Dispositif d'accouplement, et outil d'entraînement en rotation correspondant.

La présente invention est relative à un dispositif d'accouplement d'une partie de pièce mâle avec une partie de pièce femelle munie d'un evidement de verrouillage, du type décrit dans le préambule de la revendication 1.

L'invention s'applique en particulier à l'accouplement entre une rallonge ou un cardan d'outil d'entraînement en rotation, par exemple de clé à cliquet, et une autre rallonge, une douille interchangeable ou un cardan de vissage/dévissage.

Dans des dispositifs d'accouplement connus du type ci-dessus (voir par exemple le US-A-1 864 466) , l'actionneur est une bague montée coulissante sur la pièce mâle et reliée directement aux moyens de transmis- sion, constitués par une tige centrale, par une goupille transversale. Pour permettre la transmission des efforts ainsi que le mouvement, la goupille traverse une fente diamétrale de la pièce mâle qui doit être suffisamment longue et large, ce qui affaiblit considérablement la pièce mâle.

L'invention a pour but de fournir un disposi¬ tif d'accouplement plus robuste que ces dispositifs connus, tout en étant fiable, d'un maniement confortable et peu susceptible de s'encrasser. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'accouplement du type précité, caractérisé par la partie caractérisante de la revendication 1.

Le dispositif d'accouplement suivant 1 ' invention peut comporter une ou plusieurs des caracté-

ristiques des revendications 2 à 14.

L'invention a également pour objet un outil d'entraînement en rotation, notamment une rallonge rigide ou flexible, un cardan, une poignée articulée ou coulis- santé ou un vilebrequin, comprenant une partie de pièce mâle dont la partie d'extrémité distale est destinée à s'emboîter dans une partie femelle d'un organe d'entraînement, notamment d'une douille, d'un cardan ou d'une rallonge rigide ou flexible, munie d'un evidement de verrouillage, la partie de pièce mâle comprenant un dispositif d'accouplement tel que défini ci-dessus.

Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 représente, avec coupe par¬ tielle, une rallonge conforme à l'invention, associée à une douille et à un outil d'entraînement en rotation;

- la Figure 2 représente la même rallonge, avec sa partie d'extrémité distale en coupe; - la Figure 3 représente en coupe longitudi¬ nale l'extrémité distale de la rallonge, à plus grande échelle, avec le dispositif d'accouplement en position de repos ou de verrouillage;

- la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 3, mais avec le dispositif d'accouplement en position de déverrouillage;

- les Figures 5 et 7 sont des vues analogues respectivement aux Figures 3 et 4 mais correspondant à un deuxième mode de réalisation;

- la Figure 6 est une vue prise en coupe suivant la ligne VI-VI de la Figure 5;

- les Figures 8 et 10 sont des vues analogues respectivement aux Figures 3 et 4 mais correspondant à un troisième mode de réalisation;

- la Figure 9 est une vue prise en coupe suivant la ligne IX-IX de la Figure 8;

- les Figures 11 et 13 sont des vues analo¬ gues respectivement aux Figures 3 et 4 mais relatives à un quatrième mode de réalisation;

- la Figure 12 est une vue prise en coupe suivant la ligne XII-XII de la Figure 11;

- la Figure 14 est une vue analogue à la Figure 3 mais correspondant à un cinquième mode de réalisation;

- la Figure 15 est une demi-vue analogue à la partie supérieure de la Figure 4, mais relative au cinquième mode de réalisation;

- la Figure 16 est une vue analogue à la Figure 3 mais correspondant à un sixième mode de réalisa¬ tion;

- la Figure 17 est une vue analogue à la Figure 15 mais relative au sixième mode de réalisation;

- la Figure 18 est une vue partielle en coupe axiale d'un cardan conforme à l'invention;

- la Figure 19 est une vue partielle prise suivant la flèche XIX de la Figure 18;

- la Figure 20 est une demi-vue partielle en coupe suivant la ligne XX-XX de la Figure 18; et

- les Figures 21 à 23 sont des vues, respec¬ tivement analogues aux Figures 18 à 20, d'une variante de cardan.

La rallonge 1 représentée aux Figures 1 et 2 a la forme générale d'une barre rectiligne d'axe X-X, supposé horizontal pour la commodité de la description. Cette rallonge est destinée à coopérer, par son extrémité proximale ou arrière (à droite sur les Figures 1 et 2) , avec un embout 2 d'un outil 3 d'entraînement en rotation, qui est par exemple une clé à cliquet. L'embout 2 peut notamment être un carré normalisé et est reçu dans un orifice axial conjugué 4 de la rallonge. Une bille 5 de l'embout, chargée par un ressort, s 'encliquette alors dans un evidement correspondant prévu dans l'orifice 4. A son extrémité distale ou avant (à gauche sur le dessin) , la rallonge présente un profil mâle d'accouplement 6 non circulaire et est munie d'un dispositif d'accouplement 7. Le profil 6 est adapté pour s'emboîter dans un profil femelle conjugué prévu dans l'extrémité proximale d'une douille interchangeable 8. L'extrémité distale de cette dernière présente un profil d'entraînement adapté pour coopérer avec la tête d'un organe à entraîner en rotation, qui est typiquement une vis ou un écrou. Le dispositif de verrouillage 7 (Figures 3 et

4) est constitué de la manière suivante.

Un alésage central étage borgne A est ménagé suivant l'axe X-X à partir de l'extrémité distale de la rallonge. Il comprend successivement une partie d'entrée

9 de grand diamètre, une partie intermédiaire 10 de diamètre moyen, et une partie principale 11 de petit diamètre et de plus grande longueur, se terminant nettement au-delà de la partie 6 de la rallonge. Un premier conduit radial 12 relie la partie intermédiaire 10 de l'alésage A à la surface de la rallonge et débouche dans une région en creux du profil 6. L'ouverture extérieure de ce conduit 12 est rétrécie. Un second conduit radial 13 , coplanaire au conduit 12 et situé du même côté de l'axe X-X, relie la partie 11 de l'alésage central, au voisinage de son extrémité proxi¬ male, à la surface de la partie courante de la rallonge. Le conduit 13 est contre-alésé à peu près jusqu'à mi- longueur, ce qui définit un épaulement intérieur 14. Un actionneur 15 est monté basculant dans le conduit 13. Il comprend une rotule sphérique 16 maintenue entre 1 ' épaulement 14 et un bourrelet extérieur de sertissage 17 réalisé à l'entrée du conduit. La rotule 16 se prolonge vers l'extérieur par un bouton de raa- noeuvre 18, en saillie par rapport à la surface exté¬ rieure de la rallonge, et vers l'intérieur par une queue 19, qui pénètre dans la partie d'alésage 11. Le diamètre de la queue 19 est légèrement inférieur à celui de cette partie 11. Une tige de transmission centrale T est reçue dans l'alésage A. Elle est constituée, d'arrière vers l'avant, d'un corps principal 20 coulissant dans la partie d'alésage 11, d'un tronçon de déverrouillage 21 de petit diamètre, d'une première came tronconique 22

s'évasant vers l'avant, d'un tronçon de verrouillage 23 de diamètre intermédiaire, d'une seconde came tronconique

24 s'évasant également vers l'avant, et d'un téton axial

25 de petit diamètre. Une coupelle 26 est fixée dans la partie d'entrée 9 de l'alésage, et un ressort de rappel 27 est comprimé entre le fond de cette coupelle et l'extrémité avant de la tige T, le téton 25 assurant le centrage du ressort . Une bille de verrouillage 28 est logée avec un faible jeu dans le conduit 12 et est retenue dans celui-ci par le rétrécissement précité de son ouverture.

Au repos (Figure 3) , sous l'action du ressort

27 et des cames 22 et 24, la bille 28 est maintenue en position extérieure, dans laquelle elle fait saillie hors de la rallonge. Elle est alors en contact avec l'extrémité avant de la came 24. L'extrémité arrière de la tige de transmission T se trouve alors à peu près au droit de l'axe du conduit 13, ce qui repousse la queue 19 vers l'arrière. Le bouton 18 est donc basculé vers 1 ' avant, comme représenté .

Pour pouvoir introduire la rallonge dans la douille 8, il faut tout d'abord permettre à la bille 28 de s'escamoter dans le conduit 12. Pour cela, l'opérateur tire vers lui le bouton 18 (flèche F de la Figure 4) , de sorte que la queue 19 pousse vers l'avant sur la tranche d'extrémité de la tige T, en comprimant le ressort 27. Ce déplacement amène le tronçon de déverrouillage 21 en regard du conduit 12 (Figure 4) , ce qui permet

l'escamotage complet de la bille.

Lorsque la partie 6 de la rallonge a pénétré dans la douille sur une distance prédéterminée par une butée appropriée, un evidement 8A, par exemple constitué par une gorge torique comme représenté en traits mixtes sur la Figure 3, se trouve en regard du conduit 12. En relâchant le bouton 18, on permet alors au ressort 27 de ramener la tige centrale T dans sa position initiale, ce qui fait ressortir la bille 28 sous l'action des cames 22 puis 24, la bille se logeant par conséquent dans 1 ' evidement 8A de la douille. L'accouplement est alors verrouillé.

Il est à noter que grâce à la faible diffé¬ rence de diamètre entre la queue 19 et la partie d'alésage 11, l'actionneur 15 est sensiblement guidé latéralement, de sorte que son mouvement est pratiquement limité à un tangage avant-arrière dans le plan commun des conduits 12 et 13. De plus, les variations de jeu radial entre la douille et la rallonge, ainsi que les variations de profondeur de 1 'evidement 8A, sont automatiquement compensées grâce la présence de la came 24 et du ressort 27, lesquels exercent en permanence une sollicitation élastique de la bille radialement vers l'extérieur. La position de verrouillage du dispositif 7 est donc pratiquement identique à sa position de repos.

Le mode de réalisation des Figures 5 à 7 diffère du précédent par les points suivants :

- 1 ' alésage central A a un diamètre constant sur toute sa longueur et se prolonge nettement au-delà

du conduit 13 ;

- la tige de transmission T comporte succes¬ sivement, d'avant en arrière : un court tronçon de guidage 29 de même diamètre que l'alésage; le tronçon de déverrouillage 21 de petit diamètre; la came tronconique 22, qui s'évase vers l'arrière; le tronçon de verrouil¬ lage 23 de diamètre moyen; la came tronconique 24, qui s'évase également vers l'arrière; le corps 20, de même diamètre que l'alésage, dans lequel une gorge 30 est ménagée près de son extrémité arrière; et le téton 25 de centrage du ressort de rappel 27, lequel est comprimé entre la partie arrière de la tige et le fond de 1 ' alésage;

- la queue 19 de l'actionneur est fourchue et est reçue dans la gorge 30 en chevauchant le tronçon de petit diamètre 31 de la tige qui est délimité par cette gorge .

Il résulte de cet agencement que dans la position de repos ou de verrouillage (Figure 5) , la tige de transmission est poussée vers l'avant par le ressort 27, ce qui coince la bille 28 entre l'ouverture rétrécie du conduit 12 et le sommet de la came 24. La queue 19 est alors poussée vers l'avant par la paroi arrière de la gorge 30, de sorte que le bouton 18 est basculé vers l'arrière.

Pour permettre l'escamotage de la bille 28, l'opérateur pousse vers l'avant le bouton 18, de sorte que la queue 19 de l'actionneur tire la tige centrale vers l'arrière en comprimant le ressort 27. Le verrouil-

lage s'obtient comme précédemment en relâchant simplement le bouton 18.

Il est à noter que le guidage latéral de l'actionneur est obtenu, dans ce mode de réalisation, grâce à la forme fourchue de la queue 19.

Le mode de réalisation des Figures 8 à 10 diffère du précédent par les points suivants :

- la gorge 30 est remplacée par un orifice biconique 32, en forme de diabolo, d'axe parallèle à l'axe du conduit 13;

- la queue 19 est, comme aux Figures 3 et 4, un téton cylindrique, et elle pénètre dans l'orifice 32 jusqu'au-delà de l'axe général X-X;

- le bouton 18 est remplacé par un autre téton cylindrique 33;

- le téton 33 est reçu dans un evidement 34 d'un coulisseau de manoeuvre 35 en forme de secteur cylindrique. Ce coulisseau est maintenu contre la surface de la rallonge par le fait que ses deux bords latéraux 36, d'épaisseur réduite, coulissent dans des rainures longitudinales 37 (Figure 9) d'un manchon 38 solidaire de la rallonge; et

- la rotule 16 de l'actionneur ne s'appuie par sur le bourrelet 17 mais est sollicitée vers celui-ci par un ressort auxiliaire 39 comprimé entre 1 ' épaulement 14 et la rotule. Ceci évite tout risque de jeu de l'actionneur tout en assurant à celui-ci une grande liberté de mouvement.

Le fonctionnement est le même que celui du

mode de réalisation des Figures 5 à 7, à ceci près que la manoeuvre de l'actionneur s'effectue indirectement, via le coulisseau 35, que l'on pousse vers l'avant pour escamoter la bille. Le coulisseau 35 améliore le confort d'utilisation et protège efficacement le mécanisme interne contre l'introduction de salissures. De plus, le manchon fixe 38 protège le coulisseau contre le risque d'actionnement intempestif par des pièces environnantes lorsque la rallonge est tirée vers l'arrière. II faut également noter que l'orifice biconique 32 assure de lui-même le guidage latéral de l'actionneur, tout en permettant d'obtenir un déplacement axial accru de la tige centrale et en supprimant tout jeu entre l'actionneur et cette tige, quel que soit le sens de déplacement.

Le mode de réalisation des Figures 11 à 13 diffère du précédent par les points suivants :

- la rotule 16 est hémisphérique, sa partie radialement extérieure étant supprimée; - l'ensemble coulisseau 35-manchon 38 est remplacé par une bague coulissante 40 qui présente intérieurement 1 'evidement 34 de réception du téton 33; et

- un circlips 41, reçu dans une gorge 42 de la rallonge et adjacent à l'extrémité arrière de la bague

40 dans la position de repos et de verrouillage, protège cette bague contre le risque d'actionnement intempestif précité .

Le mode de réalisation des Figures 14 et 15

diffère du précédent par les points suivants :

- de la portée 29 de la tige centrale à son corps 20, on trouve successivement, d'avant vers l'arrière, la came 24, le tronçon de verrouillage 23, la came 22 et le tronçon de déverrouillage 21;

- le téton 25 de la tige centrale et le ressort 27 sont supprimés;

- la bague 40 comprend un corps tubulaire 43, d'épaisseur à peu près constante, qui entoure avec un large jeu la rallonge et qui est guidé sur celle-ci, à l'avant, par une collerette intérieure 44. Cette dernière s'applique, dans la position de repos et de verrouillage, contre un circlips 45 reçu dans une gorge 46 de la rallonge, adjacente au profil 6. La bague 40 est com- plétée par un anneau cylindrique 47 disposé entre le corps 43 et la rallonge. Cet anneau présente à l'avant une encoche 48 recevant le téton 33 de l'actionneur. Un ressort de rappel 49 est comprimé entre la tranche d'extrémité arrière de l'anneau 47 et un second circlips 50 reçu dans une seconde gorge 51 de la rallonge. Ce second circlips constitue également un moyen de guidage arrière du corps 43.

Ainsi, en position de repos ou de verrouil¬ lage, l'ensemble 43-47 est poussé vers l'avant par le ressort 49, de sorte que l'actionneur 15 est basculé vers l'avant. L'escamotage de la bille s'obtient en tirant vers l'arrière le corps de bague 43, ce qui comprime le ressort 49 via l'anneau 47.

Il est à noter que la bague 40 est protégée

contre tout déverrouillage intempestif par la douille elle-même, qui possède un diamètre extérieur au moins égal à celui de cette bague. Le circlips 45 contribue également à cette protection. Par ailleurs, le grand diamètre du ressort de rappel 49 procure une grande fiabilité au verrouillage.

Le mode de réalisation des Figures 16 et 17 constitue une variante de celui des Figures 5 à 7, dont il diffère par l'agencement de l'actionneur. En effet, la moitié radialement intérieure de la rotule 16 est supprimée, et la demi-rotule restante est sollicitée vers l'extérieur par un ressort auxiliaire 39.

Par suite, au repos comme en position de verrouillage, la demi-rotule s'applique contre le bourrelet de sertissage 17, et la queue 19 se termine en dehors de l'alésage central A. Il n'y a donc aucun contact entre cette queue et la tige centrale T, de sorte qu'un basculement intempestif de l'actionneur n'a aucune action sur la tige centrale. Pour permettre l'escamotage de la bille, il faut basculer le bouton 18 vers l'arrière, puis l'enfoncer pour introduire la queue 19 dans la gorge 30, puis le basculer vers l'avant (Figure 17) .

Les Figures 18 à 20 illustrent l'application de l'invention à un cardan dont la partie mâle IA est articulée, via un croisillon 1B, à la partie femelle 1C du cardan.

La partie mâle IA comprend un corps 60 qui se termine par le profil mâle d'accouplement 6. L'alésage

central A traverse le corps de part en part et est contre-alésé en 61 de son extrémité proximale jusqu'à une courte distance du conduit radial distal 12 qui reçoit la bille 28. Du côté proximal, le corps 60 se termine par une face 62 à peu près transversale à l'axe X-X et légèrement concave, sur laquelle font saillie deux oreilles 63 reliées au croisillon 1B.

La tige centrale T est analogue à celle des Figures 14 et 15, à ceci près que son extrémité proximale est pleine et pourvue d'une surépaisseur 64 qui coulisse dans le suralésage 61. Le ressort de rappel 27 est comprimé entre cette surépaisseur et 1 'épaulement de fond du suralésage.

Le basculeur 15 comporte un bouton 18 d'actionnement direct comme aux Figures 1 à 7. Sa rotule 16 est maintenue contre 1 ' épaulement 14 du conduit radial proximal 13 par une branche d'extrémité fourchue 67 d'un étrier fixe 68 en forme générale de C. L'âme 69 de cet étrier épouse la face 62 du corps 60 et est guidée latéralement entre les faces internes, planes et parallè¬ les à l'axe X-X et entre elles, des deux oreilles 63. Les deux branches d'extrémité 67 et 70 de 1 ' étrier s 'encliquettent dans des évidements opposés 71 du corps 60, munis chacun d'une saillie en surplomb 72 à leur extrémité proximale.

L'encoche 73 de la fourche 67 a une forme en U à deux bords parallèles et guide latéralement le bouton 18, qui est cylindrique. Ainsi, le basculeur 15 possède un unique degré de liberté, en rotation autour de l'axe

de la rotule 16 qui est perpendiculaire à l'axe X-X.

On remarque qu'un tel dispositif de verrouil¬ lage 7 n'allonge pratiquement pas la longueur hors-tout du cardan. La variante des Figures 21 à 23 diffère de la précédente par le fait que l'étrier 68 fait le tour du corps 60. Il comporte une âme plane 80 munie d'un trou oblong 81 qui guide latéralement le bouton cylindrique 18, cette âme 80 étant appliquée sur une face plane 82 du corps 60. Les branches de l'étrier sont positionnées par des évidements latéraux 83 du corps 60, dans lesquels elles sont reçues. Les extrémités libres de ces branches s'appliquent sur une face plane 84 du corps 60 opposée à la face 82. De plus, dans l'exemple représenté, un bouchon 85 obture l'extrémité proximale du suréalésage 61.

Dans tous les modes de réalisation, la douille 8 peut être remplacée par tout autre organe ou outil disposant d'une partie femelle similaire, par exemple par un cardan ou par une rallonge (rigide ou flexible) .

De plus, la rallonge 1 peut être bien entendu remplacée par tout autre organe ou outil disposant d'une partie mâle similaire, notamment par un cardan, par une rallonge (rigide ou flexible) , par une poignée articulée, par un vilebrequin ou par une poignée coulissante.