On connaît déjà des tournevis à moteur électrique spécialement agencés de façon à pouvoir être utilisés pour le montage de piéces fabriquées en série. En général, ils sont équipés d'un dispositif d'aspiration d'air et l'extrémité de la mèche est entourée d'un canon mobile contre l'action d'un ressort. Un systéme d'aspiration d'air permet de saisir la vis par engagement de sa tête dans le canon d'aspiration et de la maintenir solidaire du tournevis jusqu'au moment où sa tige est engagée dans le taraudage prévu pour la recevoir.
Ces tournevis électriques sont en outre pourvus d'un accouples ment débrayable entre l'arbre qui porte la méche et l'arbre du moteur. Le débrayage de cet accouplement s'effectue lorsqu'un certain couple de résistance est atteint, de sorte que le tournevis permet d'effectuer le serrage des vis avec une force réglable et cela d'une façon reproductible.
Ainsi, la présente invention a pour objet un tournevis à moteur comprenant un arbre porte-mèche et un accouplement à couple limite entre le moteur et l'arbre, ledit accouplement comprenant deux rochets dont l'un au moins est mobile axialement et pressé par un ressort contre l'autre.
Les rochets d'accouplement utilisés dans les tournevis de ce genre déjà connus présentent des dents triangulaires symétriques, comme le représente la fig. 1 ci-jointe.
Le but de la présente invention est de perfectionner les tournevis de ce genre.
Dans ce but, le tournevis selon l'invention est caractérisé en ce que les dents des rochets d'accouplement présentent un flanc oblique et un flanc orienté selon l'axe de l'arbre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du tournevis à moteur selon l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique en développement des rochets d'accouplement d'un tournevis usuel,
la fig. 2 est une vue en coupe axiale du tournevis selon l'invention, et
la fig. 3 est une vue analogue à la fig. 1 des rochets d'accouplement du tournevis de la fig. 2.
En commençant la description du tournevis de la fig. 2 par la partie centrale par rapport à laquelle les diverses autres parties sont ajustables, on constate que ce tournevis comprend un corps de palier I dans le passage intérieur duquel sont fixés deux roulements à billes étanches 2 et 3. Ces roulements supportent un arbre porte-méche 4 monté de façon à pouvoir tourner librement autour de son axe et à être fixé dans une position axiale déterminée par rapport au corps 1. La douille intermédiaire 5 logée entre les paliers à billes 2 et 3 assure leur espacement. Elle est fixée par la vis 6. Le corps 1 présente plusieurs passages longitudinaux 7 que peut traverser l'air aspiré à travers toute la longueur du tournevis par des moyens qui seront décrits plus loin.
A ses deux extrémités, le corps de palier 1 présente des filetages. Celui de son extrémité arriére, c'est-à-dire opposée à la méche, reçoit l'ouverture filetée de l'enveloppe 8 dans la position requise. Cette enveloppe, de forme générale cylindrique, est pourvue d'un couvercle 1 1 sous lequel est logé un petit ressort 12 capable de presser le moteur en direction du corps de palier 1. La tubulure 13 est prévue comme raccord à un tuyau souple d'aspiration d'air, lequel contient aussi l'amenée de courant électrique au moteur 9. La bague 14 intercalée entre le corps du moteur et un épaulement intérieur ménagé dans l'enveloppe 8 pour centrer le moteur, présente une fente radiale 15 par laquelle l'air peut passer.
A son autre extrémité, le corps de palier 1 porte un embout 16 vissé sur son filetage d'extrémité. Cet embout porte lui-même une pièce tubulaire 17 vissée sur un filetage extérieur et constituant un contre-écrou qui permet de bloquer l'embout dans la position désirée. Le logement 18 ménagé à l'extrémité de l'embout présente dans son fond un épaulement 19 sur lequel appuie le rebord extérieur du canon cylindrique 20. Ce dernier présente une portion tubulaire qui traverse une ouverture ajustée ménagée dans le fond de l'embout 16 et son rebord est pressé par un ressort à boudin 21 contre l'épaulement 19. La bague filetée 22 vissée dans le même taraudage que celui qui est engagé sur le filetage du corps 1 ap puie le ressort 21 à son autre extrémité. La bague 22 est bloquée au fond de l'embout 16.
D'autre part, la position du canon 20 par rapport à l'arbre 4 peut être réglée par déplacement du contreécrou 17 et de l'embout 16.
La méche 23 est engagée par son extrémité arrière dans une forure 24 ménagée selon l'axe de l'arbre 4 dans son extrémité tournée en direction de l'embout 16. Cette mèche est fixée par la vis 25. La position de son extrémité 26 en forme de lame destinée à recevoir la tête de la vis est donc fixe par rapport à l'arbre 4 alors que la position de l'extrémité du canon 20 par rapport à la lame 26 peut être réglée de l'extérieur en déplaçant l'embout 16.
Au lieu de la méche 23, on peut évidemment utiliser aussi des mèches en forme de clé à six ou quatre pans ou de toute autre forme correspondant à la tête de la vis. La lame 26 présente un méplat 27. Ainsi, bien que la mèche cylindrique 23 soit ajustée au diamètre interne du canon 20 de façon à coulisser sans jeu et à être guidée dans ce canon, il subsiste un passage entre la paroi du canon et la méche pour l'air qui est aspiré par la tubulure 13. Cet air peut donc passer dans le logement 18 puis dans le passage 7 et enfin autour du moteur, de sorte qu'il peut être utilisé pour maintenir sur la lame 26 la vis qui vient d'être prise par le tournevis dans le récipient contenant la réserve de vis.
Le jeu prévu entre les extrémités du canon d'une part, et de la mèche d'autre part, sera un peu plus grand que dans la partie ajustée, dont le diamètre est un peu plus grand. L'air pourra ainsi passer tout autour de la lame 26 et de la vis qu'elle entraîne en rotation.
Il reste à décrire les moyens prévus pour assurer la rotation de l'arbre 4 à partir du moteur 9. Pour cela, l'arbre 28 du moteur porte une douille d'accouplement 29, de forme cylindrique munie d'un logement interne 30 et dont la paroi présente deux fentes 31.
Cette douille est fixée sur l'arbre 28 par les deux vis 32. Le logement 30 contient un ressort à boudin 33 qui s'appuie d'une part contre le fond du logement et d'autre part contre un rochet entraîneur 34, centré sur un prolongement 35 de l'arbre 4. Le rochet entraîneur 34 est mobile en rotation et en translation sur le bout d'arbre 35.
Le rochet entraîneur 34 porte deux goupilles latérales 36 engagées dans les fentes 31, de sorte qu'il tourne avec l'arbre 28. Il coopère avec un rochet entraîné 37 qui est fixé à l'extrémité arrière de l'arbre 4. Alors que les rochets de ce genre utilisés usuellement dans les tournevis électriques présentent des dents 38 en forme de triangles isocèles comme le montre la fig. 1, les dents 39 des rochets 34 et 37 sont dissymétriques et tronquées. Elles présentent en effet une face frontale 40 qui est plane et perpendiculaire à l'axe de l'accouplement ainsi qu'un flanc oblique 41 et un second flanc 42 qui est contenu dans un plan contenant également l'axe de l'accouplement. Cette denture est donc une denture breguet.
L'arête entre les deux faces 40 et 41 étant parallèle à la face radiale 42a qui limite la dent précédente et qui s'étend en regard du flanc oblique 41, on voit que la forme de la face plane 40 est celle d'un triangle dont la pointe intérieure est située à une certaine distance de l'axe. Toutefois, d'autres variantes d'exécution peuvent également être prévues.
Une première conséquence de cette conformation en denture breguet de l'accouplement débrayable du tournevis décrit est que ce tournevis ne peut pas être utilisé pour visser indifféremment dans le sens dextrogyre ou dans le sens sinistrogyre. Toutefois, le nombre de vis ayant un filetage à gauche est beaucoup plus réduit que celui des vis ayant un filetage à droite. D'autre part, les tournevis électriques sont généralement incorporés à des chaînes de montage plus ou moins automatisées. On pourra donc prévoir des tournevis pour filetage à droite aux emplacements de la chaîne de montage où les vis qu'il y a lieu de mettre en place sont des vis à filetage à droite et des tournevis d'un autre type là où les vis à mettre en place sont à filetage à gauche. La différence entre ces deux types de tournevis réside uniquement dans l'orientation des dentures des deux rochets d'accouplement.
On a constaté d'autre part qu'une autre conséquence de l'utilisation de rochets d'accouplement à denture breguet était que le blocage des vis présentait un degré de fiabilité beaucoup plus grand qu'avec les tournevis à accouplement denté symétrique. En effet, le taux de serrage peut être réglé avec précision en préarmant plus ou moins le ressort 33. Lors de l'utilisation de tournevis à accouplement débrayable ayant des dentures comme les dentures 38, même si le couple de débrayage est réglé au maximum, on rencontre toujours, au contrôle, des vis qui ne sont absolument pas serrées. En revanche, l'utilisation de tournevis ayant des rochets d'accouplement tels que représentés à la fig. 3 conduit à des résultats beaucoup plus réguliers. Toutes les vis sont serrées au même taux et ce taux de serrage correspond exactement au préarmage du ressort 33.
L'explication que l'on peut donner sur cette différence de comportement des deux types d'accouplement décrits est la suivante.
Lorsqu'on utilise un accouplement à dents symétriques, comme celui représenté à la fig. 1, si l'on analyse ce qui se passe lorsque le couple de débrayage est atteint, on s'aperçoit que le rochet entraîneur est tout d'abord repoussé axialement en armant le ressort qui régle la valeur du couple limite. Les pointes de ses dents glissent sur les flancs des dents de l'autre rochet; toutefois, lorsque les pointes des dents ont passé les unes sur les autres, les dents du rochet entraîneur appuient sur les flancs des dents du rochet entraîné qui sont orientés dans le sens de déplacement du rochet entraîneur.
Vu l'inclinaison de ces flancs, le rochet entraîné subit sur chacune de ses dents une force qui est dirigée dans le sens inverse de celui du vissage, de sorte que cette seconde partie du mouvement du rochet entraîneur peut conduire à un desserrage de la vis dans une mesure exactement aussi grande que l'armage atteint lors du glissement du rochet entraîneur sur les dents du rochet entraîné. Dans les systèmes usuels, le blocage est obtenu en majeure partie par l'effet de l'inertie des pièces tournantes.
Il suffit de comparer maintenant les fig. 1 et 3 pour se rendre compte que le désavantage des dents symétriques a été entièrement éliminé. Le taux de serrage maximum est atteint au moment où les épaulements 40 des dents des deux rochets entrent en contact. A ce moment, les deux rochets glissent l'un sur l'autre, puis les dents du rochet entraîneur tombent chacune dans un entredents entre deux dents du rochet entraîné, sans que les flancs orientés selon l'axe commun de l'accouplement ne puissent entrer en contact. Autrement dit, l'effort exercé par le rochet entraîneur sur le rochet entraîné a lieu toujours dans le même sens et non pas alternativement dans un sens et dans l'autre, comme avec les plateaux à denture symétrique.
Cette disposition de la denture des rochets d'accouplement, de même que la possibilité de régler avec précision, de l'extérieur, aussi bien le préarmage du ressort d'accouplement que la position de l'embout 16, et, par conséquent, du canon d'aspiration 20, constitue les avantages principaux du tournevis décrit ci-dessus par rapport aux tournevis électriques du même genre connus antérieurement. Ces avantages pourraient bien entendu être obtenus par les mêmes moyens dans des tournevis comprenant un moteur actionné par d'autres sources d'énergie, par exemple un moteur à air comprimé.
Electric motor screwdrivers are already known specially designed so as to be able to be used for mounting parts produced in series. In general, they are equipped with an air suction device and the end of the wick is surrounded by a barrel movable against the action of a spring. An air suction system makes it possible to grasp the screw by engaging its head in the suction barrel and to keep it integral with the screwdriver until its rod is engaged in the tapping provided to receive it.
These electric screwdrivers are furthermore provided with a disengageable coupling between the shaft which carries the bit and the motor shaft. This coupling is released when a certain resistance torque is reached, so that the screwdriver makes it possible to tighten the screws with an adjustable force and this in a reproducible manner.
Thus, the present invention relates to a motor screwdriver comprising a bit holder shaft and a limiting torque coupling between the motor and the shaft, said coupling comprising two ratchets, at least one of which is axially movable and pressed by a spring against the other.
The coupling ratchets used in screwdrivers of this type already known have symmetrical triangular teeth, as shown in FIG. 1 attached.
The aim of the present invention is to improve screwdrivers of this type.
For this purpose, the screwdriver according to the invention is characterized in that the teeth of the coupling ratchets have an oblique flank and a flank oriented along the axis of the shaft.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the motor screwdriver according to the invention.
Fig. 1 is a developing schematic view of the coupling ratchets of a conventional screwdriver,
fig. 2 is an axial sectional view of the screwdriver according to the invention, and
fig. 3 is a view similar to FIG. 1 of the coupling ratchets of the screwdriver of fig. 2.
Beginning with the description of the screwdriver in fig. 2 by the central part with respect to which the various other parts are adjustable, it can be seen that this screwdriver comprises a bearing body I in the internal passage of which are fixed two sealed ball bearings 2 and 3. These bearings support a carrier shaft. wick 4 mounted so as to be able to rotate freely around its axis and to be fixed in a determined axial position relative to the body 1. The intermediate sleeve 5 housed between the ball bearings 2 and 3 ensures their spacing. It is fixed by the screw 6. The body 1 has several longitudinal passages 7 through which the air sucked in through the entire length of the screwdriver can pass by means which will be described later.
At its two ends, the bearing body 1 has threads. That of its rear end, that is to say opposite to the wick, receives the threaded opening of the casing 8 in the required position. This casing, of generally cylindrical shape, is provided with a cover 11 under which is housed a small spring 12 capable of pressing the motor in the direction of the bearing body 1. The pipe 13 is provided as a connection to a flexible pipe of air intake, which also contains the supply of electric current to the motor 9. The ring 14 interposed between the body of the motor and an internal shoulder formed in the casing 8 to center the motor, has a radial slot 15 through which the air can pass.
At its other end, the bearing body 1 carries a nozzle 16 screwed onto its end thread. This end piece itself carries a tubular part 17 screwed onto an external thread and constituting a lock nut which allows the end piece to be locked in the desired position. The housing 18 provided at the end of the end piece has in its bottom a shoulder 19 on which the outer edge of the cylindrical barrel 20 rests. The latter has a tubular portion which passes through a fitted opening made in the bottom of the end piece 16. and its rim is pressed by a coil spring 21 against the shoulder 19. The threaded ring 22 screwed into the same internal thread as that which is engaged on the thread of the body 1 supports the spring 21 at its other end. The ring 22 is blocked at the bottom of the end piece 16.
On the other hand, the position of the barrel 20 relative to the shaft 4 can be adjusted by moving the lock nut 17 and the end piece 16.
The bit 23 is engaged by its rear end in a bore 24 formed along the axis of the shaft 4 in its end turned towards the end piece 16. This bit is fixed by the screw 25. The position of its end 26 in the form of a blade intended to receive the head of the screw is therefore fixed relative to the shaft 4 while the position of the end of the barrel 20 relative to the blade 26 can be adjusted from the outside by moving the end cap 16.
Instead of the bit 23, it is obviously also possible to use bits in the form of a hexagonal or four-sided key or of any other shape corresponding to the head of the screw. The blade 26 has a flat 27. Thus, although the cylindrical bit 23 is adjusted to the internal diameter of the barrel 20 so as to slide without play and to be guided in this barrel, there remains a passage between the wall of the barrel and the bit. for the air which is sucked in by the pipe 13. This air can therefore pass into the housing 18 then into the passage 7 and finally around the motor, so that it can be used to hold the screw which comes on the blade 26. to be taken by the screwdriver in the container containing the reserve of screws.
The clearance provided between the ends of the barrel on the one hand, and the bit on the other hand, will be a little larger than in the adjusted part, the diameter of which is a little larger. The air will thus be able to pass all around the blade 26 and the screw which it drives in rotation.
It remains to describe the means provided for ensuring the rotation of the shaft 4 from the motor 9. For this, the shaft 28 of the motor carries a coupling sleeve 29, of cylindrical shape provided with an internal housing 30 and whose wall has two slots 31.
This bush is fixed to the shaft 28 by the two screws 32. The housing 30 contains a coil spring 33 which bears on the one hand against the bottom of the housing and on the other hand against a driving ratchet 34, centered on an extension 35 of the shaft 4. The driving ratchet 34 is movable in rotation and in translation on the end of the shaft 35.
The driving ratchet 34 carries two side pins 36 engaged in the slots 31, so that it rotates with the shaft 28. It cooperates with a driven ratchet 37 which is attached to the rear end of the shaft 4. While ratchets of this type usually used in electric screwdrivers have teeth 38 in the form of isosceles triangles as shown in FIG. 1, the teeth 39 of the ratchets 34 and 37 are asymmetrical and truncated. They in fact have a front face 40 which is flat and perpendicular to the axis of the coupling as well as an oblique flank 41 and a second flank 42 which is contained in a plane also containing the axis of the coupling. This toothing is therefore a Breguet toothing.
The edge between the two faces 40 and 41 being parallel to the radial face 42a which limits the preceding tooth and which extends opposite the oblique flank 41, it can be seen that the shape of the flat face 40 is that of a triangle the inner point of which is located at a certain distance from the axis. However, other variant embodiments can also be provided.
A first consequence of this breguet tooth configuration of the disengageable coupling of the screwdriver described is that this screwdriver cannot be used to screw either in the dextrorotatory direction or in the sinistrogyre direction. However, the number of screws with left-hand thread is much smaller than that of screws with right-hand thread. On the other hand, electric screwdrivers are generally incorporated into more or less automated assembly lines. Right-hand thread screwdrivers can therefore be provided at locations on the assembly line where the screws to be fitted are right-hand thread screws and screwdrivers of another type where the screws are fit are left-hand thread. The difference between these two types of screwdrivers lies only in the orientation of the teeth of the two coupling ratchets.
On the other hand, it has been observed that another consequence of the use of coupling ratchets with breguet teeth was that the locking of the screws exhibited a much greater degree of reliability than with screwdrivers with symmetrical toothed coupling. Indeed, the tightening rate can be adjusted with precision by pre-arming the spring 33 more or less. When using a screwdriver with a disengageable coupling having teeth like the teeth 38, even if the clutch torque is set to the maximum, we always meet, when checking, screws which are absolutely not tight. On the other hand, the use of screwdrivers having coupling ratchets as shown in FIG. 3 leads to much more consistent results. All screws are tightened at the same rate and this tightening rate corresponds exactly to the pre-winding of spring 33.
The explanation that can be given of this difference in behavior of the two types of coupling described is as follows.
When using a coupling with symmetrical teeth, such as the one shown in fig. 1, if we analyze what happens when the clutch release torque is reached, we see that the driving ratchet is first of all pushed back axially by charging the spring which regulates the value of the limit torque. The tips of its teeth slide on the sides of the teeth of the other ratchet; however, when the tips of the teeth have passed over each other, the teeth of the driving ratchet press against the flanks of the teeth of the driven ratchet which are oriented in the direction of travel of the driving ratchet.
Given the inclination of these flanks, the driven ratchet undergoes on each of its teeth a force which is directed in the opposite direction to that of screwing, so that this second part of the movement of the driving ratchet can lead to loosening of the screw to an extent exactly as great as the winding achieved when the driving ratchet slips over the teeth of the driven ratchet. In conventional systems, the blocking is obtained mainly by the effect of the inertia of the rotating parts.
It suffices now to compare figs. 1 and 3 to realize that the disadvantage of symmetrical teeth has been entirely eliminated. The maximum tightening rate is reached when the shoulders 40 of the teeth of the two ratchets come into contact. At this moment, the two ratchets slide one on the other, then the teeth of the driving ratchet each fall into a gap between two teeth of the driven ratchet, without the flanks oriented along the common axis of the coupling. get in touch. In other words, the force exerted by the driving ratchet on the driven ratchet always takes place in the same direction and not alternately in one direction and the other, as with the plates with symmetrical teeth.
This arrangement of the teeth of the coupling ratchets, as well as the possibility of adjusting with precision, from the outside, both the pre-winding of the coupling spring and the position of the end piece 16, and, consequently, of the suction barrel 20, constitutes the main advantages of the screwdriver described above over electric screwdrivers of the same type known previously. These advantages could of course be obtained by the same means in screwdrivers comprising a motor driven by other energy sources, for example a compressed air motor.