EP1655106A1 - Outil dynamometrique et dispositif de réglage de la raideur d'un ressort - Google Patents

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EP1655106A1
EP1655106A1 EP04405677A EP04405677A EP1655106A1 EP 1655106 A1 EP1655106 A1 EP 1655106A1 EP 04405677 A EP04405677 A EP 04405677A EP 04405677 A EP04405677 A EP 04405677A EP 1655106 A1 EP1655106 A1 EP 1655106A1
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EP
European Patent Office
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spring
handle
torque tool
tool according
adjusting member
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04405677A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Silver Gross
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HADER SA
Original Assignee
HADER SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1427—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by mechanical means

Definitions

  • the present invention relates to the field of tooling and, more generally, to that of springs. It relates to a dynamometric tool and a device for adjusting the tension of a spring, used in particular in such a tool.
  • dynamometric tools comprise two parts, a head intended to cooperate with an object to train, and a handle to be maintained and apprehended by a user.
  • screw will be used to designate all the objects to be driven, whether of screw or nut type, such as a prosthesis, dental or otherwise, screwed into a part of the body. of the patient.
  • torque wrenches are generally equipped with a locking device mounted inside the head. This device cooperates with a ratchet wheel pivotally mounted in the head and capable of receiving a tool adapted to the screw.
  • the locking device prevents the rotation of the ratchet wheel relative to the head, which allows the driving of the screw. Beyond this torque, if the user continues to tighten the screw, the locking device no longer secures the ratchet wheel and the head, and the key no longer causes the screw.
  • the keys are generally provided with a spring housed in the handle of the tool and acting on the locking device.
  • This spring is put in prestressing, with the help of a rod of adjustment mounted movable inside the handle and pressing on him.
  • a key is well known to those skilled in the art, the applicant is currently marketing one of this type.
  • One of the aims of the invention is to provide a dynamometric tool that makes it possible to achieve high maximum tightening torques without requiring effort on the part of the user.
  • Another more particular object of the invention is therefore to propose a dynamometric tool whose mechanism is particularly simple and comprises only a minimum of functional blocks to be disassembled for sterilization.
  • the tool further comprises a movable adjusting member relative to the spring and intended to make integral with the handle at least one coil of the spring to modulate the number of active turns.
  • the adjusting member is formed of a rod movably mounted inside the spring by screwing.
  • the rod is threaded and its pitch is adapted to that of the turns of the spring.
  • the adjusting member is formed of a sleeve mounted to move inside the handle by screwing on the spring.
  • the adjusting member is formed of an index having a slot and the handle is traversed by openings perpendicular to its longitudinal axis.
  • the invention also relates to the device for adjusting the tension of the spring, for itself.
  • the spring comprises a plurality of turns and is disposed in a housing. It further comprises an adjusting member movable relative to the spring and intended to make the housing integral with at least one turn of the spring to modulate the number of active turns.
  • the figures show a torque wrench 10 having a handle 12, inside which is housed a coil spring 14. The latter presses on a shoulder 17 of a skewer 16 so as to press the latter against a mounted locking device 18 rocker inside a head 20 disposed at one end of the handle 12.
  • the locking device 18 is well known to those skilled in the art and therefore will not be described further. It comes to cooperate with a ratchet wheel 22 pivotally mounted in the head 20 and capable of receiving a tool adapted to the object to be screwed.
  • a movable adjusting member relative to the spring 14 is positioned in the handle and acts on the spring to modulate the number of active turns and thus adjust its elastic force.
  • Active turns will be defined as those that contribute to the force exerted by the spring. Those that are rendered insensitive to external action are said to be passive.
  • the adjusting member is constituted by a rod 24 mounted movably within said spring 14 by screwing.
  • the rod 24 is threaded and its pitch is adapted to that of the turns of the spring 14, whose interior has the function of a tapped hole. It is introduced into the handle 12 by the end opposite the head 20.
  • the outer diameter of the spring 14 is adjusted to the inner diameter of the handle 12, so as to ensure proper positioning of the spring.
  • the end of the wedge 26 in contact with the turns is beveled and serves as a stop while preventing it from pivoting to the inside the handle 12.
  • the free end of the rod 24 is provided with a ridged ring 28 to allow the user to screw it easily into the handle.
  • the rod 24 being more or less engaged in the spring 14, the turns thereof which served for screwing are integral with the rod and are thus made passive. Only the turns still free are active and help to support the shank 16 on the locking member 18.
  • the adjusting member is constituted by a bushing 30 mounted movably inside the handle 12 by screwing on the spring 14.
  • the bushing 30 is threaded and its pitch is adapted to that of the turns of the spring 14. It is introduced into the handle 12 by the end opposite the head 20.
  • the outer diameter of the sleeve 30 is adjusted to the inner diameter of the handle 12, so that it is well guided.
  • the adjusting member consists of an index finger 34, in the form of a nail provided with a flat head 36 and a tip 37 whose end is with a slot 38.
  • the index finger is plugged into openings 40 passing through the handle 12 perpendicular to its longitudinal axis.
  • Each opening 40 is arranged at regular intervals on the handle 12, at a turn of the spring 14, when the latter is at rest. More precisely, a first side of the opening is free, while the turn occupies its second side.
  • the length of the tip of the nail is substantially equal to the outside diameter of the handle 12 and its diameter is adjusted so that it is clipped into an opening 40.
  • the index finger 34 is stuck by the first side of an opening 40, the end of the tip is flush with the wall of the handle on the other side of this opening, while the turn at this level is housed in the slot 38.
  • the outer diameter of the spring 14 is adjusted to the inner diameter of the handle 12, so that it is well maintained.
  • a shim 42 fixed, for example by screwing, in the free end of the handle 12 serves as a stop for the spring 14.
  • the index 34 and clipped makes integral with the handle the turn housed in the slot 38. In this way, only the portion of the spring between the shoulder 17 and the index 34 is active.
  • the nail 34 can then be engaged in one or the other of the openings 40 so as to vary the active length of the spring and thus modulate the maximum tightening torque.
  • modulations are of course discontinuous, but it allows, by calibrating the position of the openings 40 for a given type of spring, to perfectly define the clamping value obtained.
  • a torque wrench is obtained in which the adjustment member makes a number of turns of the spring 14 passive, with an effort negligible and constant user, regardless of the stiffness of the spring 14. This allows to use strong springs and set maximum torque peak values, the limits being only those of materials used and dimensions of the key 10 to withstand the mechanical stresses generated.
  • the invention has other advantages over the keys of the prior art. Indeed, when the key is not used, the spring 14 is in the rest position and undergoes no stress. The durability of the tool is improved.
  • the elements to be disassembled to perform sterilization are few, since it is only necessary to remove the adjustment member by unscrewing (first and second embodiments) or unclipping (third embodiment) and optionally the 26 or 42, to be able to extract the skew 16 and the spring 14.
  • the present description does not limit the application of the invention to the keys and tools of the medical field. Of course, it can be adapted to all dynamometric tools used in mechanics, implementing even more powerful springs.
  • the spring tension adjustment devices described above can be taken up and adapted to various mechanisms using a spring which simply wants to adjust the hardness.
  • spring dampers used in suspension forks for cycles can benefit from such a device.
  • the first and second embodiments above are particularly suitable for this application, the engagement of the rod 24 or the sleeve 30 being modulated by the rotation of a wheel located outside the fork legs and which causes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un outil dynamométrique (10) comprenant :
  • un manche (12) destiné à être appréhendé par un utilisateur,
  • une tête (20) disposée à une extrémité dudit manche,
  • une roue à cliquets (22) montée pivotante dans ladite tête (20),
  • un dispositif de blocage (18) monté à l'intérieur de ladite tête et coopérant avec ladite roue à cliquets (22), et
  • un ressort (14) comprenant une pluralité de spires, logé dans ledit manche (12) et agissant sur le dispositif de blocage (18).
Selon l'invention, l'outil comporte, en outre, un organe de réglage mobile par rapport audit ressort (14) et destiné à rendre solidaire dudit manche (12) au moins une spire dudit ressort (14) pour moduler le nombre de spires actives.

Description

  • La présente invention se rapporte au domaine de l'outillage et, de manière plus générale, à celui des ressorts. Elle concerne un outil dynamométrique et un dispositif de réglage de la tension d'un ressort, utilisable notamment dans un tel outil.
  • Habituellement, des outils dynamométriques comportent deux parties, soit une tête prévue pour coopérer avec un objet à entraîner, et un manche destiné à être maintenu et appréhendé par un utilisateur.
  • Pour simplifier la lecture du présent document, le terme de vis sera employé pour désigner l'ensemble des objets à entraîner, qu'ils soient de type vis ou écrou, comme par exemple une prothèse, dentaire ou autre, vissée dans une partie du corps du patient.
  • L'homme du métier connaît, notamment, les clés dynamométriques. Elles sont généralement dotées d'un dispositif de blocage monté à l'intérieur de la tête. Ce dispositif vient coopérer avec une roue à cliquets, montée pivotante dans la tête et capable de recevoir un outil adapté à la vis.
  • En deçà d'un certain couple de serrage appliqué à la vis, le dispositif de blocage empêche la rotation de la roue à cliquets par rapport à la tête, ce qui permet l'entraînement de la vis. Au-delà de ce couple, si l'utilisateur continue à serrer la vis, le dispositif de blocage ne solidarise plus la roue à cliquets et la tête, et la clé n'entraîne plus la vis.
  • Pour régler la valeur du couple de serrage maximal, les clés sont généralement dotées d'un ressort logé dans le manche de l'outil et agissant sur le dispositif de blocage. Ce ressort est mis en précontrainte, à l'aide d'une tige de réglage montée mobile à l'intérieur du manche et appuyant sur lui. Une telle clé est bien connue de l'homme du métier, la demanderesse en commercialise actuellement une de ce type.
  • Ces clés remplissent parfaitement leur fonction pour des couples de serrage maximaux inférieurs à 35 N.cm. Mais dans certaines applications médicales, par exemple dans le domaine de la fixation de prothèses, notamment dentaires, il est souhaitable de pouvoir utiliser des valeurs de couples supérieures, de l'ordre de 70 N.cm ou plus. La force à appliquer au ressort pour le contraindre est importante, tandis que la place disponible pour effectuer des réglages du couple de serrage lors de la mise en bouche de la prothèse est limitée. Il n'est donc pas possible de bénéficier d'un bras de levier pour actionner la tige de réglage et contraindre le ressort. On comprend bien que, plus la valeur du couple de serrage maximal à régler est importante, plus la mise en précontrainte du ressort est difficile et pénible, devenant presque impossible si l'utilisateur a les doigts (ou les gants) glissants.
  • L'un des buts de l'invention est d'offrir un outil dynamométrique permettant d'atteindre des couples de serrage maximaux élevés sans requérir d'effort de la part de l'utilisateur.
  • Par ailleurs, l'exigence impérative d'hygiène dans le domaine médical impose de parfaitement stériliser ce genre d'outils, ce qui implique, pour un meilleur nettoyage, de les démonter. Un autre but plus particulier de l'invention est donc de proposer un outil dynamométrique dont le mécanisme est particulièrement simple et ne comporte qu'un minimum de blocs fonctionnels à démonter pour sa stérilisation.
  • De façon plus précise, l'invention concerne un outil dynamométrique comprenant :
    • un manche destiné à être appréhendé par un utilisateur,
    • une tête disposée à une extrémité du manche,
    • une roue à cliquets, montée pivotante dans ladite tête,
    • un dispositif de blocage monté à l'intérieur de la tête et coopérant avec la roue à cliquets, et
    • un ressort comprenant une pluralité de spires, logé dans ledit manche et agissant sur le dispositif de blocage.
  • Selon l'invention, l'outil comporte, en outre, un organe de réglage mobile par rapport au ressort et destiné à rendre solidaire du manche au moins une spire du ressort pour moduler le nombre de spires actives.
  • Dans un premier mode de réalisation, l'organe de réglage est formé d'une tige montée mobile à l'intérieur du ressort par vissage.
  • Avantageusement, la tige est filetée et son pas est adapté à celui des spires du ressort.
  • Dans un deuxième mode de réalisation, l'organe de réglage est formé d'une douille montée mobile à l'intérieur du manche par vissage sur le ressort.
  • Dans un troisième mode de réalisation, l'organe de réglage est formé d'un index doté d'une fente et le manche est traversé par des ouvertures perpendiculaires à son axe longitudinal.
  • L'invention concerne également le dispositif de réglage de la tension du ressort, pour lui-même. Le ressort comprend une pluralité de spires et est disposé dans un logement. Il comporte, en outre, un organe de réglage mobile par rapport au ressort et destiné à rendre solidaire du logement au moins une spire du ressort pour moduler le nombre de spires actives.
  • D'autres détails apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-dessous, faite en regard au dessin annexé, dans lequel les figures 1 à 3 représentent différents modes de réalisation de l'invention vus en coupe longitudinale.
  • Les figures montrent une clé dynamométrique 10 comportant un manche 12, à l'intérieur duquel est logé un ressort à spires 14. Ce dernier presse sur un épaulement 17 d'un tigeron 16 de manière à appuyer ce dernier contre un dispositif de blocage 18 monté à bascule à l'intérieur d'une tête 20 disposée à une extrémité du manche 12. Le dispositif de blocage 18 est bien connu de l'homme du métier et ne sera donc pas décrit davantage. Il vient coopérer avec une roue à cliquets 22, montée pivotante dans la tête 20 et capable de recevoir un outil adapté à l'objet à visser.
  • Selon l'invention, un organe de réglage mobile par rapport au ressort 14 est positionné dans le manche et agit sur le ressort pour moduler le nombre de spires actives et ainsi régler sa force élastique. On définira des spires actives comme étant celles qui contribuent à la force exercée par le ressort. Celles qui sont rendues insensibles à une action extérieure sont dites passives.
  • Dans un premier mode de réalisation, illustré sur la figure 1, l'organe de réglage est constitué d'une tige 24 montée mobile à l'intérieur dudit ressort 14 par vissage. La tige 24 est filetée et son pas est adapté à celui des spires du ressort 14, dont l'intérieur a la fonction d'un trou taraudé. Elle est introduite dans le manche 12 par l'extrémité opposée à la tête 20. Le diamètre extérieur du ressort 14 est ajusté au diamètre intérieur du manche 12, de manière à assurer un bon positionnement du ressort. Une cale 26, vissée dans l'extrémité libre du manche 12, permet de guider librement la tige 24. Le bout de la cale 26 en contact avec les spires est biseauté et lui sert de butée tout en l'empêchant de pivoter à l'intérieur du manche 12.
  • L'extrémité libre de la tige 24 est munie d'une couronne striée 28 pour permettre à l'utilisateur de la visser facilement dans le manche.
  • La tige 24 étant plus ou moins engagée dans le ressort 14, les spires de celui-ci ayant servi au vissage sont solidaires de la tige et sont ainsi rendues passives. Seules les spires encore libres sont actives et contribuent à appuyer le tigeron 16 sur l'organe de blocage 18.
  • Dans un deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 2, l'organe de réglage est constitué d'une douille 30, montée mobile à l'intérieur du manche 12 par vissage sur le ressort 14. La douille 30 est taraudée et son pas est adapté à celui des spires du ressort 14. Elle est introduite dans le manche 12 par l'extrémité opposée à la tête 20. Le diamètre extérieur de la douille 30 est ajusté au diamètre intérieur du manche 12, de manière à ce qu'elle soit bien guidée.
  • La douille 30 étant plus ou moins engagée sur le ressort 14, les spires de celui-ci ayant servi au vissage sont solidaires de la douille et sont ainsi rendues passives. Seules les spires encore libres sont actives et contribuent à appuyer le tigeron 16 sur l'organe de blocage 18.
  • Dans un troisième mode de réalisation illustré sur la figure 3, l'organe de réglage est constitué d'un index 34, ayant la forme d'un clou muni d'une tête plate 36 et d'une pointe 37 dont l'extrémité est dotée d'une fente 38. L'index se fiche dans des ouvertures 40 traversant le manche 12 perpendiculairement à son axe longitudinal. Chaque ouverture 40 est disposée à intervalles réguliers sur le manche 12, au niveau d'une spire du ressort 14, lorsque celui-ci est au repos. Plus précisément, un premier côté de l'ouverture est libre, tandis que la spire occupe son deuxième côté.
  • La longueur de la pointe du clou est sensiblement égale au diamètre extérieur du manche 12 et son diamètre est ajusté pour qu'il se clipse dans une ouverture 40. Lorsque l'index 34 est fiché par le premier côté d'une ouverture 40, l'extrémité de la pointe affleure la paroi du manche de l'autre côté de cette ouverture, tandis que la spire se trouvant à ce niveau vient se loger dans la fente 38.
  • Le diamètre extérieur du ressort 14 est ajusté au diamètre intérieur du manche 12, de manière à ce qu'il soit bien maintenu. Une cale 42 fixée, par exemple par vissage, dans l'extrémité libre du manche 12, sert de butée au ressort 14.
  • L'index 34 ainsi clipsé rend solidaire du manche la spire logée dans la fente 38. De la sorte, seule la partie du ressort comprise entre l'épaulement 17 et l'index 34 est active.
  • Le clou 34 peut alors être engagé dans l'une ou l'autre des ouvertures 40 de manière à faire varier la longueur active du ressort et ainsi moduler le couple de serrage maximal. Ces modulations sont bien sûr discontinues, mais cela permet, en calibrant la position des ouvertures 40 pour un type de ressort donné, de parfaitement définir la valeur de serrage obtenue.
  • Ainsi est obtenue une clé dynamométrique dans laquelle l'organe de réglage rend passif un certain nombre de spires du ressort 14, avec un effort négligeable et constant de l'utilisateur, indépendamment de la raideur du ressort 14. Ceci permet donc d'employer des ressorts puissants et de régler des valeurs maximales de couple élevées, les limites étant seulement celles des matériaux utilisés et des dimensions de la clé 10 pour supporter les contraintes mécaniques engendrées.
  • L'invention présente d'autres avantages par rapport aux clés de l'art antérieur. En effet, lorsque la clé n'est pas utilisée, le ressort 14 est en position de repos et ne subit aucune contrainte. La durabilité de l'outil s'en trouve améliorée.
  • De plus, les éléments à démonter pour effectuer une stérilisation sont peu nombreux, puisqu'il s'agit seulement de retirer l'organe de réglage par dévissage (premier et deuxième modes de réalisation) ou déclipsage (troisième mode de réalisation) et éventuellement la cale 26 ou 42, pour pouvoir extraire le tigeron 16 et le ressort 14.
  • La présente description ne limite pas l'application de l'invention aux clés et outils du domaine médical. Bien entendu, elle peut être adaptée sur tous les outils dynamométriques utilisés en mécanique, mettant en oeuvre des ressorts encore plus puissants.
  • Plus généralement, les dispositifs de réglages de la tension d'un ressort décrits ci-dessus peuvent être repris et adaptés à divers mécanismes mettant en oeuvre un ressort dont on veut simplement régler la dureté. A titre d'illustration, des amortisseurs à ressort utilisés dans des fourches suspendues pour cycles peuvent bénéficier d'un tel dispositif. Les premier et deuxième modes de réalisation ci-dessus conviennent particulièrement à cette application, l'engagement de la tige 24 ou de la douille 30 étant modulé par la rotation d'une molette située à l'extérieur des fourreaux de la fourche et qui les entraîne.

Claims (13)

  1. Outil dynamométrique (10) comprenant :
    - un manche (12) destiné à être appréhendé par un utilisateur,
    - une tête (20) disposée à une extrémité dudit manche,
    - une roue à cliquets (22) montée pivotante dans ladite tête (20),
    - un dispositif de blocage (18) monté à l'intérieur de ladite tête et coopérant avec ladite roue à cliquets (22), et
    - un ressort (14) comprenant une pluralité de spires, logé dans ledit manche (12) et agissant sur le dispositif de blocage (18),
    caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un organe de réglage mobile par rapport audit ressort (14) et destiné à rendre solidaire dudit manche (12) au moins une spire dudit ressort (14) pour moduler le nombre de spires actives.
  2. Outil dynamométrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de réglage est formé d'une tige (24) montée mobile à l'intérieur dudit ressort (14) par vissage.
  3. Outil dynamométrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tige (24) est filetée et en ce que son pas est adapté à celui des spires dudit ressort (14).
  4. Outil dynamométrique selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le côté du manche (12) opposé à ladite tête (20) est doté d'une cale de guidage (26) de ladite tige.
  5. Outil dynamométrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité de ladite cale (26) en contact avec ledit ressort (14) est biseautée.
  6. Outil dynamométrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe de réglage est formé d'une douille (30) montée mobile à l'intérieur du manche (12) par vissage sur ledit ressort (14).
  7. Outil dynamométrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de réglage est formé d'un index (34) doté d'une fente (38) et en ce que le manche est traversé par des ouvertures (40) perpendiculaires à son axe longitudinal.
  8. Outil dynamométrique selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdites ouvertures (40) sont chacune disposées au niveau d'une spire du ressort (14), lorsque celui-ci est au repos.
  9. Outil dynamométrique selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que ladite fente (38) est dimensionnée de manière à pouvoir y loger une spire dudit ressort (14).
  10. Dispositif de la tension d'un ressort (14) comprenant une pluralité de spires, ledit ressort étant disposé dans un logement (12), caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un organe de réglage mobile par rapport audit ressort (14) et destiné à rendre solidaire dudit logement (12) au moins une spire dudit ressort (14) pour moduler le nombre de spires actives.
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit organe de réglage est formé d'une tige (24) montée mobile à l'intérieur dudit ressort (14) par vissage.
  12. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit organe de réglage est formé d'une douille (30) montée mobile à l'intérieur dudit logement (12) par vissage sur ledit ressort (14).
  13. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'organe de réglage est formé d'un index (34) doté d'une fente (38) et en ce que ledit logement (12) est traversé par des ouvertures (40) perpendiculaires à son axe longitudinal.
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