Brevet FR2779375A1 — publié le 19991210

- 1. - DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des biens d'équipement industriels, plus particulièrement ceux destinés aux opérations de serrage, notamment de serrage contrôlé, et a pour objet un dispositif pour le vissage à serrage contrôlé. Ces derniers, destinés à valider des serrages d'écrous ou de vis dans les processus de fabrication par assemblage, sont généralement constitués, d'une part, par un corps de clé dynamométrique électronique comprenant notamment un manche de préhension et une extrémité fonctionnelle opposée audit manche et pouvant recevoir un outil de serrage et, d'autre part, par une embase de réception du corps de clé en cas de non utilisation, pourvue notamment de moyens d'alimentation du corps de clé, ladite embase et ledit corps de clé étant également munis de moyens de transmission de signaux informatifs entre eux. Le corps de clé intègre une jauge de contrainte dont la sortie est reliée à un convertisseur analogique numérique indiquant en temps réel les valeurs numériques des couples appliqués au niveau de l'outil de serrage. Les valeurs maximales appliquées au cours d'opérations de serrage successives sont mémorisées en vue de leur transmission ultérieure vers un système central de contrôle et de gestion, le fonctionnement du corps de clé étant piloté par une unité de traitement informatique comprenant notamment un microprocesseur programmable, en particulier de touches correspondantes. Dans ces dispositifs connus, le corps de clé est relié à l'embase par l'intermédiaire d'un cordon souple qui assure une transmission bidirectionnelle de signaux informatifs et l'alimentation en continue du corps de clé. Toutefois, la présence du lien matériel constitué par ce cordon de liaison est extrêmement handicapant pour la liberté de mouvement de l'opérateur et constitue un obstacle pour tout objet se déplaçant ou situé entre le corps de clé et l'embase. Il en résulte, compte tenu des tractions, des coupures, des pincements, des écrasements, des cassures ou analogues auxquels ils sont exposés, une durée de vie limitée de ces cordons de liaison et des connecteurs et prises associés, notamment dans la fabrication à la chaîne, et des contraintes supplémentaires d'organisation des postes de travail dues aux limitations induites. Différentes solutions de transmission sans fils ont été envisagées pour s'affranchir des cordons de liaison, mais aucune n'a pu être appliquée concrètement du fait des conditions et de l'environnement d'utilisation et de la -2- nécessité de disposer d'un outil maniable, résistant, d'une utilisation simple et dont la forme extérieure demeure sensiblement inchangée par rapport aux dispositifs actuels. La présente invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif pour le vissage à serrage contrôlé, principalement constitué, d'une part, par un corps de clé dynamométrique électronique comprenant notamment un manche de préhension et une extrémité fonctionnelle opposée audit manche et pouvant recevoir un outil de serrage et, d'autre part, par une embase de réception du corps de clé en cas de non utilisation, pourvue notamment de moyens d'alimentation du corps de clé, ladite embase et ledit corps de clé étant également munis de moyens de transmission de signaux informatifs entre eux, caractérisé en ce que la transmission bidirectionnelle de signaux entre le corps de clé et l'embase est réalisée par induction, lorsque ledit corps de clé est disposé sur ladite embase dans une position calée de non utilisation. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique d'un dispositif de serrage contrôlé selon l'invention, et, la figure 2 est une vue schématique de dessus d'un dispositif de serrage selon l'invention, dans lequel le corps de clé est placé dans sa position calée de non utilisation sur l'embase. Comme le montrent les figures 1 et 2, le dispositif pour le vissage à serrage contrôlé est principalement constitué, d'une part, par un corps de clé I dynamométrique électronique comprenant notamment un manche de préhension 2 et une extrémité fonctionnelle 21 opposée audit manche et pouvant recevoir un outil de serrage 2 et, d'autre part, par une embase 4 de réception du corps de clé 1 en cas de non utilisation, pourvue notamment de moyens d'alimentation du corps de clé 1, ladite embase 4 et ledit corps de clé 1 étant également munis de moyens de transmission 6 et 7 de signaux informatifs entre eux. Conformément à l'invention, la transmission bidirectionnelle de signaux entre le corps de clé 1 et l'embase 4 est réalisée par induction, lorsque ledit corps de clé 1 est disposé sur ladite embase 4 dans une position calée de non utilisation. -3 - Selon une première caractéristique de l'invention permettant d'assurer une transmission par induction fiable et avec une dépense énergétique minimale, l'embase 4 est munie de moyens 8 de positionnement, de calage et de rétention pouvant coopérer avec des moyens complémentaires ou des parties du corps de clé 1 et garantissant un positionnement proximal déterminé des bobines 6' et 7' formant les antennes des moyens de transmission par induction 6 et 7 respectivement du corps de clé 1 et de l'embase 4 et, le cas échéant, des fenêtres de transmission correspondantes, lorsque ledit corps de clé I est disposé dans la position calée de non utilisation sur l'embase 4. Les moyens 8 peuvent consister, par exemple, en des ergots entre lesquels le corps de clé I peut être engagé à force et qui calent et retiennent ce dernier par pincement entre eux (fig. 2), en une rainure pouvant coopérer avec une nervure formée sur le boîtier 1' du corps de clé I et associée à une butée ou un moyen d'enclenchement déterminant la position calée de non utilisation ou encore en un manche creux dans lequel le corps de clé 1 peut être partiellement emboîté avec un blocage en position calée. Les antennes 6' et 7' sont avantageusement positionnées le plus près possible de portions de surfaces extérieures mises en regard lors de l'engagement du corps de clé I dans les moyens 8 et son immobilisation en position calée de non utilisation, par exemple en regard d'ouvertures formant fenêtres de transmission et obturées par des portions de parois autorisant la transmission d'ondes électromagnétiques, ces portions de parois étant préférentiellement mises en contact intime lors de la mise en place du corps de clé 1 dans sa position calée sur l'embase 4. Ainsi, le corps de clé I se trouve normalement dans un des deux états suivants: utilisation par l'opérateur pour effectuer des vissages à serrage contrôlé ou installation sur l'embase 4 en position calée. Au cours de son utilisation, le corps de clé I mémorise, après validation par l'opérateur, les couples maximaux successivement appliqués par l'intermédiaire de l'outil de serrage 3. Ces couples sont relevés par une jauge de contrainte 17 et leurs valeurs traitées par un convertisseur A/N 18 et un microprocesseur pour être finalement stockées dans une mémoire associée à ce dernier. En position calée de non utilisation, les valeurs de couple emmagasinées peuvent être transférées par transmission par induction vers l'embase 4 (par exemple au moyen d'un signal électromagnétique à 139 KHz modulé en amplitude / norme ISO IEC WG8RCCC), et de ce dernier vers un -4- système central de gestion, par exemple par l'intermédiaire d'une liaison série du type RS232C. Il convient de noter que le mode de transmission précité par induction sur une très faible distance ne nécessite pas d'homologation particulière, ne perturbe pas l'environnement électromagnétique et n'est pas perturbé par ce dernier. En outre, il pourra également être procédé durant le calage du corps de clé I en position de non utilisation, à une programmation du microprocesseur 19 de ce dernier, au chargement d'un nouveau programme de gestion du fonctionnement de la clé dynamométrique, à un nouveau paramétrage des valeurs seuils de consigne des couples ou à des opérations analogues de configuration, de diagnostic ou de maintenance. Par ailleurs, pour limiter au maximum la consommation énergétique au niveau du corps de clé I durant la transmission par induction et pour valoriser efficacement la période de non utilisation, le corps de clé I peut comporter deux plots 9 reliés à un accumulateur ou une pile rechargeable intégré(e) 9' venant en contact avec deux bornes d'alimentation 10 correspondantes prévues sur l'embase 4, par exemple sous forme de languettes métalliques, lorsque ledit corps de clé I est situé dans la position calée de non utilisation. Ainsi, les périodes de non utilisation seront exploitées pour charger l'accumulateur 9' du corps de clé 1 à son niveau de charge optimal en vue des périodes d'utilisation consécutives. Afin d'éviter toute détérioration de l'alimentation du corps de clé 1, ce dernier peut intégrer un circuit de protection de l'accumulateur ou de la pile rechargeable 9' contre les courts-circuits et les surtensions. Pour pouvoir assurer une utilisation normale du corps de clé I en cas de défaillance de la transmission par induction et/ou de l'alimentation par les plots 9, il peut être avantageusement prévu que le corps de clé 1 et l'embase 4 soient munis de connecteurs multibroches 11, 11', recouverts de capuchons de protection amovibles 11" adaptés, permettant l'établissement d'une liaison filaire d'alimentation du corps de clé I et de transmission bidirectionnelle de signaux entre ce dernier et l'embase 4, parallèlement à la transmission par induction. Ainsi, les moyens assurant la transmission par induction et l'alimentation par contact pourront, par exemple, être implantés dans des clés dynamométriques existantes, fonctionnant actuellement avec une liaison filaire, en n'effectuant que des modifications mineures au niveau de la structure de la clé -5- (une telle adaptation est notamment possible pour les clés dynamométriques connues sous la dénomination DAZ-E et fabriquées par la société Saltus). Comme le montrent les figures 1 et 2 des dessins annexés, le boîtier 1' du corps de clé I comporte différentes touches 12 de fonction et de programmation, un moyen d'affichage digital 13, des voyants 14 d'indication de dépassement de valeurs seuils de couples appliqués et un voyant bicolore 15 indiquant le mode d'alimentation et le niveau de chargement du corps de clé 1 et l'embase 4 est pourvue de voyants lumineux 16 et 16' indiquant respectivement l'état de chargement du corps de clé 1, l'état de fonctionnement de l'embase 4 et l'existence, ainsi que le cas échéant la direction, d'une transmission de signaux entre ce dernier et l'embase 4. Les différentes touches 12 présentes au niveau du corps de clé 1 permettent notamment la mise sous et hors tension de la clé et, par combinaison, offre la possibilité de fixer les valeurs de consigne minimales et maximales et de lire les valeurs des couples mémorisées au niveau du moyen d'affichage 13, par exemple du type à cristaux liquides. Pour faciliter la mise en place et la prise en main du corps de clé 1, la configuration de l'embase 4 et les emplacements des moyens 8 de positionnement, de calage et de rétention sont tels que le manche de préhension 2 du corps de clé 1 dépasse latéralement de l'embase 4 lorsque ledit corps de clé 1 est disposé dans sa position calée de non utilisation (voir figure 2). La réalisation pratique des différents modules et circuits électroniques faisant partie du corps de clé 1 et de l'embase 4 est à la portée de l'homme du métier et n'est pas décrite plus avant dans le présent mémoire. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -6- REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le vissage à serrage contrôlé, principalement constitué, d'une part, par un corps de clé dynamométrique électronique comprenant notamment un manche de préhension et une extrémité fonctionnelle opposée audit manche et pouvant recevoir un outil de serrage et, d'autre part, par une embase de réception du corps de clé en cas de non utilisation, pourvue notamment de moyens d'alimentation du corps de clé, ladite embase et ledit corps de clé étant également munis de moyens de transmission de signaux informatifs entre eux, caractérisé en ce que la transmission bidirectionnelle de signaux entre le corps de clé (1) et l'embase (4) est réalisée par induction, lorsque ledit corps de clé (1) est disposé sur ladite embase (4) dans une position calée de non utilisation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embase (4) est munie de moyens (8) de positionnement, de calage et de rétention pouvant coopérer avec des moyens complémentaires ou des parties du corps de clé (1) et garantissant un positionnement proximal déterminé des bobines (6' et 7') formant les antennes des moyens de transmission par induction (6 et 7) respectivement du corps de clé (1) et de l'embase (4) et, le cas échéant, des fenêtres de transmission correspondantes, lorsque ledit corps de clé (1) est disposé dans la position calée de non utilisation sur l'embase (4). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que le corps de clé (1) comporte deux plots (9) reliés à un accumulateur ou une pile rechargeable intégré(e) (9') venant en contact avec deux bornes d'alimentation (10) correspondantes prévues sur l'embase (4), par exemple sous forme de languettes métalliques, lorsque ledit corps de clé (1) est situé dans la position calée de non utilisation. 4. Disposition selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de clé (1) intègre un circuit de protection de l'accumulateur ou de la pile rechargeable (9') contre les courts-circuits et les surtensions. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que le corps de clé (1) et l'embase (4) sont munis de connecteurs multibroches (1l, Il'), recouverts de capuchons de protection amovibles (11") adaptés, permettant l'établissement d'une liaison filaire d'alimentation du corps de clé (1) et de transmission bidirectionnelle de signaux entre ce dernier et l'embase (4), parallèlement à la transmission par induction. -7- 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le boîtier (1') du corps de clé (1) comporte différentes touches (12) de fonction et de programmation, un moyen d'affichage digital (13), des voyants (14) d'indication de dépassement de valeurs seuils de couples appliqués et un voyant bicolore (15) indiquant le mode d'alimentation et le niveau de chargement du corps de clé (1) et en ce que l'embase (4) est pourvue de voyants lumineux (16 et 16') indiquant respectivement l'état de chargement du corps de clé (1), l'état de fonctionnement de l'embase (4) et l'existence, ainsi que le cas échéant la direction, d'une transmission de signaux entre ce dernier et l'embase (4). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la configuration de l'embase (4) et les emplacements des moyens (8) de positionnement, de calage et de rétention sont tels que le manche de préhension (2) du corps de clé (1) dépasse latéralement de l'embase (4) lorsque ledit corps de clé (1) est disposé dans sa position calée de non utilisation.