Brevet FR2566695A1 — publié le 19860103

La présente invention concerne un tournevis dynamométrique électrique, de préférence pour montage en plusieurs exemplaires sur un support réglable entre une position de repos et une position de travail1 avec un axe en translation longitudinale, un embrayage engagé et dégagé par ladite translation, un capteur de couple coupant la transmission de l'entraînement entre le moteur et l'axe, une pièce tubulaire raccordée à l'extrémité de l'axe située du côté de l'outil, dans un carter de roulement d'axe, et un arbre cannelé logé dans ladite pièce tubulaire en translation longitudinale, contre l'action d'un ressort et bloqué en rotation. De tels tournevis dynamométriques sont connues pour utilisation manuelle. L'utilisation automatique de plusieurs tournevis dynamométriques de ce type sur un support commun exigerait soit de rendre le support commun mobile à l'aide d'un coûteux dispositif d'avance, soit d'engager et de dégager l'embrayage de chaque tournevis par une commande manuelle. Il est impossible de réaliser ainsi des tournevis dynamométriques économiques, à fonctionnement automatique et relativement précis pour de faibles couples de vis-sage. En fonctionnement pneumatique, on utilise des tournevis à calage pour de tels vissages. Les outils pneumatiques et les réseaux d'alimentation alors nécessaires consomment toutefois beaucoup-d'énergie. La méthode du calage n'est pas applicable à des tournevis électriques par suite de la carbonisation des moteurs électriques. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une broche d'embrayage est montée en translation longitudinale dans la pièce tubulaire et l'arbre cannelé-et prend appui, avec interposation d'un ressort, sur l'arbre cannelé d'une part et sur l'axe d'autre part, la force du ressort étant dimensionnée de façon à vaincre la force du ressort dégageant l'embrayage lors de l'insertion de l'arbre cannelé dans la pièce tubulaire et à engager l'embrayage. Le tournevis dynamométrique selon l'invention présente l'avantage de coûts de production relativement faibles. Il est entraîné électriquement et peut être utilisé automatiquement sans supplément de prix notable.La broche d'embrayage montée en translation longitudinale et sur ressort permet facilement d'engager les embrayages par le support commun lors de l'arrivée sur les tournevis, de maintenir la liaison par ltem- brayage sur toute la course de travail, puis de dégager l'embrayage lors du soulèvement des tournevis par le support commun. Selon une autre caractéristique de l'invention, la broche d'embrayage comporte un collet et le ressort qui l'entraîne est glissé sur elle jusqu'audit collet. La réalisation de la broche d'embrayage avec un collet permet de loger le long ressort néces saine pour ladite broche sans allongement notable du tournevis dynamométrique. Ce ressort peut à la fois engager l'embrayage et maintenir l'engagement de l'outil dans la pièce sur toute la course de travail. Il assume ainsi deux tâches différentes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une élévation en coupe d'un tournevis dynamométrique selon l'invention, avec l'embrayage dégagé; et la figure 2 est une élévation partielle comme la figure 1, avec l'embrayage engagé et au début de l'opération de vissage. Un carter 1 de moteur, un carter 2 de réducteur, un carter 3 d'embrayage et un carter 4 de roulement dtaxe sont reliés pour former le carter complet d'un tournevis dynamométrique. Le carter 1 contient un moteur électrique 5. L'arbre 6 du moteur entraîne, par l'intermé diaire d'un pignon 7, un réducteur 8/9 monté dans un flasque 10 entre le carter 2 de réducteur et le carter 3 d'embrayage. Le réducteur 8/9 entraîne une roue dentée 11 portée par un arbre d'embrayage 12, également monté dans le flasque 10, parallèlement au réducteur 8/9. La roue dentée il est montée en rotation et en translation sur l'arbre d'embrayage 12. Un ressort à boudin 13 glissé sur l'arbre d'embrayage 12 tend à déplacer en permanence la-roue dentée 11 vers le carter 4-de roulement d'axe.Ce mouvement est limité par un jonc 14 logé dans une gorge correspondante de l'arbre d'embrayage 12. Le carter 3 d'embrayage comprend un palier 15 pour une douille 16, munie d'un collet 17 fileté et d'un bord conique 18. La douille 16 sert de logement à un axe 19 du tournevis. L'axe 19 est aligné avec l'arbre d'embrayage 12. L'extrémité de l'arbre d'embrayage'l2 située du côté de la pièce s'engage dans un alésage 20 de l'extrémité en regard de l'axe 19. Un ressort à boudin 22 appl-ique une bille 21 sur le fond de l'alésage 20. Ce ressort 22 est guidé dans un alésage 23 de l'arbre d'embrayage 12. il prend appui sur une autre bille 24 à laquelle est affecté un goujon de butée 25 à l'extrémité intérieure de l'alésage 23. Un perçage radial 26 de l'arbre d'embrayage 12 contient une bille 27 plus petite.La bille 24 tend à repousser en permanence la bille 27, qui prend appui sur elle sous l'action du ressort à boudin 22, et à la maintenir dans cette position. L'ergot de butée 25 interdit, pendant le montage, la chute de la petite bille 27 dans l'alésage 23. La face frontale de la roue dentée 11, du côté de l'outil, comporte une saignée de dégagement 28 qui élargit l'alésage de logement de la roue dentée 11. Des dents d'embrayage 29 sont également en saillie sur cette face frontale. Les dents d'embrayage 29 sont en regard des dents d'embrayage 30 d'une douille d'embrayage 31. Cette dernière est vissée sur le collet 17 de la douille 16. La douille d'embrayage 31 recouvre également ainsi une extrémité de l'axe 19 présentant un collet 32 portant les dents frontales 33 d'un embrayage dynamométrique. Un fond cylindrique creux 33.de la douille d'embrayage 31 porte les dents 35 dirigées dans le sens inverse des dents 33. Des rouleaux cylindriques 36 sont disposés entre ces dents 33 et 35. Un ressort à boudin 37, appliqué sur la face arrière du collet 32, repousse les dents 33 et 35 les unes vers les autres. il s'applique sur une bague d'appui 38 dont la face frontale conique repose par l'intermédiaire de billes 39 sur la douille 16. La face frontale conique de la bague d'appui 38 et le bord conique 18 du collet 17 de la douille 16 repousse les billes 39 dans des gorges longitudinales 40 de la douille d'embrayage 31. Un ergot de blocage 42 est affecté au trou 41 dans la paroi de la douille d'embrayage 31. Il est guidé dans un perçage radial du carter 3 d'embrayage. La douille 16 et l'axe 19 du tournevis sont en saillie sur le carter 3 d'embrayage. L'extrémité de la douille 16 est munie de dents 43. Ces dernières et ergot de blocage 42 permettent d'ajuster le couple de dégagement de l'embrayage dynamométrique 34 par variation du bandage du ressort à boudin 37. Le carter 3 d'embrayage et le carter 4 de roulement d'axe sont reliés entre eux et avec un support 46 réglable suivant la longueur de l'axe 19 du tournevis par des brides 44 et 45 boulonnées. L'extrémité de l'axe 19 située du côté de la pièce porte un carré d'entraînement 49, Ce dernier fait partie d'un embrayage d'entraînement 50, dont les pièces coulissent les unes par rapport aux autres suivant la direction de l'axé 19, mais demeurent engrenées. Un carré intérieur 51 est usiné dans un manchon 52, monté par l'in termédiaire d'un roulement à billes 53 dans le carter 4 de roulement d'axe. Une pièce tubulaire 54 pour un arbre cannelé 55 est emmanché sur le téton du manchon 52. L'extrémité de ladite pièce tubulaire 54 située du côté de la pièce est montée dans un roulement à aiguilles 56 dans le carter 4 de roulement d'axe. La pièce tubulaire 54 contient l'arbre cannelé 55 dont l'extrémité extérieure présente un carré 57 pour liaison avec un outil de vissage.Une broche d'embrayage 60, partiellement entourée par un ressort à boudin 59, est logée dans un alésage longitudinal 58 ouvert vers l'intérieur du tournevis. Le Des sort 59 prend appui sur le fond de l'alésage longitudinal 58 d'une part et sur un collet 61 de la broche d'embrayage 60 d'autre part. Une extrémité libre 62 de la broche d'embrayage est montée en transla- tion dans un alésage longitudinal 63 du manchon 52. La longueur de cette extrémité libre 62 est supérieure à celle de l'alésage longitudinal 63 d'au moins la course d'engagement ou de dégagement de l'embrayage 11, 29, 30, 31. En liaison avec une cannelure plus courte de l'arbre cannelé 55, un goujon 6ss logé dans un bourrelet annulaire 65 à l'extrémité de la pièce tubulaire 54 interdit au ressort à boudin 59 de faire glisser l'arbre cannelé 55 hors de. la pièce tubulaire 54. Le câble 66 alimente le tournevis dynamométrique 1, 2, 3, 4. Un poussoir 67 branche et coupe l'alimentation du moteur électrique 5. Ce branchement et cette coupure peuvent évidemment aussi être centralisés, de même que la commande du support réglable 46. Une noix appropriée est placée sur le carré 57 de chaque tournevis pour le vissage de vis à tête six pans par exemple. Le support réglable 46, sur lequel sont fixés les tournevis dynamométriques, est approché des vis à tête six pans légèrement vissées. Les moteurs électriques de tous les tournevis sont branchés dès le début de ce mouvement. Dès que la noix placée sur le carré 57 de chaque tournevis saisit correctement une tête de vis, l'arbre cannelé 55 est repoussé dans la pièce tubulaire 54 contre l'action du ressort à boudin 59. Pendant la suite du trajet -d'approche du support réglable 46, la force du ressort à boudin 59 vainc celle du ressort à boudin 22 et engage l'embrayage 11, 29, 30, 31. A la fin du mouvement d'approche du support 46, les pièces du tournevis se trouvent dans la position représentée à la figure 2. L'arbre cannelé 55 est entièrement introduit dans la pièce tubulaire 54. La broche d'embrayage 60 a, par son extrémité libre, repoussé le carré d'entralnement 49, dont le mouvement est transmis à l'axe 19 du tournevis. L'embrayage 11, 29, 30, 31 est engagé. Le moteur électrique 5 entraîne l'axe 19 dutournevis par l'intermédiaire du pignon 7, du réducteur 8, 9, de la roue dentée 11, de l'embrayage 11, 29, 30, 31, de douille 16 et de l'embrayage dynamométrique 32 à 37.L'axe 19 fait tourner, par l'intermédiaire du carré d'entraînement 49, le manchon 52 et par suite le carré 57. La vis est ainsi vissée par la noix. Sous l'action du ressort à boudin 59, l'arbre cannelé 55 suit avec le carré 57 la tête de vis pénétrant dans la pièce. Les rouleaux cylindriques 36 se placent sur l'arrière des dents 33 et 35 quand le couple limite ajusté est atteint pendant le blocage de la vis. L'embrayage 11, 29, 30, 31 est ainsi repoussé vers le carter 2 d'engrenage. Juste avant que le sommet des dents 33 et 35 soit atteint, la roue dentée 11 arrive dans une position sur laquelle la petite bille 27 est repoussée par la bille 24 dans la saignée de dégagement 28 de la roue dentée 11. Dès que le sommet est dépassé, la douille d'embrayage 31 retombe brusquement. La roue dentée 11 est retenue par la petite bille 27.L'engrènement des dents d'embrayage 29 et 30 est alors supprimé et l'entraînement du tournevis coupé. Lorsque ce phénomène s'est produit dans tous les tournevis dynamométriques fixe sur le support 46, ce dernier est ramené dans sa position de départ. Le ressort à boudin 22 se détend de façon que sa force ne suffit plus pour maintenir la petite bille 27 dans sa position de blocage de la roue dentée 11, contre l'action exercée par le ressort à boudin 13. La roue dentée il revenant dans sa position de butée sur le jonc 14 repousse la petite bille 27 dans son perçage radial 26 de l'arbre d'embrayage 12. Le ressort à boudin 22 a simultanément ramené la broche d'embrayage 60 dans sa position initiale, par l'intermédiaire de l'axe 19 du tourneviS, etc., car le ressort à boudin 59 totalement déchargé ne peut plus- vaincre le ressort à boudin 22. L'état initial est alors rétabli et un nouveau cycle de vissage peut commencer. Bienentendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Tournevis dynamométrique électrique, de préférence pour montage en plusieurs exemplaires sur un support réglable entre une position de repos et une position de travail, avec un axe en translation longitudinale, un embrayage engagé et dégagé par ladite translation, un capteur de couple coupant la transmission de l'entraînement entre le moteur et l'axe, une pièce tubulaire raccordée à l'extrémité de l'axe située du côté de l'outil, dans un carter de roulement d'axe, et un arbre cannelé logé dans ladite pièce tubulaire en translation longitudinale, contre l'action d'un ressort, et bloqué en rotation, ledit tournevis étant caractérisé en ce qu'une broche d'embrayage (60) est montée en translation longitudinale dans la pièce tubulaire (54) et l'arbre cannelé (55), et prend appui, avec interposition d'un ressort (S9), sur l'arbre cannelé (55) d'une part et sur l'axe (19) d'autre part, la force du ressort (59) étant dimensionnée de façon à vaincre la force du ressort (22) dégageant l'embrayage (11, 29, 30, 31) lors de l'insertion de l'arbre cannelé (55) dans la pièce tubulaire (54) et à engager l'embrayage (11, 29, 30, 31). 2. Tournevis dynamométrique électrique selon revendication 1, caractérisé en ce que la broche d'embrayage (60) comporte un collet (61) et le ressort (59) qui l'entraîne est glissé sur elle jusqu'audit collet (61). 3. Tournevis dynamométrique électrique selon revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (59) entraînant la broche d'embrayage (60) est inséré dans un alésage (58) de l'arbre cannelé (55). 4. Tournevis dynamométrique électrique selon revendication 1, caractérisé en ce que la partie (62) sans ressort de la broche d'embrayage (60) est guidée dans un alésage axial (63) d'un manchon (52) monté dans le carter (4) de roulement d'axe et comprend un carré intérieur (51) recevant le carré d'entraînement (49) de l'axe (19); et ladite partie (62) sans ressort de la-broche d'embrayage (60) est plus longue que l'alésage axial (63) et s'applique, sous l'action du ressort (59) entraînant ladite broche (60), sur la face frontale du carré d'entraînement (49).