CH635174A5

CH635174A5 - Organe de fixation avec logement d'entrainement multilobe et son organe d'entrainement.

Info

Publication number: CH635174A5
Application number: CH208780A
Authority: CH
Inventors: Eugene R Larson; Walter Harms
Original assignee: Textron Inc
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1980-03-17
Publication date: 1983-03-15
Also published as: AU5389079A; GB2048738A; CA1125058A; JPS6344510B2; FR2455952B1; US4269246A; JPS55150975A; ES254296U; FR2455952A1; DE3007945C2; ES254296Y; IT8047558A0; DE3007945A1; IT1147029B; AU534937B2; SE7909968L; GB2048738B; SE441163B

Description

La présente invention concerne un organe de fixation avec un logement d'entraînement multilobé et son organe d'entraînement.

Il est bien connu d'utiliser des lames d'entraînement, ou de tournevis, tronconiques pour transmettre un couple de rotation à des organes de fixation de forme correspondante. De tels dispositifs ont des applications multiples, par exemple, dans les lignes de production d'assemblages en grande quantité, dans lesquelles un outil moteur comportant une lame conique est utilisé pour entraîner des organes de fixation jusqu'à une position de fixation. La forme convergente ou rétrécie de la lame permet à l'organe de fixation d'être emboîté sur elle, avec un engagement à légère friction, de telle sorte que cet organe reste monté sur l'extrémité de la lame jusqu'à ce qu'il puisse être enfoncé et entraîné.

Les têtes d'entraînement des organes de l'art antérieur, c'est-à-dire des vis de fixation et d'un organe d'entraînement, ou tournevis, ou bien d'un organe d'entraînement à douille et d'organes de fixation extérieurs, ont présenté une grande variété de formes, deux des plus courantes étant les têtes de type hex et les têtes de type Phillips. La plupart des systèmes repose sur l'utilisation de composants de formes analogues qui s'emboîtent et dont la partie d'emboîtement est délimitée par des surfaces relativement planes. Bien que ces systèmes se soient montrés satisfaisants pour de nombreuses applications, on a développé, ces dernières années, des têtes d'entraînement de type multilobé, qui ont été trouvées supérieures pour les applications nécessitant des couples de serrage élevés et contrôlés. A ce point de vue, les têtes multilobées, contrairement à beaucoup de modèles de l'art antérieur, sont très efficaces pour la conversion de la force appliquée en couple d'entraînement, et ces têtes à lobes multiples sont également efficaces pour réduire les composantes de force radiales, qui tendent à endommager la douille. Un ensemble à lobes multiples est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3584667.

En outre, il est de pratique relativement courante, en relation avec les types hex et Phillips, d'utiliser des lames coniques avec un organe de fixation ayant une tête à douille dont les parois sont parallèles ou seulement légèrement inclinées, pour obtenir un degré désiré d'engagement à friction lors du montage de l'organe de fixation sur l'extrémité de la lame. Cette caractéristique est utile, du fait que l'organe de fixation reste monté sur la lame pendant une période préparatoire de mise en place correcte de l'organe de fixation en vue de son enfoncement. De plus, l'emploi d'une lame conique permet de rattraper ou de compenser les variations essentielles de dimension de la douille. Cela signifie que, lorsqu'un engagement à friction est obtenu, l'organe de fixation est fermement en prise avec la lame et ne risque pas d'osciller durant son enfoncement. Malheureusement, cependant, ces ensembles ne se sont pas montrés totalement satisfaisants, car certains problèmes, inattendus, se sont posés comme cela sera expliqué plus loin.

Plus particulièrement, pour tous les types d'entraînement, la capacité de transmettre la force appliquée et de la convertir en couple d'entraînement dépend de la profondeur d'engagement des composants, respectivement mâle et femelle. Si la profondeur de l'engagement entre la lame du tournevis (élément mâle) et la paroi de la douille de la vis (élément femelle) est insuffisante, la matière de la paroi de la douille susceptible de résister à la force appliquée par la lame du tournevis est structurellement insuffisante et la paroi de la douille se déforme sous la charge. La nature critique de ce facteur sera plus complètement appréciée si l'on considère également que souvent les lames de tournevis sont en alliage d'acier durci tandis que la paroi de la douille de la vis est en une variété d'acier beaucoup plus doux. Il faut également tenir compte des variations importantes de tolérance dimensionnelle existant entre les organes de fixation et d'entraînement en raison de nombreux facteurs tels que des fabrications différentes et une usure de la lame et de la douille formant l'outillage en service. Ces variations de tolérance provoquent souvent un engagement croisé de la vis avec l'organe d'entraînement avant que la profondeur minimale désirée d'emboîtement ne soit atteinte.

L'obtention d'une profondeur d'engagement sûre avec des têtes d'entraînement multilobées ne pose pas de problèmes lorsque les surfaces correspondantes de la lame et de la douille sont dans l'ensemble parallèles à leurs axes respectifs. Cependant, lorsque l'emploi d'une lame conique à lobes multiples a été tenté, le résultat obtenu n'a pas été satisfaisant en ce qui concerne le degré élevé de l'uniformisation demandée par l'industrie des organes de fixation. Plus précisément, lors de l'insertion d'une lame conique dans une douille droite ou moins conique, une certaine interférence (c'est-à-dire un engagement à friction) se produit à une certaine profondeur d'emboîtement. Le problème est d'obtenir régulièrement cette interférence une fois qu'une profondeur minimale désirée d'emboîtement est atteinte.

Avec un organe d'entraînement multilobé conique, les portions de surfaces latérales ou s'étendant axialement de la lame et de la douille sont beaucoup plus grandes que celles des autres modèles, par exemple d'un système hex. En conséquence, toute variation des tolérances dimensionnelles, augmente la possibilité d'apparition d'une interaction surface contre surface ou d'un engagement à friction, avant que la profondeur d'emboîtement mentionnée soit atteinte. La présente invention spporte une solution nouvelle à ce problème en permettant d'obtenir les avantages d'une lame conique, c'est-à-dire un montage vertical de l'organe de fixation ou de la lame, avec une grande certitude d'atteindre la profondeur minimale d'emboîtement de la lame du tournevis et du logement.

L'organe de fixation selon l'invention est défini par la revendication 1 ; l'organe d'entraînement selon l'invention est défini par la revendication 2.

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L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, d'un mode de réalisation représenté, à titre d'exemple, au dessin annexé. Sur ce dessin:

la fig. 1 est une vue partielle en coupe montrant un ensemble organe de fixation et organe d'entraînement selon la présente invention 5 avant l'engagement de ces deux éléments;

la fig. 2 est une vue en bout de l'organe de fixation de la flg. 1 montrant en détail la structure de la douille d'entraînement de cet organe;

la fig. 3 est une vue partielle, en bout, de l'organe d'entraînement io de la fig. 1, montrant en détail la structure de cet organe, et la fig. 4 est une vue partielle en coupe de l'ensemble de la fig. 1, montrant l'organe de fixation et l'organe d'entraînement emboîtés jusqu'à une profondeur déterminée pour assurer une transmission de couple efficace de l'organe d'entraînement à l'organe de fixation. 15

En se référant à la fig. 4, on voit un organe de fixation ou vis 12 et un outil d'entraînement ou tournevis 14, réalisés selon la présente invention. L'organe de fixation 12 comporte une tête 16 et une tige 18. La tête 16 du mode de réalisation représenté a dans l'ensemble une forme conique et comporte une surface extrême sphérique 20. La tige 20 18 part de la tête 16 et porte un filetage externe 22 formé sur elle.

A l'intérieur de la tête 16 de la vis 12 est formé un logement d'entraînement 24 qui, comme le montre plus clairement la fig. 2, a une configuration multilobée. Cela signifie que le logement 24 a une surface intérieure qui est formée par des rainures concaves 26 et des lo- 25 bes convexes 28, alternant et reliés entre eux de manière progressive. Les rainures 26 et les lobes 28 sont délimités par des surfaces semi-cylindriques, ou sensiblement semi-cylindriques, qui sont dans l'ensemble parallèles à l'axe central 30 de la vis 12 et du tournevis 14. Les surfaces qui délimitent les rainures 26 et les lobes 28 sont courbées en 30 sens opposé les unes par rapport aux autres et alternent de façon à se fondre progressivement les unes avec les autres. Egalement, comme le montre la fig. 2, le rayon de courbure des rainures 26 est plus petit que celui des lobes 28.

L'organe d'entraînement ou lame de tournevis 14 comporte un 35 bout d'extrémité 32 et une tige 34 qui peut être conformée de façon à s'engager dans les mâchoires d'un outil à moteur ou analogue, ou peut recevoir une poignée pour faciliter une commande manuelle. La partie de l'organe d'entraînement 14 comprise entre la tige 34 et le bout extrême 32 délimite une surface de travail 36, et c'est cette partie 40 de l'organe ou lame d'entraînement 14 qui est utilisée pour la pénétration dans le logement d'entraînement 24 de l'organe de fixation ou vis 12.

Comme le montre mieux la fig. 3, la lame d'entraînement 14 a une forme multilobée correspondante dans sa partie active 36, et com- 45 porte une portion de surface extérieure qui comprend des premier et second jeux de surfaces courbes alternées se raccordant doucement pour délimiter une série de rainures 38 et une série de lobes 40. Les dimensions des rainures 38 et des lobes 40 de la lame d'entraînement 14 sont sensiblement semblables à celles des rainures 26 et des lobes 50 28 de la vis 12, bien que déterminées de façon à permettre un engagement emboîté.

Une des caractéristiques importantes de la présente invention est que la surface délimitant les rainures 38 de la lame d'entraînement, comme le montre la fig. 3, sont dans l'ensemble parallèles à l'axe cen- 55 trai 30 de cet organe, tandis que la surface de la crête 42 de chaque lobe est inclinée axialement le long du bout extrême et converge en direction de l'extrémité de ce bout. Plus précisément, les surfaces des crêtes 42 des lobes 40 sont légèrement inclinées par rapport à l'axe central 30 et font de préférence un angle 44 de 2 Vi à 3 Vi° avec cet so axe. L'importance de cette caractéristique sera expliquée plus loin. Il doit être remarqué que la fig. 1 comporte également une ligne en trait interrompu 46 qui représente le point de la longueur du bout 32, ou le diamètre de référence qui, lorsque le bout 32 est introduit dans le logement 24, correspond à la profondeur minimale désirée d'engagement.

Sur la fig. 4, la lame d'entraînement 14 est représentée en prise avec la vis 12. Comme on peut le voir, la conicité des lobes 40 permet à la lame d'entraînement ou de tournevis 14 de pénétrer dans le logement 24 de la vis jusqu'à ce qu'on obtienne un accrochage à friction ou par interférence, le diamètre ou point de référence 46 ayant pénétré à l'intérieur du logement pour assurer la profondeur désirée d'engagement. Comme seule la surface de crête 42 des lobes est conique, les dimensions du logement 24 et le degré d'inclinaison des lobes 40 déterminent la profondeur de l'engagement de la lame d'entraînement dans la vis. Plus précisément, la dimension des lobes d'entraînement 40 au voisinage du bout 32 est choisie pour permettre à ce bout 32 de pénétrer facilement dans le logement 24. Le bout à lobes multiples 32 continue à se déplacer vers l'intérieur jusqu'à ce qu'un engagement d'interférence et de friction soit obtenu le long de plusieurs crêtes des lobes 42. Cet engagement est naturellement celui de la surface de crête 42 du lobe avec une portion de surface axialement extérieure de la rainure 26 du logement dans laquelle le lobe de la lame est engagé. Etant donné que les lobes 28 du logement (représentés en trait interrompu sur la fig. 4) sont dans l'ensemble parallèles à l'axe 30, sans conicité, de la même manière que les surfaces des creux 38, aucune interférence n'apparaît le long de ces surfaces. En conséquence, comme la possibilité d'engagement croisé est limitée à la surface des crêtes 42, les variations des dimensions risquent moins d'empêcher l'organe d'entraînement d'atteindre la profondeur désirée d'engagement, indiqué par la ligne de référence 46.

Un autre avantage est qu'il suffit de former une seule conicité lors de la fabrication de l'organe d'entraînement, pour permettre d'atteindre une profondeur minimale d'engagement. Ainsi les avantages d'une lame conique sont obtenus, avec l'assurance qu'un engagement de surface suffisant entre le logement et l'organe d'entraînement permettra d'obtenir une transmission efficace de couple du tournevis à la vis même avec des têtes de vis de volume réduit. Il en résulte que l'arrachage ou écorchage des logements d'entraînement des vis est évité car le couple appliqué au logement par le tournevis est réparti sur une surface d'aire suffisante pour éviter la détérioration de la vis.

Bien que l'ensemble vis et organe d'entraînement, perfectionné, représenté et décrit ici soit construit de telle manière que les surfaces courbes délimitées par les lobes d'entraînement sont inclinées axialement le long de la partie active de la tête d'entraînement en direction du bout extrême, il est bien évident que les surfaces courbes délimitées par les rainures d'entraînement pourraient être coniques, tandis que les lobes seraient parallèles à l'axe central de l'organe d'entraînement. Une telle variante fonctionnerait selon les principes et les caractéristiques de l'invention. Avec des lobes et rainures d'entraînement ainsi formés, l'organe d'entraînement pourrait atteindre la profondeur nécessaire d'engagement dans le logement de la vis, sans interférence, et permettrait une transmission de couple efficace du tournevis à la vis.

Comme seules les crêtes des lobes 42 sont coniques, lors de l'insertion de l'organe d'entraînement dans le logement de la vis, l'interférence est réduite au minimum et permet une profondeur de pénétration de la lame d'entraînement suffisante pour assurer une transmission de couple efficace entre le tournevis et la vis. De plus, comme seules les surfaces de crêtes 42 des lobes sont inclinées, le formage des parties de l'organe d'entraînement avec ces tolérances importantes peut être facilement poursuivi jusqu'à son point extrême assurant des performances efficaces à l'ensemble d'entraînement.

1 feuille dessins

Claims

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REVENDICATIONS

1. Organe de fixation comportant un logement d'entraînement multilobé conformé de manière à permettre l'emboîtement d'un organe d'entraînement selon la revendication 2 dans l'organe de fixation, caractérisé en ce que les portions de surfaces alternativement concaves et convexes (26 et 28) du logement sont dans l'ensemble parallèles, de telle sorte que lors de l'engagement, l'organe d'entraînement pénètre dans le logement jusqu'à une profondeur déterminée avant qu'un contact de blocage ne se produise le long de la série de faces inclinées.
2. Organe d'entraînement pour imprimer un couple d'entraîne- • ment à l'organe de fixation selon la revendication 1, muni d'un logement comportant une tige et à l'extrémité de celle-ci une lame d'engagement dans le logement, qui est multilobée et dont la surface est délimitée par des portions de surfaces incurvées, alternativement convexes et concaves, formant une série de rainures et une série de lobes, adaptées à s'emboîter exactement dans le logement multilobé de configuration similaire, caractérisé en ce que l'une des séries de rainures (38) ou de lobes (40) converge en direction du bout extrême (32) de la tige (34) tandis que l'autre série de lobes (40) ou rainures (38) est dans l'ensemble parallèle à l'axe (30) de l'organe d'entraînement (14) de telle sorte que lorsque l'organe d'entraînement (14) est introduit dans le logement de l'organe de fixation multilobé à surfaces relativement parallèles, il ne se produise un engagement de blocage que le long de la série de rainures ou de lobes qui converge, et non pas le long de la série parallèle à l'axe de l'organe d'entraînement.
3. Organe d'entraînement suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la série des lobes (40) converge en direction du bout extrême (32) de la tige (34).
4. Organe d'entraînement suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les crêtes (42) des lobes (40) de la série convergent.
5. Organe d'entraînement suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'angle de convergence (44) par rapport à l'axe est de 2,5 à 3,5".
6. Organe d'entraînement suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la lame d'engagement comporte six lobes (40) et six rainures (38).