amorce de rupture situés dans la zone des sommets de la section. I1 convient également de considérer que la cavité polygonale de l'outil est généralement formée dans une douille annulaire, de sorte que la section résistante de l'outil est minimale justement dans la région des arêées rentrantes de cette cavité. On remédie partiellemen-t à ce grave inconvénient en raccordant partiellement les parois concourantes de la cavité. Ce remède est notoirement dtau- tant plus efficace que le rayon du congé de raccordement est plus grand mais le dimensionnement du rayon trouve sa limite dans la nécessité d'éviter toute interférence entre le congé et l'arête de l'élément à saisir. The generally polygonal configuration of the cavity of the tool also includes, by nature, breaking initiation points located in the region of the vertices of the section. I1 should also be considered that the polygonal cavity of the tool is generally formed in an annular sleeve, so that the resistant section of the tool is minimal precisely in the region of the inward edges of this cavity. This serious drawback is partially remedied by partially connecting the concurrent walls of the cavity. This remedy is notoriously more effective if the radius of the connection leave is larger, but the dimensioning of the radius finds its limit in the need to avoid any interference between the leave and the edge of the element to be grasped.

Le but de 11 invention est de créer un outil ou une clé qui permette de saisir un élément prismatique sur une large partie de ses facettes et qui permette en outre de raccorder avec le plus grand rayon possible les facettes qui définissent la cavité de saisie de la clé elle-mê me. The object of the invention is to create a tool or wrench which makes it possible to grasp a prismatic element over a large part of its facets and which also makes it possible to connect with the greatest possible radius the facets which define the gripping cavity of the key itself.

Pour atteindre ce but, selon l'invention, on a imaginé de réaliser un outil destiné à saisir un élément prismatique à section polygonale régulière qui est constitué par un corps dans lequel est ménagée une cavité complé- mentaire de l'élément prismatique et qui reçoit ce dernier avec jeu, caractérisé en ce que cette cavité possède une section à peu près polygonale, dont chaque côté est formé par une ligne brisée comprenant deux segments extrêmes dont les prolongements convergent vers l'intérieur de la cavité en partant des sommets du polygone et sont raccordés entre eux,. chaque segment formant avec le côté du polygone régulier un angle qui est sensiblement égal à l'angle dont l'élément peut tourner dans la cavité en raison dudit jeu. To achieve this object, according to the invention, it has been imagined to produce a tool intended to grip a prismatic element with regular polygonal section which is constituted by a body in which is formed a cavity complementary to the prismatic element and which receives the latter with clearance, characterized in that this cavity has an approximately polygonal section, each side of which is formed by a broken line comprising two end segments whose extensions converge towards the interior of the cavity starting from the vertices of the polygon and are connected to each other. each segment forming with the side of the regular polygon an angle which is substantially equal to the angle whose element can rotate in the cavity due to said play.

Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces dessins,
la figure 1 montre un schéma de la géométrie d'un profil d'un outil selon l'invention ,
la figure 2 montre une vue partielle en plan d'un outil selon l'invention ; et
la figure 3 est une vue schématique en plan d'un accouplement travaillant entre un outil tel que celui représenté à la figure 2 et un écrou.The figures of the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will make it easy to understand how the invention can be implemented. In these drawings,
FIG. 1 shows a diagram of the geometry of a profile of a tool according to the invention,
Figure 2 shows a partial plan view of a tool according to the invention; and
Figure 3 is a schematic plan view of a coupling working between a tool such as that shown in Figure 2 and a nut.

Sur la figure 1, on a représenté partiellement en traits mixtes le profil d'un polygone régulier 10 qui est un hexagone dans cet exemple. In Figure 1, there is partially shown in broken lines the profile of a regular polygon 10 which is a hexagon in this example.

Cette configuration de polygone régulier est en pratique le profil adopté pour les outils à clé de type traditionnel. This regular polygon configuration is in practice the profile adopted for traditional type key tools.

L'invention propose donc d'adopter un profil qui s'écarte du profil régulier 10, plus précisément, tel que celui qui est dessiné en traits continus, et désigné dans son ensemble par 11. Ce profil comprend deux premiers segments 12 qui sont inclinés par rapport au côté du polygone régulier, vers l'intérieur du polygone, de manière que leurs prolongements concourrent vers un point 15. Toutefois, les deux segments sont raccordés par un segment 14 de manière que la section libre intérieure de la cavité de la clé ne soit pas excessivement réduite, et n'interfère pas avec le périmètre de l'élément hexagonal destiné à etre attaqué par la clé. The invention therefore proposes to adopt a profile which deviates from the regular profile 10, more precisely, such as that which is drawn in solid lines, and generally designated by 11. This profile comprises two first segments 12 which are inclined relative to the side of the regular polygon, towards the inside of the polygon, so that their extensions converge towards a point 15. However, the two segments are connected by a segment 14 so that the internal free section of the key cavity is not excessively reduced, and does not interfere with the perimeter of the hexagonal element intended to be attacked by the key.

Dans le schéma de la figure 1, l'angle d'inclinaison entre les segments 12 et le côté correspondant du profil 10 est exagéré comparativement aux nécessités normales, pour la clarté du dessin mais la valeur réelle de l'angle qui est nécessaire ressortira clairement de la suite de la description. I1 ressort du dessin que les segments 12 consécutifs peuvent être raccordés avec un rayon de raccordement ou de congé R relativement grand sans pour cela réduire dans une mesure inadmissible l'espace libre existant dans l'ouverture de la clé comparativement au profil polygonal théorique. In the diagram of Figure 1, the angle of inclination between the segments 12 and the corresponding side of the profile 10 is exaggerated compared to normal requirements, for the sake of clarity of the drawing but the real value of the angle which is necessary will become clear from the rest of the description. I1 emerges from the drawing that the consecutive segments 12 can be connected with a relatively large connection or leave radius R without thereby reducing to an unacceptable extent the free space existing in the opening of the key compared to the theoretical polygonal profile.

Etant donné que, ainsi qu'on l'a déjà indiqué, on doit décharger la zone du raccordement central 14 le profil selon l'invention est particulièrement bien adapté pour les outils ou clés ayant un profil formé de plusieurs figures polygonales superposées comme, par exemple, les profils utilisés dans les clés normales à cavité en étoi- le. Since, as already indicated, the zone of the central connection 14 must be unloaded, the profile according to the invention is particularly well suited for tools or wrenches having a profile formed by several polygonal figures superimposed as, for for example, the profiles used in normal star cavity keys.

Un exemple de clé à cavité en étoile pour profil hexagonal est représenté aux figures 2 et 3, à titre d 'exemple.  An example of a star cavity key for a hexagonal profile is shown in Figures 2 and 3, by way of example.

L'outil comprend une douille 16 annulaire dans laquelle est ménagée la cavité en étoile destinée à saisir l'élément et constituée par deux cavités pour éléments hexagonaux qui sont superposées et décalées angulairement de 30".  The tool comprises an annular socket 16 in which is formed the star cavity intended to grip the element and constituted by two cavities for hexagonal elements which are superimposed and angularly offset by 30 ".

Cette cavité est donc constituée en pratique par une succession de facettes 17 qui ont l'orientation défi- nie géométriquement par les segments 12 de la figure 1. La partie correspondante du segment 14 de chacune des deux Ca- vitrés hexagonales superposées est évidemment occupée par un dièdre formé par deux facettes 12 de la cavité hexagonale décalée. This cavity is therefore constituted in practice by a succession of facets 17 which have the orientation defined geometrically by the segments 12 of FIG. 1. The corresponding part of the segment 14 of each of the two superimposed hexagonal panels is obviously occupied by a dihedral formed by two facets 12 of the offset hexagonal cavity.

Sur la figure 3, on a montré cornment travaille le profil intérieur de la cavité et on a représenté un -accouplement travaillant entre l'outil 16 et l'écrou 18 et cette figure montre clairement le principe d'accouplement et de fonctionnement. In FIG. 3, the inner profile of the cavity has been shown to work and a coupling has been shown working between the tool 16 and the nut 18 and this figure clearly shows the principle of coupling and of operation.

En effet, lorsqu'on fait tourner outil dans le sens de la flèche 19, des parties non consécutives 17 de la surface de l'outil entrent en prise avec des parties correspondantes des facettes 20 de l'écrou 18. When the tool is rotated in the direction of the arrow 19, non-consecutive parts 17 of the surface of the tool engage with corresponding parts of the facets 20 of the nut 18.

On crée de cette façon une grande surface d'appui entre l'outil et l'écrou, en évitant les inconvénients de la technique connue et il est évident qu'il est possible de raccorder avec un plus grand rayon les angles aigus formés par les facettes 12 où se logent les sommets ou arêtes de l'élément prismatique. This creates a large bearing surface between the tool and the nut, avoiding the drawbacks of the known technique and it is obvious that it is possible to connect with a larger radius the acute angles formed by the facets 12 where the vertices or edges of the prismatic element are housed.

Il est maintenant facile de comprendre comment on peut calculer facilement l'angle i qui permet à la partie active des facettes de la cavité de s'appuyer sur les facettes de l'élément prismatique pour transmettre un couple entre l'outil et cet élément. Naturellement, l'angle croit avec le jeu généralement admis entre la cavité de la clé et le corps prismatique. It is now easy to understand how one can easily calculate the angle i which allows the active part of the facets of the cavity to rest on the facets of the prismatic element to transmit a torque between the tool and this element. Naturally, the angle increases with the generally accepted clearance between the cavity of the key and the prismatic body.

On a constaté expérimentalement, à titre purement indicatif, que, pour des clés à cavité hexagonale réalif sées conformément au dimensionnement traditionnel, l'angle d peut varier, en ordre de grandeur, entre 1,5 et 3 .  It has been found experimentally, purely by way of indication, that, for keys with a hexagonal cavity made in accordance with traditional sizing, the angle d can vary, in order of magnitude, between 1.5 and 3.

Pour les rayons de raccordement R, on peut adopter des valeurs très importantes ; par exemple, entre environ 0,4 mm,pour des clés pour éléments hexagonaux de 10 mm, et presque 1 mm pour des clés d'une ouverture de 30 mm
On a décrit ci-dessus un exemple type d'exécution d'outil destiné à saisir des éléments prismatiques hexagonaux mais il sera évident pour le technicien que l'on peut réaliser d'une fason-entièrement analogue des outils destinés à saisir des éléments prismatiques possédant une sec tion différente, par exemple une section carrée ou à double carré.For the connecting radii R, very large values can be adopted; for example, between approximately 0.4 mm, for keys for hexagonal elements of 10 mm, and almost 1 mm for keys with an opening of 30 mm
We have described above a typical embodiment of a tool intended to capture hexagonal prismatic elements but it will be obvious to the technician that we can make in a completely analogous way tools intended to grip prismatic elements having a different section, for example a square or double square section.

Il va de soi que des modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au mode de réalisation qui vient d'être décrit, notamment par substitution des moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.  It goes without saying that modifications may be made by those skilled in the art to the embodiment which has just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without thereby departing from the scope of the invention.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1 - Outil destiné à saisir un élément prismatique à section polygonale régulière, constitué par un corps dans lequel est ménagée une cavité complémentaire de 1'6 ment prismatique et qui reçoit ce dernier avec jeu, caractérisé en ce que la cavité possède une section à peu près polygonale dont chaque côté est formé par une ligne brisée comprenant deux segments extrêmes (12) dont les prolongements convergent vers l'intérieur de la cavité en partant des sommets du polygone et sont raccordés entre eux, chai que segment formant avec le côté (10) du polygone régulier un angle ( oc ) qui est sensiblement égal à l'angle dont l'élément peut tourner dans la cavité en raison dudit jeu. 1 - Tool intended to grip a prismatic element with regular polygonal section, constituted by a body in which is formed a cavity complementary to the prismatic ment and which receives the latter with play, characterized in that the cavity has a section with little near polygonal, each side of which is formed by a broken line comprising two end segments (12), the extensions of which converge towards the interior of the cavity starting from the vertices of the polygon and are connected together, each segment forming with the side (10 ) from the regular polygon an angle (oc) which is substantially equal to the angle whose element can rotate in the cavity due to said play. 2 - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité prdsente une section constituée par la superposition de deux cavités ayant sensiblement une section polygonale régulière et qui sont décalées angulaire- ment entre elles d'un angle égal à la moitié de l'angle au centre du côté du polgone régulier de la section de chaque cavité. 2 - Tool according to claim 1, characterized in that the cavity has a section constituted by the superposition of two cavities having substantially a regular polygonal section and which are angularly offset between them by an angle equal to half the angle at the center of the regular polygon side of the section of each cavity. 3 - Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de la cavité est raccordée, dans la zone des sommets du polygone, par un congé dont le rayon (R) est porté au maximum tout en évitant toute interférence entre les parois de la cavité et l'élément prismatique à saisir.  3 - Tool according to claim 1, characterized in that the section of the cavity is connected, in the area of the vertices of the polygon, by a leave whose radius (R) is increased to the maximum while avoiding any interference between the walls of the cavity and the prismatic element to be grasped.