FR2464127A1 - Cle motrice pour l'entrainement en rotation d'elements allonges - Google Patents

Abstract

ENSEMBLE A CLE MOTRICE 20 POUR FAIRE TOURNER UN ELEMENT ALLONGE 10 COMPRENANT UNE CLE 12 COMPORTANT UNE CAVITE 29 POUR ENTOURER SANS LE SERRER L'ELEMENT ALLONGE. UN CLIQUET 22 EST RELIE DE MANIERE PIVOTANTE A LA CLE. LE CLIQUET COMPORTE UNE EXTREMITE EXTERIEURE 23 S'ETENDANT A L'EXTERIEUR DE LA CLE ET UNE EXTREMITE INTERIEURE 23A S'ETENDANT A TRAVERS LA CLE DANS LA CAVITE. UNE PREMIERE MACHOIRE 50 EST DISPOSEE AXIALEMENT DANS LA CAVITE ENTRE L'EXTREMITE INTERIEURE DUDIT CLIQUET ET L'ELEMENT ALLONGE. UNE SECONDE MACHOIRE 52 EST DISPOSEE AXIALEMENT DANS LA CAVITE ENTRE LA CLE ET UNE PARTIE OPPOSEE DE L'ELEMENT ALLONGE. UN ORGANE DE SERRAGE 58 EST MONTE SUR LA CLE. L'ORGANE DE SERRAGE COMPORTE UN PISTON 57 QUI AGIT SUR LE CLIQUET. UN ORGANE D'ENTRAINEMENT DE CLE 26 EST ACCOUPLE A L'EXTREMITE EXTERIEURE DU CLIQUET. L'ORGANE DE SERRAGE SERRE LA CLE SUR L'ELEMENT ALLONGE ET L'ORGANE D'ENTRAINEMENT FAIT TOURNER LA CLE.

Description

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Dans beaucoup d'industries, par exemple dans le cas des car-

ters fendus de turbines électriques, il se trouve de nombreux éléments

allongés tels que des boulons aue l'on doit fréquemment faire tourner.

Avant l'invention présente, il n'existait aucun outil efficace disponi-

ble dans le commerce pour serrer de tels boulons. Selon la présente invention, on réalise un ensemble à clé motrice pour faire tourner un élément allongéo L'ensemble comprend une clé comportant une cavité d'embo tement pour entourer sans le serrer

l'élément allongée Un cliquet est relié de manière pivotante à la clé.

Le cliquet a une extrémité externe s'étendant vers l'extérieur de la clé

et une extrémité interne s'étendant dans la cavité d'embottemento L'en-

semble à clé se caractérise par une première mAchoire disposée axiale-

ment dans la cavité d'emboetement entre l'extrémité intérieure du cliquet et une portion de l'élément allongé. Une seconde mwchoire est disposée axialement dans la cavité entre la clé et une partie opposée de l'élément allongé. Un système de commande de serrage est monté sur la clé. La commande de serrage comporte un piston qui, dans sa course motriceagit

sur le cliquet sans lui 9tre connecté et le fait tourner dans une direc-

tion telle que les mtchoires, la clé et le cliquet enserrent avec force

l'élément allongéo Un dispositif moteur est associé à 3'extrémité exté-

rieure du cliquet pour faire tourner la clé en position de serrage et

entratrer ainsi l'élément allongé en rotation.

Différents modes de mise en oeuvre de l'invention sont décrits

en se référant aux dessins ann.exés qui illustrent des modes de réalisa-

tion préférés et dans lesquels: - La figure 1 est une vue de face en élévation, en partie en section,d'un mode de réalisation préféré de l'ensemble à clé motrice; -La figure 2 est une vue en coupe du corps de clé représenté à la figure 1, selon la ligne 2-2 de la figure 3; -La figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 du corps de clé représenté à la figure 2;

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_ 2 _ - La figure 4 est une vue de face du cliquet; - La figure 5 est une vue latérale du cliquet représenté à la figure 4; La figure 6 est une vue de face de la clé et du cliquet sans organe moteur, la clé étant représentée en position de serrage;

- La figure 7 est une vue analogue à la figure 6 mais on y repré-

sente la clé en position relAchée juste avant de commencer l'opé-

ration de serrage;

- Les figures 8a à 8c sont des vues de face de la clé représen-

tant différentes formes de mâchoires pour serrer des boulons de différents diamètres; et - La figure 9 est une vue agrandie d'une coupe selon la ligne 9-9 de la figure 8ao Le mode de réalisation préféré de l'ensemble à clé motrice est

déaigné d'une manière générale par la référence 20.

Il est illustré aux figures 1 à 9 dans son utilisation pour faire tourner un élément allongé tel qu'un boulon 10 qui est utilisé sur une bride 9 d'un carter de turbine électriqueo Le boulon type 10a comporte une partie centrale non filetée et deux extrémités filetées 11, 11'o L'ensemble à clé motrice 20 comprend une clé 12 étroitement associée à un cliauet 220 Des moyens de commande de serrage 58 et un organe d'entraînement 26 sont destinés à exercer séparément des forces distinctes sur le cliquet 22 Une structure de support et de prise d'appui 30 sert à supporter l'organe d'entraînement 26 et fournit les

forces de réaction nécessaires à cet effet.

On désire faire tourner le boulon 10a en l'enserrant dans la clé dont la force de rotation prend appui sur des boulons adjacents -3-

ainsi qu'on le décrira plus loin.

Le corps de la clé 12 comporte une cavité axiale 29 de confi-

guration prédéterminée. La cavité 29 comporte une butée formée par un épaulement intérieur 29a (figure 2)o L'extrémité supérieure de la clé comporte une plate-forme 56 sur laquelle est boulonné l'organe de com-

mande de serrage 58.

Le cliquet comporte un étrier extérieur 23 et un épaulement extérieur formant came 59o L'étrier 23 est monté pivotant autour d'un axe d'entraînement 24 sur le piston 25 de l'organe d'entraînement de la clé 26 Le cliquet 22 est monté pivotant dans le corps de clé 12 sur un

axe pivot 28o L'extrémité intérieure 23a du cliquet 22 définit une sur-

face d'appui semi-cylindrique 23b (figure 4).

Un première mâchoire de serrage 50 est disposée axialement dans l'ouverture 23c de la cavité 29 entre la surface d'appui 23b du

cliquet 22 et une partie du boulon 10a à faire tourner. Une seconde m9-

choire de serrage 52 est aussi disposée axialement dans la cavité 29 entre l'extrémité extérieure de la clé 12 et une partie diamétralement opposée du boulon 10ao La seconde mAchoire de serrage 52 est disposée dans un logement rectangulaire 53 de la cavité 29 Les mâchoires 50 et 52 ont des surfaces de serrage arquées 50a, 52a, munies de dents 0Sb, 52b respectivemento La mâchoire 50 peut tourner ou osciller par rapport

au cliquet 22 et elle peut aussi se déplacer latéralement ou transversa-

lement par rapport à la clé 120 La machoire 52 ne peut ni tourner, ni se déplacer latéralement par rapport à la clé 12o Les mâchoires 50, 52 peuvent 9tre placées dans la cavité ou en 9tre retirées seulement suivant une direction axiale. La mâchoire 52 peut ttre assujettie à la clé 12

par un boulon 54.

La structure de support et d'appui 30 comprend une première jambe d'appui 35 ayant à son extrémité extérieure un anneau 36 et sur

son côté intérieur une crémaillère 39 Un collier de serrage 31 compor-

tant une roue d'engrenage interne (non représentée) en engagement avec la crémaillère 39 est prévu pour pouvoir se déplacer le long de celle-cio Une seconçjambe d'appui 32 comporte une extrémité intérieure 33 et un -4anneau d'ancrage 34. Le collier de serrage 31 est relié à l'extrémité intérieure 33 de la jambe d'appui 32 par un axe pivot 38. Le collier de

serrage 31 peut ttre fixé à la jambe d'appui 35 par un boulon à écrou, 42.

Les anneaux d'ancrage 34, 36 ont un diamètre intérieur plus grand que les diamètres extérieurs du boulon 10. Un manchon fendu 34' est inséré entre les boulons 10 et les anneaux d'ancrage 34, 36 Le piston 57 de l'organe de serrage 58 est en prise avec l'épaulement de came 59 du cliquet 22 pendant sa course motrice dans le but d'exercer une force de haut en bas sur le cliquet comme le représente

la flèche sur le piston 57.

Une des caractéristiques importantes de la clé 12 réside dans la possibilité de mouvements de rotation et de mouvements latéraux de la

machoire supérieure 500 La machoire 50 est montée pour avoir des mouve-

ments latéraux limitéso Ceci assure une force de serrage totale optimale et stre exercée sur le boulon 10a par les vérins hydrauliques 26 et 58 agissant indirectement sur les mâchoires de serrage 50, 52 Cette force de serrage dépend de l'angle "a" (figure 6) entre la ligne B reliant les axes du pivot 28 et de la mtchoire 50 et la ligne C joignant les axes du

pivot 28 et du boulon 10a. Si l'angle "a" est trop petit, la force to-

tale de serrage va devenir trop élevée (théoriquement, elle deviendrait infinie pour un angle "a" = 0 ); si l'angle "a" est trop grand, la

force de serrage totale sera insuffisante pour que l'organe d'entra ne-

ment 26 de la clé puisse faire tourner le boulon 10a. On a par suite

trouvé que l'angle "'a" est critique et doit 9tre compris dans l'inter-

valle entre 2 et 150 o L'intervalle préféré pour l'angle "a" est de 3 à 60. Selon le mode de réalisation préféré, l'étrier 23 du cliquet 22 est formé d'une paire de joues 23'a, 23'b (figure 5) et le corps du cliquet comporte au moins deux et de préférence 3 ou 5 plaques latérales 22a-22c. Ces plaques ont des orifices alignés 28f dans lesquels l'axe

28 est monté de manière rotative. Les extrémités 22'a _22'c de ces pla-

ques constituent la surface d'appui 23 du cliquet 22 qui prend appui sur la première mnchoire 50.-La clé 12 comporte des évidements de forme

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- 5- complémentaire 12a-12c (figure 3) pour y recevoir de manière coulissante les plaques correspondantes 22a-22c du cliquet (figure 9)0 Avec cette construction, les forces de serrage et de cisaillement sont réparties au

lieu d'être concentrées.

Le mâchoires coulissantes 50, 52 permettent à la clé de rece-

voir des michoires et des boulons de différentes tailles, comme l'illus-

trent mieux les figures 8a-8c d'après lesquelles on voit que les dimen-

sions des deux mtchoires 50, 52 peuvent changer pour des boulons de différents diamètres afin de maintenir l'angle "a" dans l'intervalle

critique.

En fonctionnement, pour ouvrir les mfchoires 50 52, on fait tourner le cliquet 22 dans le sens des aiguilles d'une montre (figure 7) d'un angle "b" autour de l'axe pivot 28 en rétractant la tige 25 de l'organe d'entra nement 26 La clé 12 est alors déplaçable et peut se placer sur et se dégager du boulon 10ao Quand l'organe d'entratnement 58 est en position rétractée, l'organe d'entra nement 26 est aussi en

position rétractée.

Une relation de sensible perpendicularité doit s'établir entre l'axe du piston 25 et une ligne A passant par les axes du boulon 10a et du pivot 24 Cette relation de perpendicularité permet d'obtenir un

fonctionnement d'efficacité maximale.

La détente du piston 57 (de sa position représentée à la figu-

re 7 à celle représentée à la figure 1) fait tourner le cliquet 22 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et la clé 12 dans le sens des aiguilles d'une montre dans un mouvement de ciseaux. Ce mouvement de ciseaux du cliquet 22 et de la clé 12, au cours de l'opération initiale de serrage effectuée par l'organe 58, permet à la tige 25 de l'organe d'entralnement 26, de rester en position complètement rétractée et ainsi d'obtenir le fonctionnement le plus efficaceo La mâchoire supérieure 50 se déplace alors vers la droite (figure 6) en direction du boulon 10a, en

sorte que les mâchoires 50 et 52 viennent dans leur position de serrage.

L'épaulement 29a dans la cavité 29 limite le mouvement transversal maxi-

mum de la mfchoire 50 sous l'action de la détente du piston 57.

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--6-- Quand le piston 57 de l'organe 58 se détend, le cliquet 22 tourne en sens inverse des aiguilles d'mune montre autour du pivot fixe 28 (figure 7) d'un même angle "b" jusqu'à ce que les mtchoires 50 et 52

serrent le boulon 10a (figure 6)o La mftchoire 50 doit tourner légère-

ment en sens inverse des aiguilles d'une montre autour de son axe longitudinal et se déplacer transversalement ou latéralement vers la droite (figure 7) de manière à serrer le boulon 10ao L'action de serrage obtenue lorsque le piston 57 repousse vers le bas*la came 59 du cliquet 26, est transmise au boulon par les dents

50b, 52b des mâchoires 50, 52 respectivement. Ces mfchoires sont appli-

quées avec force radialement, vers l'intérieur, sur le boulon 10a, en

premier lieu par l'action du cylindre 58 et cette action initiale de ser-

rage est ensuite accrue par le couple produit par le vérin 26.

Lorsque le cliquet 22, le carter 12 et les mâchoires 50, 52 sont bloquées sur le boulon 10a, ils tourneront tous ensemble et les mâchoires 50, 52 seront diamétralement opposées l'une à l'autres La détente du piston 25 entraîne par conséquent la rotation

du boulon O10a en sens inverse des aiguilles d'une montre comme le repré-

sente la flèche 10c (figure 6)o La rotation du boulon 10a entrafne avec elle celle du carter 12. Les deux tournent d'un angle dépendant de la course de la tige 25 de l'organe d'entrafnement 260 Après avoir fait tourner complètement le boulon 10a, on ramène

les tiges 25 et 57 des vérins 26 et 58 respectivement en position complè-

tement rétractée, terminant ainsi un cycle complet de serrage, et la clé

12 est alors praete pour un nouveau cycle de fonctionnement.

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-7 - R E V E N D I AI C AT I0 i S 1 À - Ensemble à clé motrice (20) pour entra ner en rotation un élément allongé (10), cet ensemble comprenant une clé (12) comportant une cavité (29) pour entourer sans serrage ledit élément allongé, un cliquet (22) relié de manière pivotante à ladite clé,

ce cliquet ayant une extrémité extérieure (23) s'étendant à i'exté-

rieur de ladite clé et une extrémité intérieure (23a) s'étendant à travers ladite clé dans ladite cavité, cet ensemble à clé étant

caractérisé en ce qu'une prenière mâchoire (50) est disposée axia-

lement dans ladite cavité entre l'extréDité intérieure dudit cli-

quet et une partie dudit élément allonge, une deuxième rtmchoire (52) est disposée axialement dans ladite cavité entre ladite clé et une partie opposée dudit élément allongé, un organe de serrage (58) est monté sur ladite clé, cet organe de serrage comportant un piston (57) qui, dans sa course motrice, repousse ledit cliquet sans y être relié, pour entraPner sa rotation dans une direction telle que lesdites mPchoires, ladite clé et ledit cliquet serrent avec force ledit élément allongé et un organe d'entralnement de la clé (26) est accouplé à l'extrmité extérieure dudit cliquet pour faire tourner la clé serrée, entraînant ainsi en rotation ledit

élément allongé.

2, - Ensemble à clé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: ladite première m choire comporte une face dentée f50a) pour serrer avec force une partie dudit élément allongé, - ladite seconde mechoire a une face dentée (52a) pour serrer avec force une partie diamétralement opposée dudit élément allongé, et - ladite première mfchoire se trouve disposée de manière à avoir un déplacement latéral limité à l'intérieur de la cavité afin de dégager les mcchnoires dudit élément allongé pour permettre à la clé d'$tre montée sur ou dégagée de cet élément allongéo 3. - 4. -

50 -

Ensemble à clé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit cliquet comporte au moins trois plaques latérales parallèles (22a-22c) en engagement fonctionnel avec ladite mfchoire

et en ce que la clé comporte au moins trois évidements complémen-

taires (12a-12c) pour y loger de manière amovible lesdites plaques.

Ensemble à clé selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que ladite cavité comporte un épaulement formant

butée (29a) afin de limiter le mouvement de ladite première mf-

choire dans ladite cavitéo Ensemble à clé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mouvement de ladite seconde mâchoire se trouve limité dans une direction parallèle à l'axe dudit élément allongéo