Brevet FR2599655A1 — publié le 19871211

"Outil à moteur pour le serrage de joints à vis, avec un dispositif de limitation de couple." L'invention concerne un outil à moteur pour le serrage de joints à vis, muni d'un dispositif de limitation de couple. Plus précisément, l'invention concerne un outil à moteur comprenant un carter, un moteur d'entraînement en rotation monté dans ce carter, un arbre de sortie pouvant se relier à un dispositif d'engagement c de joint à vis, au moins un engrenage de réduction planétaire comprenant une partie arrière annulaire montée en 10 rotation dans le carter, et un embrayage de libération associé à l'engrenage planétaire et disposé de manière à optimiser le couple de sortie fourni par l'arbre de sortie. Un outil à moteur de ce type a déjà été 15 décrit dans le Brevet U.S.A. NO 3 834 467. Cet outil connu est de construction relativement compliquee car il utilise deux rouleaux suiveurs de came montés par des tourillons sur l'engrenage annulaire de l'engrenage planétaire, ainsi qu'un élément de came à déplacement 20 axial couplé à un dispositif de coupure de moteur se présentant sous la forme d'un clapet d'alimentation d'air manoeuvré par un soufflet. Comme les deux rouleaux suiveurs de came sont montés par des tourillons sur l'engrenage annulaire et tournent avec ce dernier, la distance angu25 laire sur laquelle le moteur et les autres parties tournantes de l'outil doivent s'arrêter au moment de la coupure du moteur, ne peut dépasser un demi tour. Il arrive souvent que la distance soit trop courte pour éviter un dépassement de course des cames en provoquant ainsi une impulsion de couple supplémentaire sur l'arbre de sortie. L'invention a pour but de résoudre les problèmes ci-dessus en créant un outil à moteur pour le serrage de joints à vis, muni d'un dispositif de limitation de couple, comprenant un carter, un moteur d'entrainement en rotation monté dans ce carter, un àrbre de sortie pouvant se relier à un dispositif d'engagement de joint à vis, au moins un engrenage de réduction planétaire comprenant un engrenage annulaire monté en rotation dans le carter, et un embrayage de libération sensible au couple formé entre l'engrenage annulaire et le carter pour transmettre un couple de réaction entre l'engrenage planétaire et le carter, un dispositif de ressort étant utilisé pour exercer une force de poussée axiale sur l'engrenage annulaire, outil caractérisé en ce que l'engrenage annulaire comporte une surface annulaire plate disposée transversalement par rapport à l'axe de rotation de l'embrayage et sur laquelle font saillie un ou plusieurs épaulements inclinés dirigés axialement, en ce que le carter comporte une surface transversale annulaire plate disposée parallèlement en face de la surface annulaire de l'engrenage annulaire et sur laquelle font saillie un ou plusieurs épaulements inclinés dirigés axialement, et en ce qu'un ou plusieurs éléments de roulement sont placés entre la surface annulaire de l'engrenage annulaire et la surface annulaire du carter pour former un support de 30 roulement axial entre l'engrenage annulaire et le carter, les éléments de roulement et les épaulements inclinés de l'engrenage annulaire et du carter formant ensemble un dispositif de came destiné à transmettre le couple de réaction entre l'engrenage annulaire et le carter, et à déplacer axialement l'engrenage annulaire lorsque le couple de réaction dépasse un certain niveau. L'invention sera décrite en détails en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de transmission de puissance et de limitation de couple d'un outil à moteur selon l'invention; - les figures 2 à 4 représentent le détail de l'embrayage de libération sensible au couple 10 pendant les séquences de transmission de couple, de dépassement de course, et de course libre; et - la figure 5 est une vue en coupe-suivant la ligne V-V de la figure 1. L'outil à moteur illustré sur les dessins 15 comprend un carter 10 dans lequel est monté un moteur d'entraînement en rotation (non représenté) fournissant, par un arbre d'entraînement 11, un couple de rotation à une transmission de puissance mécanique comprenant deux engrenages de réduction planétaires 12 et 13, ce dernier 20 étant couplé à un arbre de sortie 14 pouvant se relier à un dispositif d'engagement de joint à vis tel que par exemple une cavité de réception d'écrou. Le premier engrenage planétaire 12 comprend un porte-planétaires 16, un certain nombre de roues plané25 taires 17 et un engrenage annulaire 18 monté de-façon fixe dans le carter 10. Le porte-planétaires 16 comprend un engrenage solaire 15 destiné à coopérer avec les roues planétaires 19 du second engrenage planétaire 13. Les roues planétaires 19 sont supportées par un porte-blané30 taires réalisé d'une seule pièce avec l'arbre de sortie 14. Le second engrenage planétaire 13 comprend également un engrenage annulaire 20 monté en rotation dans le carter et pouvant se déplacer axialement par rapport à celui-ci. A son extrémité droite, l'engrenage annulaire 35 20 est muni d'une surface d'extrémité annulaire plate 21 sur laquelle font saillie axialement deux dents 22 présentant des surfaces de came inclinées, comme on peut le voir sur les figures 2-et 4. L'engrenage annulaire fixe 18 du premier engrenage planétaire 12 comporte à son extrémité gauche une surface d'extrémité annulaire plate 24 sur laquelle font saillie axialement deux dents 26 présentant, de la même façon que les dents 22 en saillie sur l'engrenage annulaire mobile 20, des surfaces de came inclinées. Entre les deux engrenages annulaires 20 et 18 sont prévues deux billes 27 formant, avec les surfaces plates 21 et 24, un support de poussée axial entre les deux engrenages annulaires. L'engrenage annulaire est poussé vers l'engrenage annulaire 18 par un ressort 15 28 exerçant une force de poussée axiale sur l'engrenage annulaire 20 par l'intermédiaire de tiges axiales 29 et d'un palier de butée axial 30. Le ressort 28 est supporté par un écrou à collerette 23 se montant de façon réglable sur le carter 10. L'engrenage annulaire 20 est muni d'une rainure périphérique extérieure 32 disposée de manière à recevoir un élément de détection 33 lui-même relié au dispositif d'alimentation de puissance du moteur (non représenté. ). En cours de fonctionnement, un couple fourni par l'arbre de moteur 11 est transmis, par l'intermédiaire des engrenages planétaires 12 et 13, à l'arbre de sortie 14 puis ensuite à un joint à vis destiné à être serré. Lorsque le couple passe par le second engrenage 30 de réduction planétaire 13, un couple de réaction est transmis à l'engrenage annulaire 20. Ce dernier ne peut être entrainé en rotation du fait de l'engagement mutuel entre ses dents 22, les billes 27 et les dents 26 de l'engrenage annulaire fixe 18. Grâce aux surfaces de came inclinées des dents 22 et 26, l'engrenage annulaire 20 tend à se déplacer axialement sous l'action du couple transmis, mais la force de poussée axiale produite par le ressort 28 maintient l'engrenage annulaire 20 dans sa position de transmission de couple, comme illustré sur la figure 2. 5 Cependant, lorsque le couple de réaction atteint un certain niveau, la force axiale développée sur l'engrenage annulaire 20 dépasse la force de poussee axiale du ressort 28, ce qui provoque un mouvement axial de l'engrenage annulaire 20. Ainsi, les dents 22..de l'engrenage annulaire 20 depassent leur course par rapport aux dents 26 de l'engrenage annulaire fixe 28, les billes 27 servant en permanence de supports de roulement entre les deux engrenages annulaires 20, 18. Pendant cette séquence de dépassement de course illustrée sur la figure 3, l'engrenage annulaire 20 est écarté axialement de l'engrenage annulaire fixe 18 et provoque un mouvement de l'élément de détection 33 agissant sur le dispositif d'alimentation de puissance du moteur d'entraînement en rotation pour couper ainsi l'alimentation de puissance de ce dernier. Ce déplacement axial de l'engrenage annulaire 20 se fait cependant pendant une période de temps très courte car dès que les dents 22 et 26 sont passées l'une devant l'autre, l'engrenage annulaire 20 revient dans sa position axiale initiale s'appuyant sur l'engrenage 25 annulaire fixe 18 par l'intermédiaire des billes 27. Après cette séquence de libération de dépassement de course, se trouve une séquence de course libre illustrée sur la figure 4. Pendant cette séquence, les billes 27 qui se déplacent à la moitié de la vitesse 30 de l'engrenage annulaire 20, du fait de leur contact avec la surface d'extrémité plate 21 de ce dernier,et avec la surface plate 24 de l'engrenage annulaire 18. Comme chacune des dents 26 et 22 présente une dimension axiale inférieure à la moitié du diamètre des billes 27, 35 ces dents ne s'engagent pas les unes contre les autres tant que les billes 27 ne sont pas venues se placer entre elles, comme on peut le voir sur la figure 2. Cela signifie qu'après la séquence de dépassement de course, l'engrenage annulaire 20 continue de tourner jusqu'à ce que les billes 27 aient été capturées entre les dents 22 et 26 de la paire de dents suivante. Comme il existe deux billes et deux dents 22 sur l'engrenage annulaire 20, ainsi que deux dents diamétralement opposées sur l'engrenage annulaire fixe 18, 10 or, obtient un autre engagement des deux engrenages annulaires 20-et 18 au bout d'une révolution complète. Cela signifie à son tour qu'après une libération due à l'application d'un couple de réaction trop élevé sur l'engrenage annulaire 20, ce dernier est capable de tourner de 360 15 avant son prochain engagement avec l'engrenage annulaire fixe 18. Cela signifie que les parties tournantes de l'outil doivent tourner d'un angle de 360 pour venir à l'arrêt après que l'embrayage ait été débrayé, et qu'on 20 évite ainsi à coup sûr une seconde impulsion de couple due à un réengagement de l'embrayage. R E V E N D I C AT I O N S 1 ) Outil à moteur pour le serrage de joints à vis, muni d'un dispositif de limitation de couple, comprenant un carter (10), un moteur d'entralnement en 5 rotation monté dans ce carter (10), un arbre de sortie (14) pouvant se relier à un dispositif d'engagement de joint à vis, au moins un engrenage de réduction planétaire (13) comprenant un engrenage annulaire (20) monté en rotation dans le carter (10), et un embrayage de libération sensible au couple (22, 26, 27) formé entre l'engrenage annulaire (20) et le carter (10) pour transmettre un couple de réaction entre l'engrenage planétaire (13) et le carter (10), un dispositif de ressort (28) étant utilisé pour exercer une force de poussée axiale 15 sur l'engrenage annulaire (20), outil caractérisé en ce que l'engrenage annulaire (20) comporte une surface annulaire plate (21) disposée transversalement par rapport à l'axe de rotation de-l'embrayage et sur laquelle font saillie un ou plusieurs épaulement inclinés (22) dirigés axialement, en ce que le carter (10) comporte une surface transversale annulaire plate (24) disposée parallèlement en face de la surface annulaire (21) de l'engrenage annulaire (20) et sur laquelle font saillie un ou plusieurs épaulements inclinés (26) dirigés axialement, et en ce qu'un 25 ou plusieurs éléments de roulement (27) sont placés entre la surface annulaire (21) de l'engrenage annulaire (20) et la surface annulaire (24) du carter (10) pour former un support de roulement axial entre l'engrenage annulaire (20) et le carter (10), les éléments de roulement (27) et les épaulements inclinés (22, 26) de l'engrenage annulaire (20) et du carter (10) formant ensemble un dispositif de came destiné à transmettre le couple de réaction entre l'engrenage annulaire (20) et le carter (10), et à déplacer axialement l'engrenage annulaire (20) lorsque le couple de réaction 35 dépasse un certain niveau. 2 ) Outil à moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des épaulements (22, de l'engrenage annulaire (20) est constitué par une dent faisant saillie axialement sur la surface annulaire (21) de l'engrenage annulaire (20), et en ce que chacun des épaulements (26) du carter est constitué par une dent faisant saillie axialement sur la surface annulaire (24) du carter (10). 3 ) Outil à moteur selon l'une quelconque 10 des revendications 1 et 2, comprenant un dispositif d'alimentation de puissance relié au moteur d'entraînement en rotation, outil caractérisé en ce qu'un dispositif de détection (33) est utilisé pour détecter le déplacement axial de l'engrenage annulaire (20) et pour déclencher la coupure de l'alimentation de puissance du moteur d'entraînement en rotation par coupure du dispositif d'alimentation de puissance.