Brevet FR2542655A1 — publié le 19840921

BROCHE DE VISSAGE La présente invention se rapporte à une broche de Vissage, destinée à permettre le vissage et le serrage de vis ou boulons au cours d'opérations répétitives, avec rapidité et efficacité, en garantissant notamment un effort de serrage parfaitement dosé et fidèle. Un objet de l'invention est plus particulièrement de réaliser une telle broche de vissage permettant une réduction très appréciable des temps de vissage et assurant néanmoins une grande fidélité de l'effort de serrage. La broche de vissage selon l'invention, comprenant un moteur d'entraînement d'un arbre menant et un arbre de sortie mené portant l'outil de vissage, arbre menant et arbre mené étant liés par un mecanisme réducteur de vitesse, est caractérisée en ce que le moteur est un moteur à deux sens de rotation et en ce que le mécanisme reducteur, contenu dans un boîtier solidaire du moteur, comprend un premier ensemble réducteur inverseur dont l'arbre d'entree est solidaire de l'arbre menant, ce dernier traversant ledit ensemble de part en part à travers l'arbre de sortie de ce premier ensemble et etant disposé en alignement avec l'arbre d'entrée d'un second ensemble réducteur dont l'arbre de sortie est solidaire de l'arbre mené, l'arbre de sortie du premier ensemble réducteur-inverseur d'une part, l'arbre menant d'autre part etant accouplés respectivement à l'arbre d'entree du second ensemble réducteur par deux roues libres agencees pour assurer un entraînement positif des éléments qu'elles relient et notamment de l'arbre mené pour un même sens de rotation. Grâce à cette disposition et comme on le verra mieux ci-apres, une simple inversion du sens de rotation du moteur permet de passer d'un fonctionnement à vitesse élevée et faible couple - seul le second ensemble réducteur intervenant pour l'entraînement de l'arbre mené - à un fonc- tionnement à vitesse réduite et couple éleve - faisant intervenir les deux ensembles réducteurs. Dans le premier cas, on réalise un prévissage rapide, dans le second cas, un serrage définitif avec un couple précis. De manière habituelle, pour le vissage, le sens de rotation est le sens horaire et c'est aussi celui choisi pour un entrainement positif par les roues libres. Selon une caractéristique de l'invention, le premier ensemble réducteur comprend un premier réducteur à trains épicycloldaux, comportant un premier train de satellites en prise avec l'arbre menant et avec une couronne fixe solidaire du boîtier, le planétaire-portant ces satellites et entourant l'arbre menant constituant l'arbre d'entrée d'un second réducteur-inverseur, en prise avec un second train de satellites monté sur une autre couronne fixe du boitier et engrenant avec une couronne mobile constituant l'arbre de sortie du premier ensemble réducteur inverseur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le second ensemble réducteur comprend, corne arbre d'entree un planétaire en alignement avec l'extrémité libre de l'arbre menant et en prise avec un troisième train de satellites qui engrenent avec une troisième couronne fixe du boîtier et qui sont montés sur un porte-satellite solidaire de l'arbre mené. Les caractéristiques èt avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs mieux de la description suivante donnée uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe de la broche de vis sage selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réa lisation pratique de la broche de la figure 1; - les figures 3 à 7 sont des sections de la broche de la figure 2 se lon les lignes III-III à VII-VII respectivement. La broche de vissage selon l'invention, représentée schematiquement à la figure 1, comporte un moteur électrique 1, à deux sens de rotation, par exemple à courant continu, à aimant samarium-cobalt, qui entrain un arbre menant 2 s'étendant axialement dans un carter cylindrique 3 qui prolonge le moteur 1. Cet arbre menant 2 est en prise par une denture 4 avec un train de satellites 5, porté par un planétaire 6 porte-satellite coaxial à l'arbre menant 2 qu'il entoure avec jeu radial, lesdits satellites 5 étant eux mêmes en prise avec une couronne dentée fixe 7, coaxiale à l'arbre 2 et solidaire du boitier 3. L'ensemble arbre menant 2, satellites 5, planetaire 6 et couronne 7, constitue un premier réducteur à train épicycloidal présentant un premier rapport de réduction, par exemple de 1/4, l'arbre menant 2 et le-planetaire 6 ayant le même sens de rotation. Le planetaire 6 est prolonge, à l'opposé du moteur par une bague 8, coaxiale à l'arbre 2 et entourant celui-ci avec jeu, formant un arbre de sortie du premier réducteur et portant sur sa périphérie exterieure une denture 9. Cette denture 9 est en prise avec un second train de satellites 10 portés par une couronne fixe 11 solidaire du boitier 3, et en prise avec une couronne mobile 12, voisine de la paroi intérieure du boîtier 3, coaxiale à l'arbre menant qui s'étend au-delà de la bague 8. L'ensemble constitue par la bague 8, les satellites 10, la couronne fixe 11 et la couronne mobile 12, forme un second réducteur, inverseur cette fois, puisqu'à un sens de rotation de la bague 10, correspond le sens de rotation oppose de la couronne 12. Le rapport de réduction de ce second reducteur est choisi par exemple egal à 1/3. Comme a bague 8 est solidaire du planétaire 6, à un sens de rotation de l'arbre menant 2 correspond le sens de rotation opposé de la couronne 12, le rapport de reduction entre les vitesses de rotation de la couronne 12 et de l'arbre menant (2 étant égal au produit des rapports de réduction des deux réducteurs, soit ici 1/3 x 1/4 = 1/12. Il faut noter ici qu'il ne s'agit à la figure 1 que d'une représentation schématique et qu'il est bien entendu nécessaire dans la pratique d'adjoindre aux éléments rotatifs déjà décrits, comme à ceux qui le seront par la suite des paliers, roulements à billes, à rouleaux, ou analogues, pour assurer leur maintien et permettre leur fonctionnement, mais il s'agit là de dispositions purement mécaniques. L'extrémité libre de l'arbre menant 2 ménage une portée 13 tourné vers le boîtier 3 et espacée d'une portée 14 correspondante de la couronne mobile 12. Entre ces deux portees 13 et 14 est disposée une couronne 15 d'un planétaire 16 coaxial à l'arbre 2 portant, à l'opposé de cet arbre 2 et dans le prolongement de celui-ci un embout denté 17, en prise avec un troisième train de satellites 18 en prise aussi avec une couronne dentée fixe 19 solidaire du boitier 3. Ces satellites 18 sont montés sur un porte-satellite 20, solidaire d'un arbre mene 21 se terminant à l'extérieur du boîtier par un embout 22 destiné à la fixation de l'outil de vissage. L'ensemble forme par le planétaire 15, les satellites 18 avec le porte-satellite 20 et la couronne fixe 19, constitue un troisième réduc- teur dont le planétaire 15 est l'entrée et le porte-satellite 20 la sortie. Ce réducteur assure la conservation du sens de rotation et, par exemple, a un rapport de réduction de 1/4. La broche selon l'invention comporte en outre deux roues libres, l'une 24 solidaire de la couronne mobile 12 au niveau de la portée 14 et embrayant sur le planétaire 15, l'autre 25 solidaire du planétaire 15 et embrayant sur la portee 13 de l'arbre menant 2. Ces roues libres 24 et 25 sont telles qu'elles assurent un entrainement positif des éléments qu'elles relient pour un même sens de rotation, ici le sens horaire correspondant au sens de vissage habituel, et par contre patinent dans le sens anti-horaire. Lorsque l'arbre menant 2 est entraîné par le moteur 1 dans le sens correspondant à l'enclenchement des roues libres c'est-à-dire dans le sens horaire, ou de vissage, il y a enclenchement ou embrayage de la roue libre 25 entre l'arbre menant 2 et le planétaire 15 et entraînement de ce dernier. L'arbre mené 21 est de ce fait mis en rotation dans le sens horaire et met en action l'outil de vissage fixe à son extrémité, avec une vitesse relativement elevée (rapport de réduction 1/4) et un couple faible. Pour ce même sens de rotation, l'arbre menant 2 constamment en prise avec les éléments des deux premiers réducteurs, entraîne la couronne mobile 12 dans le sens anti-horaire, puisque, comme on l'a vu precedem- ment, il y a inversion du sens de rotation. La roue libre 24 patine alors et il n'y a pas entraînementrelatif des éléments 12 et 15. Si, par contre, l'arbre menant 2 est mis en rotation dans le sens anti-horaire, par inversion du sens de rotation du moteur 1, il y a patinage de la roue libre 25 liée à cet arbre menant, et du fait de la mise eil rotation dans le sens opposé, c'est-à-dire horaire, enclenchement de la roue libre 24 et entraînement, à travers le troisième réducteur, de l'arbre mené 21 dans ce même sens horaire. Dans ce cas, la chaîne cinématique comporte les trois réducteurs et on obtient une mise en rotation à petite vitesse, rapport de réduction egal à 1/4 x 1/3 x 1/4 = 1/48 ici, et à fort couple. On dispose ainsi de deux vitesses de rotation de l'outil, avec deux valeurs de couples différentes, par la seule inversion du sens de rotation du moteur 1. Dans la première phase de prévi s sage, correspondant à une rotation dans le sens horaire du moteur, l'arbre mené tourne à vitesse élevée, de l'ordre par exemple de 150 à 200 tr/min, avec un couple faible, et dans la deuxième phase, pour le vissage définitif lent et le serrage, l'arbre mene tourne à vitesse réduite, de l'ordre de 15 tr/min, ce qui permet la réalisation d'un couple precis. L'invention prévoit d'associer à l'arbre mené 21 un capteur de couple 27, avec un dispositif électronique non représenté, adapté à detecter une valeur de couple supérieure à une valeur de consigne préréglée et, dès que cette valeur de consigne est dépassée, à envoyer au moteur un signal de commande d'inversion du sens de rotation. Ainsi, lors du commencement du vissage, le moteur 1 tourne normalement dans le sens horaire et entrain, à vitesse elevée et avec un couple faible, ltoutil de vissage. Dès que le couple résistant dépasse la valeur de consigne, il y a inversion du sens de rotation et le vissage se poursuit jusqu'à la fin avec une vitesse réduite et un couple élevé. La figure 2 illustre une forme de realisation de la broche selon l'invention: seuls les elements correspondant à ceux de la figure 1 ont été repérés par les mêmes références. Les figures 3 à 7 illustrent des sections selon les lignes IIi-IǏ à VII-VII de la figure 1. La forme de réalisation illustrée ici comporte en outre, sous la -réference 28, un générateur d'impulsions optiques permettant notamment un réglage précis du serrage de la vis. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés et elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDlCAT IONS 1.- Broche de vissage, comprenant un moteur d'entraînement d'un arbre menant et un arbre de sortie mené portant l'outil de vissage, arbre menant et arbre mené étant liés par un mécanisme réducteur de vitesse, caractérisée en ce que moteur (1) est un moteur à deux sens de rotation et en ce que le mécanisme réducteur, contenu dans un boîtier (3) solidaire du moteur, comprend un premier ensemble reducteur inverseur dont l'arbre d'entree est solidaire de l'arbre menant (2), ce dernier traver- sant ledit ensemble de part en part-à travers l'arbre de sortie (12) de ce premier ensemble et étant disposé en alignement avec l'arbre d'entrée (17) d'un second ensemble réducteur dont l'arbre de sortie est solidaire de l'arbre mené (21), l'arbre de sortie (12) du premier ensemble réducteur-inverseur d'une part, l'arbre menant (2) d'autre part étant accouplés respectivement à l'arbre d'entrée (17) du second ensemble réducteur par deux roues libres (24, 25) agencées pour assurer un entrainement positif des éléments qu'elles relient et notamment de l'arbre menue (2) pour-un même sens de rotation. 2.- Broche de vissage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le sens de rotation assurant un entraînement positif de 1 'arbre mené par chaque roue libre (24, 25) est le sens horaire. 3.- Broche de vissage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le premier ensemble réducteur comprend un premier réducteur à trains epicycloldaux, comportant un premier train de satellite (5) en prise avec l'arbre menant (2) et avec une couronne fixe (7) solidaire du boitier (3), le planetaire (6) portant ces satellites et entourant l'arbre menant (2) constituant l'arbre d'entrée (8) d'un second réducteur inverseur, en prise avec un second train de satellites (10) monté sur une autre couronne fixe (11) du boîtier et engrenant avec une couronne mobile (12) constituant l'arbre de sortie du premier ensemble réducteur-inverseur. 4.- Broche de vissage, selon l'une des revendications 1 à 3, carac terisée en ce que le second ensemble réducteur comprend, comme arbre d'entrée un planétaire (15) en alignement avec l'extrémité libre de l'arbre menant (2) et en prise avec un troisième train de satellites (18) qui engrènent avec une troisieme couronne fixe (19) du boitier et qui sont montés sur un porte-satellite (20) solidaire de l'arbre mene (2-1). 5.- Broche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les deux réducteurs du premier ensemble reducteur-inverseur ont respectivement un rapport de réduction de 1/4 et de 1/3 et en ce que le rapport de réduction du second ensemble réducteur est de 1/4. 6.- Broche selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'arbre mené (21) est associé à un dispositif détecteur de couple adapté à detecter une valeur du couple superieure à une valeur de consigne prgréglée et à envoyer alors au moteur (1) un signal de commande d'inversion de son sens de rotation.