Brevet FR2001508A1 — publié le 19690926

>,901507 2001508 La présente invention s.e rapporte à une machine servant à visser les écrous sur les vis, et elle concerne plus particulièrement une machine utilisée dans la construction mécanique aussi bien que dans l'industrie du bâtiment pour visser un écrou muni 5 d'une rondelle polygonale sur une vis en acier à haute résistance à la traction, pour le montage des charpentes métalliques. On connaît déjà dans la technique antérieure une clé cylindrique (ou clé tubulaire) fixée à la broche rotative prévue à la tête de l'outil et qui est automatiquement mise en action pour vis-10 ser un écrou à l'aide d'un dispositif d'entraînement hydraulique ou autre, et cette machine est largement utilisée dans l'industrie. Toutefois, il est bien connu que ce type de machine présente un inconvénient étant donné que, au fur et à mesure du vissage de 1'-écrou, la résistance croit progressivement pour atteindre finale-15 ment un niveau où. la force antagoniste opposée par cette résistance est telle que l'ouvrier ou autre utilisateur de la machine n'est pas capable de maintenir le corps cylindrique alors qu'on n'a pas encore atteint un assemblage convenablement bloqué. L'invention a pour buts de réaliser : 20 - une machine d'assemblage perfectionnée, capable de débarras ser l'ouvrier de la force antagoniste qui lui est' transmise sous l'effet de l'accroissement de la résistance qui se manifeste au fur et à mesure du vissage de 1'écrou, ce qui élimine l'inconvénient cité plus haut, qui est inhérent aux machines classiques; 25 - une machine d'assemblage dans laquelle une clé tubulaire polygonale destinée à coopérer avec la rondelle polygonale de l'é-crou, est montée dans la tête du corps cylindrique, d'une façon qui lui permet de tourner uniquement dans un sens; - une machine d'assemblage dans iaquelle la clé tubulaire po-30 lygonale montée à la tête du corps cylindrique est prévue pour tourner soit dans le sens des aiguilles d'une montre soit dans le sens inverse, sous l'action d'un mécanisme sélecteur; - Une machine d'assemblage dans laquelle un instrument indicateur du degré de mouvement rotatif est prévu à l'extrémité arrière 35 de la broche rotative qui porte à sa tête la clé tubulaire de serrage des écrous; - une machine d'assemblage dans laquelle la broche rotative portant à sa tête une clé tubulaire de vissage de 1'écrou est prévue pour tourner à une plus grande vitesse dans le sens du retour kO que dans le sens du vissage. 6901507 2. /'•."j ' 508 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : - la Fig. 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'-5 une forme de réalisation de l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-IX de la Fig. 1 ; - la Fig. 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne III-III de la Fig. 1 ; 10 - la Fig. k est une vue en coupe suivant la ligne IV-XV de la Fig. 1 ; - la Fig. 5 est une vue partielle en coupe longitudinale d'une autre forme de réalisation de l'invention; - la Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne VX-VX de la 15 Fig. 5; - la Fig. 7 est une vue en coupe à échelle agrandie suivant la ligne VXE-VII de la Fig. 5; - la Fig. S est une vue partielle en plan montrant les positions relatives d'un rouleau et d'un poussoir; 20 - la Fig. 9 est une vue en coupe verticale d'une autre forme de réalisation de l'invention; - la Fig. 10 est une vue en perspective d'une lanterne de la Fig. 9; - la Fig. 11 est une vue en coupe suivant la ligne XI-XI de 25 la Fig. 9; - la Fig. 12 est une vue schématique montrant l'agencement des cylindres principaux et du ^cylindre d'accélération ainsi que d'une pompe hydraulique, avec les canalisations qui complètent le circuit d'huile, pour la forme de réalisation de la Fig. 9. 30 Le dessin montre trois types différents d'une machine d'as semblage de vis et écrous suivant l'invention. Sur toutes les figures, -les éléments identiques des diverses formes de réalisation sont désignés par les mêmes numéros. Sur les Fig. 1, 5 et 9» 1'écrou qu'il s'agit de visser au mo-35 yen de la machine suivant l'invention est représenté en A, une rondelle polygonale en B, la vis sur laquelle 1'écrou doit être vissé en C et les éléments travaillants qu'il s'agit d'assembler au moyen de la vis C et de lfécrou B par les lettres D et E. Sur les Fig. 1, 2, 3 et 4, on a représenté en 1 une clé ou kO douille tubulaire présentant deux cavités polygonales 2 et 3> à O901507 3. 2001508 ses deux extrémités, la cavité 2 s'emboîtant sur 11écrou polygonal A et l'autre cavité, la cavité 3, étant destinée à être montée sur la tête polygonale 5 de la broclie rotative k* La paroi périphérique de cette clé 1 est percée d'un trou u et la rainure prévue dans la tête polygonale 5 reçoit une bille 9 poussée par un ressort 8 et, lorsque la clé intérieure 1 est montée sur la tête polygonale 5, la bille 9 s'engage, sous la force du ressort 8, dans le trou 6 et la clé 1 est ainsi bloquée sur la tête polygonale 5. En raison du mécanisme décrit ci—dessus qui est prévu dans la partie de tête de la broche rotative 4, on peut engager la broche rotative dans la clé intérieure, où elle se trouve bloquée temporairement et, en un emplacement approprié en arrière de la tête, cette broche est solidaire d'un pignon 10 qui, à son extrémité arrière, est fixé à une extrémité d'un ressort spiral 11, et la broche rotative composée de ses éléments est montée à l'intérieur d'un corps extérieur 14 au moyen de deux roulements 12 et 13. Ainsi qu'on l'a décrit plus haut, le corps extérieur 14, qui contient intérieurement la broche rotative 4 forme, à son extrémité avant, une tête polygonale 15 qui présente un trou 16 perforé sur un côté et dans lequel est monté une bille 18 poussée par un ressort 17- L'extrémité arrière du corps extérieur est fermée par un chapeau 19 qui est fixé sur le corps par des vis, une poignée 21 étant également fixée par des vis sur la face externe du chapeau 19» L'extrémité arrière de la broche rotative 14 est montée par une portée dans le fond intérieur du chapeau et, sur le côté latéral intérieur du corps est fixée la deuxième extrémité du ressort spiral 11; la poignée 21 est par ailleurs munie d'un interrupteur 22 servant à mettre en marche une pompe hydraulique (non représentée sur le dessin). Deux cylindres hydrauliques 23 et 23' sont montés, dans des positions qui sont symétriques l'une de l'autre, à la fois dans le sens vertical et dans le sens horizontal, en travers de l'axe du corps extérieur, au droit du pignon 10 qui est fixé à la broche rotative 4. Des crémaillères 25 et 25' sont fixées aux pistons 2k et 2k' qui sont montés dans les cylx..ures 23 et 23' et ces crémaillères 25 et 251 sont en prise avec le pignon 10, les cylindres 23 et 23' étant respectivement reliés à des canalisations d'huile 26 et 261, lesquelles sont reliées à leur extrémité opposée à une poignée cylindrique 27 montée elle-même en position fixe sur la paroi externe du corps extérieur, et cette poignée cylindrique 27 est elle- o901507 4. 2001508 même reliée à l'extrémité d'un tuyau d'huile 28 qui est relié à la pompe hydraulique non représentée sur le dessin. Une clé de retenue tubulaire extérieure 29 présente deux cavités polygonales 30 et 31 respectivement à ses deux extrémités, la cavité polygonale 30 main-5 tient la rondelle B et l'autre cavité polygonale 31 est destinée à s'emboîter sur la tête polygonale 15 du corps 14; un trou 32 est percé dans la paroi périphérique de la cavité polygonale 31 et, lorsque la clé de retenue est montée sur la tête polygonale 15» la bille 18 montée dans le trou 16 s'engage sous la force du ressort 10 17 dans le trou 32 et la clé de retenue ou clé extérieure 29 est par ce moyen bloquée sur la tête 15 (voir Fig. 4). Pour commencer l'assemblage de la vis et de 1'écrou au moyen de la machine, on tient la poignée 21 et la poignée cylindrique 27 et l'on emboîte la cavité polygonale 2 de la clé tubulaire intérieu-15 re 1 sur un écrou A, on emboîte la cavité polygonale 3 sur la tête polygonale 5 de la broche rotative 4 et on maintient la rondelle polygonale B au moyen de la cavité polygonale 30 de la clé tubulaire extérieure 29 dont la cavité polygonale 31 est emboîtée sur la tête polygonale 15 du corps extérieur 14 ; ensuite, on manoeuvre 1'-20 interrupteur 22 pour mettre la pompe hydraulique (non représentée) en marche, pour envoyer ainsi l'huile sous pression, par les canalisations 28, 26 et 26', dans les cylindres 23 et 23'. Sous l'effet de la pression de l'huile9 les deux crémaillères 25 et 25' fixées aux pistons 24 et 24' respectivement, comme représenté sur la Fig» 25 2, se mettent en mouvement, l'une vers la droite et l'autre vers la gauche, en faisant ainsi tourner le pignon 10 qui est en prise avec ces crémaillères 25 et 25'» dans le sens des aiguilles d'une montre, pour faire tourner la broche rotative 4 fixée au pignon 10 et assembler la vis st 1'écrou en vissant 1'écrou A au moyen de la 30 clé tubulaire intérieure 1 fixée à l'extrémité avant de la broche rotative 4. Lors de l'opération d'assemblage, au fur et à mesure que l'é-crou A est de plus en plus vi6sé, le corps 14 que 1'ouvrier maintient subit une force antagoniste 60 due au vissage. Toutefois, 35 étant donné que la cavité polygonale 30 de la clé tubulaire extérieure est solidement en prise avec la rondelle B et que cette rondelle B est de plus en plus fortement pressée contre l'élément U à assembler, le frottement entre la rondelle B et l'élément D est finalement porté à une valeur telle que la rondelle est fixée par 40 adhérence et bloquée en rotation sur l'élément D. Ceci a finaleaeat 6901507 5. .'.'G 1508 pour résultat de fixer la clé tubulaire extérieure, ainsi que le corps extérieur sur l'élément à assembler et la force antagoniste ne peut donc pas être transmise à l'ouvrier. Lorsque le vissage de 1'écrou A est terminé, l'ouvrier manoeu— 5 vre l'interrupteur 22 dans le sens de l'arrêt et sépare la clé tubulaire intérieure 1 de l1 écrou A et la clé tubulaire extérieure- 29 de la rondelle B et, à ce moment, sous l'effet de la force élastique du ressort 11 enroulé et fixé par une extrémité à la broche % et par l'autre extrémité au chapeau 19, la broche rotative est en-10 traînée en rotation dans le sens opposé à celui dans lequel elle tournait pendant le vissage et, sous lreffet de la rotation du pignon 10 fixé à la broche, les crémaillères 25 et 25avec les pistons 24 et 24*, reviennent à la position antérieure dans les cylindres hydrauliques 23 et 23' et refoulent l'huile sous pression con-15 tenue dans les cylindres 23 et 23' dans le réservoir d'huile de la pompe hydraulique (non représentée) à travers les canalisations 24 et 24'. Etant donné que la clé intérieure 1 et que la clé de retenue extérieure 29 sont fixées temporairement sur la tête polygonale de la broche rotative 4 et sur la tête polygonale 15 du corps exté-20 rieur par leurs cavités polygonales 3 et 31 respectivement et qu'elles sont verrouillées au moyen des billes 9 et 18, poussées par les ressorts 8 et 17, dans les trous 6 et 32 pratiqués dans les parois périphériques, on peut les remplacer pour les adapter aux diverses dimensions des écrous A et des rondelles B. 25 Dans l'exemple d'exécution représenté sur les Fig. 5» Êy et 8, qui constitue une variante, la machine est, dans ces grandes lignes, identique à celle de la réalisation précédente sauf qu'elle comprend un indicateur qui indique le nombre de tours et un mécanisme combiné à la clé de retenue tubulaire extérieure pour compen— 30 ser la différence at y^ase de la rondelle. L'indicateur est prévu à l'arrière du chapeau 19 qui comprend un disque gradué ou cadran 33 et un index 35; l'ensemble étant recouvert par line plaquette transparente 34 (voir Fig. 6). Le mécanisme de la clé de retenue tubulaire extérieure qui. 35 sert à compenser la différence de phase, comprend un mécanisme à roue libre et il sert à bloquer la rotation dans, le sens dans lequel agit la force antagoniste. Ainsi qu'on l'a représenté sur les Fig. 5» 7 et 8, il est prévu un tube intermédiaire 36, interposé entre le corps et la clé de 40 retenue tubulaire extérieure de la première forme de réalisation, 6901507 2001508 ce tube intermédiaire ayant exactement la forme d'une tête séparée du corps extérieur 14 et des méplats 37 sont formés en plusieurs points sur la périphérie externe du corps 14, au droit du roulement 12; un verrouillage à ressort 38 comprenant un poussoir 40 et un 5 ressort 39 est fixé sur chaque méplat de telle façon que le poussoir exerce une pression sur le rouleau kl, Tous ces éléments sont montés dans la partie arrière du tube intermédiaire 36 tandis qu'une autre partie, de section polygonale, de ce tube, est emboîtée dans la clé de retenue 29, de la même façon que dans la première 10 forme de réalisât!on. Dans ce cas, le ressort de rappel 38 exerce son action dans le sens dans lequel agit la force antagoniste transmise par la rondelle B qui est en prise avec la clé de retenue 29. Lorsqu'on visse 1'écrou, il se produit fréquemment une différence de phase entre 15 l'écrou A et la rondelle B et, dans ce cas, cette machine d'assemblage peut être utilisée avec beaucoup de facilité et avec de bons résultats. Lorsque la clé de retenue 29 ne s'emboîte sur la rondelle polygonale qu'après que la clé intérieure 1 s'est emboîtée sur l'é-20 crou A, on peut tourner le tube intermédiaire 6 au moyen de la clé de retenue dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre (vu sur la Fig. 7), alors que la clé intérieure 1 reste partiellement emboîtée sur l'écrou A; à ce moment, le rouleau 4-1, en entrant en contact avec la paroi interne du tube 36 tourne et repousse le 25 poussoir kO dans le boîtier 38 du ressort 39, en surmontant la force de ce ressort, et le tube intermédiaire 36 tourne alors librement dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que la cavité polygonale 30 de la clé de retenue 29 s'emboîte sur la rondelle polygonale C. Ensuite, on pousse davantage la 30 machine en direction de la rondelle de façon que la cavité polygonale 30 de la clé de retenue 29 maintienne la rondelle B suffisamment bien et le vissage de l'écrou s'effectue par un fonctionnement analogue à celui décrit dans la première forme de réalisation. E-tant donné que le cadran 33 est prévu à l'extrémité arrière de la 35 broche rotative k, l'ouvrier peut poursuivre son opération de vissage en consultant le cadran et l'index et en réglant préalablement l'index sur la graduation appropriée du cadran, il peut obtenir dans chaque assemblage, le même serrage approprié et voulu de l'écrou sur la vis. kO Sur les Fig. 9, 10 et 11, on a représenté la troisième forme -901507 7. 2001508 de réalisation de l'invention, qui est de construction à peu près analogue à celle de la deuxième forme de réalisation et, ici le mécanisme à roue libre est conçu de façon à permettre la rotation sélectivement dans le sens voulu au moyen d'un organe de commande 5 accessible de l'extérieur et l'effet de rappel de la clé tubulaire intérieure est donné par une force hydraulique au lieu d'être donné par un ressort enroulé. On donnera ci-après quelques explications des différences existant entre cette construction et la deuxième forme de réalisation. 10 Tout d'abord, le mécanisme à roue libre présente la construc tion suivante : au droit du coussinet 12, la périphérie du corps extérieur 14 est de forme octogonale et elle est munie extérieurement de la lanterne 46 qui présente la forme décrite ci—dessous. 15 Cette lanterne 46 comprend huit barreaux 42 fixés au flasque 43 par une extrémité et, dans chaque intervalle entre deux barreaux 42 est monté un élément élastique 45 qui comprend des lamelles latérales 44 formant ressorts. Le flasque 43 présente des dents 48 et 48' symétriques par rapport à son axe, ces dents étant définies par 20 des évidements découpés de part et d'autre, comme représenté sur la Fig. 10. La lanterne 46 est montée pour s'ajuster sur la partie polygçnale du corps 14 de telle façon que l'axe de chaque barreau se place sur une arête de la surface polygonale du corps 14 et que le flasque 43 est disposé entre l'extrémité du tube intermédiaire 25 36 et la face 14' du corps l4 et, dans les espaces compris entre les lamelles élastiques 44 des éléments 45, sont interposés huit rouleaux 47 qui se placent sur les méplats 37 du corps 14. Des narres 49 et 49' sont prévues sur le corps 14 en face des bossages 48 et 48'; des poussoirs 51 et 51' sont montés dans les tubes récep-30 teurs 50 et 50' fixés sur les barres et sont poussés par des ressorts 52. Les poussoirs 51 et 51' sont donc placés dans des positions dans lesquelles ils s'appuient sur les pointes des dents 48 et 48', et la position relative entre les barreaux 42 de la lanterne 46 et 35 les arêtes du corps extérieur est également réglée de façon à être celle décrite plus haut, et tous les éléments spnt enfermés dans le tube intermédiaire 36 de la même façon que dans la deuxième forme de réalisation. On décrira maintenant, en se reportant à la Fig. 12, le méca-40 nisme hydraulique servant à rappeler rapidement la elé tubulaire o901507 8. "508 intérieure après une manoeuvre» Un conduit de pression a. et un conduit de retour b sont reliés respectivement à des tubes 28' et 28" et la deuxième extrémité du conduit a est reliée à la première sortie de la pompe hydraulique 53» En plus des cylindres 23 et 23' déjà 5 mentionnés dans les réalisations précédentes, il est prévu un autre cylindre, que l'on appelle le cylindre d'accélération 54, qui contient un piston 55 muni d'une tige de piston 56 et qui est de plus grande capacité, et une chambre à huile 58 est définie entre la tige de piston 56 et la paroi interne du cylindre 54, cette chambre 10 58 étant de capacité inférieure à la chambre définie entre le fond du cylindre et la tige de piston 56 sur le côté opposé du cylindre 55• Le conduit de retour b est relié, à sa deuxième extrémité, au cylindre d'accélération 54, de façon à communiquer avec la grande chambre 57 de ce cylindre, la petite chambre 58 étant reliée à la 15 deuxième sortie de la pompe hydraulique 53 et l'espace compris entre le cylindre 54 et la tige de piston 56 est fermé par la bague 59. On considérera maintenant le fonctionnement du mécanisme à roue libre de la troisième forme de réalisation. Dans le cas où il 20 existe une différence de phase entre l'écrou polygonal A et la rondelle polygonale B, et exactement comme dans le cas de la deuxième forme de réalisation de la description précédente, la clé de retenue tubulaire extérieure doit être tournée sélectivement soit dans le sens des aiguilles d'une montre soit dans le sens inverse, de 25 façon à entrer en prise avec la rondelle B et à se bloquer sur cette dernière et, ensuite, le mécanisme à roue libre ne doit plus permettre aucune rotation dans le sens opposé. Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig. 11, lorsque le flasque 43 est tourné dans le sens des aiguilles d'une montre pour mettre 30 l'évidement qui se trouve derrière le bossage 48 en prise avec les poussoirs 51 et 51'> les barreaux 42 fixés au flasque 43 se déplacent tous ensemble dans le sens des aiguilles d'une montre pour prendre une position plus rapprochée du méplat adjacent de la partie polygonale du corps 14. Dans ces conditions, le tube intermé-35 diaire 36 qui est incorporé à la clé tubulaire 29 de retenue de la rondelle et qui peut tourner dans le corps peut tourner librement dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, mais il ne peut pas tourner dans le sens des aiguilles d'une montre en raison du frottement existant entre la surface périphérieue du corps 40 14, les rouleaux 47 et la paroi interne du tube intermédiaire 36-. 'copy^ o901507 9. 2jC1508 XI est visible que lorsqu'on veut utiliser la machine d'assemblage pour dévisser les écrous, on doit tourner le flasque 43 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre de façon que les évidements opposés entrent en prise avec les poussoirs 51 et 51' 5 puisque -la clé 29 de retenue de la rondelle peut tourner librement dans le sens des aiguilles d'une montre mais ne doit pas pouvoir tourner dans le sens inverse. On donnera maintenant une explication plus complète du fonctionnement du mécanisme hydraulique de la clé intérieure en se re-10 portant à la Fig. 12. Lorsqu'on presse l'interrupteur 22 pour la mise en marche, l'huile est envoyée de la première sortie de la pompe hydraulique 53 dans les cylindres 23 et 23', à travers le conduit de pression a, et l'huile s'échappe des cylindres 2 3 et 23' par les côtés opposés des pistons 24 et 24', passe par le con-15 duit.de retour la et par le cylindre d'accélération 54 pour revenir au réservoir d'huile de la pompe hydraulique 53 par le conduit _c--et, pendant ce temps, la clé intérieure visse l'écrou A comme décrit plus haut. . Lorsque le vissage de l'écrou est terminé, on manoeuvre l'in-20 terrupteur 22 dans le sens de l'arrêt, on dégage la clé de l'écrou A et le distributeur classique (non représenté sur le dessin) prévu dans la pompe hydraulique 53 libère le côté de pression du conduit a et le transforme en conduit de retour tandis qu'en même temps, le conduit de retour b est transformé en conduit de pression et que 25 l'huile est e.ivoyée par la deuxième sortie hydraulique 53 dans la petite chambre 58 du cylindre d'accélération 54 au moyen du conduit Toutefois la quantité d'huile qui est refoulée par la grande chambre 57 du cylindre d'accélération est multipliée par le rapport 30 de capacité existant entre la grande chaiiibre 57 et la petite chambre 58 à laquelle l'huile arrive en provenance de la deuxième sortie de la pompe hydraulique. Cette quantité d'huile multipliée est refoulée par l'intermédiaire du conduit de retour b dans les cylindres 23 et 231 et imprime aux pistons un mouvement plus rapide que le 35 mouvement d'avance et imprime finalement une rotation rapide au pignon 10 pour le rappeler rapidement pour le prép.arer à l'opération suivante et, lorsque le rappel a été effectué, on met l'interrupteur sur arrêt pour faire cesser les mouvements des pistons. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de 40 réalisation décrits et représentés, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples. 6901507 1Ô. 2001508 - REVENDICATIONS. - 1 - Machine pour assembler une vis et un écrou, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps muni d'une poignée, qui contient intérieurement une broche rotative entraînée par des moyens d'en- 5 traînement appropriés, une clé tubulaire intérieure montée sur l'extrémité externe de la broche rotative et servant à visser un é-crou, et une clé de retenue tubulaire extérieure destinée à entrer en prise avec une rondelle polygonale placée sous l'écrou et qui est montée à l'extrémité externe du corps et coaxialement à la fa-10 ce externe de la clé intérieure. 2 - Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la clé tubulaire extérieure ne peut tourner que dans un seul sens. 3 - Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce 15 qu'un mécanisme sélecteur permet de libérer au choix le sens de rotation de la clé extérieure dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse. k - Machine suivant la revendication 3» caractérisée en ce que la broche rotative est entraînée en rotation par un mécanisme 20 hydraulique qui comprend des moyens de rappel rapide imprimant à la broche une plus grande vitesse de rotation dans la phase de rappel que dans la phase active. 5 - Machine suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la broche est entraînée en rotation par un mé— 25 canisme hydraulique et en ce qu'elle comprend de plus un indicateur qui indique le nombre de tours de la broche et qui est prévu à l'arrière du corps.