Brevet FR2914578A1 — publié le 20081010

OUTIL DEBRAYABLE PERMETTANT D'ENTRAINER SIMULTANEMENT UNE VIS ET UN ECROU La présente invention est relative à un outil permettant d'effectuer en une seule opération le réglage et le serrage d'un système vis/écrou. On décrit ci-dessous un exemple d'assemblage mécanique dans lequel une telle possibilité est requise. Un tel assemblage consiste en la fixation d'une pédale d'accélérateur sur le pédalier d'un véhicule automobile. Un tel pédalier est fixé sur le châssis du véhicule grâce à plusieurs écrous, et au moyen d'une vis d'appui qui assure la reprise des efforts appliqués au pédalier. La figure 1 décrit un montage conventionnel d'un pédalier. Une vis (10) est en appui sur le châssis (12) du véhicule, tout en étant vissée dans le pédalier (14), qui est pourvu d'un trou débouchant dont une portion est taraudée. Enfin, un écrou (18) permet le serrage de la pédale d'accélérateur (16) sur le pédalier (14). Cet assemblage nécessite deux opérations : le réglage de la vis, qui consiste à la visser jusqu' à ce qu'elle vienne en appui sur la caisse, puis le serrage de l'écrou qui permet l'immobilisation de la pédale d'accélération sur le pédalier. Afin de diminuer le temps de montage, il est connu d'effectuer ces deux opérations en une seule intervention. Pour cela, on utilise un écrou freiné. Lorsque l'on vient entraîner cet écrou avec un outil adapté, le couple résistant, dû au frottement généré grâce au freinage, est suffisant pour entraîner la vis. Celle-ci est donc dévissée du pédalier jusqu'à ce la tête de la vis vienne en butée contre la caisse. Les efforts de frottement et d'appui sur la caisse immobilisent alors la vis. Le frein de l'écrou devient alors insuffisant pour entraîner la vis, et celui-ci est donc entraîné par l'outil et vissé sur la tige filetée jusqu'à son serrage contre la pédale d'accélérateur. Ce procédé permet de réaliser l'assemblage voulu en un minimum de temps mais présente des risques importants. En effet, afin d'être certain que le couple de frottement sera suffisant pour que l'écrou entraîne la vis pour la phase de réglage, le pédalier doit être fourni avec une vis montée non serrée, ce qui pose fréquemment la problème de la perte de la vis, celle-ci s'étant totalement dévissée. D'autre part, on risque aussi que le frottement généré par l'écrou freiné ne soit pas suffisant pour entraîner la vis, auquel cas celui-ci sera serré contre la pédale d'accélération sans que la vis soit en appui sur la caisse. Le risque d'un montage défectueux ne peut pas être envisagé. L'invention remédie aux inconvénients ci-dessus en proposant un outil d'entraînement simultané de l'écrou et de la vis, permettant le réglage de la vis et le serrage de l'écrou en une seule opération, de manière sure et rapide, tout en supprimant tout risque d'un montage défectueux. Ainsi, l'invention concerne un outil pour visseuse automatique, permettant d'effectuer simultanément le vissage d'un élément fileté mâle dans un trou taraudé jusqu'à une position déterminée et le serrage d'un écrou monté sur cet élément, et comprenant un corps tubulaire, ouvert à l'une de ses extrémités de manière a former une cavité, cette cavité comprenant : - une première portion formant une empreinte de forme complémentaire de l'écrou pour entraîner ce dernier en rotation, - une seconde portion, et contenant des moyens de pression débrayables pour exercer un effort sur l'extrémité de l'élément fileté qui est engagée dans l'écrou, ces moyens de pression permettant de bloquer l'élément fileté mâle en translation par rapport à l'écrou. Dans une réalisation, les moyens de pression sont automatiquement débrayés lorsque l'effort d'appui de l'élément fileté dépasse une valeur prédéterminée. Dans une réalisation, les moyens de pression comprennent : - un poussoir, coulissant à l'intérieur de la seconde portion de la cavité du corps, comprenant une face d'appui et une face arrière, - un ressort hélicoïdal, dont une extrémité prend appui à proximité du fond de la cavité, l'autre extrémité prenant appui sur la face arrière du poussoir. Dans une réalisation, la force de débrayage est déterminée par la raideur du ressort hélicoïdal. Dans une réalisation, la force de débrayage est réglable grâce à un dispositif de précharge du ressort hélicoïdal. Dans une réalisation, le dispositif de précharge comprend : û une bague filetée vissée sur le corps, une portion de la surface extérieure de ce dernier étant filetée, û un doigt traversant le corps grâce à deux rainures diamétralement opposées et de direction parallèle à l'axe de symétrie du corps, û le doigt étant disposé de telle manière que ses extrémités s'appuient sur la bague filetée, sous l'action de l'extrémité arrière du ressort. Dans une réalisation, le corps comprend des moyens de retenue du poussoir. L'invention sera mieux comprise avec la description détaillée d'un exemple de réalisation de l'invention, faite en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1, déjà décrite, montre un assemblage réalisable facilement grâce à l'invention ; - la figure 2 montre une vue d'un dispositif conforme à l'invention ; - la figure 3 montre une vue en coupe d'un dispositif de la figure 2 en cours d'utilisation ; - la figure 4 et 5 décrivent une opération d'assemblage réalisée avec un dispositif conforme à l'invention ; - la figure 6 montre un deuxième exemple d'assemblage réalisé avec l'invention. Sur les figures 2 et 3, on peut voir un outil conforme à l'invention, représenté en coupe. Ce dispositif comprend un corps cylindrique 10, dont une extrémité est solidaire d'un arbre d'entraînement 101. A l'autre extrémité est disposée une ouverture formant une cavité 12 à l'intérieur du corps 10. La cavité 12 comprend une première portion 14, située à proximité de l'ouverture de la cavité, et formant une empreinte hexagonale destinée à coopérer avec un écrou. Une deuxième portion 16, de forme cylindrique, s'étend vers le fond de la cavité 12. A l'intérieur de cette deuxième portion 16 est disposé un poussoir 18. Ce poussoir comprend une portion cylindrique 181 et une portion tronconique 182. L'extrémité libre de la portion cylindrique 181 forme la face arrière 183 du poussoir 18, tandis que le sommet de la portion tronconique 182 en forme la face avant, ou face d'appui 184. A l'intérieur de la portion cylindrique 16 de la cavité 12 est disposé un ressort hélicoïdal 20, l'une des ses extrémités étant en appui sur la face arrière 183 du poussoir 18. L'autre extrémité du ressort 20 est en appui sur un doigt mobile 24. Ce doigt 24, de forme cylindrique, traverse le corps 10 via deux rainures, ou lumières 26, diamétralement opposées sur la face externe du corps 10, et de direction parallèle à l'axe de symétrie de la portion 16 du corps 10. La longueur du doigt 24 est supérieure au diamètre extérieur du corps 10 au niveau de la portion 16, de manière que chaque extrémité du doigt 24 vient en appui sur une bague filetée 22, vissée sur un filetage 102 pratiqué sur la surface externe du corps 10. Ainsi, le ressort est pris en tenaille entre la bague filetée 22 et le poussoir 18. Ce montage permet de régler le tarage du ressort 20, particularité qui sera détaillée plus bas. La figure 3 montre l'outil de la figure 3, avant le début de l'opération de vissage/réglage. L'outil est positionné sur un écrou hexagonal 32. L'écrou 32 est inséré dans l'empreinte hexagonale formée par la portion 14 de la cavité 12. L'écrou 32 est engagé sur une extrémité 301 d'un élément fileté mâle 30, correspondant par exemple à un goujon ou à la vis 10 de la figure 1. Lorsque l'opérateur actionne la visseuse automatique, l'arbre 101 entraîne le corps 10, entraînant également la rotation de l'écrou 32 par rapport à l'élément fileté 30. Lors de cette première phase, l'écrou va donc légèrement descendre par rapport à l'élément fileté 30, jusqu'à ce que l'extrémité 301 de ce dernier vienne en appui contre la face d'appui 184 du poussoir 18. La force résistante exercée par le poussoir 18 sur l'élément fileté 30, due à l'action du ressort 20, permet de bloquer l'élément fileté 30 en translation par rapport à l'écrou 32, et, par conséquent de le bloquer également en rotation. Ainsi, l'outil entraîne simultanément en rotation l'écrou 32 et l'élément fileté 30. Si la force d'appui exercée par l'élément fileté devient supérieure à la force de résistance due au ressort, alors les moyens de pression sont débrayés automatiquement, par simple effet du recul du poussoir 18. Ce recul va permettre le vissage et le serrage de l'écrou 32, libre de tourner par rapport à l'élément fileté 30. Les figures 4 et 5 détaillent la mise en oeuvre du dispositif selon l'invention, par exemple pour réaliser l'assemblage de la figure 1. Un élément fileté mâle 40 est préalablement vissé sur un pédalier 42, ce dernier comportant dans ce but un trou taraudé 421 traversant le pédalier, ce taraudage comportant une extrémité supérieure 422 et une extrémité inférieure 423, cette dernière étant située à une distance d d'un élément 44 du châssis du véhicule. Le pédalier 42 est par ailleurs fixé au châssis du véhicule en plusieurs points, non représentés sur les présentes figures. L'élément fileté 40 comporte à l'une de ses extrémités une tête d'appui 401, l'autre extrémité 402 étant libre. Avant l'opération de réglage de l'élément fileté 40, celui-ci est monté vissé (légèrement serré) sur le pédalier 42, la tête 401 se situant du côté de l'extrémité inférieure 423 du trou taraudé 421, donc entre ce dernier et l'élément de châssis 44. Dans l'exemple, l'élément fileté 40 comporte deux portions filetées 403 et 405, de diamètres non identiques, et séparées par un tronçon lisse 404. La portion filetée 403 est destinée à coopérer avec le taraudage 421, et, dans l'exemple, présente un diamètre plus grand que la deuxième portion filetée 402. Cette portion présente donc un diamètre plus faible que le taraudage 421 et est destiné à coopérer avec un écrou 46 de diamètre adapté, dans le but d'obtenir le serrage de l'écrou sur la pédale 45, afin de serrer cette dernière sur le pédalier 42. La figure 4 représente le début de l'opération de réglage/serrage, l'écrou 46 étant vissé sur la portion filetée 403, au plus proche de l'extrémité libre 402 de l'élément fileté 40. Lorsque l'opérateur actionne la visseuse, l'écrou va tourner autour de l'élément fileté 40, et, au bout de quelques tours, celui-ci va venir au contact du poussoir 18. L'élément fileté 40 est alors bloqué en translation par rapport à l'écrou 46 par le poussoir 18, sous l'action du ressort 20. Ainsi, comme dans tout système vis/écrou, la liaison mécanique hélicoïdale entre l'élément fileté 40 et l'écrou 46 implique que ce blocage en translation induit également un blocage en rotation de l'écrou 46 par rapport à l'élément fileté 40. L'entraînement en rotation de l'écrou 46 par la visseuse automatique a donc pour conséquence l'entraînement en rotation de l'élément fileté 40. L'actionnement de la visseuse automatique par l'opérateur permet donc, dans un premier temps, de visser l'ensemble constitué par l'élément fileté 40 et l'écrou 46 dans le trou taraudé 421, ce qui constitue la phase de réglage précitée. Lors de cette phase de réglage, la tête d'appui 401 s'éloigne donc de l'extrémité inférieure 423 du trou taraudé 421, pour se rapprocher de la surface supérieure 441 de l'élément 44 du châssis. Lorsque la tête d'appui 401 arrive en butée contre la surface 44 (figure 5), les efforts d'appui et de frottement immobilisent l'élément fileté 40, le bloquant en translation et donc en rotation du fait que le pédalier 42 est fixe par rapport à l'élément 44. La visseuse automatique étant toujours actionnée, les efforts d'appui de l'extrémité 402 de l'élément fileté 40 sur le poussoir 18 augmentent, jusqu' à repousser le poussoir et le ressort vers le fond de la cavité 12. Sous l'action de la visseuse, l'écrou 46 peut alors tourner par rapport à l'élément fileté 40. Lors de cette phase, on visse donc l'écrou 46 sur la portion 402 de l'élément fileté 40, jusqu'à obtenir le serrage de l'écrou sur la pédale 45, et par conséquent le serrage de cette dernière sur le pédalier 42. Simultanément, l'élément fileté repousse le poussoir 18, comprimant ainsi le ressort 20 (figure 5). Ainsi, le réglage de la vis permettant de compenser les dispersions de montage sur la distance d (dans l'exemple plus ou moins 4mm) et le serrage de la pédale 45 sur le pédalier 42 sont réalisés, grâce à l'invention, en une seule et même opération. Cela est réalisé de manière totalement transparente et simple pour l'opérateur, dont la seule action est de faire fonctionner une visseuse automatique. La force nécessaire au débrayage ou au déclenchement de l'outil est déterminée par les caractéristiques du ressort 20, notamment sa raideur et la charge axiale maximale supportée, mais également grâce au mécanisme de tarage, c'est-à-dire de précharge, constitué par le doigt 24 et la bague filetée 22 (figure 2). En effet, lorsqu'on visse la bague filetée 22 sur le filetage 102 du corps 10, on déplace le doigt 24 en translation dans les rainures 26, ce qui a pour effet de précontraindre le ressort 20. En effet, le doigt 24 appuie sur une extrémité du ressort 20, tandis que l'autre extrémité est en appui sur le poussoir 18. Le poussoir 18 est lui-même en appui sur un épaulement conique 17, disposé à la jonction des portions 14 et 16 de la cavité 12. Cet épaulement 17 est tel qu'il forme une surface conique d'appui pour la portion tronconique du poussoir 18. L'épaulement 17 constitue donc un moyen de retenue du poussoir 18. Ainsi, la précontrainte du ressort est assuré entre le poussoir 18 et le doigt 24, permettant de régler la valeur de la force de débrayage, c'est-à-dire l'effort nécessaire pour pouvoir repousser le poussoir 18 vers l'intérieur de la cavité 12. Si l'on visse la bague filetée 22 de manière à comprimer la ressort, on augmente la précharge du ressort 20, et donc la force nécessaire pour débrayer le mécanisme. Si l'on tourne la bague filetée 22 dans le sens inverse, on diminue la force de débrayage. Ce réglage a pour conséquence de faire varier l'effort transmissible à l'élément fileté 40. On pourra ainsi s'assurer de transmettre un couple suffisant pour entraîner l'élément fileté jusqu'à ce qu'il atteigne sa position de butée sur la caisse, et ce dans toutes les conditions, par exemple même si l'élément fileté est, avant opération, fortement serré sur le pédalier 42. Le dispositif selon l'invention peut être utile dans de nombreuses opérations de montage. Par exemple, les assemblages mécaniques font souvent appel à un goujon vissé à fond de filet dans un trou taraudé, un écrou étant ensuite vissé sur ce goujon pour obtenir le serrage d'une pièce. La figure 8 représente un tel montage : un goujon 80 est vissé à fond de filet dans un taraudage 84 d'une pièce 82. Un écrou 88 est vissé sur le goujon 80, permettant d'obtenir ainsi le serrage d'une pièce 86 sur la pièce 82. Pour obtenir facilement, en une seule opération ce montage, on a utilisé un accessoire conforme à l'invention. En effet, le goujon a été vissé par l'intermédiaire de l'écrou 88 et d'un outil selon l'invention jusqu'à ce que le goujon atteigne le fond du filet. Alors, le mécanisme de pression s'est débrayé, permettant le vissage et le serrage de l'écrou 88 sur la pièce 86. REVENDICATIONS 1. Outil pour visseuse automatique, permettant d'effectuer simultanément le vissage d'un élément fileté mâle dans un trou taraudé jusqu'à une position déterminée et le serrage d'un écrou monté sur cet élément, et comprenant un corps (10), ouvert à l'une de ses extrémités de manière a former une cavité (12), cette cavité comprenant : - une première portion (14) formant une empreinte de forme complémentaire de l'écrou pour entraîner ce dernier en rotation, - une seconde portion (16), et contenant des moyens de pression (18, 20) débrayables pour exercer un effort sur l'extrémité de l'élément fileté qui est engagée dans l'écrou, ces moyens de pression permettant de bloquer l'élément fileté mâle en translation par rapport à l'écrou. 2. Outil selon la revendication 1, dans lequel les moyens de pression (18, 20) sont automatiquement débrayés lorsque l'effort d'appui de l'élément fileté dépasse une valeur prédéterminée. 3. Outil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de pression comprennent : - un poussoir (18), coulissant à l'intérieur de la seconde portion (16) de la cavité (12) du corps (10), comprenant une face d'appui (184) et une face arrière (183), - un ressort hélicoïdal (20), dont une extrémité prend appui à proximité du fond de la cavité (12), l'autre extrémité prenant appui sur la face arrière du poussoir (18). 6. Outil selon la revendication 3, dans lequel la force de débrayage est déterminée par la raideur du ressort hélicoïdal (20). 7. Outil selon la revendication 4, dans lequel la force de débrayage est réglable grâce à un dispositif de précharge du ressort hélicoïdal (20). 8. Outil selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de précharge comprend : une bague filetée (22) vissée sur le corps (10), une portion (102) de la surface extérieure de ce dernier étant filetée, un doigt traversant le corps (10) grâce à deux rainures (26) diamétralement opposées et de direction parallèle à l'axe de symétrie du corps (10),le doigt (24) étant disposé de telle manière que ses extrémités s'appuient sur la bague filetée (22), sous l'action de l'extrémité arrière du ressort (20). 7. Outil selon la revendication 6, dans lequel le corps (10) comprend des moyens de retenue (17) du poussoir (18).