FR2716823A1

FR2716823A1 - Torque tool.

Info

Publication number: FR2716823A1
Application number: FR9402474A
Authority: FR
Inventors: Fravalo Rene
Original assignee: Facom SA
Current assignee: Facom SA
Priority date: 1994-03-03
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1995-09-08
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JPH07328947A; DE19507558A1; IT1278967B1; ITTO950151A0; ITTO950151A1; FR2716823B1

Abstract

Dans cet outil dynamométrique, les billes (24) d'accouplement, sollicitées par un ressort (27), montent sur des rampes (17) lorsque l'effort exercé dépasse une valeur prédéterminée dans un sens, tandis que, dans l'autre sens (F1), elles s'arc-boutent entre l'organe de guidage (7) et les extrémités (18) des creux d'onde (15) de leurs pistes de roulement opposées aux rampes (17). Application aux tournevis dynamométriques.In this dynamometric tool, the coupling balls (24), urged by a spring (27), rise on ramps (17) when the force exerted exceeds a predetermined value in one direction, while, in the other direction (F1), they are braced between the guide member (7) and the ends (18) of the wave troughs (15) of their rolling tracks opposite the ramps (17). Application to torque screwdrivers.

Description

La présente invention est relative à un outil dynamométrique, notamment àThe present invention relates to a dynamometric tool, in particular to

un tournevis dynamométrique, du type comprenant un élément menant et un élément mené a torque screwdriver, of the type comprising a driving element and a driven element

reliés par un accouplement dynamométrique, cet accou- connected by a dynamometric coupling, this coupling

plement comprenant une piste à au moins un creux d'onde solidaire de l'un des deux éléments, un organe de guidage comprenant au moins une lumière et solidaire de l'autre élément, et une bille reçue dans cette lumière et sollicitée élastiquement vers la piste, le creux d'onde comportant d'un côté une rampe sur laquelle monte la bille lorsqu'un effort prédéterminé exercé dans un plement comprising a track with at least one hollow of wave integral with one of the two elements, a guide member comprising at least one lumen and integral with the other element, and a ball received in this lumen and urged elastically towards the track, the trough comprising on one side a ramp on which the ball rises when a predetermined force exerted in a

premier sens est atteint.first sense is achieved.

L'invention a pour but de fournir un outil dynamométrique permettant d'obtenir de façon économique une faible dispersion des couples de déclenchement et une The object of the invention is to provide a dynamometric tool making it possible to economically obtain a low dispersion of the tripping torques and a

grande facilité de réétalonnage.great ease of recalibration.

A cet effet, l'invention a pour objet un outil dynamométrique du type précité, caractérisé en ce que les extrémités du creux d'onde et de la lumière qui coopèrent avec la bille pour les efforts exercés dans le sens opposé audit premier sens forment avec la bille un To this end, the subject of the invention is a dynamometric tool of the aforementioned type, characterized in that the ends of the wave hollow and of the light which cooperate with the ball for the forces exerted in the direction opposite to said first direction form with the ball a

système à arc-boutement.bracing system.

Cet outil peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - ladite extrémité du creux d'onde est une surface perpendiculaire au déplacement relatif entre la piste et l'organe de guidage; - ladite extrémité de la lumière est en surplomb par rapport à la piste; - ladite extrémité de la lumière a une section en arc de cercle; - le rayon de l'arc de cercle est légèrement supérieur à celui de la bille; - la lumière est allongée dans la direction de déplacement relatif entre la piste et l'organe de guidage. Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard des dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 représente, partiellement en coupe axiale, un tournevis dynamométrique conforme à l'invention; - la Figure 2 représente à plus grande échelle l'organe de guidage de billes de ce tournevis, vu de dessous suivant le plan II-II de la Figure 1; - la Figure 3 est une coupe partielle de l'organe de guidage de billes, prise suivant la ligne III-III de la Figure 2; - les Figures 4 et 5 sont des vues analogues à la Figure 3 de deux variantes; et - les Figures 6 à 13 sont des vues partielles en coupe du tournevis, illustrant le fonctionnement de This tool may include one or more of the following characteristics: - said end of the wave trough is a surface perpendicular to the relative movement between the track and the guide member; - Said end of the light is overhanging with respect to the track; - Said end of the light has a circular arc section; - the radius of the arc of a circle is slightly greater than that of the ball; - The light is elongated in the direction of relative movement between the track and the guide member. An embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows, partially in axial section, a torque screwdriver according to the invention; - Figure 2 shows on a larger scale the ball guide member of this screwdriver, seen from below along the plane II-II of Figure 1; - Figure 3 is a partial section of the ball guide member, taken along line III-III of Figure 2; - Figures 4 and 5 are views similar to Figure 3 of two variants; and - Figures 6 to 13 are partial sectional views of the screwdriver, illustrating the operation of

cet outil.this tool.

Le tournevis dynamométrique 1 représenté à la Figure 1, d'axe général X- X supposé vertical, comprend un élément menant 2 de forme générale tubulaire et un The torque screwdriver 1 shown in Figure 1, with a general axis X- X assumed to be vertical, comprises a driving element 2 of generally tubular shape and a

élément mené 3 formant porte-lame. driven element 3 forming a blade holder.

L'élément menant 2 comporte une partie supérieure 4 et une partie inférieure 5 séparées par une collerette intérieure 6. Sous cette dernière sont emmanchées successivement, de haut en bas, plusieurs pièces solidarisées avec l'élément 2: un organe 7 de guidage de billes, en forme de coupelle inversée, un roulement supérieur 8, un manchon-entretoise 9, un roulement inférieur 10 et une bague annulaire de maintien 11, vissée dans l'extrémité inférieure taraudée de The driving element 2 comprises an upper part 4 and a lower part 5 separated by an inner flange 6. Under the latter are successively fitted, from top to bottom, several parts secured to the element 2: a member 7 for guiding the balls , in the form of an inverted cup, an upper bearing 8, a spacer sleeve 9, a lower bearing 10 and an annular retaining ring 11, screwed into the threaded lower end of

l'élément 2.item 2.

La partie supérieure du porte-lame est reçue dans les pièces 8 à 11 et est solidaire des bagues intérieures des deux roulements 8 et 10, de façon à être librement rotative autour de l'axe X-X. La partie inférieure du porte-lame fait saillie au-dessous de l'élément 2. Un alésage borgne taraudé est ménagé à partir de la face supérieure du porte-lame 3, et une tige filetée 12 pourvue à son extrémité supérieure d'une tête élargie 13 est vissée dans cet alésage, de façon à être solidaire en rotation du porte-lame. La face supérieure de la tête 13 forme une piste de roulement annulaire comportant trois zones 14 planes et horizontales séparées par trois zones 15 en creux, espacées angulairement les unes des autres de 120 , que l'on voit mieux sur les Figures 6 à 13: chaque zone 15 comprend un fond plan et horizontal 16, relié aux zones 14 adjacentes d'un côté par une rampe 17 inclinée à 450 et de l'autre côté par The upper part of the blade holder is received in parts 8 to 11 and is integral with the inner rings of the two bearings 8 and 10, so as to be freely rotatable around the axis X-X. The lower part of the blade holder projects below the element 2. A tapped blind bore is formed from the upper face of the blade holder 3, and a threaded rod 12 provided at its upper end with a head enlarged 13 is screwed into this bore, so as to be integral in rotation with the blade holder. The upper face of the head 13 forms an annular rolling track comprising three flat and horizontal zones 14 separated by three hollow zones 15, angularly spaced from one another by 120, which can be seen better in FIGS. 6 to 13: each zone 15 comprises a flat and horizontal bottom 16, connected to the adjacent zones 14 on one side by a ramp 17 inclined at 450 and on the other side by

une face verticale et radiale 18.a vertical and radial face 18.

Comme on le voit mieux sur les Figures 2 et 3, le fond 19 de l'organe de guidage 7 comporte à sa As best seen in Figures 2 and 3, the bottom 19 of the guide member 7 has at its

périphérie trois lumières arquées 20, espacées angu- periphery three arched lights 20, angularly spaced

lairement les unes des autres de 120 . Chaque lumière 20 est délimitée latéralement par deux surfaces cylindriques 21 d'axe X-X, à une extrémité par une surface cylindrique 22, et à l'autre extrémité par une surface sphérique 23, toutes ces surfaces se raccordant tangentiellement les unes aux autres. Les rayons de courbure des surfaces 22 et 23 sont égaux, et l'écartement angulaire de leurs centres, pour une lumière 20 donnée, est de l'ordre de from each other by 120. Each lumen 20 is delimited laterally by two cylindrical surfaces 21 of axis X-X, at one end by a cylindrical surface 22, and at the other end by a spherical surface 23, all these surfaces tangentially connecting to each other. The radii of curvature of the surfaces 22 and 23 are equal, and the angular spacing of their centers, for a given light 20, is of the order of

20 .20.

Une bille 24, de rayon légèrement inférieur à celui des surfaces 22 et 23, est reçue dans chaque lumière 20 en étant guidée par les surfaces 21 mais avec un large jeu circonférentiel, et s'appuie sur la face supérieure 14, 15 de la tête 13. Les trois billes 24 sont pressées vers le bas par une plaque horizontale 25 qui A ball 24, with a radius slightly smaller than that of the surfaces 22 and 23, is received in each lumen 20 while being guided by the surfaces 21 but with a large circumferential clearance, and is supported on the upper face 14, 15 of the head 13. The three balls 24 are pressed down by a horizontal plate 25 which

peut se déplacer avec un large jeu à travers la colle- can move with a large clearance through the glue

rette 6. Cette plaque 25 est à son tour pressée vers le bas par une plaquette-poussoir 26 chargée par un ressort hélicoïdal de compression 27, par l'intermédiaire d'une bille 28 reçue dans des évidements coniques en regard rette 6. This plate 25 is in turn pressed downwards by a pusher plate 26 loaded by a helical compression spring 27, by means of a ball 28 received in conical recesses opposite

prévus au centre de la plaquette 26 et de la plaque 25. provided in the center of plate 26 and plate 25.

La force du ressort 27 peut être réglée par un mécanisme classique non représenté combiné à la partie supérieure The force of the spring 27 can be adjusted by a conventional mechanism, not shown, combined with the upper part.

de l'élément menant 2.of the driving element 2.

Le fonctionnement du tournevis 1 va mainte- The operation of screwdriver 1 will now

nant être décrit en regard des Figures 6 à 13, sur lesquelles les éléments 26 et 28 ont été omis pour la clarté du dessin. On supposera que, au départ, les billes nant be described with reference to Figures 6 to 13, in which the elements 26 and 28 have been omitted for clarity of the drawing. We will assume that, initially, the marbles

24 se trouvent dans les zones 15 en creux de la tête 13. 24 are located in the recessed areas 15 of the head 13.

Lorsque l'utilisateur exerce un couple dans le sens du vissage, ce qui correspond à un déplacement de l'organe 7 dans le sens de la flèche F des Figures 6 When the user exerts a torque in the direction of screwing, which corresponds to a movement of the member 7 in the direction of the arrow F in Figures 6

à 11, les billes 24 sont poussées par les faces vertica- at 11, the balls 24 are pushed by the vertical faces

les 22 et viennent buter contre les rampes 17, tout en étant pressées vers le bas avec une force prédéterminée 22 and abut against the ramps 17, while being pressed down with a predetermined force

par le ressort 27, via la plaque 25. by spring 27, via plate 25.

Tant que le couple exercé sur l'élément menant reste inférieur à une certaine valeur de seuil, As long as the torque exerted on the driving element remains below a certain threshold value,

il entraîne ainsi en rotation la tête 13 et donc l'é- it thus drives the head 13 in rotation and therefore the

lément mené 3.elementary 3.

Lorsque la valeur de seuil est atteinte, les billes 24 montent par effet de came sur les rampes 17 en comprimant le ressort 27 (Figure 7), puis roulent pratiquement sans obstacle sur les zones planes 14 When the threshold value is reached, the balls 24 mount by cam effect on the ramps 17 by compressing the spring 27 (Figure 7), then roll practically without obstacle on the flat areas 14

(Figures 8 et 9), puis retombent dans les zones 15 sui- (Figures 8 and 9), then fall back into the following zones 15

vantes (Figures 10 et 11). La valeur de seuil considérée vantes (Figures 10 and 11). The threshold value considered

ne peut donc pas être dépassée.therefore cannot be exceeded.

En revanche, lorsqu'on exerce un couple sur l'élément 2 dans le sens inverse, c'est-à-dire dans le sens du dévissage (Figures 12 et 13 des flèches F1), les billes 24 sont poussées par les surfaces 23 en surplomb contre les surfaces verticales 18, et le dessin de ces surfaces est tel qu'il se produit un arc-boutement (Figure 13). Le couple est ainsi directement transmis à l'élément mené, quelle que soit sa valeur, dans les limites bien entendu de la résistance mécanique des pièces. On the other hand, when a torque is exerted on the element 2 in the opposite direction, that is to say in the direction of unscrewing (Figures 12 and 13 of the arrows F1), the balls 24 are pushed by the surfaces 23 overhanging against the vertical surfaces 18, and the design of these surfaces is such that a bracing occurs (Figure 13). The torque is thus directly transmitted to the driven element, whatever its value, within the limits of course of the mechanical resistance of the parts.

On voit que le tournevis possède des pro- We see that the screwdriver has pro-

priétés dynamométriques unidirectionnelles. Ceci est très avantageux, car la limitation du couple n'est normalement nécessaire qu'au vissage, tandis qu'il est généralement souhaitable de pouvoir exercer des couples beaucoup plus importants au dévissage, par exemple pour décoincer une unidirectional dynamometric properties. This is very advantageous, since the limitation of the torque is normally only necessary for screwing, while it is generally desirable to be able to exert much greater torques when unscrewing, for example to loosen

vis grippée. Le gain d'usinage, par rapport à un tourne- seized screw. Machining gain, compared to a lathe

vis dynamométrique bidirectionnel classique, n'est donc classic bidirectional torque screw, is therefore

pas contrebalancé par un réel inconvénient pour l'utili- not offset by a real disadvantage for the user

sateur. De plus, il est beaucoup plus facile de garantir avec une bonne précision un couple de réglage dans un seul sens, et le réétalonnage est plus rapide à effectuer. En variante, les surfaces en surplomb 23 peuvent être à section longitudinale rectiligne (Figure 4) ou en gradin (Figure 5); de même, les surfaces 18 pourraient avoir d'autres configurations permettant sator. In addition, it is much easier to guarantee with good precision a torque in one direction, and recalibration is quicker to perform. As a variant, the overhanging surfaces 23 may have a rectilinear longitudinal section (Figure 4) or a step (Figure 5); similarly, the surfaces 18 could have other configurations allowing

d'obtenir l'effet d'arc-boutement décrit plus haut. to obtain the bracing effect described above.

Claims

1 - Torque tool, of the type comprising a driving element (2) and a driven element (3) connected by

a dynamometric coupling, this compression coupling

nant a track (14, 15) to at least one hollow of wave (15) integral with one (3) of the two elements, a guide member (7) comprising at least one light (20) and integral with the 'other element (2), and a ball (24) received in this light and elastically biased towards the track, the hollow wave comprising on one side a ramp (17) on which the ball (24) rises when predetermined force exerted in a first direction (F) is reached, characterized in that the ends (18, 23) of the wave cavity (15) and of the light (20) which cooperate with the ball (24) for the forces exercised in the direction (F1) opposite to said first direction (F) form with the ball a

bracing system.

2 - Torque tool according to resale

dication 1, characterized in that said end (18) of the wave trough (15) is a surface perpendicular to the relative movement between the track (14, 15) and the member

guide (7).

3 - Torque tool according to resale

dication 1 or 2, characterized in that said end (23) of the light (20) is overhanging with respect to the

track (14, 15).

4 - Torque tool according to resale

dication 3, characterized in that said end (23)

light (20) has a circular arc section.

5 - Torque tool according to resale

dication 4, characterized in that the radius of the circular arc (23) is slightly greater than that of the ball (24).

6 - Torque tool according to one

any one of claims 1 to 5, characterized in that

that the light (20) is elongated in the direction of relative movement between the track (14, 15) and the member

guide (7).

7 - Torque tool according to one

any of claims 1 to 6, consisting of a

Unidirectional torque screwdriver (1).