FR2682727A1 - Objet manufacture, organe de fixation et outil pour systeme d'entrainement. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un objet manufacturé pour système d'entraînement. Elle se rapporte à un organe qui comporte un corps ayant une partie délimitée par une première série de surfaces courbes et une seconde série de surfaces courbes. Chaque surface courbe (34 ou 36; 38 ou 40) de la première et de la seconde série est elliptique et est engendrée autour d'un point central, et toutes les surfaces à courbure elliptique (34 ou 38) de la première série sont engendrées par des ellipses ayant pratiquement la même dimension alors que toutes les surfaces à courbure elliptique (36 ou 40) de la seconde série sont engendrées par des ellipses de mêmes dimensions. Application aux systèmes d'entraînement de vis.

Description

La présente invention concerne un ensemble perfec-

tionné d'entraînement, comportant un premier élément qui applique un couple d'entraînement à un second élément, par exemple une combinaison d'un organe fileté de fixation et d'un organe d'entraînement. Les réalisateurs et ingénieurs ont mis au point diverses configurations d'ensembles d'entraînement qui transmettent un couple Ces ensembles d'entraînement peuvent être utilisés dans divers types d'applications dans lesquelles il est souhaitable de transmettre un couple d'un élément à un autre Une application particulière pour laquelle l'invention a été mise au point à l'origine et que

concerne la description suivante, est l'entraînement des

organes filetés de fixation, tels que les vis et les

boulons.

La technique antérieure regorge de diverses formes et réalisations d'ensembles d'entraînement dans lesquels un élément a une cavité et l'autre une saillie de forme complémentaire destinée à pénétrer dans la cavité A cet égard, l'organe ayant la cavité ou celui ayant la saillie peut constituer l'outil d'entraînement et, de manière correspondante, l'organe mené peut avoir une cavité ou une saillie de forme complémentaire Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 2 397 216 de Stellin décrit de nombreuses configurations d'ensembles d'entraînement On peut aussi se référer au brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 584 667 qui représente un ensemble d'entraînement qui

est très utilisé dans les industries automobile, aérospa-

tiale et de l'électroménager et qui est commercialisé sous

la marque de fabrique "Torx" En outre, il existe évidem-

ment d'autres ensembles bien connus d'entraînement de type hexagonal ainsi que des ensembles d'entraînement de type

cruciforme, par exemple l'ensemble de type "Phillips".

Enfin, il existe des ensembles qui utilisent diverses configurations à cannelures, dans une certaine mesure d'une manière analogue à l'ensemble d'entraînement précité "Torx" Des exemples représentatifs d'ensembles du type à

cannelures figurent dans les brevets des Etats-Unis d'Amé-

rique no 3 888 480 de Herman G Muenchinger, 2 803 092 de J.R Richer, 2 969 250 de F R Kull, et 4 006 660 de Yamamoto et al. Les divers ensembles d'entraînement de la technique antérieure ont été réalisés pour la transmission de forces créées pendant l'entraînement de l'organe de fixation A cet égard, une analyse vectorielle des forces créées montre

qu'une composante de la force appliquée est dirigée radia-

lement vers l'extérieur alors qu'une seconde composante est dirigée tangentiellement Seule la composante tangentielle de la force appliquée est utilisée pour l'entraînement ou la rotation de l'organe de fixation, c'est-à-dire est transformée en un couple d'entraînement Dans la technique,

les réalisateurs se réfèrent souvent à l"'angle d'entraîne-

ment" de l'ensemble qui est l'angle formé par une tangente au point de contact de l'organe d'entraînement au point d'application et une radiale passant par l'organe de fixation ou l'outil d'entraînement lui-même De manière générale, plus l'"angle d'entraînement" est faible et plus l'ensemble d'entraînement est efficace, car cet "angle d'entraînement" détermine l'amplitude de la force appliquée

qui est dirigée tangentiellement et qui est ainsi trans-

formée en couple d'entraînement En outre, on a constaté que, lorsque l'angle d'entraînement dépassait une certaine valeur, telle que 60 par exemple, la perte du couple était

excessive Ainsi, la plus grande partie de la force appli-

quée est dirigée radialement et n'a qu'une petite compo-

sante tangentielle Cette situation doit être évitée, car une composante radiale excessivement grande peut détériorer de façon importante l'élément de l'ensemble d'entraînement

qui comporte la cavité.

Les ensembles de la technique antérieure comprenant des cannelures de configuration relativement carrée, donnent un faible angle d'entraînement, inférieur ou égal à

zéro, c'est-à-dire un angle négatif ou nul Ces réalisa-

tions ne se sont pas révélées cependant commodes ni à l'utilisation ni à la fabrication Ces types d'ensembles d'entraînement présentent des difficultés et un coût élevé de fabrication et nécessitent souvent des opérations spéciales d'usinage Surtout, les coins carrés constituent des emplacements de concentration de contrainte qui peuvent provoquer une défaillance par fatigue après de longues périodes d'utilisation Les ensembles d'entraînement à

cannelures, qui utilisent des surfaces de courbures oppo-

sées uniformément déployées sur 360 sur les éléments pour la formation d'une série de lobes et de rainures qui alternent, résolvent certains des problèmes posés par les ensembles à cannelures carrées précités, mais ne permettent

pas l'obtention en général d'un faible angle d'entraîne-

ment, c'est-à-dire inférieur à cinq degrés Ainsi, lors de l'application d'un couple extrêmement élevé, une composante radiale peut être créée et peut provoquer une rupture de la cavité ou une tendance au cisaillement ou à l'entraînement

des configurations des lobes.

Les problèmes posés par les réalisations à canne-

lures de la technique antérieure ont été résolus en grande partie par l'ensemble d'entraînement "Torx" décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 584 667 Cet ensemble d'entraînement utilise une configuration hexagonale à lobes mettant en oeuvre des surfaces courbes complémentaires destinées à donner des angles d'entraînement compris entre et 20 Bien que l'ensemble d'entraînement de marque de fabrique "Torx" ait constitué un progrès dans la technique et se soit révélé extrêmement avantageux et satisfaisant pendant l'utilisation, certains aspects de cet ensemble peuvent encore être perfectionnés Par exemple, comme les tolérances de fabrication varient à la suite de l'usure de l'outil ou à la suite d'autres variations de dimension des

outils de mise en forme des surfaces de l'organe d'entraî-

nement et de l'organe de fixation, l'emplacement de contact entre l'organe d'entraînement et l'organe de fixation se déplace vers l'intérieur ou vers l'extérieur le long de

surfaces courbes et l'angle d'entraînement varie.

En outre, lorsque le point de contact se déplace radialement vers l'extérieur, la résistance mécanique de l'outil de l'entraînement ou de la mèche est réduite Plus précisément, la résistance mécanique des lobes de l'outil de l'entraînement est directement liée à la section axiale du lobe au point de contact On peut noter que, dans un outil d'entraînement de ce type connu, représenté sur la figure 8, lorsque le point de contact se déplace vers l'extérieur, la section axiale formée dans le lobe au point

de contact diminue et provoque une réduction de la résis-

tance mécanique de la mèche, c'est-à-dire de l'aptitude des outils à transmettre des couples de valeur élevée sans cisaillement ou défaillance des lobes Comme l'indique

clairement la description qui suit, dans la réalisation

selon l'invention, le point de contact reste relativement constant Ainsi, les variations ou tolérances au cours de la fabrication des éléments de l'organe d'entraînement n'ont pas d'effets réels ou nuisibles sur la résistance

mécanique de la mèche.

En outre, dans le cas des dimensions extrêmement petites, les lobes de l'organe de fixation ou de l'organe

d'entraînement ont tendance à se déformer dans les condi-

tions de fonctionnement En outre, lorsque l'organe de fixation a une cavité ou une douille interne et l'organe

d'entraînement est un organe mâle de l'ensemble d'entraîne-

ment, il n'est pas toujours possible d'obtenir une résis-

tance mécanique suffisante de l'organe d'entraînement pour

une utilisation de longue durée.

La présente invention est un perfectionnement des ensembles d'entraînement de la technique antérieure, telle que décrite précédemment, et surtout elle constitue un perfectionnement des progrès de la technique représentée par l'ensemble d'entraînement "Torx" objet du brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 584 667 Plus précisément,

l'invention concerne une configuration d'ensemble d'entraî-

nement pour système de transmission de couple à deux éléments, dans laquelle les surfaces menante et menée sont formées par une première série de surfaces à courbure elliptique qui alternent avec une seconde série de surfaces à courbure elliptique Une série de surfaces à courbure elliptique, la première ou la seconde, est convexe alors que l'autre série de surfaces est concave Les surfaces concaves et convexes à courbure elliptique qui alternent se raccordent progressivement et tangentiellement en formant une série de lobes et de rainures qui alternent Les lobes et les rainures ont une courbure elliptique en coupe De préférence, les centres des lobes de courbure elliptique et, de manière correspondante, les centres des rainures de courbure elliptique sont placés aux sommets d'hexagones réguliers, bien que les hexagones soient différents étant

donné l'alternance des différents éléments.

Il faut noter que, comme l'indiquent les dessins, l'un des éléments de l'ensemble d'entraînement a une cavité

et l'autre une configuration externe de forme complémen-

taire Il faut noter que, du fait des tolérances de fabri-

cation et de la nécessité de la présence d'un petit espace pour la mise en coopération de l'organe externe ou en saillie avec la cavité, la configuration de l'élément mâle ou la configuration externe varie légèrement par rapport à

celle de l'élément à douille ou à configuration interne.

Plus précisément, bien qu'il soit préférable que l'élément à cavité ou configuration interne possède des rainures et des lobes délimités par des configurations d'ellipses de dimensions correspondantes, ceci n'est pas possible pour l'organe externe Plus précisément, pour que l'organe à configuration externe se loge dans l'élément évidé, il est nécessaire que les lobes externes aient une dimension un peu inférieure aux rainures internes de l'organe évidé et, de manière correspondante, les rainures externes doivent avoir une plus grande dimension que les lobes internes de l'élément évidé Ceci est dû au fait que les lobes externes

se logent dans les rainures internes et, de manière corres-

pondante, que les lobes internes se logent dans les rai-

nures externes Ainsi, bien qu'il soit possible de conserver les lobes et rainures à configuration elliptique sur l'un des éléments (c'est-à-dire la douille ou l'organe à configuration externe) avec une configuration elliptique

relativement uniforme ou identique, ceci n'est pas réali-

sable en pratique pour les deux éléments Ainsi, bien que

la description qui suive utilise l'expression "configura-

tion analogue" ou une expression équivalente, il faut noter que les tolérances de fabrication et différences doivent

être prises en considération afin que l'organe à configu-

ration externe puisse être logé dans la douille ou cavité correspondante, ou que l'outil à douille puisse être mis en coopération sur une tête d'entraînement à configuration externe. La configuration elliptique de la présente invention

donne des résultats imprévus et perfectionnés, pas seule-

ment pour l'obtention d'un angle d'entraînement extrêmement faible, de l'ordre d'une valeur comprise entre -2,5 et + 2,50, mais aussi parce qu'on a constaté que la variation

des tolérances de la configuration elliptique selon l'in-

vention ne donnait pas de variations importantes des points de contact des éléments formés par l'organe de fixation et l'outil d'entraînement Ainsi, non seulement le point de contact reste relativement constant, malgré les variations des tolérances, mais en outre l'angle d'entraînement reste compris dans une plage relativement étroite voisine de zéro degré, comme indiqué précédemment Il est aussi important

de noter que la configuration elliptique permet l'utilisa-

tion d'un organe à configuration externe de résistance

mécanique accrue par rapport aux autres ensembles d'entraî-

nement à cannelures du type décrit précédemment Enfin, grâce à l'utilisation d'un angle d'entraînement extrêmement faible, la profondeur de contact entre les lobes et les rainures des éléments respectifs à configurations interne et externe peut être réduite si bien que de plus grande forces d'entraînement peuvent être appliquées avec des outils et des têtes d'entraînement plus petites, comme

l'indique clairement la description qui suit De plus, on

pense que, du fait du rendement élevé de l'ensemble pour la

transformation de la force appliquée en un couple d'entraî-

nement, la profondeur de pénétration ou la longueur de contact axial de l'organe d'entraînement avec la cavité est réduite par rapport aux réalisations de la technique antérieure, si bien que des éléments plus petits peuvent être réalisés et nécessitent moins de métal ou de matière première au cours de la fabrication de tous les éléments de

l'ensemble d'entraînement.

La présente invention a donc essentiellement pour

objet la réalisation d'un ensemble perfectionné d'entraîne-

ment ou d'accouplement, ainsi que des réalisations d'outil-

lage pour la réalisation de ces ensembles, qui peuvent être fabriqués par mise en oeuvre de la technologie actuelle,

sans dépenses excessives et qui a une efficacité extrême-

ment grande pour la transformation d'une force appliquée en un couple d'entraînement L'invention concerne aussi un

ensemble perfectionné d'entraînement d'un organe de fixa-

tion qui permet l'entraînement de l'organe de fixation avec

l'outillage de la technique antérieure le cas échéant.

Les dessins représentent un mode de réalisation

préféré de l'invention dans lequel l'ensemble d'entraîne-

ment à lobes elliptiques est utilisé avec une combinaison d'un organe de fixation et d'un organe d'entraînement En outre, ces dessins représentent la disposition géométrique fondamentale ou globale grâce à laquelle une configuration à courbure elliptique est utilisée pour la création d'un

ensemble à six lobes Cependant, l'invention n'est nulle-

ment limitée au mode de réalisation représenté sur les dessins, car l'ensemble d'entraînement convient à des applications autres que les organes de fixation, et à une configuration à lobes autre que la configuration à six lobes.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un organe

de fixation et d'un outil d'entraînement ayant une configu-

ration de l'ensemble d'entraînement de la présente invention; la figure 2 est une vue en élévation de l'organe de fixation et de l'organe d'entraînement de la figure 1, l'organe de fixation étant représenté en coupe;

la figure 3 est une coupe représentant la coopéra-

tion d'un organe d'entraînement avec une cavité d'un organe de fixation, les surfaces menante et menée des éléments respectifs ayant une configuration réalisée selon l'invention;

la figure 4 est un schéma représentant la configura-

tion ou la forme géométrique d'une réalisation préférée de cavité interne, avec des relations dimensionnelles; la figure 5 est une partie du schéma de la figure 4, agrandie par raison de clarté et pour simplifier la discussion; la figure 6 est un schéma analogue à la figure 5, représentant la configuration ou disposition géométrique globale de l'ellipse de la configuration elliptique des lobes et des rainures de l'élément à configuration interne ou organe de fixation du mode de réalisation des figures 1 et 2; la figure 7 est analogue à la figure 6 et représente la configuration elliptique des rainures et des lobes de l'élément à configuration externe, c'est-à-dire l'organe d'entraînement des figures 1 et 2; la figure 8 est une vue analogue à la figure 2, mais

elle montre comment un organe d'entraînement de la tech-

nique antérieure peut être utilisé avec un organe de fixation ayant une cavité réalisée selon l'invention; la figure 9 est une vue en plan d'un outillage sous forme d'un poinçon destiné à la formation des surfaces d'entraînement à configuration interne selon l'invention,

c'est-à-dire la cavité ou la douille de l'organe de fixa-

tion de la figure 1; la figure 10 est une vue de bout du poinçon de la figure 9; la figure 11 est une coupe montrant comment le poinçon de la figure 9 est utilisé avec un autre outillage pour la formation de la cavité d'entraînement d'un organe de fixation; la figure 12 est une vue en élévation latérale d'un organe de fixation ayant des surfaces d'entraînement à configuration externe selon l'invention;

la figure 13 est une vue de bout d'organe de fixa-

tion de la figure 12; la figure 14 est une vue en élévation latérale d'un écrou ayant des surfaces d'entraînement à configuration externe selon la présente invention; la figure 15 est une vue de bout de l'écrou de la figure 14; la figure 16 représente un organe de fixation ayant une configuration d'entraînement externe selon l'invention

en trait plein, et une douille complémentaire à configura-

tion interne, représentée en coupe; la figure 17 est une vue en élévation, en coupe

partielle, d'un outillage sous forme d'un poinçon d'extru-

sion destiné à former la configuration externe des éléments de l'ensemble d'entraînement selon la présente invention; la figure 18 est une vue en élévation latérale, en coupe partielle, d'un organe de fixation constituant un ensemble menant et d'un ensemble d'accouplement de l'organe de fixation et de l'élément formant l'outil d'entraînement; la figure 19 est une vue analogue aux figures 6 et 7 mais elle représente la configuration géométrique d'une douille qui peut être utilisée avec un organe de fixation

ou analogue ayant une surface d'entraînement à configura-

tion externe formée avec une surface à courbure elliptique créée à partir d'ellipses uniformes analogues; la figure 20 est une vue partielle en élévation latérale d'un outil d'entraînement de type sphérique, mettant en oeuvre l'ensemble d'entraînement à courbure elliptique de l'invention;

la figure 21 est une vue de bout de l'organe d'en-

traînement du type sphérique de la figure 20; et la figure 22 est une vue analogue à la figure 15, représentant une variante de configuration géométrique d'un ensemble d'entraînement à lobes, dans lequel les ellipses sont égales, mais ont des centres placés sur des cercles de

rayons différents.

Les figures 1 à 7 représentent un mode de réalisa-

tion préféré de la présente invention, et on décrit celle-

ci essentiellement en référence à ces figures Les figures 9 à 20 représentent d'autres modes de réalisation qui

mettent aussi en oeuvre le principe fondamental de l'inven-

tion Après la description détaillée du mode de réalisation

préféré qui suit, une discussion concerne les autres modes de réalisation de l'invention ainsi que d'autres variantes de l'invention qui ne sont pas représentées mais qui apparaîtront à l'homme du métier une fois connu le principe de l'invention En outre, comme indiqué précédemment, on

décrit l'invention en référence à un ensemble d'entraîne-

ment d'un organe de fixation Il faut cependant noter que l'invention peut être utilisée dans toute application de

transmission d'un couple, dans laquelle un ensemble d'en-

traînement est utilisé pour la transmission d'un couple à

un ensemble mené de forme complémentaire.

Les figures 1 à 7 représentent une application particulière de l'ensemble à organe de fixation et outil d'entraînement, dans laquelle l'outil d'entraînement a une

cavité ou douille dont la configuration interne est réali-

sée selon les principes de l'invention, alors que l'élément

externe de forme complémentaire constitue un outil d'en-

traînement Les hommes du métier peuvent facilement se rendre compte, comme l'indiquent les figures 2 à 17, que cette situation peut être inversée car l'organe de fixation peut avoir une configuration externe selon l'invention et il l'outil d'entraînement peut être un élément du type à

douille ayant une configuration interne complémentaire.

On se réfère d'abord aux figures 1 et 2; elles représentent un ensemble comprenant un organe de fixation et un outil d'entraînement selon l'invention L'organe de fixation porte la référence générale 20 et il comprend une tige allongée 22 ayant un filetage 24 Une extrémité de l'organe 20 de fixation a une partie élargie ou de tête 26 ayant une cavité ou douille 28 d'entraînement Un outil 30 d'entraînement est aussi représenté et possède une partie 32 d'extrémité dont la configuration est complémentaire de celle de la douille 28 et qui peut ainsi coopérer avec elle afin que l'outil puisse appliquer les forces d'entraînement à l'organe de fixation 20 La cavité ou douille 28 a une configuration interne délimitée par une série de lobes 34 à courbure elliptique et de rainures 36 à courbure elliptique qui alternent Les lobes 34 sont dirigés radialement vers l'intérieur alors que les rainures 36 sont formées en sens

opposé, si bien que la "configuration interne" de l'en-

semble d'entraînement selon l'invention est ainsi déli-

mitée Les rainures 36 et les lobes 34 sont régulièrement espacés à la circonférence de la paroi de la douille et,

dans le mode de réalisation représenté, les séries com-

portent six lobes 34 et six rainures 36.

L'outil 30 d'entraînement a une forme complémentaire mais pas parfaitement identique, car la partie d'extrémité ou bout 32 d'entraînement a une configuration externe

formant une série de lobes externes 38 à courbure ellip-

tique, dirigés vers l'extérieur, et deux rainures 40 à courbure elliptique, de sens opposé Comme l'indique la

description relative aux figures 3 à 7, pour que la partie

32 d'extrémité de l'outil puisse se loger facilement dans

la douille 26 tout en étant en coopération efficace d'en-

traînement, les rainures et lobes du bout 32 doivent avoir des dimensions permettant un ajustement avec du jeu En

outre, pour que la coopération d'entraînement et la profon-

deur de coopération voulues soient obtenues entre les lobes et les rainures complémentaires, la configuration du bout doit être légèrement modifiée afin que les lobes 38 se logent dans les rainures 36 de la cavité d'une manière suffisante, et, de manière correspondante, les lobes 34 de la cavité se logent dans les rainures 40 de l'outil d'en- traînement afin qu'une profondeur voulue de coopération

soit obtenue entre les rainures et lobes correspondants.

Cette profondeur de coopération est indiquée sur la figure 3 par la référence 35 Ainsi, bien que les rainures et les lobes de l'outil d'entraînement soient complémentaires de la configuration interne de la douille 28, en pratique, leurs formes ne peuvent pas être identiques, et les ellipses qui délimitent la configuration des lobes 38 et

des rainures 40 ne peuvent pas être égales ou uniformes.

La figure 3 représente la partie 32 d'extrémité de l'outil d'entraînement se logeant dans la douille 28 Comme on peut le noter, les lobes 38 de l'organe d'entraînement se logent dans les rainures 36 de la configuration interne de la douille 28 De manière correspondante, les lobes 34 de la configuration interne de la douille 28 se logent dans

les rainures 40 de la partie d'extrémité de l'outil d'en-

traînement La profondeur de coopération des lobes et des rainures est indiquée par la référence 35 Dans les deux cas, un certain degré d'espacement est présent Ainsi, lors de la rotation de l'outil 30, les lobes 38 de celui-ci sont au contact des lobes 34 de la configuration interne de la

douille à l'emplacement 42, si bien qu'une force d'entraî-

nement est appliquée à l'organe 20 de fixation La droite est tangente aux surfaces elliptiques à l'emplacement de

contact 42, comme décrit dans la suite.

Comme indiqué précédemment, il est souhaitable qu'un ensemble d'entraînement d'un organe de fixation ait un angle d'entraînement relativement faible A cet égard, l'angle d'entraînement est en fait la mesure du rendement de l'ensemble d'entraînement Si l'angle d'entraînement est nul ou proche d'une valeur nulle, comme dans le cas de l'invention, l'ensemble est très efficace et pratiquement toute la force appliquée est dirigée perpendiculairement à une droite disposée suivant le rayon de l'élément et, ainsi, toute la force appliquée est transformée en un

couple d'entraînement D'autre part, si l'angle d'entraîne-

ment est nettement supérieur à zéro ou est négatif, seule une partie ou composante de la force appliquée est dirigée perpendiculairement à une droite radiale et est transformée en un couple d'entraînement Une composante ou partie supplémentaire de la force appliquée est dirigée soit radialement vers l'extérieur dans le cas d'un angle positif d'entraînement, soit radialement vers l'intérieur dans le cas d'un angle négatif d'entraînement, et n'a aucune utilité pour l'entraînement d'un organe de fixation et a même un effet nuisible Comme on peut le noter, il est souhaitable que la composante radiale garde une valeur minimale, si bien que la plus grande partie de la force appliquée se transforme en un couple d'entraînement Un angle d'entraînement excessivement positif est tout à fait indésirable, car il provoque l'apparition d'une composante importante dirigée radialement vers l'extérieur et qui applique des contraintes indésirables à la douille et peut provoquer une défaillance par fatigue ou un glissement pendant l'entraînement Des forces dirigées radialement vers l'intérieur peuvent être tolérées de manière plus

importante que des forces dirigées radialement vers l'exté-

rieur, mais, pour que le rendement reste maximal, il est souhaitable que l'angle d'entraînement soit nul ou aussi proche qu'un angle nul, compte tenu des tolérances de fabrication, afin que la totalité de la force appliquée soit dirigée perpendiculairement à une droite radiale et

soit ainsi transformée en un couple d'entraînement.

L'expression "angle d'entraînement" est essentiel-

lement une expression technique définissant normalement l'angle formé par l'intersection d'une droite radiale et d'une droite tangente au point de contact sur l'organe d'entraînement On peut se référer à la figure 8 à cet égard. Il faut noter que, lorsque l'angle d'entraînement est nul, il n'existe pas d'intersection entre la droite

tangentielle et la droite radiale, car ces droites sont parallèles ou confondues, ceci étant la situation repré-5 sentée sur la figure 3 Ainsi, la droite 50 qui est tan-

gente au point de contact 42 de la surface des lobes 38 se trouve aussi sur une radiale ou correspond à une radiale passant par le centre de la douille, si bien que toute la force appliquée, comme indiqué par laréférence 54, est dirigée perpendiculairement à la droite radiale 50 et est

donc transformée entièrement en un couple d'entraînement.

On peut mieux comprendre ce principe de l'"angle d'entraî-

nement" dans l'ensemble d'entraînement dont l'angle d'en-

traînement est supérieur à zéro comme représenté sur la

figure 8.

La figure 8 représente une disposition dans laquelle un organe 30 ' d'entraînement de la technique antérieure est utilisé pour coopérer avec une douille 28 formée avec des lobes 34 et des rainures 36 de courbure elliptique selon l'invention A cet égard, l'organe d'entraînement, portant

la référence 30 ', a la configuration de l'ensemble clas-

sique d'entraînement de marque "Torx" et comprend plusieurs lobes 38 ' d'entraînement qui coopèrent avec les lobes elliptiques 34 de la cavité interne à un emplacement 42 ' A cet égard, une droite 50 ' qui est tangente au point 42 ' recoupe une radiale 52 et forme un angle d'entraînement

alpha 1 Cet angle alpha 1 un est l'angle classique d'entrai-

nement et est approximativement compris entre 10 et 200,

lors de l'utilisation de l'organe d'entraînement 30 '.

L'angle d'entraînement peut aussi être mesuré par analyse vectorielle de la force appliquée 54 A cet égard, la force

54 appliquée aux lobes 34 à l'emplacement 42 ' est perpen-

diculaire à la tangente 50 ' La force 54 peut être divisée en sa composante radiale 58 et la composante 60 qui est dirigée perpendiculairement à la radiale 56 Le véritable angle d'entraînement est ainsi l'angle alpha 2 formé par le vecteur force 54 et le vecteur tangent 60 Cet angle est à peu près égal à l'angle alpha 1 En outre, il faut noter qu'un troisième angle, appelé alpha 3, est formé par la tangente 50 ' et la radiale 56 à l'emplacement de contact ou de tangente 42 ' Cet angle alpha 3 est égal à l'angle alpha 2 et lui correspond et cet angle alpha 3 est donc aussi une

mesure de l'angle d'entraînement de l'ensemble.

On se réfère à la figure 3; la radiale 50 est tangente aux surfaces elliptiques qui délimitent le lobe interne 34 et la rainure adjacente 36 comme l'indique clairement la figure 5 On peut ainsi noter que la force 54 était appliquée perpendiculairement à la radiale 50 et que l'angle d'entraînement est nul Il faut en outre noter, d'après l'analyse qui précède, que, lorsque la tangente au point de contact passe par le centre axial de l'élément, l'angle d'entraînement est nul, et la totalité de la force

appliquée est transformée en un couple d'entraînement.

Il existe de nombreuses réalisations de la technique

antérieure qui permettent l'obtention d'un angle d'entraî-

nement égal à zéro degré Ces réalisations sont cependant du type à cannelures dans lesquelles les cannelures sont formées avec des coins aigus ou carrés Comme décrit précédemment, l'utilisation des coins aigus ou carrés est

indésirable La présente invention constitue un perfection-

nement de la technique antérieure car elle permet l'obten-

tion d'un angle d'entraînement nul avec une configuration courbe. Comme décrit plus en détail dans la suite, les divers lobes et rainures des surfaces d'entraînement réalisées selon l'invention sont formées ou délimités par

une série de surfaces à courbure elliptique Plus précisé-

ment, une première série de surfaces à courbure elliptique sont réalisées alors qu'une seconde série de surfaces à courbure elliptique alternent avec les premières et ont une disposition opposée, les surfaces à courbure elliptique se

raccordant de façon générale tangentiellement et réguliè-

rement Ainsi, une première série des surfaces courbes a une forme convexe alors que l'autre a une forme concave, si bien que les rainures 36 et lobes 34 internes et les lobes

38 et rainures 40 externes qui alternent sont délimités comme représenté sur les dessins décrits jusqu'à présent.

On décrit maintenant plus en détail, en référence aux 5 figures 4 à 7, la configuration géométrique ou les particu-

larités des configurations elliptiques qui forment les

surfaces à courbure elliptique.

On considère initialement les figures 4 à 6 qui représentent schématiquement la configuration géométrique utilisée pour la délimitation des surfaces à courbure elliptique de la cavité 28 de la douille qui sont disposées

vers l'intérieur dans l'ensemble d'entraînement de l'inven-

tion La figure 4 est un schéma de la configuration interne complète de la cavité 28, et la figure 5 un agrandissement de sa partie supérieure Sur cette figure, divers traits

interrompus représentent les tolérances et d'autres confi-

gurations elliptiques des surfaces La figure 6 est ana-

logue à la figure 5, mais sans les traits interrompus et

seuls les lobes 34 et les rainures 36 sont représentés.

La figure 4 représente la configuration géométrique

de la partie évidée ou cavité 28 de l'ensemble d'entraîne-

ment d'organe de fixation qui délimite les lobes et rai-

nures 34 et 36 à courbure elliptique qui alternent On peut noter que chaque lobe et chaque rainure est formé de façon générale avec une configuration elliptique ou en ellipse et que la partie de surface à courbure elliptique, représentée

en trait plein, se raccorde régulièrement et tangentiel-

lement à la surface elliptique adjacente du lobe ou de la rainure, sur ses côtés opposés Deux séries de surfaces elliptiques qui alternent donc réalisées La première série est délimitée par des ellipses qui portent les références et sont utilisées pour la création des lobes 34 La seconde série désignée par la référence 72 forme les

surfaces qui délimitent les rainures 36.

Une ellipse est définie de façon générale comme étant une courbe plane fermée engendrée par un point qui se déplace de manière que la somme de ces distances à deux

points fixes ou foyers est constante Les surfaces ellip-

tiques ont une surface correspondant étroitement à une

ellipse véritable peuvent aussi être engendrées par utili-

sation d'une paire d'arcs de cercle Ce procédé est souvent utilisé en mécanique et, bien que les surfaces résultantes ne soient pas de véritables surfaces elliptiques, elles sont satisfaisante en pratique Ainsi, dans le présent mémoire, les expressions "surfaces à courbure elliptique" ou "configuration elliptique" sont destinées à désigner non seulement des ellipses véritables, mais aussi des surfaces qui correspondent approximativement à une configuration elliptique Les ellipses elles-mêmes comportent de manière générale un centre ou centroide ainsi qu'un petit axe et un

grand axe Pour une meilleure compréhension de la configu-

ration géométrique de l'ellipse, on se réfère à la figure 6 Celle-ci représente les ellipses 70 et 72 et les lobes 34 et rainures 36 correspondants, à courbure elliptique, qui sont réalisés Cette figure indique aussi un point 74 constituant un axe central, correspondant à l'axe 74 de la cavité comme représenté sur la figure 4 Les centres et les ellipses 70 et 72 sont redésignés par les références 76 et 78 respectivement Chaque ellipse a un petit axe 70 ', 72 ' et un grand axe 70 ", 72 " Dans le mode de réalisation préféré représenté de l'invention, la cavité 28 est formée avec les lobes 34 et les rainures 36 engendrés par des

ellipses 70 et 72 qui ont pratiquement la même configura-

tion ou une configuration uniforme Ainsi, dans le mode de réalisation préféré représenté en trait plein, les petits axes 70 ' et 72 ' sont égaux, de même que les grands axes 70 " et 72 " Cette disposition relative ne s'applique pas évidemment à l'autre configuration indiquée en trait interrompu En outre, les centres 76 et 78 des ellipses respectives se trouvent sur la circonférence du même cercle 79 de la figure 4 Ainsi, les rayons 80 et 82 sont égaux, c'est-à-dire que la distance comprise entre le centre 74 et le centroïde l'ellipse 70 est égale à la distance comprise entre le centre 74 et le centroïde de l'ellipse 72 Les ellipses 70 et 72 se raccordent tangentiellement en un

point 42 qui correspond au point de contact.

Ainsi, le centroïde 76, 78 de la configuration elliptique respective 70, 72 se trouve à la circonférence d'un cercle 79 dont le rayon est la distance 80/82 En outre, comme représenté sur la figure 4, les centres de la configuration elliptique 72 se trouvent au sommet d'un

hexagone régulier, désigné de façon générale par la réfé-

rence 84 De manière correspondante, les centres 76 de la série de surfaces 70 formant les lobes 34 se trouvent aussi aux sommets d'un second hexagone régulier 86 A titre illustratif, on n'a représenté qu'une partie de l'hexagone

86, en trait interrompu.

On se réfère maintenant à la figure 5 qui est analogue à la figure 6 mais qui comprend, en plus des ellipses 70 et 72 qui délimitent les rainures 36 et lobes 34 à courbure elliptique, une série d'autres ellipses représentées en trait interrompu Comme indiqué, les ellipses 70 et 72 qui délimitent les surfaces 34 et 36 ont des configurations égales ou analogues Ainsi, les grands axes et les petits axes sont égaux La figure 5 représente en trait interrompu d'autres ensembles d'ellipses qui peuvent être engendrés autour des centroïdes 76 et 78 pour la formation de la configuration de lobes et de rainures à courbure elliptique interne Les grands axes et les petits axes des ellipses adjacentes qui alternent ne sont pas égaux, bien que les ellipses soient engendrées autour des mêmes centroïdes Ainsi, si l'une des configurations elliptiques représentées en trait interrompu sur la figure 5 doit être utilisée pour engendrer les surfaces qui délimitent les lobes 34 et les rainures 36 de la cavité 28 qui sont tournés vers l'intérieur, les rainures et les

lobes n'ont pas de configurations ou de dimensions égales.

Ainsi, à la place du lobe 34 et de la rainure 36 tournés vers l'intérieur et à courbure elliptique formés à partir des ellipses 70 et 72, on peut utiliser d'autres paires d'ellipses telles que 70 a et 72 a, 70 b et 72 b, 70 c et 72 c ou 70 d et 72 d par exemple A cet égard, les ellipses

a et 70 c sont plus grandes que la configuration ellip-

tique préférée 70 alors que les ellipses 70 b et 70 d sont de plus en plus petites La même remarque s'applique à la série d'ellipses complémentaires 72 car les ellipses 72 a et 72 c sont légèrement plus petites que l'ellipse préférée 72 alors que les ellipses correspondantes 72 b et 72 d sont plus grandes Il faut noter que la signification des diverses configurations elliptiques apparaîtra plus clairement à la

lecture de la description qui suit de la figure 5.

Les dispositions en trait interrompu des séries d'ellipses qui alternent sur la figure 5 sont schématiques car il faut noter qu'un nombre infini de séries d'ellipses peut être réalisé, suivant la valeur élémentaire séparant les diverses ellipses Les traits interrompus représentent aussi les tolérances de fabrication qui peuvent être rencontrées bien que les tolérances ne soient certainement pas aussi grandes que la variation représentée sur la figure et entrent probablement dans le dessin des ellipses

70 a et 70 b, ou 72 a et 72 b.

La caractéristique primordiale est constituée par le point de raccordement tangentiel des ellipses respectives d'une paire donnée telle que 70 a, 72 a On peut noter que les parties représentées en trait plein dans les ellipses 70 et 72, qui représentent les surfaces des lobes 34 et des rainures 36 à courbure elliptique respectivement, se

raccordent tangentiellement au point 42 De manière corres-

pondante, les séries d'ellipses 70 a et 72 a qui alternent et les surfaces hypothétiques formées par ces ellipses se raccordent régulièrement et tangentiellement au point 42 a, alors que les ellipses 70 b et 72 b se raccordent au point 42 b et, de manière correspondante, les séries d'ellipses c et 72 c ou 70 d et 72 d se raccordent tangentiellement au point 42 c ou 42 d Il faut noter que les points de tangence 42, 42, 42 b, 42 c-, 42 d se trouvent suivant un arc 90 qui apparaît plus clairement sur la figure 4 Ainsi, on peut

noter que, bien que des tolérances ou variations de dimen-

sions puissent être rencontrées au cours de la fabrication des éléments de l'ensemble d'entraînement, le point de tangence ou point de contact sur un outil d'entraînement ayant les surfaces à courbure elliptique résultante reste relativement constant en direction radiale Ainsi, les tolérances de fabrication qui peuvent être rencontrées

* n'affectent pas positivement l'angle résultant d'entraî-

nement de l'ensemble d'entraînement Ainsi, une fois données les tolérances qui peuvent être rencontrées, une tangente au point de raccordement tangentiel ( 42, 42 a, 42 b) reste encore orientée en direction radiale de manière générale, ou ne s'écarte que très peu de l'orientation radiale, de l'ordre de 2,50 pour les tolérances maximales de fabrication Il faut aussi noter que, comme le point de tangence qui correspond approximativement au point de contact sur l'outil d'entraînement ne se déplace pas radialement vers l'extérieur, la résistance mécanique de la mèche ou de l'outil n'est pas affectée par les tolérances

de fabrication Plus précisément, comme décrit précédem-

ment, comme les points de contact 42, 42 a, 42 b, etc se trouvent à la même position radiale, la surface d'une section axiale passant par les lobes 34 reste relativement constante quelles que soient les tolérances ou variations

rencontrées.

On se réfère à la figure 6 pour une meilleure compréhension de ces caractéristiques, les ellipses 70 b et

72 b qui alternent ayant été représentées en trait inter-

rompu partiel Ces ellipses se raccordent tangentiellement au point 42 b Une droite 94 est tangente à l'ellipse 70 b et 72 b au point 42 b, cette droite 94 recoupant une radiale 96 au point 42 b et formant un angle d'entraînement alpha 3 qui est légèrement supérieur à O' et qui est de l'ordre de 2,5 Ainsi, comme l'ellipse 70 b, 72 b correspond aux tolérances maximales de fabrication dans un sens, l'angle d'entraînement alpha 3 est la variation maximale par rapport à l'angle d'entraînement voulu de O Dans les réalisations de la technique antérieure, les variations des tolérances donnent un effet beaucoup plus important ou sévère car la variation de l'angle d'entraînement peut varier d'une manière plus importante avec la variation des tolérances. 5 Ainsi, on considère qu'il est manifeste que, quelles que soient les tolérances de fabrication qui peuvent être rencontrées, elles ne modifient pas de manière importante

l'angle d'entraînement obtenu avec l'ensemble d'entraîne-

ment à courbure elliptique de l'invention En outre, comme

décrit dans la suite et comme on peut le noter par compa-

raison des figures 3 et 8, l'ensemble selon l'invention permet la formation des lobes 38 à courbure elliptique, sur

l'organe d'entraînement 30, avec une section plus impor-

tante que celle de l'organe 30 ' d'entraînement de la technique antérieure, si bien que les lobes 38 sont plus

robustes que les lobes 38 '.

On se réfère maintenant à la figure 4 pour une meilleure appréciation de la configuration géométrique représentée sur la figure 5 et concernant l'arc 90, la figure 4 représentant le cercle complet 90 qui comprend l'arc On peut noter que le rayon de ce cercle 90 est à peu près égal à la moitié du rayon du cercle 79 sur lequel se trouvent les centres des diverses ellipses 70 et 72 Il

faut aussi noter que, étant donné que le mode de réalisa-

tion préféré a une configuration à six lobes, les cen-

troïdes respectifs sont décalés d'un angle à peu près égal

à 30 .

La configuration géométrique précitée, dans laquelle les ellipses 70 et 72 sont utilisées pour engendrer les surfaces des lobes 34 et 36, ont une configuration égale ou correspondante Il faut noter que la nature des ellipses 70 et 72 est déterminée dans une grande mesure par le rapport du petit axe 70 ' ( 72 ') de l'ellipse à son grand axe 70 " ( 72 "), car ce rapport détermine dans une grande mesure la profondeur des rainures 36 et, de manière correspondante, le degré d'allongement des lobes 34 dans les rainures 40 formées sur l'organe d'entraînement, c'est-à-dire la profondeur de contact 35 sur la figure 3 Comme l'indiquent les figures 4 et 6, le rapport du petit axe 70 ' au grand axe 70 " est d'environ 0,500 alors que les rapports, pour les ellipses 70 a, 70 b, 70 c et 70 d varient vers le haut et vers le bas suivant la configuration, comme on peut le noter sur la figure 5 Le rapport indiqué a été sélectionné empiriquement comme rapport qui non seulement donne un

faible angle d'entraînement, mais aussi assure la compati-

bilité avec l'organe 30 ' d'entraînement de la technique antérieure, tel que représenté sur la figure 8 En réalité, on a aussi déterminé empiriquement que, lorsque le rapport du petit axe 70 ' au grand axe 70 " était égal à 0,658, un angle d'entraînement égal à 0 était obtenu, pour toutes les plages de tolérances de fabrication, et que le centre du cercle 90 coïncidait avec le centre ou l'axe 74 Le rapport d'environ 0,500 a été choisi à titre de compromis, car ce rapport permet non seulement l'obtention d'un angle d'entraînement extrêmement faible, inférieur à 2,5 , mais aussi assure la compatibilité avec l'organe d'entraînement

30 ' de la technique antérieure "Torx" de la figure 8.

On considère maintenant les figures 3 et 7, en référence à l'organe 30 d'entraînement A cet égard, il

faut se rappeler, d'après la description qui précède, que

les rainures et lobes 36 et 34 à courbure elliptique de la disposition à configuration interne selon l'invention, comme décrit précédemment aux références aux figures 3 à 6, ont été construits à partir d'ellipses 70 et 72 ayant des configurations approximativement égales Il faut aussi noter sur la figure 3 qu'il est nécessaire que les lobes 38 à configuration externe de l'organe d'entraînement doivent être légèrement inférieurs aux rainures 36 de la douille 28 à configuration interne De manière correspondante, les

rainures 40 de l'organe d'entraînement doivent être légère-

ment plus grandes que les lobes 34 de la douille La configuration géométrique des ellipses qui engendrent les lobes externes 38 et des rainures correspondantes 40 est

représentée sur la figure 7.

Il est préférable que l'ellipse qui engendre le lobe externe 38 soit engendrée approximativement autour du même

centroïde 78 que celle qui engendre la rainure interne 36.

De manière correspondante, l'ellipse qui est utilisée pour engendrer la rainure externe 40 est engendrée approximati- vement autour du même centroïde 76 déjà utilisé pour engendrer le lobe interne 34 En pratique, les ellipses

représentées sur la figure 7 correspondent approximati-

vement à la paire d'ellipses 72 a et 70 a de la figure 5 Il faut noter à cet égard que la largeur du lobe externe 38 qui est déterminée par le grand axe 72 a" est inférieure à la largeur de la rainure 36 qui est déterminée par le grand axe 72 " D'autre part, le grand axe 70 a" qui engendre la rainure externe 40 est plus grand que le grand axe 70 " qui

engendre le lobe interne 34 Ainsi, un jeu de degré suffi-

sant est formé afin qu'il permette le contact du bout 32 de l'organe d'entraînement dans la douille 28, en assurant l'obtention d'un contact approximativement au point 42 qui est le point de raccordement tangentiel des surfaces à courbure elliptique respective lors de la rotation de l'organe d'entraînement afin que le lobe externe 38 de cet

organe soit au contact du lobe interne 34 de la cavité.

D'autres modes de réalisation de l'invention, ainsi qu'un outillage de fabrication des surfaces à configuration

interne et à configuration externe de l'ensemble d'entraî-

nement sont 1 'objet des figures restantes A cet égard, il faut noter que les figures 12 à 16 représentent une variante de l'invention dans laquelle l'organe de fixation a une surface d'entraînement à configuration externe Il

est préférable, bien que non absolument nécessaire, d'uti-

liser le principe des ellipses uniformes pour engendrer les rainures et lobes externes de l'organe de fixation comme décrit plus en détail dans le présent mémoire La douille

qui est utilisée pour l'entraînement des organes de fixa-

tion de type externe des figures 12 et 14 a alors des rainures internes et des lobes qui ont des dimensions permettant leur coopération, c'est-àdire que les lobes internes sont légèrement inférieurs aux lobes externes si bien qu'ils peuvent se loger dans les rainures externes correspondantes Les rainures internes correspondantes sont un peu plus grandes afin qu'elles logent les lobes externes. On considère d'abord les figures 9 à 11; la figure 9 représente un poinçon 100 qui peut être utilisé pour la fabrication de la configuration interne de l'ensemble d'entraînement selon l'invention Le poinçon 100 a une surface 102 d'extrémité de travail qui a la configuration indiquée sur la figure 10 Plus précisément, le poinçon

possède une série de lobes externes 104, disposés radiale-

ment et ayant une courbure elliptique, et une série corres-

pondante de rainures 106 à courbure elliptique qui

alternent avec les lobes.

La figure 11 montre comment le poinçon est utilisé pour la formation de la cavité 28 dans la tête 26 de l'organe 20 de fixation A cet égard, avant la formation du filetage 24 sur la tige 22, l'organe de fixation est placé dans un organe 108, 110 de montage en deux parties Le poinçon 100 est logé dans l'élément supérieur 108 de montage et coopère avec la cavité 28 qu'il réalise par

formage à froid dans la tête 26 de l'organe de fixation.

Pendant cette opération, la tête de l'organe 26 de fixation est aussi mise à sa configuration finale par les surfaces correspondantes des éléments d'outillage 108 et 110, comme représenté. La figure 12 illustre l'utilisation de l'invention dans un ensemble d'entraînement à configuration externe destiné à un organe de fixation Ce dernier est désigné par la référence 20 et possède une tige 22 sur laquelle est formé un filetage 24 La tête de l'organe de fixation, désignée de façon générale par la référence 26, au lieu de comporter la cavité 28 représentée sur la figure 2, possède une saillie 112 de configuration externe, représentée en

vue de bout sur la figure 13.

Les surfaces d'entraînement de la saillie 112 sont formées par une série de lobes externes 114 à courbure elliptique, disposés radialement et qui alternent avec des rainures 116 à courbure elliptique, de sens opposé Comme indiqué précédemment, dans le mode de réalisation des figures 12 et 13 ainsi que dans celui des figures 14 et 15, les lobes 114 et les rainures 116 à courbure elliptique sont engendrés par des ellipses qui sont approximativement égales ou de configuration correspondante Des épaulements inclinés 118 sont placés entre les lobes 114 et sont disposés de façon générale dans les rainures 116 Ces épaulements sont disposés depuis la périphérie externe de la saillie 112 et dépassent de façon générale en direction

axiale vers le haut et en direction radiale vers l'inté-

rieur et sont utilisés à supporter ou renforcer les lobes 114 L'étendue des épaulements 118 est un peu inférieure à

la moitié de la dimension axiale des lobes 114.

Les figures 14 et 15 représentent un écrou portant la référence générale 120, ayant une configuration externe selon l'invention L'écrou 120 comprend aussi un trou

interne 122 ayant un taraudage 124, de manière bien connue.

L'écrou 120 a une jupe conique 126 dont dépasse une saillie 112, analogue à celle qu'on a décrite en référence aux figures 12 et 13 La saillie 12 a une série de lobes et de rainures 114 et 116 qui alternent et qui ont une courbure elliptique selon l'invention, et sont réalisés à partir d'ellipses ayant des caractéristiques dimensionnelles

approximativement correspondantes.

La figure 16 est une coupe partielle représentant le contact d'un organe femelle 130 avec la saillie externe 112

de la figure 12 ou 14 La douille 130 a une surface corres-

pondante à configuration interne selon l'invention Ainsi, la surface interne de la douille 130 est délimitée par une série de lobes 132 et de rainures 134 à courbure elliptique qui alternent et qui sont destinés à coopérer avec des lobes 114 et des rainures 116 à courbure elliptique de la tête externe 112, avec des dimensions approximativement égales ou correspondantes Comme indiqué précédemment, les

lobes 132 et les rainures 134 ont une configuration permet-

tant leur mise en coopération Ainsi, le lobe 132 dirigé vers l'intérieur est légèrement plus petit que la rainure externe 116 et, de manière correspondante, la rainure interne 134 est légèrement plus grande que le lobe externe 114 Ainsi, bien que les rainures et les lobes 114 et 116 de la tête externe 112 aient une configuration tirée de configurations elliptiques approximativement égales, les lobes et rainures 132 et 134 de la surface interne de la douille 130 ont des configurations obtenues à partir

d'ellipses de configurations géométriques différentes.

Cette disposition est représentée sur la figure 19.

On considère maintenant la figure 19 qui représente en trait plein le lobe interne 132 et une rainure interne adjacente 134 Les ellipses dont sont formés le lobe 132 et la rainure 134 sont désignées par les références 72 b et b A cet égard, les ellipses 70 b et 72 b correspondent de façon générale aux ellipses indiquées en trait interrompu sur la figure 5 Il faut noter ainsi que le grand axe 72 b" de l'ellipse qui engendre la rainure 134 est plus grand que le grand axe 70 b" de l'ellipse qui est utilisée pour engendrer le lobe interne 132 Comme indiqué précédemment, ces dimensions sont nécessaires afin que la douille 130 puisse coopérer avec la saillie 112 qui a des lobes et des

rainures formés à partir d'ellipses égales.

La figure 17 représente un poinçon d'extrusion portant la référence générale 140 et qui peut être utilisé pour la réalisation de la saillie externe 112 sur l'organe de fixation de la figure 12 ou l'écrou de la figure 14 Le poinçon d'extrusion 140 a, à cet égard, une configuration interne formée d'une série de rainures et de lobes qui alternent, en sens opposé à celui de la saillie 112 La surface interne du poinçon 140 a une série de lobes 142 disposés radialement et dépassant vers l'intérieur et une série de rainures 144 qui alternent et qui sont utilisés pour la formation des lobes et des rainures 114, 116 sur la saillie 112 Pour que les rainures et les lobes 142 et 144 donnent la configuration voulue pour les lobes et rainures 114 et 116, ils doivent être engendrés approximativement par des ellipses de même configuration L'homme du métier peut facilement noter que, si un poinçon d'extrusion tel que le poinçon 140 est utilisé pour la réalisation d'un outil d'entraînement analogue à celui qui est représenté sur les figures 2 et 3, les lobes et rainures 142 et 144 doivent être ajustés afin que la configuration finale voulue pour le bout d'entraînement 32 soit obtenue A cet égard, les lobes et rainures 142 et 144 ne sont pas engen-

drés par des ellipses égales mais sont engendrés approxima-

tivement par des configurations elliptiques telles que

représentées de façon générale sur la figure 7.

La figure 18 représente un organe de fixation analogue à l'organe 20 de la figure 12 qui est entraîné par un outil 30 à l'aide d'un adaptateur 150 L'outil 30 ' a une partie 32 ' d'extrémité qui a des rainures et des lobes engendrés de préférence par des ellipses inégales d'une manière analogue au procédé utilisé pour l'outil 30 de la figure 2 La tête 112 d'entraînement est de préférence

réalisée suivant la description qui précède et qui concerne

la figure 12 alors que les lobes et rainures formés sur elle sont engendrés par des ellipses égales L'adaptateur 150 peut être utilisé pour la transmission d'un couple de l'outil d'entraînement 30 ' à l'organe 20 de fixation, bien que le bout 32 ' ait une configuration externe, comme la

tête 112 d'entraînement de l'organe de fixation 20 L'adap-

tateur a des extrémités opposées 152 et 154 en forme de douille Chaque extrémité a une configuration interne analogue à celle de la douille 130 et forme des rainures et rainures internes destinées à coopérer avec les rainures et

rainures de la configuration externe de l'organe d'entraî-

nement 32 ou avec la tête d'entraînement 112, selon le cas.

On considère maintenant les figures 20 et 21 qui

représentent une autre forme d'outil d'entraînement 30 '.

Contrairement à l'outil d'entraînement 30 dans lequel les rainures 38 et les lobes 40 à courbure elliptique sont parallèles de façon générale à l'axe d'outil d'entraînement et sont relativement rectilignes, l'outil 30 ' a une partie 32 ' de coopération avec l'organe de fixation dont la configuration est sphérique Les organes d'entraînement à

boule ou de type sphérique sont bien connus dans la tech-

nique et ils permettent l'entraînement d'un organe de

fixation sans que l'alignement axial de l'organe d'entraî-

nement et de l'organe de fixation soit nécessaire L'organe d'entraînement 30 ' selon l'invention de type sphérique a une série de lobes 38 ' et de rainures 40 ' de courbure elliptique placés à l'extérieur de la tête ou partie 32 ' d'extrémité d'entraînement Les lobes et rainures 38 ' et

' ont une construction correspondant à la même configura-

tion géométrique que l'organe 30 d'entraînement, car les

rainures 40 ' et les lobes 38 ' sont formés à partir d'el-

lipses inégales comme décrit en référence à l'outil 30 des figures 3 et 7 En outre, les lobes 38 ' et les rainures 40 ' ont une courbure dans la direction axiale, correspondant à

la surface externe sphérique de la partie 32 ' d'extrémité.

La figure 2 est une représentation schématique d'une variante de l'invention, et elle est analogue à la figure 4 Le mode de réalisation de la figure 20 diffère en ce que, alors que les ellipses 70 et 72 qui engendrent les lobes 34 et 36 sont égales, les rayons respectifs 80 et 82 au centre des ellipses ne sont pas égaux et se trouvent sur des cercles 79 ' et 79 " Le point de tangence 42 de ce mode de réalisation est légèrement déplacé radialement vers

l'extérieur le long des courbes elliptiques 70 et 72.

Ainsi, une tangente 50 " forme un angle d'entraînement alpha 4 avec la droite radiale 56, vers le point de tangence 42 L'angle d'entraînement alpha 4 est de l'ordre de 15 , 5 Ainsi, bien qu'il ne soit pas aussi efficace que le mode de réalisation des figures 1 à 7, celui de la figure 22 donne encore un angle d'entraînement aussi efficace que la technique antérieure, et donne une plus grande résistance de l'organe d'entraînement étant donné la plus

grande section des lobes de cet organe.

Il faut en outre noter que le déplacement du point

de contact 42 le long des ellipses 70, 72 affecte matériel-

lement l'angle d'entraînement Ce fait est utilisé pour bien montrer la signification de l'invention telle que

représentée sur la figure 5, car les variations des tolé-

rances ne provoquent pas un changement réel du point de contact ni de l'angle d'entraînement Il faut en outre noter que, bien que, dans le mode de réalisation de la

figure 22, les ellipses soient égales, des ellipses iné-

gales, telles que représentées sur la figure 5 en trait interrompu, peuvent aussi être utilisées En outre, bien que les ellipses 70 et 72 de tous les modes de réalisation

soient représentées avec des petits axes 72 ' et 70 ' dispo-

sés radialement, il est possible d'orienter une série d'ellipses ou les deux de manière que les grands axes 72 " ou 70 " soient disposés radialement par rapport au centre 74.

On a décrit l'ensemble d'entraînement selon l'inven-

tion de manière générale et en principe en référence au mode de réalisation des figures 1 à 8 En outre, on a représenté un outillage de formation des éléments de l'ensemble à configurations interne et externe sur les figures 9 à 11 et 17 On a aussi représenté des variantes de l'invention, sur les figures 12 à 16, dans lesquelles l'organe de fixation a une tête d'entraînement en saillie destinée à être entraînée par un organe d'entraînement à

douille Les hommes du métier peuvent noter que de nom-

breuses variantes sont possibles A cet égard, on a décrit l'invention dans le cas dans lequel les ellipses qui engendrent les diverses surfaces des rainures et des lobes,

internes ou externes, se trouvent sur un cercle commun.

Ainsi, sur la figure 4, les rayons des centroïdes des diverses ellipses 80 et 82 sont égaux Il faut cependant noter d'après la figure 20 que l'invention peut aussi être adaptée au cas o les rayons 80 et 82 sont inégaux Ainsi, le centroïde d'une série d'ellipses est placé radialement

vers l'extérieur par rapport au centre de la série corres-

pondante d'ellipses En outre, bien qu'on ait représenté l'invention en référence à une disposition à six lobes, un nombre plus ou moins grand de lobes peut être utilisé, ces lobes étant toujours formés avec une configuration à

courbure sphérique.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux objets, organes et outils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1 Objet manufacturé, du type qui comporte un corps ayant une partie délimitée par une première série de surfaces courbes et une seconde série de surfaces courbes alternant avec la première série de surfaces courbes, la première et la seconde série de surfaces courbes alternant et les surfaces adjacentes de la première et de la seconde série se raccordant, caractérisé en ce que chaque surface courbe ( 34 ou 36; 38 ou 40) de la première et de la seconde série est elliptique et est engendrée autour d'un point central ( 76 ou 78), et toutes les surfaces à courbure elliptique ( 34 ou 38) de la première série sont engendrées par des ellipses ( 70) ayant pratiquement la même dimension alors que toutes les surfaces à courbure elliptique ( 36 ou 40) de la seconde série sont engendrées par des ellipses

( 72) de mêmes dimensions.

2 Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ellipses ( 70 et 72) à partir desquelles sont engendrées la première et la seconde série de surfaces à courbure elliptique ( 34 ou 38; 36 ou 40) ont

pratiquement la même dimension.

3 Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ellipses ( 70 et 72) à partir desquelles la première et la seconde série de surfaces à courbure elliptique ( 34 ou 36; 38 ou 40) sont engendrées

ont des dimensions légèrement différentes.

4 Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les centres ( 76) des surfaces à courbure elliptique ( 34) de la première série et les centres ( 78) des surfaces à courbure elliptique ( 36) de la seconde série sont disposés le long de la circonférence d'un cercle commun ( 79) dont le centre se trouve sur l'axe

( 74) du corps.

Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les centres ( 76) des surfaces à courbure elliptique ( 34) de la première série se trouvent sur un premier cercle, et les centres ( 78) des surfaces de la seconde série ( 36) se trouvent sur un second cercle de

rayon différent ( 80 et 82) (figure 7).

6 Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la seconde série de surfaces à courbure elliptique ( 70 et 72) délimitent une configuration interne ( 28) de douille, si bien que la première série de surfaces ( 70) délimite des lobes ( 34) à courbure elliptique tournés vers l'intérieur alors que la seconde série de surfaces ( 72) délimite des rainures ( 36) à courbure elliptique qui débouchent vers l'intérieur en alternance. 7 Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces ( 70) de la première série délimitent des lobes ( 38) à courbure elliptique tournés vers l'extérieur alors que les surfaces ( 72) de la seconde série délimitent des rainures ( 40) à courbure

elliptique débouchant vers l'extérieur et qui alternent.

8 Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'objet est un organe de fixation

( 20) ayant une tête ( 26) d'entraînement, et la tête d'en-

traînement ( 26) a une douille ( 28) qui constitue la partie délimitée par la première et la seconde série de surfaces à

courbure elliptique ( 70 et 72).

9 Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il constitue un organe de fixation ( 20) qui possède une tête d'entraînement ( 26), la tête d'entraînement ( 26) ayant une configuration externe ( 114; 116) formant la partie délimitée par la première et la seconde série de surfaces à courbure elliptique (figure 12). Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il constitue un outil ( 100 ou 140) de formage de séries correspondantes de surfaces à courbure

elliptique sur un élément (figures 9 à 11 et 17).

11 Objet manufacturé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'outil ( 100) de formage a une

surface ( 102) à configuration externe formée par la pre-

mière et la seconde série de surfaces à courbure elliptique ( 70 et 72) afin qu'une surface à configuration interne soit

formée sur l'élément ( 20) (figure 11).

12 Objet manufacturé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'outil de formage ( 140) a une surface à configuration interne formée par la première et la seconde série de surfaces à courbure elliptique ( 142 et

144) afin que des surfaces de configuration externe corres-

pondante soient formées sur l'élément constituant ( 20)

(figure 17).

13 Objet manufacturé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il constitue un outil d'entraînement ( 30 ou 150) destiné à coopérer avec un organe mené de forme

correspondante (figures 2 et 18).

14 Objet manufacturé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'outil d'entraînement ( 30) a une configuration externe formée par la première et la seconde

série de surfaces à courbure elliptique ( 38 et 40).

15 Objet manufacturé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'outil d'entraînement ( 150) a une douille dont la surface interne est formée par la première et la seconde série de surfaces à courbure elliptique ( 152

et 154).

16 Objet manufacturé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les points

centraux ( 76) des surfaces à courbure elliptique ( 34 ou 38) de la première série et les points centraux ( 78) des

surfaces à courbure elliptique de la seconde série corres-

pondent de façon générale aux sommets d'hexagones réguliers

( 84 et 86).

17 Objet manufacturé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les ellipses

( 70 et 72) à partir desquelles les premières et secondes surfaces à courbure elliptique ( 34 ou 38; 36 ou 40) sont engendrées ont toutes leur centre sur un cercle commun, les petits axes ( 70 ' et 72 ') étant disposés de façon générale suivant une droite radiale ( 80; 82) et les grands axes ( 70 "; 72 ") étant sensiblement perpendiculaires à la droite radiale ( 80; 82) le long de laquelle se trouvent les

petits axes ( 70 " et 72 ").

18 Organe de fixation comprenant une tige filetée et une tête d'entraînement, la tête d'entraînement ayant des surfaces d'entraînement formées sur elle, ces surfaces comprenant une première série de surfaces courbes et une seconde série de surfaces courbes qui alternent avec les surfaces courbes de la première série, les surfaces courbes de la première série étant convexes alors que les surfaces courbes de la seconde série sont concaves, les surfaces courbes adjacentes de la première et de la seconde série se raccordant en direction générale tangentielle, caractérisé en ce que chacune des surfaces de la première et de la seconde série ( 34 ou 36) est engendrée par une ellipse ( 70 ou 72), chaque ellipse ( 70 ou 72) étant engendrée à partir d'un point central ( 76 ou 78), les points centraux ( 76) de la première série ( 70) correspondant de façon générale aux sommets d'un hexagone régulier ( 84), et les points centraux ( 78) des secondes surfaces ( 36) correspondant aussi de façon générale aux sommets d'un hexagone régulier ( 86), et toutes les surfaces à courbure elliptique convexe ( 34) de la première série sont engendrées par des ellipses ( 70) ayant pratiquement les mêmes dimensions alors que toutes les surfaces à courbure elliptique concave ( 36) de la seconde série sont engendrées par des ellipses ( 72) de

dimensions semblables.

19 Outil d'entraînement comportant un corps ayant une partie d'entraînement destinée à coopérer avec un organe de fixation ou analogue par entraînement, la partie d'entraînement ayant une première série de surfaces courbes et une seconde série de surfaces courbes formées sur la partie d'entraînement, les surfaces courbes de la seconde série alternant avec les surfaces courbes de la première série, les surfaces courbes de la première série étant

convexes alors que celles de la seconde série sont con-

caves, les surfaces adjacentes de la première et de la seconde série se raccordant en direction générale tangen- tielle, caractérisé en ce que les surfaces de la première5 et de la seconde série ( 38 et 40) sont engendrées par des ellipses ( 70 et 72), chaque surface convexe ( 38) de la première série ( 70) étant engendrée à partir d'un point central ( 78), les points centraux de la première série ( 38) de surfaces à courbure elliptique correspondant de façon générale aux sommets ( 78) d'un hexagone régulier ( 84), et les surfaces ( 70) de la seconde série ( 40) étant aussi

engendrées à partir de points centraux ( 76) qui corres-

pondent de façon générale aux sommets d'un hexagone régu-

lier ( 86), et toutes les parties de surfaces à courbure elliptique de la première série ( 38) sont engendrées par des ellipses ( 70) de configurations sensiblement semblables alors que toutes les surfaces à courbure elliptique de la seconde série ( 40) sont engendrées par des ellipses ( 72) de

dimensions pratiquement semblables.