Brevet FR2892330A1 — publié le 20070427

- 1 - DISPOSITIF DE RATTRAPAGE D'USURE PAR MOTORISATION AUXILIAIRE L'invention concerne un système de rattrapage d'usure qui assure, grâce à un moteur auxiliaire, le positionnement relatif des pièces d'usure afin de rendre leur mouvement synchrone avec les diverses phases délivrées par l'actionneur du serrage principal. Dans le document PCT/FR05/00306 du 10 février 2005, il est révélé un outil muni d'un dispositif de serrage comportant une vis propre à être entraînée en rotation autour d'un axe XX par l'intermédiaire d'un moteur électrique qui peut être couplé à une commande numérique. Les figures 1 et 2 jointes permettent de présenter ce dispositif Cette vis 10 possède un grand pas P1 et elle peut être entraînée en rotation dans un sens ou dans l'autre par le moteur M. La vis 10 coopère avec un écrou 12 susceptible d'être entraîné en translation dans la direction de l'axe XX de la vis. Cet écrou est solidaire d'un support 14, appelé aussi support mobile , réalisé ici sous la forme d'un élément tubulaire qui entoure au moins en partie la vis 10. Le support 14 est relié à la platine 16 qui porte un premier organe 18 (appelé aussi organe mobile ) susceptible d'être déplacé en translation, dans une direction parallèle à l'axe XX, pour se rapprocher ou s'éloigner d'un deuxième organe 20 (appelé aussi organe fixe ) porté par un support fixe 22 qui porte également le moteur M. Une colonne 24 est fixée au support fixe 22 et s'étend dans une direction parallèle à l'axe XX pour assurer un guidage en translation du support mobile 14 portant l'organe mobile 18. La platine 16 est munie à cet effet d'un alésage axial 26 traversé par la colonne 24. Dans l'exemple particulier où l'outil de serrage est une pince à souder, 25 l'organe mobile 18 et l'organe fixe 20 constituent respectivement une électrode et une contre-électrode. Dans l'exemple de réalisation, le pas P1 de la vis 10 est un pas à droite - 2 -dont la valeur est avantageusement de l'ordre de grandeur de son propre diamètre. L'écrou 12 est équipé d'une paire de galets 28 qui forment des éléments suiveurs et qui sont montés en rotation autour d'un axe YY qui est perpendiculaire à l'axe XX de la vis. Seul l'un des deux galets est visible sur la figure 1. Le support fixe 22 porte un support cylindrique creux 30, encore appelé douille creuse , qui présente une paroi cylindrique 32 dans laquelle sont taillées deux glissières opposées 34 (seule l'une des deux glissières est visible sur la figure 1). Les galets 28 précités sont agencés pour rouler respectivement dans les deux glissières 34 qui forment des moyens de guidage. Chacune des glissières 34 comprend une partie linéaire 34L qui s'étend parallèlement à l'axe de la vis pour procurer un guidage linéaire à l'écrou 12, ainsi qu'une partie hélicoïdale 34H qui se raccorde à la partie linéaire 34L pour procurer un guidage hélicoïdal. Cette partie hélicoïdale s'étend suivant l'axe XX de la vis et possède un pas P2 qui est inversé par rapport au pas Pl de la vis, et qui est donc un pas à gauche dans l'exemple. Tant que les galets 28 sont en contact avec la partie 34L des glissières, ces dernières empêchent l'écrou de tourner ; et celui-ci peut se déplacer en translation avec une vitesse linéaire imposée par la vitesse angulaire du moteur et le pas P1 de la vis. Ceci constitue une première phase de déplacement Dl, encore appelée course, que l'on peut qualifier de phase inertielle. A l'approche du point de serrage, c'est-à-dire lorsque les galets 28 se rapprochent respectivement des parties hélicoïdales 34H, ces dernières entraînent l'écrou en rotation dans le même sens que la rotation de la vis. Il en résulte que la vitesse linéaire de l'écrou diminue jusqu'à éventuellement devenir nulle. En effet, ceci provient d'une variation apparente du pas (en fait, la vitesse linéaire de l'écrou est synchronisée - 3 - sur le pas P2). Il est à noter que le pas P2 peut être constant ou variable. Si l'on suppose, par conséquent, que la vis 10 est entraînée en rotation autour de son axe avec une vitesse angulaire établie constante, l'écrou se déplace d'abord (dans le sens du serrage) avec une vitesse constante pour la phase Dl (phase inertielle) et ensuite avec une vitesse plus lente dans la deuxième phase D2. Dans ce dispositif de serrage selon l'art antérieur, le support 14 est relié à la platine 16 de l'organe mobile 18 par une butée à billes désignée dans son ensemble par la référence 36, par laquelle le support mobile 14 reste en permanence solidaire en translation de l'organe mobile 18. Cette butée à billes 36 comprend deux contre-brides 38 disposées respectivement de part et d'autre de la platine 16 et prenant appui sur celle-ci par l'intermédiaire de billes 40. Les deux contre-brides 38 sont maintenues axialement entre une collerette 42 prévue à une extrémité du support mobile 14 et un écrou 44 vissé autour d'une autre extrémité du support mobile 14. Le dispositif selon l'art antérieur présente l'inconvénient qu'il ne peut compenser un décalage intervenu, dans le temps, entre les organes 18 et 20, spécialement lorsque ces organes sont des électrodes qui s'usent progressivement. La figure 2 permet de remédier à cet inconvénient en remplaçant la butée à bille 36 de la figure 1 par le mécanisme de compensation qui va être décrit maintenant. Le système de compensation 46 représenté à la figure 2 est interposé entre le premier organe 18 et le support mobile 14 (qui est solidaire de l'écrou 12) pour réinitialiser la position du premier organe 18 par rapport au deuxième organe 20, de sorte que les première et deuxième phases de déplacement Dl et D2 engendrées par les premier et deuxième moyens de guidage 34L et 34H restent synchrones avec les phases nécessaires à une optimisation du déplacement du premier organe 18. - 4 -Dans l'exemple, le système de compensation 46 comprend le support mobile 14, lequel est réalisé sous la forme d'un élément tubulaire solidaire de l'écrou 12 et muni d'un filetage extérieur 48. Le système de compensation comprend en outre un moyeu 50 muni d'un taraudage intérieur 52 pour coopérer avec le filetage extérieur 48 du support mobile 14. Ce moyeu 50 supporte le premier organe 18 par l'intermédiaire d'une butée à billes 54, qui est réalisée sous la forme d'une butée à double effet comprenant la platine 16 et deux contre-brides 56 et 58 prenant appui sur la platine par l'intermédiaire de billes 60. Ces deux contre-brides sont maintenues axialement entre une collerette 62 formée à une extrémité du moyeu 50 et un écrou 64 vissé autour d'une autre extrémité du moyeu. Le système de compensation 46 permet, à des fréquences définies selon le service de l'outil de serrage, une possibilité de réinitialisation de la position de l'organe mobile 18 par rapport à l'organe fixe 20, de sorte que les différentes phases de mouvement générées par les moyens de guidage du support cylindrique 30 (douille creuse) restent synchrones avec les phases de mouvement nécessaires à l'optimisation du mouvement de l'organe mobile 18. Ce système de compensation permet, notamment, un déplacement longitudinal relatif de l'organe 18 suivant le sens de la flèche F par rapport à l'organe 20, afin de compenser les variations de leur écartement dues à leur usure. Ceci présente un intérêt tout particulier dans le cas où l'organe mobile 18 et l'organe fixe 20 constituent respectivement une électrode et une contre-électrode de pince à souder. Des moyens de positionnement, dont un exemple de réalisation sera décrit plus loin, permettent de placer sélectivement le moyeu 50 dans l'une des trois positions suivantes : - position normale ( position A ) dans laquelle le moyeu 50 est solidaire - 5 - en translation et en rotation du support mobile 14. Dans cette position, le système de compensation 46 de la figure 2 a un fonctionnement identique à celui du sous-ensemble constitué par la butée à billes 36 de la figure 1. On a donc un fonctionnement de l'outil en production normale ou un système de de serrage en phase de travail normal. - position de réinitialisation (position B ). Cette position correspond à la phase de rattrapage d'usure. - position intermédiaire (position C ). Cette position correspond notamment à un nouveau réglage à effectuer après changement des pièces 10 d'usure. En ce qui concerne les positions B et C, il apparaît que le mouvement circulaire relatif entre le moyeu 50 et le support mobile 14, génère, au travers du filetage qui relie ces deux pièces, le mouvement longitudinal de l'organe mobile 18. 15 Cette invention antérieure permet de réaliser la réinitialisation (position B) des pièces d'usure, l'une par rapport à l'autre, par solidarisation en rotation du moyeu 50 avec 1' organe mobile 18. Si cette solution évite la mise en place d'une deuxième motorisation, elle ne peut qu'intervenir dans un moment précis du cycle de fonctionnement, à savoir 20 lorsque les galets 28 se. déplacent dans une partie hélicoïdale 34H (en effet, il faut avoir un mouvement relatif du support mobile 14 solidaire des galets 28 par rapport au moyeu 50 fixe puisque solidaire de l'organe mobile 18). Cette nécessité limite le temps et les phases de fonctionnement pendant 25 lesquelles cette opération est possible et présente l'inconvénient d'imposer la séquence pendent laquelle il est réalisé. Il nécessite notamment de prévoir un cycle (ou une séquence, notamment avec une autre phase hélicoïdale des glissières que celles 34H décrites figure 1. Dans cette - 6 - autre phase, l'organe mobile 18 et l'organe fixe 20 sont écartés) spécialement effectué à cet effet, puisque lorsque les galets 28 sont dans la phase hélicoïdale 34H une contrainte apparaît en marche normale entre le moyeu 50 et le support mobile 14. Pour éviter ces problèmes, il est donc nécessaire d'effectuer un serrage fictifs (ou de prévoir une séquence spécifique) sans contrainte dans cette phase. C'est pour palier cet inconvénient, notamment effectuer le rattrapage d'usure lorsque les galets 28 sont dans la partie 34L des glissières que l'invention (présente) prévoit une motorisation auxiliaire indépendante du moteur principal M. L'invention, objet de la présente demande, a donc pour objet un dispositif de rattrapage d'usure pour un outil de serrage comportant un premier organe et un deuxième organe capables d'un déplacement relatif sous l'action d'un dispositif d'entraînement, ce dispositif comprenant une vis d'un pas donné propre à être entraîné en rotation autour d'un axe, dans un sens ou dans un sens opposé sous l'action d'un moteur, un écrou coopérant avec la vis et propre à être entraîné en translation dans la direction de l'axe de la vis, ledit écrou étant solidaire en translation du premier organe, des premiers moyens de guidage définissant un guidage linéaire parallèle à l'axe de la vis pour bloquer la rotation de l'écrou dans une première phase de déplacement de l'écrou, et des deuxièmes moyens de guidage définissant un guidage hélicoïdal qui s'étend suivant l'axe de la vis et qui a un pas inversé par rapport au pas de la vis pour permettre la rotation de l'écrou dans le même sens de rotation que la vis dans une deuxième phase de déplacement de l'écrou, ainsi qu'un système de compensation interposé entre le premier organe et un support mobile solidaire de l'écrou pour réinitialiser la position de ce premier organe par rapport au deuxième organe, de sorte que les première et deuxième phases de déplacement - 7 -engendrées par les premier et deuxième moyens de guidage restent synchrones avec les phases nécessaires à une optimisation du déplacement du premier organe, caractérisé en ce qu'elle prévoit une motorisation auxiliaire propre à effectuer le rattrapage d'usure (position B) au moment le plus opportun, quelque soit le mouvement de rotation du support mobile, celui-ci pouvant être à vitesse nulle et dans une phase quelconque du mouvement du premier organe. De plus, la mise en place de cette motorisation auxiliaire ne perturbe pas le fonctionnement de la position A et permet ou assure le fonctionnement de 10 la position C. Enfin, la mise en place de cette motorisation permet que le fonctionnement de la position B s'effectue avec un niveau de contraintes minimum entre le moyeu 50 et le support mobile 14. La figure 1 et la figure 2 représentent l'art antérieur décrit précédemment. 15 La figure 3 représente la mise en place du moteur auxiliaire, elle reprend la figure 2 à laquelle on a ajouté le montage du moteur auxiliaire 72, fixé sur une bride 68 libre en translation sur le guide 24. La position longitudinale du moteur 72 par rapport au moyeu 50 qui se déplace en translation est assurée par l'entretoise 70. Une courroie crantée 66 assure 20 la transmission entre le moteur 72 et le moyeu 50. Dans la position A qui correspond à la mesure de l'usure des pièces 18 et 20, le moyeu 50 est solidaire du support mobile 14, cette solidarisation étant effectuée par le moteur 72 ou par tout autre système non représenté. Dans tous les cas, cette opération entraînera la rotation du moteur 72 25 qu'il soit libre en rotation dans le cas d'une autre solidarisation non représentée ou asservi s'il fait lui-même ladite solidarisation. Dans la position B qui correspond au rattrapage de l'usure, le moteur va entraîner le moyeu 50 avec une vitesse définie à la fois par les conditions - 8 - de ce rattrapage (angle à parcourir et temps imparti pour faire ce déplacement) et par la propre vitesse en rotation du support mobile 14. En règle générale, on essaiera d'effectuer cette opération avec un niveau de contraintes minimum entre le moyeu 50 et le support mobile 14. Ce critère apparaît comme un point essentiel du choix du moment de cette opération. Dans la position C, qui correspond au réglage manuel, le moteur auxiliaire 72 sera soit libre soit moteur selon qu'il effectue ou permet ladite opération. REVENDICATIONS : 1 - Dispositif de rattrapage d'usure pour un outil de serrage comportant un premier organe 18 et un deuxième organe 20 capables d'un déplacement relatif sous l'action d'un dispositif d'entraînement, ce dispositif comprenant une vis 10 d'un pas donné Pl propre à être entraîné en rotation autour d'un axe XX, dans un sens ou dans un sens opposé sous l'action d'un moteur M, un écrou 12 coopérant avec la vis 10 et propre à être entraîné en translation dans la direction de l'axe XX de la vis, ledit écrou étant solidaire en translation du premier organe 18, des premiers moyens de guidage 34L définissant un guidage linéaire parallèle à l'axe XX de la vis pour bloquer la rotation de l'écrou 12 dans une première phase de déplacement Dl de l'écrou, et des deuxièmes moyens de guidage 34H définissant un guidage hélicoïdal qui s'étend suivant l'axe XX de la vis 10 et qui a un pas P2 inversé par rapport au pas P1 de la vis pour permettre la rotation de l'écrou 12 dans le même sens de rotation que la vis 10 dans une phase de déplacement de l'écrou, ainsi qu'un système de compensation 46 interposé entre le premier organe 18 et un support mobile 14 solidaire de l'écrou 12 pour réinitialiser la position de ce premier organe 18 par rapport au deuxième organe 20, de sorte que les première et deuxième phases de déplacement engendrées par les premier et deuxième moyens de guidage 34L et 34H restent synchrones avec les phases nécessaires à une optimisation du déplacement du premier organe, caractérisé en ce qu'il comprend une motorisation auxiliaire 72 propre à effectuer le rattrapage d'usure (position B) au moment le plus opportun, quelque soit le mouvement de rotation du support mobile 14, celui-ci pouvant être à vitesse nulle et dans une phase quelconque du mouvement du premier organe 18. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mise en place de la motorisation auxiliaire 72 ne perturbe pas le fonctionnement-10 - de la position A, correspondant à l'outil en phase de serrage normal, et permet ou assure le fonctionnement de la position C, correspondant à un nouveau réglage à effectuer après changement des pièces d'usure. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le fonctionnement de la position B s'effectue avec un niveau de contraintes minimum entre un moyeu 50, destiné à coopérer avec le filetage extérieur du support mobile 14 et supportant le premier organe mobile 18, et ledit support mobile 14. 4 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans la position A, un moyeu 50 est solidaire du support mobile 14, cette solidarisation étant effectuée par le moteur 72 ou par tout autre système non représenté, cette opération entraînant la rotation du moteur 72 qu'il soit libre en rotation dans le cas d'une autre solidarisation ou asservi s'il fait lui-même la dite solidarisation. 5 - Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moteur auxiliaire 72 est fixé sur une bride 68 libre en translation sur un guide 24, que la position longitudinale du moteur 72 par rapport à un moyeu 50 qui se déplace en translation est assurée par une entretoise 70 et qu'une courroie crantée assure la transmission entre le moteur 72 et le moyeu 50.