Brevet FR2350927A1 — publié le 19771209

L'invention concerne un tournevis automatique. On a déjà proposé des tournevis commandés pneumatiquement ou électriquement pour visser des vis, en particulier dans les chalnes d'assemblage en série, mais ils avaient l'inconvénient de nécessiter l'emploi des dieux mains de l'opérateur, c'est à dire une main pour tenir le tournevis et l'autre pour charger une vis à visser dans le dispositif de maintien du tournevis, ce tournevis étant ensuite avancé vers la pièce, les moyens d'entraînement du tournevis s'engageant sur une empreinte d'entraînement de la vis et faisant tourner la vis pour la visser dans la pièce.On a aussi proposé des tournevis chargés automatiquement mais ils ne se sont pas avérés satisfaisants principalement du fait de la perte de vis amenées à une tête d1entratnement du tournevis et tom' bant de la tête avant qu'elles puissent être vissées dans la pièce. Un tournevis automatique selon l'invention comporte un corps, des moyens dans le corps ou en dehors de celui-ci pour maintenir une vis, des moyens d'entrainement dans le corps pour appliquer un entraînement rotatif à la vis et pour séparer la vis des moyens de maintien, et des moyens d'amenée pour alimenter les vis les unes après les autres et pour les situer dans les moyens de maintien, prêtes à être engagées par les moyens d'entraînement. Les moyens de maintien peuvent se composer d'un élément mobile ou plus de préférence des billes1 engagées dans la paroi d'une partie avant tubulaire du corps et élastiquement forcées les unes vers les autres par un manchon élastique qui les entoure. En variante, les moyens de maintien peuvent se composer de mors mobiles revus autour de l'extrémité de la partie avant tubulaire et élastique- ment forcés l'un vers De préférence, les moyens d'amenée alimentent une vis à la fois le long .'un tube d'alimentation qui se confond avec la partie avant tubulaire du corps à angle aigu.Les moyens d'entraînement comprennent de préférence une turbine à air montée dans une partie arrière du corps et accouplée à une tete de tournevis, les parties avant et arrière du corps étant téléscopiquement engagées l'une avec l'autre de façon qu'une poussée exercée sur une partie arriere du corps en avant vers la partie avant, fasse avancer la tete du tournevis à travers la partie avant tubulaire, pour quelle s'engage avec une empreinte d'entralnement dans une vis maintenue dans les moyens de maintien. Les vis sont de préférence amenées vers le bas du tube d'alimentctian par de l'air comprimé. Les moyens d'amenée pour alimenter une vis à la fois dans le tube d'alimentation, où elle sera déplacée vers le bas par l'air comprimé, comprennent de préférence un élément à mouvement alternatif ayant un logement d'une taille apte à recevoir une vis et se déplaçant alternativement entre une première position où le logement peut recevoir une vis des moyens d'alimentation des vis, par exemple un alimentateur à cuvette vibrante, et une deuxième position où la vis peut être soufflee du logement vers l'intérieur du tube d'alimentation. L'élément consiste avantageusement en un coulisseau à mouvement alternatif dans un corps, déplacé par un vérin pheumatique, et le logement dans l'elément est de préférence une rainure à section transversale généralemect semi-circulaire. Le corps a une partie de sa paroi latérale decoupée de manière que les vis, de préférence amenées le long d'une voie venant de l'alimentateur à cuvette vibrante et pendant par leur tête à un angle faisant environ 450 avec la verticale, puissent passer à travers la découpure dans la paroi du corps et entrer, une à la fois, dans la rainure quand le coulisseau est dans sa première position.Quand le coulisseau est déplacé à sa deuxième position, les vis peuvent être soufflées par l'air comprimé dans le tube d'alimentation à travers une ouverture en bas du corps. La partie inférieure de la rainure doit avoir une section transversale suffisante pour y laisser passer la tête de la vis à sa sortie du coulisseau dans le tube d'alimentation, mais ceci cause des difficultés puisque la partie inférieure du logement recevant le bout de la vis est donc necessàirement bien plus grande que la section transversale du bout de la vis et il se peut que le bout d'une vis suivante s'engage aussi dans le logement quand le coulisseau est dans sa première position, la vis suivanteempechant alors le déplacement du coulisseau à sa deuxième position. Pour éviter cette difficulté, des moyens de support sont prévus avantageusement dans le logement pour le bout de la vis, ces moyens de support étant retirés du logement quand le coulisseau se déplace dans sa deuxième position en supportant ainsi le bout de la vis dans une position voulue quand le coulisseau est dans la première position mais en ne gênant pas le retrait de la tête de la vis du logement quand le coulisseau se déplace à sa deuxième position. Avantageusement, les moyens de support supportent le bout de la vis de manière qu'une face latérale du bout de la vis soit au ras du côté adjacent du coulisseau. De préférence, les moyens de support sont prévus sur un bras d'un levier coudé qui est comprimé par ressort à une position dans laquelle les moyens de support s'étendent dans le logement et une saillie est prévue dans le corps pour s'engager avec l'autre bras du levier coudé quand le coulisseau se déplace de sa première position, en déplaçant ainsi le levier coudé à l'encontre de la con pression du ressort pour retirer les moyens de support du loge halent a mesure que le coulisseau se déplace de sa première position à sa deux ième position, mais en permettant les moyens de support de revenir dans le lo e-lent quand le coulisseau revient à sa première position. L'invention est schématiquement illustrée 'a titre d'exemple par les dessins ci-joints où: La Figure 1 est une vue enerale d'un tournevis automatique selon l'invention comprenant "n alimentateur a cuvette vibrante; La Figure 2 contre comment les vis se déplacent d'une voie de l'alimentateur à curette vibrante à des moyens d'amenée pour amener une vis à la fois dans un tube d'alimentation; La Figure 3 est une vue en perspective montrant le dessous, une face latérale et une extrémité d'un élément à mouvement alternatif des moyens d tamenee;; La Figure 4 est une vue en plan des moyens d'amenée; La Figure 5 est une coupe en élévation. partielle de la partie pistolet du tournevis automatique avec les moyens de maintien des vis enlevés; a Figure 6 est une coupe-en élévation partielle de l'avant de la partie pis tolet du tournevis montrant une réalisation des moyens de maintien des vis; a Figure 7 est une vue prise dans le sens de la flèche VII de la Figure 6; La Figure 8 est une vue correspondant à la Figure 6 mais montrant une autre réalisation des moyens de maintien des vis; et La Figure 9 est une vue prise dans le sens de la flèche IX de la Figure 8. bn se référant aux dessins, un lot de vis est emmagasiné dans un ali se.ltateur à cuvette vibrante 1 monté sur un entablement 2, les vis à l'intérieur de la cuvette étant amenées par les vibrations de la cuvette le long d'une voie d'amenée 3 et dans une voie d'alimentation 4 à l'intérieur de laquelle elles pendent par leur tête comme le montre la rigure 2. Des moyens d'alimentation généralement représentés à 5 sont supportés par un pilier 6 de l'en tahlement 2. Des moyens d'alimentation 5, les vis sont amenées une à une le long d'un tube souple d'alimentation 7 jusqu'à la partie pistolet 8. Une botte de commande 9 sur l'entablement 2 régit l'alimentation du courant électrique à l'alimentateur à cuvette 1 par l'intermédiaire d'un câble 10, l'alimentation de l'air par l'intermédiaire d'un tube 11 pour acticnner les moyens d'alimentation 5, l'alimentation de l'air par l'intermédiaire d'un tube d'alimentation 12 pour amener les vis des moyens d'alimentation 5 dans le tube d'alimentation 7 puis à la partie pistolet 8 et l'alimentation de l'air par l'intermédiaire d'un tube 13 à la partie pistolet 8 pour actionner les moyens d'entratnement rotatif de la partie pistolet. Les moyens d'alimentation 5 comprennent un corps 14 de forme rectangulaire dans lequel un coulisseau 15 est monté pour son déplacement glissant (comme l'indique la flèche 16) sous la commande d'un vérin pneumatique (qui n'est pas représenté mais qui est alimente en air par I'intenoédiaire du tube i1) ayant une tête circulaire 17 qui s'engage dans une fente 18 dans le coulisseau 15. En ligne avec la voie d'alimentation 4 le long de laquelle les vis sont amenées, la paroi du corps 14 est découpée pour former une ouverture 19. Dans la position du coulisseau 15 dans le corps 14 indiquée à la Figure 4, un loge ment 20 dans le coulisseau 15 est aligné avec l'ouverture 19 dans la paroi du corps 14 et la premiere vis de la rangée des vis se trouvant dans la voie d'alimentation 4 cette première vis pendant de la voie à environ 450 de la verticale, peut passer pour entrer dans le logement 20 du coulisseau 15 comme le montre la Figure 2. La hauteur a laquelle le vérin pneumatique est monté angle corps 14 est réglable et comme le coulisseau 15 est monté sur la tête 17 du vérin pneumatique, la hauteur à laquelle le coulisseau 15 est monté dans le corps 14 est donc aussi réglable. Dans la Figure 2 le coulisseau 14 est représenté monté à une distance d au-dessus du bas du corps 14, la distance d étant réglée conformément à la longueur des vis à amener. Un bouchon 21 percé d'un trou 22 est engagé dans l'extrémité supérieure du logement 20 et sa longueur est choi- sie de sorte que sa face inférieure se trouve directement nt au-dessus de la tête d'une vis dans la position de la vis qui est amenée dans le logement 20 venant de la voie d'alimentation 4.Un alésage 23 s'étendant de la face supérieure à la face inférieure du coulisseau 15 est prévu à côté du logement 20. Des moyens de support sous forme d'un élenent de support 24 dans lequel est ménagée une rainure 25 fait saillie dans l'extrémité inférieure du logement 20. La rainure 25 a une profondeur égale au diamètre du bout de la vis ce qui fait qu'une vis engagée dans le logement 20 aura le coté extérieur de sa ainsi que le côté extérieur de sontout, au ras de la face latérale adjacente du coulisseau 15. Il est donc impossible qutune partie de la vis suivante fasse aussi saillie dans le logement 20. Le tube 12 venant de la botte de commande 9 est monté dans un couvercle 26 du corps 14, avec le tube 12 aligné avec l'alésage 23 dans le coulisseau 15 quand le coulisseau 15 est à la position indiquée à la Figure 4.Si le vérin pneumatique est alors actionné pour tirer le coulisseau 15 vers la droite (comme le montre la Figure 4), le trou 22 dans le bouchon 21 sera aligné avec le tube 12 et le logement 20 sera aligné avec un orifice 27 en bas du corps 14, cet orifice communiquant avec le tube d'alimentation 7. L'élément de support 24 est prévu sur l'extrémité d'un bras 28 d'un levier coudé qui pivote sur un axe 29 dans le dessous du coulisseau 15, un ressort 30 appuyant contre l'autre bras 31 du levier coudé pour comprimer le levier coudé à la position représentée a la Figure 3. Quand le coulisseau 15 est tiré vers la droite (comme le montre la Figure 4) par le vérin pneumatique, le bras 31 du levier coudé bute contre un têton 32 fixé dans le bas du corps 14 et le levier coudé pivote sur l'axe 29 en retirant ainsi l'élément de support 24 du logement 20. L'air du tube 12 peut alors souffler la vis du logement 20 à travers l'orifice 27 dans le bas du corps 14 et dans le tube d'alimentation 7 pour amener la vis à la partie. pistolet 8.Ainsi l'élément de support 24 supporte le bout de la vis dans la position voulue dans le logement 20 quand le coulisseau 15 est dans sa position de gauche mais quand le coulisseau est déplacé a sa position de droite l'élément de support 24 est retiré du logement 20 de sorte qu'il ne gêne pas la sortie de la tête de la vis du logement 20 à travers l'orifice 27 et dans le tube d'alimentation 7. La vis descend rapidement le long du tube d'alimentation 7 et arrive à la partie pistolet 8. A l'extrémité avant de la partie pistolet 8 le tube 7 se confond avec une partie tubulaire avant 33 de la partie pistolet à un angle aigu, de façon que la vis passe dans la partie tubulaire avant 33. Dans la réalisation des Figures 6 et 7, le bout de la vis passe vers l'extérieur à travers un orifice triangulaire 34 entre trois mors de maintien des vis 35 qui sont de préférence en une matière souple, et sont retenus sur la partie tubulaire 33 du pistolet 8 par une ceinture de bridage qui est de préférence élastique et doit être élastique si les mors 35 ne sont pas fabriques avec une matière souple. La partie tubulaire avant 33 du pistolet 8 est montée sur un coulant 37 snli-aire d'une gâchette 39, le coulant 37 pouvant coulisser en surmontant la compression d'un ressort 9, sur une partie tubulaire 40 faisant saillie d'une partie poignée 41 du pistolet. La partie poignée 41 comporte une turbine 'a air 42 qui est alimentée en air p-r l'intermédiaire du tt1Xe 17 et qui est raccordée à une tête de tournevis 43 logée dans la partie tubulaire avant 33. quandon tire en arrière la gâchette 30 vers la partie poio-iée 41 la tête de tournevis 4; avance le louç de ia partie tubulaire avant 5 du pistolet 8 pour s'engager dans une enpreinte d'entraînement dans la tête -1e la vis située dans les mors 35 et la turbine à air 42 est automatiquement actionnée pour entralner en rotation la vis pour la visser dans la piece. ; ;uand la vis s'approche de sa position de vissage à fond, la tete de la vis pousse les mors 35 vers l'extérieur comme l'indiquent les fleches adjacentes aux mors 35 de la Figure 6, et passe entre les mors 35, les mors se fermant l'un vers l'autre par suite de leur propre souplesse ou de l'élasticité de la ceinture de bridage 36, quand le tournevis est reculé pour l'écarter de la vis vissée à fond. Dess la réalisation des Figures 8 et 9, la partie tubulaire avant 33 de la partie pistolet 5 a des moyens de maintien des vis formes par des éléments mobiles sous forme de trois billes en acier 44 montées dans des logements respectifs 45 ménagés dans la paroi de la partie tubulaire 33 et un manchon en caoutchouc élastique et souple 46 engagé sur la partie tubulaire 33 et les billes 44 pour retenir les billes 44 dans les logements 45. Le manchon 46 appuie sur les billes 44 radialenent vers l'intérieur de la partie tubulaire 33 tout en les laissant se déplacer radialement vers l'extérieur pour permettre le passage de la tête de vis entre elles au vissage de la vis à sa position de vissage à fond. On a avantage à former les logements 45 au moyen d'une fraise à lamer et à chambrer, avec une forme et des dimensions telles que les billes 44 ne puissent pas tomber dans 1'alésage de la partie tubulaire 33. On peut se servir de plus ou de moins de trois billes si on veut. On a avantage à rendre la partie avant tubulaire 3 amovible du restant de la partie pistolet 8 pour permettre de l'échanger facílerreent pour une autre partie avant tubulaire de différent diamètre adapté aux vis à visser. Cependant, on peut se servir d'une partie tubulaire 33 particulière, y compris les billes 44, pour toute une gamme de dimensions de têtes de vis, ltespace- ment des positions de contact des billes variant avec les variations des dimensions de têtes de vis. En service, le coulisseau 15 est normalement dans la position ou Je logement 20 est aligné avec l'orifice 27 mais, par le truchement d'un dispositif détecteur dans la boîte de commande 9, sensible à la pression dans le tube 13, le coulisseau 15 est déplacé vers la gauche pour aligner le logement 20 avec l'orifice 19 dans la paroi latérale du corps 14 quand on tire la gâchette vers la partie poignée 41 du pistolet 8. Quand on lâche la gâchette 38 à la fin d'un vissage, le coulisseau 15 se déplace vers la droite dans le corps 14 pour déplacer la vis dans le logement 20 en ligne avec l'orifice 27 et laisser l'air du tube 12 souffler la vis à travers le tube d'alimentation 7 jusqu'aux mors 35, prête pour le vissage suivant. On remarquera qu'avec le tournevis automatique selon l'invention, un opérateur peut, en ne se servant que d'une seule main, visser facilement et rapidement des vis dans une pièce. Ceci est extrêmement avantageux dans les channes d'assemblage en série car l'opérateur peut ainsi se servir de l'autre main pour aligner et tenir deux pièces devant être fixées l'une à l'autre. Au besoin, la partie tubulaire 33 peut être allongée pour permettre le vissage de vis dans le fond de poches profondes. R E V B N D I C A T I O N S lo Un tournevis automatique caractérisé en ce qutil comprend des moyens, à l'intérieur ou à l'extérieur du corps de celui-ci pour maintenir une vis, des moyens d'entraînement dans le corps pour entrainer la vis en rotation et pour séparer la vis des moyens de maintien, et des moyens d'amenée pour alimenter une vis à la fois et la situer dans les moyens de maintien, prote pour son engagement par les moyens d'entrainement. 2. Un tournevis automatique selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent un élément mobile ou plus engagés dans des ouvertures dans la paroi d'une partie tubulaire avant du corps et élastiquement comprimés les uns vers les autres par un manchon souple les entourant. 5. Un tournevis automatique selon la revendication 2,earaeté- risé en ce que les éléments mobiles sont des billes. 4. Un tournevis automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent des mors mobiles disposés autour de l'extrémité de la partie tubulaire avant et prédisposés à se déplacer élastiquement les uns vers les autres. 5. Un tournevis automatique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'amenée peuvent alimenter les vis une à la fois à un tube d'alimentation qui se confond avec la partie tubulaire avant du corps à un angle aigu. 6. Un tournevis automatique selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractériséen ce que les moyens d'entrainement comprennent une turbine à air montée dans une partie arrière du corps et accouplée à une téte de tournevis, les parties avant et arrière du corps étant téléscopiquement engagées l'une avec l'autre de sorte qu'en poussant vers l'avant une partie arrière du corps vers la partie avant de celui-ci, la tête de tournevis soit avancée à travers la partie avant tubulaire pour engager une empreinte d'entraînement dans une vis maintenue dans les moyens de maintien. 7. Un tournevis automatique selon la revendication 5 ou la revendication 6 quand elle est accessoire à la revendication 5, caractérisé en e que les vis sont amenées l'une après l'autre le long du tube par de l'air comprimé. 8. Un tournevis automatique selon l'une quelconque des revendications 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que les moyens d'amenée comprennent un élément à déplacement alternatif ayant un logement d'une dimension lui permettant d'y recevoir une vis et se déplaçant alternativement entre une première position dans laquelle le logement peut recevoir une vis provenant des moyens d'amenée des vis, et une deuxième position où la vis peut passer du logement vers l'intérieur du tube d'alimentation. 9. Un tournevis automatique selon la revendication 8, caracté- risé en ce que l'élément alternativement déplaçable est un coulisseau à déplacement alternatif dans un corps, le déplacement alternatif étant commandé par un vérin pneumatique et le logement dans le coulisseau est une rainure de section transversale généralement semi-circulaire. 1 0. Un tournevis automatique selon la revendication 9, caracté- risé en ce que le corps a une partie de sa paroi latérale découpée de façon que tes vis amenées le long d'une voie et pendant par leur tte de cette voie puissent passer à travers la découpure dans la paroi du corps et pénétrer l'une après l'autre dans la rainure quand le coulisseau est dans sa première position. 11. Un tournevis automatique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de support prévus dans le logement de la vis, ces moyens de support étant retirés du logement quand le coulisseau se déplace à sa deuxième position, les moyens de support supportant le bout de la vis dans une position voulue quand le coulisseau est dans sa première position mais ne gênant pas la sortie de la tette de la vis du logement quand le coulisseau se déplace à sa deuxième position. 12. Un tournevis automatique selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de support supportent le bout de la vis de sorte qu'une face latérale du bout de la vis soit au ras du e8té adjacent du coulisseau. 13. Un tournevis selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de support sont prévus sur un bras d'un levier coudé qui est comprimé par ressort vers une position où les moyens de support s'étendent dans le logement, le corps comprenant une saillie qui s'engage avec l'autre bras du levier coudé quand le coulisseau se déplace de sa première position en forçant ainsi le levier coudé contre la compression du ressort pour retirer les moyens de support du logement au déplacement du coulisseau de sa première position à sa deuxième position, tout en permettant aux moyens de support de revenir dans le logement quand le coulisseau revient à sa première position.