Brevet FR2923426A1 — publié le 20090515

Adaptateur pour un outil de vissage mécanisé, et son utilisation pour la fixation d'une traverse avant de berceau sous une caisse de véhicule automobile La présente invention concerne un adaptateur pour outil de vissage mécanisé, l'outil de vissage comportant un corps et une tête de travail pourvue d'un organe d'entraînement destiné à visser un premier élément de fixation sur un deuxième élément de fixation, l'organe d'entraînement étant mobile en rotation par rapport au corps suivant un premier axe de rotation. Il est connu d'utiliser, sur les lignes de montage industriel, et en particulier dans l'industrie automobile, une visseuse permettant d'assembler des pièces entre elles par vissage d'un élément de fixation sur un autre élément de fixation. Une telle visseuse présente un corps sur lequel est montée une tête de travail pourvue d'un organe d'entraînement mobile par rapport au corps. La tête de travail est solidaire du corps de la visseuse, si bien qu'un changement d'organe d'entraînement requiert un démontage complet de la tête de travail et un remontage complet de la nouvelle tête de travail comprenant un nouvel organe d'entraînement. Les visseuses selon l'état de la technique ne sont donc pas adaptées à un changement rapide d'organe d'entraînement en fonction de différents types d'éléments de fixation utilisés. Il est connu, par ailleurs, d'utiliser des adaptateurs pour visseuse conçus par les fabricants d'outillage. Cependant, certaines applications de vissage requièrent une configuration de vissage très spécifique. Ceci entraîne des problèmes de sécurité, tel que le risque d'expulsion de l'adaptateur de la visseuse due à la vitesse de rotation de la visseuse et au couple développé par celle-ci. Le problème technique à résoudre est d'améliorer la polyvalence de la visseuse afin de permettre l'assemblage de deux, voire plusieurs, pièces différentes sur le même véhicule ou sur des véhicules différents, tout en garantissant la sécurité sur la ligne de montage. Pour cela, l'invention a pour objet un adaptateur pour outil de vissage mécanisé du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend : - un organe d'accouplement rotatif comportant des parties d'entrée et de sortie respectives aptes à coopérer par ajustement de formes avec respectivement l'organe d'entraînement de la tête de travail et un embout de vissage destiné à coopérer avec un troisième élément de fixation à visser, l'organe d'accouplement comportant une première surface de butée axiale ; - un organe de maintien de l'organe d'accouplement sur l'organe d'entraînement, cet organe de maintien étant disposé à distance de l'organe d'entraînement et comportant une deuxième surface de butée axiale coopérant avec ladite première surface de butée de l'organe d'accouplement ; et - un organe d'indexage solidaire de l'organe de maintien et indexant celui-ci par rapport au corps de l'outil de vissage, cet organe d'indexage étant adapté pour venir en butée sur le corps, de manière à éviter la rotation de l'organe de maintien de l'adaptateur par rapport au corps de l'outil de vissage suivant ledit premier axe de rotation lors de l'entraînement de l'organe d'entraînement de la tête de travail, l'adaptateur étant monté de manière amovible par rapport à l'organe d'entraînement de la tête de travail de l'outil de vissage. Selon d'autres caractéristiques, - l'organe d'indexage est disposé extérieurement à l'outil de vissage mécanisé et comprend une première extrémité libre en forme de fourchette chevauchant au moins partiellement le corps de l'outil de vissage, et une deuxième extrémité reliée solidairement à l'organe de maintien de l'adaptateur, l'organe de maintien et l'organe d'entraînement de la tête de travail étant coaxiaux ; - l'organe d'entraînement de la tête de travail comprend une douille à empreinte femelle de section transversale hexagonale ; - la partie entrée de l'organe d'accouplement comprend un profil mâle de section transversale hexagonale complémentaire de l'empreinte femelle de l'organe d'entraînement ; - la partie sortie de l'organe d'accouplement comprend un profil mâle de section transversale carrée apte à entraîner un embout de vissage, en particulier une douille standardisée ; - l'organe de maintien comprend une jupe coaxiale à l'organe d'entraînement et un ensemble de deux flasques solidaires de la jupe, l'organe d'accouplement étant disposé entre les flasques avec un jeu axial. L'invention a également pour objet un dispositif de vissage comportant un outil de vissage mécanisé muni d'un adaptateur tel que décrit ci-dessus. Selon d'autres caractéristiques, -l'outil de vissage est une visseuse de ligne de montage, en particulier une visseuse automatique ; - le corps de l'outil de vissage est monté fixe sur un appareil à 10 pantographe de ligne de montage. L'invention concerne également l'utilisation d'un dispositif de vissage tel que décrit ci-dessus pour la fixation d'une traverse avant de berceau sous une caisse de véhicule automobile. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la 15 description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux Figures annexées, sur lesquelles : -la Figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de vissage selon l'invention ; - la Figure 2 est une vue schématique à échelle agrandie d'une 20 visseuse équipée d'une tête de travail selon l'état de la technique ; la Figure 3 est une vue en section transversale selon la ligne Ill-III de la Figure 2 ; la Figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'une visseuse 25 équipée d'un adaptateur selon l'invention ; la Figure 5 est une vue de côté d'un organe d'accouplement de l'adaptateur selon l'invention ; - la Figure 6 est une vue en section transversale selon la ligne VI-VI de la Figure 4. 30 Sur la Figure 1 est représenté un dispositif de vissage 10 équipé, à son extrémité libre 11, d'un outil de vissage mécanisé 12, tel qu'une visseuse. Celle-ci est solidaire d'un support 14, lui-même articulé sur un appareil à pantographe 16 actionné par un vérin 18. L'ensemble est articulé à une extrémité d'un bras 20 disposé horizontalement, l'autre extrémité du bras étant reliée à un poteau 22 disposé sensiblement verticalement, lui-même assemblé sur une structure fixe 24. La visseuse 12 représentée à la Figure 2 est une visseuse connue en soi. Celle-ci présente un corps 26 disposé suivant un axe sensiblement horizontal, prolongé solidairement d'une tête de travail 28 disposée suivant un axe Z-Z sensiblement vertical. La visseuse 12 est ainsi pourvue d'un renvoi d'angle entraînant en rotation suivant l'axe Z-Z un organe d'entraînement 30 sous forme d'une douille dont l'extrémité libre interne est munie d'une empreinte femelle hexagonale 32. Un embout mâle 34, disposé suivant l'axe Z- Z, est monté fixe solidairement du corps 26 et de la tête de travail 28. Dans l'exemple représenté à la Figure 2, l'embout 34 est muni en extrémité libre d'un profil à section transversale hexalobée. Sur une ligne de montage industriel, en particulier dans le domaine de la construction de véhicules automobiles, le vissage peut être réalisé suivant plusieurs techniques. L'une d'elles met en oeuvre une vis 36 à tête creuse munie d'un profil femelle 38, en particulier présentant une configuration de type hexalobée. La vis est prévissée à la main sur un élément correspondant. L'organe à fixer est positionné sur la vis prévissée. Un écrou à tête hexagonale est alors prévissé sur la vis à tête creuse. L'empreinte femelle 32 de la douille 30 et l'embout mâle 34 de la visseuse 12 sont positionnés en regard respectivement de l'écrou 40 et de l'empreinte 38 de la tête creuse de la vis 36 de telle manière que l'on visse l'écrou pour assembler la pièce sur le véhicule, tout en maintenant fixe la vis 36 par l'intermédiaire de l'embout mâle 34. Sur la Figure 4 est représenté un adaptateur 41 selon l'invention. Il s'adapte sur l'organe d'entraînement 30 de la visseuse 12 précédemment décrite, par simple emboîtement suivant l'axe Z-Z. L'adaptateur permet l'entraînement en rotation suivant l'axe Z-Z d'un embout de vissage 42 représenté, dans l'exemple de la Figure 4, sous la forme d'une douille classique du commerce. Cette dernière comprend, de manière connue, deux empreintes femelles non représentées, l'une prenant la forme d'une empreinte d'entraînement femelle de section transversale carrée, et l'autre celle d'une empreinte femelle de section transversale hexagonale apte à coopérer avec une tête hexagonale 138 d'une vis standard 136 ou, dans une variante non représentée, d'un écrou hexagonal standard. De manière connue également, la douille 42 comprend un perçage 44 transversal, traversant diamétralement la douille au niveau de son carré femelle. L'adaptateur 41 comprend un organe d'accouplement 50A, un organe 50B de maintien de cet organe d'accouplement, et un organe 50C d'indexage de l'organe de maintien. Les organes 50B et 50C sont solidaires l'un de l'autre. L'organe 50A est solidaire axialement de l'organe 50B mais librement rotatif par rapport à celui-ci. L'organe d'accouplement 50A (Figure 5) s'étend suivant l'axe Z-Z et comporte une partie entrée 52 pourvue, à son extrémité inférieure, d'une forme mâle 52A complémentaire de l'empreinte femelle 32 hexagonale de la douille 30. La partie entrée 52 comprend aussi un évidement axial 52B s'étendant depuis l'extrémité libre de la partie entrée 52 et dont la fonction apparaîtra plus clairement plus loin. Un cylindre de révolution 54 autour de l'axe Z-Z prolonge vers le haut, de manière solidaire, la partie entrée 52. L'organe d'accouplement 50A comporte en outre une partie en saillie radiale 55 sous forme d'un disque solidaire du cylindre de révolution 54, le disque 55 présentant une face supérieure plane 56 et une face inférieure plane 57. L'organe d'accouplement 50A comprend enfin, à l'opposé de la partie entrée 52, une partie sortie 58 formée d'un téton mâle de section transversale carrée complémentaire du carré femelle de la douille 42. Le carré mâle 58 est muni d'un perçage 60 transversal, traversant de 25 part en part le carré entre deux faces opposées de celui-ci. De manière avantageuse, l'organe d'accouplement 50 est réalisé d'un seul tenant. Lors de l'assemblage de la douille 42 sur le carré mâle 58, les perçages 44 et 60 sont disposés en regard l'un de l'autre, afin de permettre le montage 30 d'une goupille de sécurité non représentée à travers les perçages 44 et 60. Ainsi, la douille 42 devient solidaire du carré mâle 58 correspondant. Comme représenté sur la Figure 4, l'organe d'accouplement 50A est disposé au moins partiellement à l'intérieur de l'organe de maintien 50B, l'organe 50A étant rotatif selon l'axe Z-Z par rapport à cet organe 50B. Ce dernier comprend un flasque supérieur 62 et un flasque inférieur 64 entre lesquels le disque 55 de l'organe d'accouplement 50A est disposé avec un petit jeu vertical. L'organe de maintien 50B comprend également une jupe 66 s'étendant vers le bas à partir du flasque 64 et solidaire des deux flasques par des vis verticales 68. L'organe de maintien 50B forme ainsi un solide de révolution autour de l'axe Z-Z. L'organe d'indexage 50C comprend une première pièce de liaison 70 qui entoure l'organe de maintien 50B par ajustement de forme au niveau de la jupe 66, la pièce de liaison 70 s'étendant sensiblement radialement par rapport à l'organe de maintien 50B. Une deuxième pièce de liaison 72 solidaire de la première pièce de liaison 70 par l'intermédiaire d'une vis de fixation 78, s'étend parallèlement à l'axe Z-Z et à distance de celui-ci. Elle présente une extrémité libre en forme de fourchette 74, cette dernière chevauchant le corps 26 de la visseuse 12 avec un petit jeu dans le sens circonférentiel. La vis 78 est vissée dans la jupe 66 de l'organe de maintien 50B, de telle manière que l'organe d'indexage constitué des première 70 et deuxième 72 pièces de liaison est solidaire de l'organe de maintien 50B et disposé extérieurement à la visseuse 12. Le flasque supérieur 62 présente une face inférieure 80. Le flasque inférieur 64 présente un épaulement 82. Le disque 55 de l'organe d'accouplement 50A est disposé avec un léger jeu axial dans un évidement annulaire créé entre la face inférieure 80 du flasque 62 et l'épaulement 82 du flasque inférieur 64. Le flasque supérieur 62 et le flasque inférieur 64 présentent respectivement une lumière 86 et une lumière 84, toutes deux circulaires. Dans ces conditions de montage, la partie en cylindre de révolution 54 de l'organe d'accouplement 50A passe à travers la lumière circulaire 84 du flasque inférieur 64 avec un jeu latéral. L'organe d'accouplement 50A étant monté partiellement à l'intérieur de l'organe de maintien 50B, en appui au fond de l'empreinte 32, le carré 58 est en saillie au-dessus de la face d'extrémité supérieure de l'organe 50B, ce qui permet le montage de la douille 42. Lorsque la douille 42 est montée sur le carré 58 de l'organe d'accouplement 50A, la face externe de la douille 42 s'engage avec un léger jeu dans la lumière circulaire 86 du flasque supérieur 62. La douille 42 et le carré 58 sont solidarisés par une goupille (non représentée) insérée à travers les trous 44 et 60. Lors de l'emboîtement de l'adaptateur 41, la visseuse 12 étant positionnée de telle manière que l'organe d'entraînement 30 soit disposé selon l'axe vertical Z-Z, la douille 42 est dirigée vers le haut et la partie d'entrée 52 de l'organe d'accouplement 50A se trouve en regard de l'empreinte femelle hexagonale 32 de la douille 30, et apte à coopérer par ajustement de forme avec cette empreinte. Comme représenté sur les Figures 5 et 6, après emboîtement de l'adaptateur 41, l'évidement 53 de l'organe d'accouplement 50A reçoit avec jeux axial et latéral l'embout fixe hexalobé 34, et la surface interne 88 de la jupe 66 se trouve à distance de la périphérie extérieure de l'organe d'entraînement 30. Ainsi, l'organe d'entraînement 30 est libre en rotation autour de l'axe Z-Z. Certaines applications de vissage, telles que la fixation d'une traverse avant de berceau sous une caisse de véhicule automobile, requièrent une configuration de vissage selon un axe vertical Z-Z. Dans cette configuration, le propre poids de l'adaptateur 41 sur l'organe d'entraînement 30 permet le maintien en toute sécurité de l'organe d'accouplement 50A dans l'empreinte 32 de l'organe d'entraînement 30. Cet effet est obtenu grâce à la symétrie de révolution de l'organe de maintien 50B et à la faible distance d'excentration de la deuxième pièce de liaison 72 par rapport à l'axe Z-Z. Pour une utilisation du dispositif de vissage selon l'invention appliquée à la fixation d'une traverse avant de berceau sous une caisse de véhicule automobile, le couple de serrage est égal à 120 Nm, ce qui oblige les constructeurs à utiliser des appareils à pantographe plutôt que des dispositifs de vissage manuel, ceci pour des raisons de sécurité de l'opérateur et d'ergonomie. Le processus de montage en ligne est le suivant. Le véhicule arrive au poste de travail sur une balancelle. L'appareil à pantographe est en position d'attente. Une gamme de vissage automatique est alors choisie et l'appareil à pantographe est déployé. Selon le type de véhicule présent au poste de travail, l'adaptateur 41 est emboîté de manière amovible sur l'organe d'entraînement 30 de la visseuse 12. Celle-ci est engagée ensuite sous la caisse du véhicule pour effectuer le vissage et le serrage des éléments de fixation. La fourchette 74 disposée extérieurement vient en butée sur le corps 26 de la visseuse 12 de manière à contrebalancer un couple de rotation appliqué à l'organe de maintien 50B. Ainsi il est permis d'éviter la rotation de l'organe de maintien 50B solidaire des première 70 et deuxième 72 pièces de liaison, par rapport au corps de la visseuse suivant l'axe Z-Z lors de l'entraînement de l'organe d'entraînement 30. En revanche, cet organe 30 entraîne en rotation l'organe 50A et la douille 42 qui en est solidaire. Une fois le serrage des éléments de fixation effectué, l'outil de vissage 12 est dégagé du dessous de la caisse du véhicule automobile suivant l'axe Z- Z, puis remis dans la position d'attente initiale de l'appareil à pantographe. L'invention vient d'être décrite dans une application de vissage et de serrage selon un premier axe de rotation Z-Z. Toutefois, une application mettant en oeuvre un renvoi d'angle permet de définir une valeur angulaire entre la partie entrée et la partie sortie de l'organe d'accouplement. Dans ce cas, l'organe d'accouplement est avantageusement conçu en plusieurs parties. Grâce à l'invention, le dispositif de vissage est polyvalent et garantit la sécurité et l'ergonomie du poste de travail en maintenant l'adaptateur sur la visseuse dans une configuration souhaitée de montage en ligne. REVENDICATIONS 1 - Adaptateur (41) pour un outil de vissage (12) mécanisé, l'outil de vissage comportant un corps (26) et une tête de travail (28) pourvue d'un organe d'entraînement (30) destiné à visser un premier élément de fixation (40) sur un deuxième élément de fixation (36), l'organe d'entraînement (30) étant mobile en rotation par rapport au corps (26) suivant un premier axe (Z-Z) de rotation, l'adaptateur (41) étant caractérisé en ce qu'il comprend : - un organe d'accouplement (50A) rotatif comportant des parties d'entrée (52) et de sortie (58) respectives aptes à coopérer par ajustement de formes avec respectivement l'organe d'entraînement (30) de la tête de travail (28) et un embout de vissage (42) destiné à coopérer avec un troisième élément (136, 138) de fixation à visser, l'organe d'accouplement (50A) comportant une première surface (56) de butée axiale ; - un organe de maintien (50B) de l'organe d'accouplement (50A) sur l'organe d'entraînement (30), cet organe de maintien (50B) étant disposé à distance de l'organe d'entraînement (30) et comportant une deuxième surface de butée axiale (80) coopérant avec ladite première surface (56) de butée de l'organe d'accouplement (50A) ; et - un organe d'indexage (50C) solidaire de l'organe de maintien (50B) et indexant celui-ci par rapport au corps (26) de l'outil de vissage, cet organe d'indexage étant adapté pour venir en butée sur le corps (26), de manière à éviter la rotation de l'organe de maintien (50B) de l'adaptateur (41) par rapport au corps (26) de l'outil de vissage (12) suivant ledit premier axe de rotation (Z-Z) lors de l'entraînement de l'organe d'entraînement (30) de la tête de travail (28), l'adaptateur (41) étant monté de manière amovible par rapport à l'organe d'entraînement (30) de la tête de travail (28) de l'outil de vissage (12). 2 - Adaptateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe d'indexage (50C) est disposé extérieurement à l'outil de vissage (12) mécanisé et comprend une première extrémité libre (74) en forme de fourchette chevauchant au moins partiellement le corps (26) de l'outil de vissage (12), et une deuxième extrémité reliée solidairement à l'organe de maintien (50B) de l'adaptateur, l'organe de maintien (50B) et l'organe d'entraînement (30) de la tête de travail (28) étant coaxiaux. 3 - Adaptateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (30) de la tête de travail (28) comprend une douille à empreinte femelle (32) de section transversale hexagonale. 4 - Adaptateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie entrée (52) de l'organe d'accouplement (50A) comprend un profil mâle de section transversale hexagonale complémentaire de l'empreinte femelle (32) de l'organe d'entraînement (30). 5 - Adaptateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie sortie (58) de l'organe d'accouplement (50A) comprend un profil mâle de section transversale carrée apte à entraîner un embout de vissage (42), en particulier une douille standardisée. 6 - Adaptateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de maintien (50B) comprend une jupe (66) coaxiale à l'organe d'entraînement (30) et un ensemble de deux flasques (62, 64) solidaires de la jupe (66), l'organe d'accouplement (50A) étant disposé entre les flasques (62, 64) avec un jeu axial. 7 - Dispositif de vissage (10), caractérisé en ce qu'il comporte un outil de vissage (12) mécanisé muni d'un adaptateur (41) selon l'une des revendications 1 à 6. 8 - Dispositif de vissage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'outil de vissage (12) est une visseuse de ligne de montage, en particulier une visseuse automatique. 9 - Dispositif de vissage selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le corps de l'outil de vissage (12) est monté fixe sur un appareil à pantographe (16) de ligne de montage. 10 - Utilisation d'un dispositif de vissage selon l'une des revendications 7 à 9, pour la fixation d'une traverse avant de berceau sous une caisse de véhicule automobile.