Brevet FR2644382A1 — publié le 19900921

Tournevis L'invention concerne un tournevis, notamment pour des raccords de tubes détachables et télécommandés, compor- tant deux douilles concentriques, pouvant être entraînées en rotation en sens opposé par un moteur et possédant des pro- fils intérieurs différents, qui, pour l'application d'un cou- ple & des vis, possèdent au moins un méplat, et un dispositif de réglage permettant de passer de la rotation des douilles suivant des sens opposés à une rotation synchrone de même sens. D'après la demande de brevet allemand publiée sous le N"37 23.386, on connaît un tournevis du type indiqué plus haut, qui comporte trois moteurs d'entraînement indépendants, à savoir des moteurs d'entraînement respectifs pour les deux douilles et un troisième moteur d'entraînement pour déplacer longitudinalement les douilles l'une par rapport à l'autre. De ce fait, l'appareil est relativement volumineux et lourd. C'est pourquoi, l'invention a pour but de trouver une forme de réalisation plus petite et plus légère, basée sur un autre type de construction. Conformément à l'invention, il est prévu, pour le mouvement de rotation suivant des sens opposés et pour le mouvement de rotation dans le même sens, en tant que source d'entraînement, un seul moteur électrique qui est relié par l'intermédiaire d'une transmission ramifiée aux douilles, et le dispositif de réglage comprend un embrayage commutable, 2 2644382 qui réalise le blocage de la transmission ramifiée en elle- même. L'invention permet d'obtenir une réduction éton- nante des dimensions et des poids, sans affecter la sécurité de fonctionnement. Cette dernière est particulièrement impor- tante, étant donné qu'un domaine principal d'applications de l'invention est le desserrage et la fixation, télécommandés, de raccords de tubes du type prévu en des nombres atteignant des milliers dans des installations nucléaires de retraite- ment. Mais, dans ces installations, en raison de l'irradia- tion, les possibilités de réparation sont limitées et il est par conséquent nécessaire d'avoir une sécurité élevée en cas de défaillance. Cette sécurité est obtenue grâce à l'inven- tion. Dans une forme de réalisation de l'invention, qui s'est confirmée, la transmission ramifiée est un engrenage planétaire de préférence à plusieurs étages. Les douilles sont reliées, d'une manière solidaire en rotation, à la cou- ronne à denture intérieure de cet engrenage ou à son porte- satellites. L'embrayage est disposé entre le porte-satellites et la première roue planétaire. Le moteur peut agir sur la roue planétaire, de préférence par l'intermédiaire d'une transmission intermédiaire qui permet des vitesses de rota- tion élevées du moteur, et, par consequent, de faibles dimen- sions pour une puissance souhaitée. L'embrayage commutable peut être un embrayage ma- gnétique. De préférence, il s'agit d'un embrayage à dentures comportant un électro-aimant à courant continu. De tels embrayages peuvent en effet posséder une constitution parti- culièrement ramassée pour un couple donné. Une autre variante de réalisation avantageuse de l'invention réside dans le fait que l'embrayage est monté sur un couple d'arbres intermédiaires coaxiaux à vitesse de rota- tion élevée et à couple plus faible, et qui sont reliés par l'intermédiaire de pignons à l'engrenage planétaire. Ceci 3 2644382 conduit également à une réduction des dimensions. En outre, l'arbre intermédiaire relié au porte-satellites peut être bloqué par l'intermédiaire d'un second embrayage dans le car- ter et réaliser de ce fait le renvoi interne du couple dans le cas d'une opération de serrage. Dans le cas o les vis devant être actionnées sont du type vis normales à six pans attaqués par les douilles, ces dernières sont avantageusement des éléments bihexagonaux, dans lesquels une dent intérieure sur deux est supprimée. On obtient de ce fait, sans que ceci affecte les forces de transmission, un jeu important dans le sens de rotation, qui permet la mise en place du tournevis ou de l'outil de ser- rage. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après, prise en référence au dessin annexé, sur lequel: - - la figure unique montre une représentation sché- matique du tournevis différentiel lors de la commande d'un raccord ou d'une liaison entre tubes, du type prévu pour des installations de retraitement et décrit par exemple dans la demande de brevet allemand, publiée sous le N 37 23 386, et indiquée ci-dessus. Le raccord 5 pour tubes comporte une bride fixe 1 et une bride lache 2, qui doivent être réunies au moyen d'un boulon fileté 3 et d'un écrouraccord 4. Dans la bride fixe 1 est ménagé un perçage taraudé 6 possédant un filetage à pas gros M 36 x 8, dans lequel s'engage la partie filetée corres- pondante 7, qui possède un filetage à pas gros, du boulon fi- leté 3. Pour fermer le raccord 5 entre tubes, on fait tour- ner l'écrou-raccord 4 par l'intermédiaire d'un filetage de serrage 8, qui est réalisé sous la forme d'un filetage à pas fin M 39 x 5. Il applique une pression à la face, tournée à l'opposé de la bride fixe 1, de la bride lâche 2 par l'inter- médiaire d'une douille de transfert 9 qui est bloquée en 4 2644382 rotation sur le boulon fileté 3, au moyen d'une denture longitudinale. Lors du serrage, le boulon fileté 3 est main- tenu fermement par une tête à six pans 10. Ceci conduit au fait que les brides 1 et 2 ne doivent supporter aucun couple lors du serrage et du desserrage. Elles sont soumises unique- ment à la pression produite par le déplacement longitudinal entre la bride 1 et la douille de transfert 9, qui est re- poussée par l'écrou-raccord 4 contre la bride 2. Un téton d'attaque 12 est prévu sur l'extrémité libre du tournevis 3, située à l'opposé des brides 1,2. Contre ce téton peut s'appliquer un dispositif d'accrochage 13 comportant deux cliquets 14, qui sont rapprochés l'un de l'autre par un ressort 15 de sorte que le dispositif d'accro- chage est ouvert tant qu'aucune tige de blocage 17 n'appli- que, au moyen d'un cône 18, les cliquets contre le téton d'attaque 12. Le tournevis 20 prévu pour la manoeuvre du raccord à vis 5 possédant un carter 21 auquel est raccordé par bride un moteur à aimants permanents à courant continu 22 compor- tant une transmission intermédiaire non représentée de façon détaillée. L'arbre mené 24 du moteur 22 de la transmission porte un pignon 25 qui agit sur une grande roue dentée 26. Un arbre intermédiaire 28 coopère avec la roue dentée 26 par l'intermédiaire d'un pignon 27. Cet arbre intermédiaire peut être accouplé par l'intermédiaire d'un embrayage élec- tromagnétique 30 à un arbre intermédiaire creux 31 portant un pignon 32. Un second embrayage électromagnétique 34 est fixé, en tant que frein, sur l'arbre intermédiaire creux 31. Il peut bloquer toute rotation de l'arbre intermédiaire creux 31 et par conséquent d'un premier arbre creux 40 dans le carter 21. A la roue dentée 26 est reliée la première roue planétaire 36 d'un engrenage planétaire à trois étages, qui est désigné dans son ensemble par la référence 37. Le dernier porte-satellites 38 est relié par l'engrenage planétaire 37 à 2644382 l'arbre creux 40 qui porte une roue dentée 41 sur son extré- mité située dans le carter 30. Cette roue dentée engrène avec le pignon 32 de l'arbre intermédiaire creux 31. L'autre ex- trémité de l'arbre creux 40 porte une douille 44, qui s'enga- ge sur la tête hexagonale 10 du boulon fileté 3. La tête hexagonale 10 possède une cote sur pan de 30 mm, tandis que la douille 44 forme un élément bihexagonal, dans lequel une dent intérieure sur deux est supprimée, de sorte qu'il existe un angle à vide supérieur à environ 30 . La couronne à denture intérieure 46 de l'engrenage planétaire 37 est accouplée, en tant qu'étage final, par l'intermédiaire d'une denture 47 mobile longitudinalement, à un second arbre creux 48, qui entoure concentriquement l'ar- bre creux 40. L'extrémité libre de l'arbre creux 48, tournée vers le raccord 5 pour tubes, porte une seconde douille 50. Cette dernière s'engage par une cavité bihexagonale, dans laquelle & nouveau une dent sur deux est supprimée, sur l'écrou-raccord 4, qui possède une tête hexagonale possédant une cote sur pan égale à 46 mm. La tige d'actionnement 17, qui s'étend le long de l'axe commun des arbres creux 40 et 48, ressort par son extrémité tournée à l'opposé du dispositif d'accrochage 13, hors du carter 21. C'est en cet endroit qu'est disposé un ressort hélicoXdal 52, qui tire la tige et le cône 18 relié à cette tige dans une direction s'écartant du raccord 5 pour tubes, de sorte que, dans le cas normal, le dispositif d'ac- crochage 13 est ouvert en direction du ressort de traction 15. Pour l'actionnement du dispositif d'accrochage 13, on active un aimant de levage 53, qui repousse alors la tige 17 vers la gauche sur la figure, à l'encontre de l'action du ressort 52, de sorte que le cône 18 peut appliquer les cli- quets 14 contre le téton d'accrochage 12. De ce fait, la tige filetée 3 qui est ressortie par dévissage hors de la bride fixe 1, est saisie et est écartée du raccord 5 pour tubes. 6 2644382 Lorsque le moteur 2 agit sur l'engrenage planétaire 37 et que l'embrayage 30 situé entre la roue planétaire 36 et le porte-satellites 38 est enclenché, la couronne à denture intérieure 46 de l'engrenage planétaire à trois étages 37 tourne dans le carter 21 du tournevis 20. Elle est reliée d'une manière bloquée en rotation à la douille 50, qui sert de clef pour l'écrou-raccord 4, car la roue planétaire 36 porte, sur l'extrémité en rotation rapide, une grande cou- ronne dentée 26, qui engrène en permanence avec le pignon 25 relié au moteur électrique 22 de l'engrenage. Le pignon 25 et la roue dentée 26 agissent en tant que transmission intermé- diaire 55 de sorte que l'on peut choisir une vitesse de rota- tion avantageusement élevée pour le moteur 22. Ce moteur peut être réalisé sous la forme d'un moteur à courant continu à aimants permanents. Son courant absorbé est un pur courant réduit et peut être utilisé directement en tant que grandeur de mesure du couple du moteur. L'arbre creux 40 de la douille 44 pour la tige filetée 3 porte, en plus de la roue dentée 36, la roue dentée 41, qui possède approximativement la même taille et avec laquelle engrène le pignon 22 de l'arbre intermédiaire creux 31. L'arbre intermédiaire intérieur 28, qui est disposé dans l'arbre intermédiaire creux 31, engrène, au moyen de l'autre pignon 27, dans la première roue dentée 26 reliée à la roue planétaire 36. Lors de l'enclenchement de l'embrayage à dents 34 (= "frein"), l'arbre intermédiaire creux 31 est bloqué dans le carter 21 de sorte que la douille 44 pour la tige filetée 3 est également bloquée en rotation. Dans ce mode de fonc- tionnement ("serrage"), le petit moto-réducteur 22 fait tour- ner la roue planétaire 36 située sur l'extrémité à rotation rapide de l'engrenage planétaire 37, avec un couple égal par exemple à 50 Nm. Avec l'engrenage planétaire à 3 étages 37 (i= 40), on obtient, à partir de là, un couple d'une valeur nominale égale à 2000 Nm, qui agit en tant que couple diffé- 7 2644382 rentiel entre la couronne à denture intérieure 46 (= douille formant écrou) et le porte-satellites 38 de l'étage lent (= douille formant vis). Comme cela a été supposé précédemment, la douille formant vis 44,40 est bloquée dans le bottier. Par conséquent la couronne & denture intérieure 38 (= douille formant écrou) tourne lentement dans le carter 21 par exemple à une vitesse de 1 tr/mn. Au contraire lors de l'enclenchement de l'embrayage à dents 30 (= lembrayage"), les deux arbres intermédiaires 28,31 et par conséquent également les deux roues dentées 27, 32 sont bloqués l'un par rapport à l'autre. L'engrenage planétaire à 3 étages 37 est par conséquent bloqué en soi et tourne dans le carter 21 par exemple à une vitesse de tr/mn. Ce mode de fonctionnement ("accrochage") signifie que l'écrou 4 situé sur la vis 3 ne tourne pas par rapport à cette dernière comme dans le cas du serrage, mais que l'écrou et la vis tournent en commun et que l'autre extrémité libre 7 du filetage de la vis 3 est vissée dans la bride antagoniste 1 ou en est ressortie par dévissage. Les modes de fonctionnement indiqués précédemment supposent que respectivement seuls l'un des deux embrayages à dents 30,34 est enclenché. Un verrouillage électrique corres- pondant est prévu de façon appropriée. 8 2644382 REVENDICATIONS 1. Tournevis, notamment pour des raccords de tubes détachables et télécommandés, comportant deux douilles concentriques, pouvant être entraînées en rotation en sens opposé par un moteur et possédant des profils intérieurs dif- férents, qui, pour l'application d'un couple à des vis, pos- sèdent au moins un méplat, et un dispositif de réglage per- mettant de passer de la rotation des douilles suivant des sens opposés à une rotation synchrone de même sens, caracté- risé par le fait que pour le mouvement de rotation suivant des sens opposés et pour le mouvement de rotation dans le même sens, il est prévu, en tant que source d'entraînement, un seul moteur électrique (22), qui est relié par l'in- termédiaire d'une transmission ramifiée (37) aux douilles (44,50), et que le dispositif de réglage comprend un em- brayage commutable (30), qui réalise le blocage de la trans- mission ramifiée (37) en elle-même. 2. Tournevis suivant la revendication 1, caracté- risé par le fait que la transmission ramifiée est un engre- nage planétaire (37), de préférence à plusieurs étages, que les douilles (44,50) sont reliées, d'une manière solidaire en rotation, à la couronne à denture intérieure (46) de cet engrenage ou à son porte-satellites (38), et que l'embrayage (30) -est disposé entre le porte-satellites (38) et la pre- mière roue planétaire (36). 3. Tournevis selon l'une des revendications i ou 2, caractérisé par le fait que l'embrayage commutable (30) est un embrayage magnétique, de préférence un embrayage & dents comportant un électro-aimant & courant continu. 4. Tournevis suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'embrayage (30) est monté sur un couple d'arbres intermédiaires coaxiaux (28,31), qui pos- sedent une vitesse de rotation élevée et un couple faible et sont reliés par l'intermédiaire de pignons (27,32) à l'engre- nage planétaire (36). 5. Tournevis suivant la revendication 4, caracté- risé par le fait que l'arbre intermédiaire (31) relié au porte-satellites (38) peut être bloqué dans le carter (21) par l'intermédiaire d'un second embrayage (34) (= frein). 6. Tournevis suivant la revendication 2, caracté- risé par le fait que le moteur (22) agit, par l'intermédiaire d'une transmission intermédiaire (55), sur la roue planétaire (36) de l'engrenage planétaire (37). 7. Tournevis suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6, caractérisé par le fait que le moteur (22) est un moteur à courant continu, dont le champ est produit par un aimant permanent. 8. Tournevis suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 & 7, caractérisé par le fait que les douilles (44, ) sont des éléments bihexagonaux, dans lesquels une dent intérieure sur deux est supprimée. 9. Tournevis suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8, caractérisé par le fait qu'un dispositif d'accrochage (13) est disposé sur l'axe des douilles (44,50) concentriques l'une à l'autre. 10. Tournevis suivant la revendication 9, caracté- risé par le fait que le dispositif d'accrochage (13) peut être actionné magnétiquement & l'encontre d'un ressort.