Brevet FR2887166A1 — publié le 20061222

PROCEDE DE SERRAGE DE VIS A L'AIDE D'UN OUTIL AUTOMATIQUE La présente invention concerne les procédés de serrage de vis à l'aide d'un outil automatique, et aussi les procédés d'assemblage de composants d'automobile à l'aide de ces vis de fixation. Pour le montage du carter de distribution sur la face distribution d'un moteur, on utilise le plus souvent des vis de fixation. Ces vis sont disposées sur la périphérie de ce carter. Le carter de distribution protège les éléments d'entraînement de distribution contre l'environnement extérieur, par exemple contre la poussière les projections d'eau, et il réalise une étanchéité dans le cas où les éléments de la face distribution du moteur sont lubrifiés, empêchant l'huile de s'échapper de cet espace de distribution. Pour améliorer l'étanchéité du carter, on peut enduire l'une des surfaces de contact, soit du carter de distribution, soit du moteur, avec un produit d'étanchéité. Un des problèmes liés à cette solution est que l'on maîtrise approximativement la tension dans les vis de fixation qui doit être la même pour garantir un serrage uniforme et une bonne étanchéité, car le produit d'étanchéité peut changer le coefficient de frottement des vis, influençant le couple de serrage de celles-ci. Un des objectifs de l'invention est de permettre un serrage uniforme des vis, plus précisément d'appliquer une tension uniforme dans les vis qui entraîne une force d'appui uniforme sur le carter de distribution. L'invention fournit dans ce but un procédé de serrage de vis à l'aide d'un outil automatique qui comporte: - une première étape dite de préserrage pendant laquelle l'outil provoque la rotation de la vis jusqu'à ce qu'un signal représentatif de la valeur de couple soit égal à une consigne de préserrage, une deuxième étape dite de serrage final pendant laquelle l'outil provoque la rotation de la vis jusqu'à ce que le signal représentatif de la valeur de couple soit égal à une consigne de serrage final, et pendant laquelle un signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est pris en compte, - une étape de validation pendant laquelle le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est comparé à une consigne d'angle de rotation. Selon une caractéristique additionnelle, la rotation de l'outil lors de la deuxième étape peut être stoppée lorsque le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est égal à la consigne d'angle de rotation. L'invention fournit également un procédé d'assemblage de composants d'automobile à l'aide de vis, qui comporte une étape de mise en place d'une surface d'assemblage d'un premier composant contre une surface d'assemblage d'un deuxième composant, une étape de mise en place des vis de fixation dans des trous correspondants, une étape de serrage des vis à l'aide du procédé de serrage décrit ci-dessus. Le procédé d'assemblage peut également comporter, préalablement à l'étape de mis en place d'une surface d'assemblage de la pièce contre une surface d'assemblage du composant, une étape d'application d'un produit d'étanchéité sur l'une des surfaces d'assemblage. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple et nullement limitatif, et illustré par le schéma de la figure unique qui représente graphiquement le procédé de serrage. Le procédé de serrage peut s'inscrire dans le cadre d'un procédé de montage d'un carter de distribution (premier composant) sur un moteur à combustion interne (deuxième composant), ou plus précisément sur la face distribution d'un moteur à combustion interne. Le carter de distribution et la face distribution du moteur comportent chacun une surface d'assemblage. Dans une première étape du procédé de montage selon l'invention, on vient mettre en place la surface d'assemblage du carter de distribution contre la surface d'assemblage de la face distribution du moteur. On peut aussi envisager une étape préalable dans laquelle on applique un produit d'étanchéité sur l'une des deux surfaces d'assemblages, pour avoir une meilleure étanchéité. Ensuite, le procédé d'assemblage comporte une étape de mise en place des vis de fixation dans des trous correspondant, puis on procède au serrage des vis de fixation selon le procédé ci-dessous. Le procédé de serrage améliore le serrage des vis, améliore et homogénéise la tension qui est exercée par les vis sur la surface d'assemblage du carter de distribution. C'est un élément essentiel pour garantir une bonne étanchéité du carter de distribution, et aussi pour éviter de casser des vis à cause d'une tension trop importante. En effet, on cherche à obtenir une force d'appui constante et homogène sur toute la surface d'assemblage du carter de distribution. Cette force dépend de la valeur de couple de serrage des vis. Or la relation entre la force appliquée et le couple de serrage n'est pas toujours uniforme d'une vis à l'autre, car elle dépend du coefficient de frottement qui peut varier d'un assemblage de vis à l'autre. Par exemple le moteur peut être considéré, avant assemblage du carter, comme un composant qui comporte plusieurs pièces, et ces pièces peuvent être dans des matières différentes. Ainsi, le moteur peut comporter une culasse en alliage d'aluminium et un bloc-cylindres en fonte. Les taraudages, qui sont réalisés sur la face distribution de ces pièces, et qui reçoivent les vis de fixation, n'offrent pas la même valeur de coefficient de frottement lorsque le filet de chaque vis glisse dans le filet de chaque taraudage. Un autre exemple est que lorsque l'on utilise un produit d'étanchéité, une partie de ce produit peut s'insérer dans les taraudages, modifiant également le coefficient de frottement. Dans ce cas, si on effectue un serrage au couple avec surveillance du couple, on peut ne pas avoir la bonne valeur de force d'appui sur le carter, et la tension de certaines vis peut être trop importante. Le procédé de serrage selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Ce procédé est reproduit par un outil de type visseuse automatique. Cet outil comporte deux types de capteurs: un capteur de couple qui fournit un signal représentatif de la valeur de couple, et un capteur d'angle qui fournit un signal représentatif de la valeur de rotation de la tête de vissage de l'outil (c'est-à-dire de la vis). Une unité électronique de commande utilise les informations fournies par ces deux capteurs. En référence à l'unique figure, le procédé de serrage comporte une première étape, dite de préserrage, pendant laquelle l'outil provoque la rotation de la vis jusqu'à ce que le signal représentatif de la valeur de couple soit égal à une consigne de préserrage. L'unité électronique de commande actionne à cet effet un moteur électrique qui entraîne la tête de vissage de l'outil. Pendant cette étape, l'unité électronique compare le signal représentatif de la valeur de couple à la consigne de préserrage. Cette consigne peut être préenregistrée en mémoire. Elle peut aussi provenir d'un pourcentage d'une consigne de serrage final préenregistrée en mémoire. Par exemple, la consigne de préserrage peut être égale à 30% de la consigne de serrage final. Une fois que le signal représentatif de la valeur de couple est égal à cette consigne de préserrage, l'unité de commande stoppe la rotation de la tête de vissage de l'outil. Le procédé de serrage comporte ensuite une deuxième étape, appelée étape de serrage final, pendant laquelle l'outil provoque la rotation de la vis jusqu'à ce que le signal représentatif de la valeur de couple soit égal à une consigne de serrage final. On procède de la même façon que pour la première étape. De plus, lors de cette étape, le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est pris en compte, c'est-à-dire que lorsque la deuxième étape commence, l'unité électronique commence à compter l'angle de rotation de la tête de vissage. Une fois que la consigne de couple est atteinte et que l'unité de commande stoppe la rotation de l'outil, le procédé comporte une étape de validation pendant laquelle le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est comparé à une consigne d'angle de rotation. On effectue ainsi une deuxième vérification afin de garantir un serrage conforme. Si ce n'est pas le cas, c'est-à-dire que le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est supérieur à la consigne d'angle de rotation, le procédé peut comporter une étape de création d'un signal d'avertissement que le serrage n'est pas conforme. On peut envisager que l'outil émette un signal sonore ou lumineux par exemple. Selon une caractéristique supplémentaire du procédé de serrage, la rotation de l'outil lors de la deuxième étape est stoppée lorsque le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est égal à la consigne d'angle de rotation. On enclenche ainsi ce que l'on appelle une double gamme de serrage, car l'unité électronique de commande surveille d'une part le couple et d'autre part l'angle de rotation lors du serrage final de la vis. Cette double gamme de serrage évite ainsi d'avoir un serrage uniquement avec surveillance du couple qui pourrait entraîner une tension dans la vis trop importante par exemple dans le cas où le coefficient de frottement réel serait inférieur au coefficient de frottement théorique. Selon une caractéristique supplémentaire, lorsque la deuxième étape se termine parce que le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est égal à la consigne d'angle de rotation et que la rotation de la vis est stoppée, le signal représentatif de la valeur du couple peut être comparé à la consigne de serrage dans une étape de validation du procédé. Il s'agit toujours de faire une deuxième vérification. Si ce n'est pas le cas, c'est-à-dire que le signal représentatif de la valeur de couple est supérieur à la consigne de couple, le procédé peut comporter une étape de création d'un signal d'avertissement de la même façon que pour le signal d'avertissement décrit dans les paragraphes précédents. Revendications 1) Procédé de serrage de vis à l'aide d'un outil automatique, caractérisé en ce qu'il comporte: une première étape dite de préserrage pendant laquelle l'outil provoque la rotation de la vis jusqu'à ce qu'un signal représentatif de la valeur de couple soit égal à une consigne de préserrage, - une deuxième étape dite de serrage final pendant laquelle l'outil provoque la rotation de la vis jusqu'à ce que le signal représentatif de la valeur de couple soit égal à une consigne de serrage final, et pendant laquelle un signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est pris en compte, - une étape de validation pendant laquelle le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est comparé à une consigne d'angle de rotation. 2) Procédé de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rotation de l'outil lors de la deuxième étape est stoppée lorsque le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est égal à la consigne d'angle de rotation. 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de création d'un signal d'avertissement si le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est supérieur à la consigne d'angle de rotation. 4) Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que, lorsque le signal représentatif de la valeur d'angle de rotation est égal à la consigne d'angle de rotation et que la rotation de la vis est stoppée, il comporte une étape de validation pendant laquelle le signal représentatif de la valeur du couple est comparé à la consigne de serrage. 5) Procédé de serrage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de création d'un signal d'avertissement si le signal représentatif de la valeur de couple est supérieur à la consigne de couple. 6) Procédé d'assemblage de composants d'automobile à l'aide de vis de fixation, comportant: une étape de mise en place d'une surface d'assemblage d'un premier composant contre une surface d'assemblage d'un deuxième composant une étape de mise en place des vis de fixation dans des trous correspondant une étape de serrage des vis à l'aide du procédé de serrage selon l'une quelconque des revendication 1 à 5. 7) Procédé d'assemblage selon la revendication précédente comportant, préalablement à l'étape de mis en place d'une surface d'assemblage de la pièce contre une surface d'assemblage du composant, une étape d'application d'un produit d'étanchéité sur l'une des surfaces d'assemblage. 8) Procédé d'assemblage selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le premier composant est un carter de distribution. 9) Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le deuxième composant est un moteur à combustion interne.