Brevet FR2692511A1 — publié le 19931224

CLEF DEPLIANTE DE SERRAGE DE BOULONS DESCRIPTION L'invention se rapporte à une clef dépliante de serrage de boulons. Une difficulté d'accès à des boulons est rencontrée par exemp Le quand il s'agit d'assembler ou de démonter les anneaux superposés d'un tambour de compresseur, qui sont assemblés par des brides situées du câté de la paroi interne des anneaux et entre des parois circulaires qui occupent la p Lus grande partie de la section du tambour et ne laissent pour le passage d'un outil qu'un puits central de diamètre inférieur à La largeur des anneaux du tambour, entre le puits et L'axe des boulons Le problème consiste alors à descendre l'outil en position rétractée le long de l'axe du tambour jusqu'à la hauteur souhaitée, puis à le déployer dans une direction perpendiculaire à l'axe du tambour dans l'intervalle de deux anneaux pour atteindre les boulons d'une bride Cela n'est pas possible avec les outils traditionnels. Le domaine technique est riche en outils plus complexes présentant des moyens de transmission et des chaînes cinématiques diverses entre la portion d'o le mouvement de L'outil est commandé et la prise de serrage du boulon Ces outils sont généralement inadaptés soit par leur manque de rigidité qui empêche de les guider avec une précision suffisante dans des cavités à coude (c'est Le cas des clés formées de tronçons réunis par des joints de cardan), soit par leur forme qui n'est appropriée qu'à des applications particulières, soit par Leur emploi trop peu pratique. La clef de serrage conforme à l'invention est caractérisée par un manche en forme de tube, un tronçon fixe à une extrémité du manche, un autre tronçon articu Lé à une extrémité du tronçon fixe éloignée du manche; les tronçons sont perpendiculaires au manche, le manche contient deux arbres pivotants et le tronçon fixe contient une première transmission agencée pour faire tourner le tronçon articulé et animée par l'un des arbres; le tronçon fixe et le tronçon articulé contiennent encore une seconde transmission terminée par une prise de boulon tournant sur une portion du tronçon articulé éloignée du tronçon fixe, la seconde transmission étant animée par l'autre des arbres. Chacune des transmissions peut être composée d'engrenages formant un train continu Dans le cas de la première transmission, la transmission est terminée p par une couronne dentée disposée sur le tronçon articulé Dans le cas de la seconde transmission, la dernière roue de L'engrenage est solidaire de La pièce de serrage L'avantage essentiel des trains d'engrenages est leur robustesse. Si les deux transmissions sont composées de trains d'engrenages, L'encombrement peut être réduit à condition que les deux trains soient composés dans le tronçon fixe de roues de manière que chaque roue d'un des trains soit coaxiale à une roue de l'autre train et 2.5 empilée sur elle, Les roues coaxiales tournant indépendamment. L'encombrement du manche peut être réduit si les arbres sont concentriques. Quand L'outil est utilisé pour serrer plusieurs boulons répartis sur une bride circulaire, il est avantageux que la clef soit complétée par une tablette paral Lèle au tronçon et agencée pour supporter Le manche en lui permettant de pivoter Cette tablette peut être munie de moyens de repérage de la position angulaire du manche. La situation o le repliement du tronçon articulé est impossible est également prévue Les deux t ronçons seront alors reliés par une articulation amovible. Passons maintenant aux commentaires des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif qui représentent une réalisation de l'invention: la figure 1 est une vue d'ensemble de la t O clef engagée dans un tambour de rotor et presque en position de travail, la figure 2 est un agrandissement de la figure 1, la figure 3 est une vue de dessus de la clef avant le déploiement, et la figure 4 représente une vue en coupe longitudinale de la tablette. On se reporte à la figure 1 La clef est composée d'un manche 1 tubulaire et muni à son extrémité inférieure d'un tronçon fixe 2 et d'un tronçon articulé 3 et à son extrémité supérieure de superstructures 4 qui seront décrites plus tard. Les deux tronçons 2 et 3 s'étendent dans un plan horizontal et sont reliés entre eux par une articulation 5 Dans la situation illustrée, les tronçons 2 et 3 sont mis en prolongement et s'étendent radialement dans une cavité 6 annulaire, limitée par deux anneaux 7 et 8 d'un tambour de compresseur L'un des anneaux 7 porte une portion de virole 9 qui le réunit à l'autre anneau 8 et qui se termine par une bride intérieure 10 en forme de couronne Des boulons 11 engagés dans la bride intérieure 10 permettent d'assembler les anneaux 7 et 8 On constate que les anneaux 7 et 8 ainsi que les autres, qui ne sont pas référencés n'autorisent l'accès aux boulons 11 que d'un puits central 12 sensiblement cylindrique et de diamètre D que le manche 1, qui est sensiblement plus fin, occupe partiellement en s'étendant sur une partie variable de sa hauteur, en fonction du boulon 11 à atteindre. On se reporte à la figure 2 Le boulon 11 est composé d'une vis 13, installée à l'empilage des anneaux 7 et 8, dont la tête 14 est munie d'un frein 15 qui l'empêche de tourner, et d'un écrou 16, qui est amené par la clef et tenu par une douille 17 située à l'extrémité du tronçon articulé 3 opposée à l'articulation 5 avant d'être vissé. La rotation de la douille 17 est assurée par une série de roues dentées 18 à 25 s'engrenant entre elles de manière à former un train d'engrenages continu: la première roue 18 est solidaire de la douille 17, les roues 18 à 21 s'étendent dans le tronçon articulé 3, les roues 22 à 24 (toutes rep résentées à la figure 3) s'étendent dans le tronçon fixe 2 et la roue 25, qui s'étend dans le manche 1, est située à l'extrémité d'un arbre interne 26 qui l'anime en pivotant autour de son axe L'arbre interne 26 est maintenu axialement par une bille 27 qui lui permet de pivoter facilement au-dessus du fond 28 du manche 1 sur lequel elle est appuyée. Les couples de roues dentées 21, 22 et 24, 25 permettent la transmission du mouvement du manche 1 ou tronçon articulé 3 par le tronçon fixe 2 Ces pièces sont donc munies d'ouvertures pour permettre L'engrènement. Un arbre externe 29 concentrique à l'arbre interne 26 et situé contre la face interne du manche 1 pivote également dans celui-ci indépendamment de l'arbre interne 26 Il est terminé par une roue dentée 30 qui est la première d'un train d'engrenages composé également de trois autres roues 31, 32 et 33 (figure 3) qui s'étendent dans le tronçon fixe 2 et dont la dernière engrène avec une surface dentée 34 en arc de cercle et disposée à l'extérieur du tronçon articulé 3, autour de l'articulation 5 L'ensemble forme un autre train d'engrenages continu qui permet de déplier la clef en faisant tourner le tronçon articulé 3 autour de l'articulation 5 grâce au pivotement de l'arbre extérieur 29 Il convient de noter que les roues dentées 31 à 33 sont placées sur les roues 24 à 22 respectivement du train précédent, de manière à former trois couples de roues tournant autour d'un axe commun respectif 35, 36 ou 37 Les trois axes sont fixés à la structure du tronçon fixe 2 et permettent aux roues de chaque couple de tourner indépendamment. On voit sur la figure 3 que lorsque la clef est repliée, le tronçon articulé 3 est accolé au tronçon fixe 2 (position en pointillés) et que l'ensemble est inclus dans un cercle de diamètre D, ce qui permet de le descendre dans le puits 12 Pour parvenir à la position de la figure 1, on déplace le manche 1 pour l'amener au bord du puits 12, puis on met en mouvement l'arbre extérieur 29 pour mettre le tronçon articulé 3 sensiblement en prolongement du tronçon fixe 2 jusqu'à ce qu'ils butent l'un contre l'autre On peut alors utilement faire tourner l'arbre intérieur 26 pour visser l'écrou 16 après avoir placé la douille 17 sous la vis 13 Le dévissage est effectué par une opération en sens inverse. On voit, essentiellement sur la figure 2, que le tronçon articulé 3 comprend une languette supérieure 38 et une languette inférieure 39 qui encadrent l'extrémité du tronçon fixe 2 La languette supérieure 38 est fixée au tronçon articulé 3, alors que la languette inférieure 39 peut en être détachée: elle est d'une pièce avec un axe 40 (autour duquel la roue dentée 21 tourne) dont le sommet est muni d'un taraudage 41. L'axe 40 passe au travers d'un trou de la languette supérieure 38 et affleure à sa surface L'axe et les trous des languettes 38 et 39 sont ajustés tournants S'il est impossible pour une raison ou pour une autre de replier le tronçon articulé 3, il suffit alors de déplacer la clef de manière que l'axe 40 apparaisse dans le puits 12 Il peut alors facilement être démonté à l'aide d'un extracteur dont une extrémité à vis pénètre dans le taraudage 41 Le manche 1 et Le tronçon fixe 2 sont d'abord retirés, puis les autres pièces L'axe 40 est fritté dans les trous du tronçon fixe 2 pour le maintenir. On se reporte enfin à la figure 4 Les superstructures 4 consistent en une tablette 43 posée sur le tambour, qui peut lui être fixée et qui porte un dispositif d'indexation 44 de la position angulaire du tronçon fixe 2, un dispositif de déploiement 45, un dispositif de serrage 46 qui sont reliés à un moyen de commande et de contrôle 47 par des fils électriques; elles peuvent être complétées par un bottier opto- électronique fixé à l'extrémité du tronçon articulé 3 2 _ 5 pour repérer les déplacements de la clef, la rotation de l'écrou 5 et en général la bonne exécution des opérations Ce bottier peut contenir essentiellement une mini-caméra orientée vers la douille 17 ou un moyen de vision endoscopique. La tablette 43 est horizontale comme les tronçons 2 et 3 Elle est pourvue de trous oblongs 48 de disposition semblable à ceux de la face du tambour sur laquelle la tablette 43 est posée, si bien que la tablette 43 peut être vissée au tambour dans une position o le manche 1 est excentré dans le puits 12 et o la douille 17 parvient sous les vis 13 quand Le tronçon articulé 3 est déployé au maximum. Le dispositif d'indexation 44 consiste en un levier 50 qui s'étend audessus de la tablette 43 Son bout extérieur porte un trou vertical 51 dans lequel un taquet 52 est enfoncé. Quand le taquet 52 parvient sur des trous de repérage 53 établis sur le pourtour de la tablette 43, il peut y être enfoncé et bloquer le levier 50 Or les trous de repérage 53 sont en correspondance angulaire avec les vis 13 On commence donc par déployer le tronçon articulé 3 et à placer la douille 17 sous une vis 13 grâce au moyen que le boîtier opto-électronique contient On fixe alors la tablette 43 au tambour: les t 5 trous oblongs 48 permettent de faire tourner la tablette 43 librement pour placer correctement la douille 17. Quand ce serrage est accompli, il suffit d'ôter le taquet 52 et de faire tourner le plateau tournant 49, qui est solidaire du levier 50 et porte le manche 1, dans la tablette 43 jusqu'à pouvoir introduire le taquet 52 dans un autre trou de repérage 53 pour placer la douille 17 sous une autre vis 13 Le manche 1 reste au même excentrement pour toutes les positions angulaires puisque le plateau tournant 49 est coaxial au puits 12. Il est possible de remplacer la tablette 43 par une autre, avec des trous de repérage 53 répartis autrement, pour conformer l'outil à des répartitions différentes des vis 16; ou de disposer les trous de repérage 53 sur une partie amovible, remplaçable et fixée au reste de la tablette 43 par un moyen quelconque, ce qui donne le même résultat. Le dispositif de déploiement 45 consiste en un moteur 54 qui entraîne l'arbre externe 29 par une transmission 55 non représentée en détail et qui peut comprendre des engrenages ou une courroie Le dispositif de serrage 46 consiste en un autre moteur 56 et une transmission 57 de même genre que la précédente qui entraîne l'arbre interne 26 Quant au dispositif de contrôle et de commande 47, il peut consister en un micro-ordinateur auquel est adjoint un capteur de couple destiné à arrêter les moteurs 54 et 56 quand ils transmettent un effort trop important une fois qu'un 1 état de butée est atteint Les transmissions 55 et 57 peuvent être munies de limiteurs de couple semblables à ceux des clefs dynamométriques pour le même effet Il serait bien sûr possible que le fonctionnement de l'outil soit entièrement manuel. 1 5 L'élévation du manche 1 pour placer la douille 17 contre la vis 13 ou pour changer d'étage de serrage est réalisée si le manche 1 est équipé d'un bossage 58 muni de filets ou de dents de crémaillère 59 sur une surface extérieure: ce mécanisme coopère avec une vis sans fin 60 verticale et mue par un moteur 61 fixé à une nervure 62 qui s'élève du plateau tournant 49 Le manche 1, sensiblement élargi au-dessus du plateau tournant 49 afin de pouvoir porter les dispositifs de déploiement 45 et de serrage 46, arrive contre la nervure 62, à laquelle il est lié par une clavette amovible 63 logée dans des rainures du manche 1 et de la nervure 62 Les filets ou dents 59 sont maintenus dans les filets de la vis sans fin 60 en position de clavetage La rotation du moteur 61 élève ou abaisse donc le manche 1. La clavette amovible 63 est retirée pour faire tourner le manche 1 sur le plateau tournant 49 et placer les tronçons 2 et 3 dans le puits 12 Le plateau tournant 49 est muni d'un alésage central 64 qui permet d'accéder à l'articulation entre les tronçons 2 et 3 pour Les démonter si nécessaire et d'un tube 65 occupé par une portion médiane du manche 1 et qui lui sert de palier pour Lui permettre de tourner sans obstacle. REVENDICATIONS I Clef de serrage de boulons ( 11) caractérisée par un manche ( 1) en forme de tube, un tronçon fixe ( 2) à une extrémité du manche ( 1), un autre tronçon ( 3) articulé à une extrémité du tronçon fixe ( 2) éloignée du manche ( 1), les tronçons ( 2, 3) étant sensiblement perpendiculaires au manche ( 1), le manche ( 1) contenant deux arbres pivotants ( 26, 29), le tronçon fixe ( 2) contenant une transmission ( 31 à 33) agencée pour faire tourner le tronçon articulé ( 3) et animée par l'un des arbres ( 29), le tronçon fixe ( 2) et Le tronçon articulé ( 3) contenant une seconde transmission ( 18 à 25) terminée par une prise de boulon ( 17) tournant sur une portion du tronçon articulé ( 3) t 5 éloignée du tronçon fixe ( 2), la seconde transmission ( 18 à 25) étant animée par l'autre des arbres ( 26). 2 Clef de serrage de boulons suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde transmission ( 18 à 25) est composée d'engrenages formant un train continu. 3 Clef de serrage de boulons suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la première transmission ( 31 à 33) est composée d'engrenages formant un train continu dans le tronçon fixe ( 2) engrenant avec une couronne dentée ( 34) sur le tronçon articulé ( 3). 4 Clef de serrage suivant les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les deux trains d'engrenages sont composés, dans le tronçon fixe, de roues dentées telles que chaque roue d'un des trains soit coaxiale à une roue de l'autre train et empilée sur elle, les roues coaxiales tournant indépendamment. Clef de serrage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les arbres ( 26, 29) sont concentriques. 6 Clef de serrage suivant L'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend une tablette ( 43) fixe, parallèle aux tronçons ( 2, 3) et agencée ( 49) pour supporter le manche ( 1) en lui permettant de pivoter. 7 Clef de serrage suivant la revendication 6, caractérisée par un dispositif ( 49) pour faire tourner le manche ( 1) et les tronçons ( 2, 3) sur la tablette ( 43). 8 Clef de serrage suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la tablette ( 43) est munie d'un dispositif ( 50 à 53) de repérage de la position angulaire du manche ( 1). 1 5 9 Clef de serrage suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif ( 60 à 62) pour déplacer axialement le manche ( 1) par rapport à la tablette ( 43). 10 Clef de serrage suivant l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisée en ce que les deux tronçons ( 2, 3) sont reliés par une articulation amovible ( 39 à 42). 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