Brevet FR2474372A1 — publié le 19810731

La présente invention a pour objet un appareil de vissage pour visser des vis ou des écrous. On connait des appareils de vissage qui sont constitués d'un corps supportant un moteur destiné à être relié à une source d'énergie convenable et dont l'arbre de sortie est relié à des moyens pour entrainer l'organe à visser, écrou ou vis. De tels appareils qui sont très connus et surtout employés dans la construction aumobile, présentent l1incon- dénient qu'il n'est pas possible de détecter un mauvais vissage et qu'il arrive souvent qu'un certain nombre de vis soient cassées ou encore qu'il ait été omis de placer des rondelles. L'un des buts de la présente invention est de réaliser un appareil qui remédie à ces divers inconvénients. L'appareil objet de la présente invention est du type comprenant un corps supportant des moyens moteurs destinés à être reliés à une source d'énergie convenable et pourvus de moyens pour entrainer l'organe à visser, et est caractérisé en ce qu'il comporte un premier moteur à vitesse de rotation rapide et un second moteur à vitesse de rotation lente, lesdeux moteurs étant montés de manière à pouvoir entrainer indépendamment l'un de l'autre les moyens pour entrainer l'organe à visser, est des moyens étant insérés entre lesdits moteurs de manière que lorsque le premier moteur a atteint un couple résistant déterminé, le second moteur soit mis en route jusqu'à un second couple résistant supérieur au premier. Ainsi, grâce à l'invention, on peut réaliser un appareil assurant un serrage sûr par l'obtention de couples choisis. De plus, pour renforcer encore la sûreté du serrage l'appareil peut comporter des moyens pour limiter le déplacement angulaire des moyens pour entrainer l'organe à visser par le second moteur. Ainsi on peut contrôler l'angle de rotation de la vis depuis son préserrage assuré par le premier moteur jusqu'à son serrage final assuré par le second moteur, cet angle étant le même pour tous les serrages identiques, ce qui permet de détecter facilement un serrage incomplet ou imparfait. Suivant une caractéristique constructive particulière, les deux moteurs sont hydrauliques, le premier moteur comprenant un rotor traversé par une palette s'étendant diamétralement dans un stator et mobile parallèlement à ellemême dans ledit stator, ladite palette déterminant deux chambres et comportant deux ouvertures de distribution s'ouvrant chacune dans une chambre, tandis que chaque chambre comporte un conduit d'échappement, ledit rotor, les ouvertures de distribution et les conduits d'échappement occupanr des positions telles que ledit rotor masque alternativement les ouvertures d'admission et les conduits d'échappement correspondants. On peut ainsi réaliser un moteur extrèmement simple qui est d'un encombrement très réduit et qui assure une marche très régulière. On peut prévoir les admissions et les échappements afin que ledit moteur ait deux temps moteur par tour, ce qui est particulièrement avantageux. Suivant encore une autre caractéristique, le second moteur comprend un rotor à palettes et un stator divisé en chambres correspondantes par des cloisons, des moyens d'admission et de refoulement étant prévus dans chaque chambre. Suivant une caractéristique constructive particulière, le premier moteur est supporté par des excentriques entrainant à travers une roue libre un arbre traversant axialement le rotor du second moteur, ledit arbre étant relié aux moyens d'entrainement de l'organe à visser, tandis que le second moteur est, par son rotor, relié directement aux moyens d'entrainement de l'organe à visser avec interposition d'une roue libre. On peut ainsi réaliser un montage simple, peu encombrant, les moteurs étant disposés coaxiaux. Suivant un mode de réalisation particulier, l'appareil comporte des moyens pour commander la rotation en sens inverse à celui du vissage du second moteur pendant que le premier moteur effectue un premier cycle de vissage. De manière à pouvoir régler aisément l'angle de vissage final, l'appareil comporte une baguemontée tournante sur le stator du second moteur et portant une butée interne tandis que le rotor du second moteur comporte un doigt susceptible de rencontrer la butée, et de préférence la bague porte une graduation etle corps est pourvu d'un index. Suivant une caractéristique particulière, l'appareil comporte une pompe aspirant l'huile dans une bâche avec un circuit basse pression et un circuit haute pression, le circuit basse pression étant destiné à l'alimentation à travers un distributeur, d'une part, du premier moteur, et, d'autre part, du second moteur dans un sens opposé à celui du vissage, des moyens pour bloquer le circuit basse pression lorsqu'un couple résistant déterminé ayant été atteint par le premier moteur, la pression a atteint un seuil déterminé, lesdits moyens commandant la mise en route du circuit haute pression pour l'alimentation du second moteur dans le sens du vissage, des moyens étant prévus pour arrêter l'ensemble et placer les différents organes dans la position initiale lorsque la pression du circuit haute pression a atteint une valeur déterminée. Enfin, il peut être prévu des moyens pour vérifier que la pression du circuit haute pression a atteint une valeur déterminée, ce qui permet de détecter immédiatement un mauvais vissage, qu'une rondelle a été omise ou qu'une vis ou un écrou sont de mauvaise qualité. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple seulement et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins Fig. I est une vue en élévation d'un appareil selon l'invention, Fig. 2 est une vue en coupe axiale longitudinale de l'appareil de la figure I, Les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe suivant les lignes III-III, IV-IV et V-V de la figure -2, Fig. 6 est une vue en coupe montrant le fonctionnement du moteur à vitesse lente, Fig. 7, 8, 9, IO et II sont des vues en coupe suivant les lignes VII-VII, VIII-VIII, IX-IX et X-X, XI-XI de la figure 2, Fig. I2 et I3 sont des vues en coupe montrant les différentes phases du fonctionnement du moteur à vitesse rapide, Fig. I4 montre le schéma hydraulique de l'appareil. L'appareil représenté aux figures comprend un corps allongé I supportant à une extrémité un arbre cannelé 2 destiné à recevoir un outil pour le vissage d'écrous ou de vis, ledit corps étant pourvu d'une bride 3 pour sa fixation à une table de travail. A son extrémité opposée à celle pourvue de l'arbre 2, le corps I comporte quatre conduits dont deux référencés en 5 et 6 sont seuls visibles à la figure. Ces conduits sont destinés à être reliés à un distributeur d'huile sous pression, comme il sera expliqué à la figure I4. Le conduit 5 qui est le conduit d'arrivée d'huile sous pression s' ouvre dans un conduit IO dtun rotor II traversé diamétralement par une palette creuse 7 dont les extrémités sont guidées dans deux entailles 8 et I2 d'un stator 9. La palette 7 comporte au voisinage d'une extrémité et sur une face, une ouverture de distribution 13, tandis qu'au voisinage de l'autre-extrémité et sur l'autre face elle est pourvue d'une seconde ouverture de distribution I4. Dans l'entaille 8 débouche à une extrémité, un conduit d'échappement I5, tandis qu'à l'extrémité de l'en- taille I2 du côté opposé au conduit d'échappement I5, il est prévu un conduit d'échappement I6. Ces conduits I5 et I6 sont reliés directement par des canaux pratiqués dans le corps I à un conduit d'échappement débouchant dans une bâche. A son extrémité adjacente aux conduits 5 et 6, le rotor II est terminé par une queue cylindrique 20 sur laquelle est calée la bague antérieure d'un roulement 21 maintenue par une bague élastique 23 et dont la bague extérieure est emboitée dans un logement 24 d'une pièce 25 guidée dans le stator 9 par un roulement 26 (fig.IO). L'autre extrémité du rotor II comporte un roulement 28 interposé entre une pièce 29 guidée sur le stator par un roulement 30. Le rotor II traverse les pièces 25 et 29 excentriquement, celles-ci ayant la meme excentricité et pourvant tourner librement autour du rotor qui se déplace parallèlement à luimême en épousant la paroi interne du stator. Un arbre 31 à une extrémité comporte un quatre pans 32 engagé dans un trou correspondant 33 de l'arbre cannelé 2, tandis qu'à son autre extrémité il comporte un épaulement 34 prolongé par une queue 35 reliée avec interposition d'une roue libre 36 à une bague 37 solidaire de la pièce 29. Les roulements 26 et 30 sont retenus axialement par deux bagues 39 et 40 disposées aux extrémités du rotor II. L'arbre cannelé 2 comporte une bride 4I fixée par des vis 42 à un manchon 43 qui, d'une part, est supporté par un roulement 44 monté/50rbride 3 et, d'autre part, par un roulement 38 monté sur un rotor 45, une roue libre 47 étant insérée entre le rotor 45 et le manchon 43 (fig;3). Le rotor 45 comporte deux palettes I00 et IOI (fig.5) qui sont décalées angulairement de I80 , ledit rotor tournant sur un arbre fixe 48 qui est percé d'un conduit axial 49 permettant le passage de l'arbre 31. L'arbre 48 est solidaire du corps I et d'un stator 50 qui est pourvu de deux cloisons internes 51 et 52 s'étendant dans un même plan, la cloison 51 étant fixée dans des encoches 54 de l'arbre 48, tandis que la cloison 52 est pourvue de trous lisses 55 qui sont traversés par des vis 56 se vissant dans des taraudages de l'arbre 48. Les cloisons 51 et 52 délimitent deux-chambres 6I et 62. L'arbre 48 comporte quatre canaux longitudinaux 57 58, 59 et 60, les canaux 58 et 59 débouchant par des trous latéraux dans la chambre 61, tandis que les canaux 57 et 60 débouchent par des trous dans la chambre 62. Les palettes I00 et IOI comportent des rainures 64 pour éviter que dans des positions extrèmes les canaux soient masqués. Les canaux 57 et 59 sont reliés au conduit 6, tandis que les canaux 58 et 60 sont reliés d'une manière- identique à un conduit s'ouvrant à l'arrière du corps I non visible à la figure I. Sur le stator 50 est montée tournante une bague 65 (voir fig. II) qui comporte une butée 66, ladite bague portant une graduation 67 tandis qu'un repère 68 est prévu sur le corps I. Le rotor 45 est pourvu d'un doigt radial 69 qui est destiné à coopérer avec la butée 66 pour limiter le déplacement angulaire dudit rotor. A la figure 14, on a représenté le schéma hydraulique de commande de l'appareil. Cette commande hydraulique comprend une pompe 70 entrainée par un moteur 71 et qui aspire l'huile contenue dans une bâche 72 à travers un filtre et refoule celle-ci par une canalisation 73 vers un distributeur 74. Le distributeur 74 est agencé pour permettre trois possibilités de distribution schématisés par A, B et C, la possibilité B correspondant à un retour direct à la bâche 72 par une conduite 75. Sur la conduite 73 est branchée une conduite 76 reliée à la bâche 72 avec interposition d'un distributeur 77 d'une régulatrice basse pression 78 et d'un filtre 79. Le distributeur 77 est à deux positions et est commandé par un manostat 80 inséré sur la conduite d'admission 81 au premier moteur de l'appareil désigné ici par les lettre MR et constitué du stator 9 et du rotor II, ce moteur tournant rapidement. Sur la conduite d'admission 81 est monté un limiteur de débit RI qui permet de régler la vitesse du moteur MR, l'échappement de celui-ci (conduites I5 et I6) étant relié par une conduite 82 à une bâche 83. Le second moteur de l'appareil qui est constitué du rotor 45 et du stator 50 est figuré sur le schéma par les lettres ML. La conduite 81 est reliée par une conduite 84 au distributeur 74, une conduite 85 reliant la conduite 84 aux canaux 57 et 59 de l'arbre 48. Les canaux 58 et 60 sont reliés par une conduite 87 au distributeur 74 avec interposition d'un limiteur de débit unidirectionnel R2. Il est prévu une commande manuelle 90, un manomètre 91 destiné à indiquer une pression d'équilibre à laquelle un manostat 92 commande l'arret de la pompe et la remise à zéro des distributeurs. Le manomètre 91 peut être gradué en mesure de couple ou être électronique avec jauge de contrainte pour indiquer des valeurs de crête et commander le couple atteint pour chaque vis dans des vissages répétitifs. Sur la conduite 73 est branchée une conduite 95 avec interposition d'une régulatrice haute pression 94, cette conduite étant reliée à la bâche 72. Le fonctionnement de l'appareil est le suivant En position de repos, le rotor 45 du moteur ML est dans la position représentée à la figure 5 c'est-à-dire que la palette IOI bute contre la cloison 52 et la palette I00 contre la cloison 51. On commande le cycle en agissant sur la commande manuelle 90, le moteur 71 entrainant la pompe 70 qui aspire l'huile de la bâche 72 à travers la canalisation 73. La commande 90 fait placer le distributeur 74 dans la position C et le distributeur 77 dans la position 2,l'huile passe donc à travers les canalisations 84, 81 et 85 et celle contenue dans les chambres 61 et 62 revient'à la bâche 72 par les canalisations 87 et 75, rotor 45 tourne donc de manière à venir buter contre la butée 66 par son doigt 69, la position angulaire de la butée 66 ayant au préalable été réglée. Dans ce sens de rotation, l'arbre 2 n'est pas entrainé grâce aux roues libres 47. Simultanément l'huile admise par la canalisation 81 passe par le conduit 5, le conduit IO, l'ouverture de distribution I3 et ainsi commande le déplacement du rotor II, tandis que par le rotor II, l'ouverture I4 est masquée et que le conduit d'échappement I6 est ouvert, l'huile contenue dans la seconde chambre s'échappant par la conduite 82 (fig.9). Ensuite (fig.I2) et (Fig. I3), au cours du déplacement du rotor II, la palette 7 se déplace depuis une extrémité des entailles 8 et I2 vers l'autre extrémité, de sor- te que l'achappement I6 se trouve progressivement masqué alors que l'échappement I5 stouvre, l'ouverture I3 étant progressivement fermée alors que l'ouverture I4 est dégagée. On conçoit que le rotor II se déplace parallèlement à lui-meme dans le stator 9 et qu'il entraine par les excentriques 25 et 29, la pièce 37, la roue libre 36 étant telle que l'arbre 31 est entrainé et par conséquent l'arbre 2. Ce moteur MR présente deux temps moteur par tour, du volume nul au volume maximum, le temps moteur s'effectue sur 2700 puisque dans la position de la figure I3, le rotor II reçoit déjà un couple par la chambre inférieure qui va être alimentée, le couple inférieur commençant avant que s'acheve le couple supérieur et vice et versa. Lorsque le rotor 46 arrive en butée, contre la butée 66, la vis (voir fig.I4) a été serrée par l'arbre 2 à un couple initial chdsi et le moteur MR s'immobilise compte tenu de ce couple résistant (fonction de la pression préréglée par la régulatrice basse pression 78). Comme le rotor 46 est blo qué, la pression croît rapidement et commande la fermeture du manostat 80 qui commande le distributeur 74 qui passe dans la position A, tandis que le distributeur 77 également commandé par le manostat 80 passe dans la position I, le circuit d'huile par la régulatrice basse pression 78 étant ainsi blo qué. L'huile sous pression est alors admise par les canalisations 73 et 87 dans les canaux 58 et 60, tandis que les canaux 59 et 57 sont à l'échappement par les conduites 85 et 84 qui sont reliées à la conduite 75. Le rotor 45 tourne alors depuis la position angulaire présélectionnée par la position angulaire de la butée 66 jusqu'à ce que les palettes viennent porter contre les cloisons. Durant cette rotation du rotor 45, l'arbre 2 est entrainé à travers les roues libres 47 pour le serrage final de la vis V à un couple final de serrage directement proportionnel à la pression préréglée à la régulatrice haute pression 94. Le manostat 92 commande l'arrêt du cycle et la remise dans la position initiale des distrbuteurs 74 et 77. En agissant à nouveau sur la commande 90, le cycle se reproduit. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être dScrit et qui a été représenté, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S IO - Appareil de vissage du type comprenant un corps supportant des moyens moteurs destinés à être reliés à une source d'énergie convenable et pourvus de moyens pour entrainer l'organe à visser, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moteur à vitesse de rotation rapide et un second moteur à vitesse de rotation lente; les deux moteurs étant montés de manière à pouvoir entrainer indépendamment l'un de l'autre les moyens pour entrainer l'organe à visser et des moyens étant insérés entre lesdits moteurs de manière que lorsque le premier moteur a atteint un couple résistant déterminé le second moteur soit mis en route jusqu'à un second couple résistant supérieur au premier. 20 - Appareil de vissage selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour limiter le déplacement angulaire des moyens pour entrainer l'organe à visser par le second moteur. 30 - Appareil de vissage selon la revendication I, caractérisé en ce que les deux moteurs sont hydrauliques,le premier moteur comprenant un rotor traversé par une palette s'étendant diamétralement dans un stator et mobile parallélement à elle-même dans ledit stator, ladite palette déterminant deux chambres et comportant deux ouvertures de distribution s'ouvrant chacune dans une chambre, tandis que chaque chambre comporte un conduit d'échappement, ledit rotor, les ouvertures de distribution et les conduits d'échappement occupant des positions telles que ledit rotor masque alternativementles ouvertures d'admission et les conduits d'échappement correspondants. 40 - Appareil de vissage selon les revendications I et 3, caractérisé en ce que le second moteur comprend un rotor à palettes et un stator divisé en chambres correspondantes par des cloisons, des moyens d'admission et de refoulement étant prévus dans chaque chambre. 50 - Appareil de vissage selon les revendications Iss 3 et 4 caractérisé en ce que le premier moteur est supporté par des excentriques entrainant à travers une roue libre un arbre traversant axialement le rotor du second moteur, ledit arbre étant relié aux moyens d'entrainement de l'organe à visser, tandis que le second moteur est, par son rotor, relié directement aux moyens d'entrainement de l'organe à visser avec interposition d'une roue libre. 60 - Appareil de vissage selon les revendications I, 3, 4 et 5 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour commander la rotation en sens inverse à celui du vissage du second moteur pendant que le premier moteur effectue un premier cycle de vissage. 70 - Appareil de vissage selon les revendications I, 2, 3, 4, 5 et 6 caractérisé en ce qu'il comporte une bague montée tournante sur le stator du second moteur et portant une butée interne tandis que le rotor du second moteur comporte un doigt susceptible de rencontrer la butée. 80 - Appareil de vissage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bague porte une graduation et le corps est pourvu d'un index. 90 - Appareil de vissage selon lssensemble des revendications 3 à 6 caractérisé en ce qu'il comporte une pompe aspirant l'huile dans une bâche avec un circuit basse pression et un circuit haute pression, le circuit basse pression étant des tinté à l'alimentation à travers un distributeur, d'une part, du premier moteur, et, d'autre part, du second moteur dans un sens opposé à celui du vissage, des moyens pour bloquerle circuit basse pression lorsqu'un couple résistant déterminé ayant été atteint par le premier moteur, la pression a atteint un seuil déterminé, lesdits moyens commandant la mise en route du circuit haute pression pour l'alimentation du second moteur dans le sens du vissage, des moyens étant prévus pour arrêter l'ensemble et placer les différents organes dans la position initiale lorsque la pression du circuit haute pression a atteint une valeur déterminée. I00 - Appareil de vissage selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour vérifier que la pression du circuit haute pression a atteint une valeur déterminée.