Brevet FR3004132A1 — publié le 20141010

La présente invention concerne un ensemble de contrôle de couple de serrage. Certains assemblages mécaniques - par exemple dans l'industrie aéronautique ou dans l'industrie automobile - exigent qu'un serrage d'un écrou 5 sur une vis ou un goujon soit effectué avec un couple dont la valeur est précisément contrôlée. Les outils modernes de contrôle de serrage comportent une partie électronique dotée d'un afficheur et d'un clavier qui est connectée à une ou plusieurs jauges de contrainte. L'outil émet un signal sonore quand le serrage 10 s'approche et atteint sa valeur de consigne. Ces outils sont bien connus et remplissent leur fonction de contrôle de couple de manière satisfaisante. Cependant, dans certains cas, l'emploi d'une clé dynamométrique peut être difficile ou impossible. 15 Il peut s'agir, par exemple, d'appliquer un couple de serrage à un écrou qui est difficilement accessible du fait, par exemple, de son emplacement au fond d'un puits. Dans ce contexte technique, un but de l'invention est de fournir un ensemble de contrôle de couples de serrage permettant d'effectuer le contrôle 20 du couple de serrage appliqué à un écrou dans des lieux ou emplacements peu accessibles. La présente invention concerne un ensemble de serrage dynamométrique comprenant (i) une douille dynamométrique présentant une interface avec une douille de serrage et une interface avec un outil de 25 transmission d'un couple, la douille dynamométrique possédant de plus des moyens de mesure du couple appliqué à la douille et de moyens de transmission du couple mesuré et (ii) un boitier de contrôle doté de moyens de réception du signal de serrage, une interface permettant de fixer un couple de serrage de consigne et de moyens d'avertissement de l'approche du couple de 30 serrage. Ainsi, l'invention permet de réaliser une action de serrage dynamométrique avec une douille de petite dimension qui peut atteindre des lieux inaccessibles à clés dynamométriques classiques. Selon une disposition avantageuse de l'invention, la douille 35 dynamométrique comprend des moyens de transmission d'un signal et en ce que le boitier de contrôle comprend des moyens de réception du signal émis par les moyens de transmission d'un signal pour en détecter la présence. En pratique il peut être envisagé que la douille dynamométrique comprenne d'une étiquette RFID et en ce que le boitier de contrôle comprend 5 un lecteur RFID conçu pour recevoir un signal radiofréquence émis par l'étiquette RFID de la douille dynamométrique pour en détecter la présence. Selon des dispositions de l'invention : - la douille dynamométrique comprend des moyens de mesure de couple du groupe comprenant au moins une jauge de contrainte et au moins un 10 accéléromètre pour mesurer l'angle de serrage. - la douille dynamométrique comprend une carte électronique assurant l'amplification et la conversion du signal émis par les moyens mesure de couple. - la douille dynamométrique comprend une source d'alimentation 15 rechargeable. - la douille dynamométrique comprend une gaine d'étanchéité. - le boitier de contrôle comprend une carte électronique reliée à une interface homme/machine et aux moyens d'avertissement de l'approche du couple de serrage. 20 - le boitier de contrôle comprend une source d'alimentation rechargeable. - le boitier de contrôle comprend un module de transmission de données avec une application de traçabilité déportée. Pour sa bonne compréhension, l'invention est décrite en référence 25 au dessin ci annexé dans lequel : Figure 1 représente, de manière schématique, un ensemble selon l'invention, Figure 2 est un diagramme montrant les différentes fonctions des deux sous ensembles composant l'ensemble de contrôle de couples. 30 Comme on peut le voir sur la figure 1, l'ensemble de contrôle de couple de serrage selon l'invention se décompose en deux sous éléments essentiels, à savoir, une douille dynamométrique 2 et un boîtier de contrôle 4 qui, dans l'exemple représenté, est un dispositif électronique portable. La douille dynamométrique 2 est un élément métallique qui 35 possède une interface 5 avec un outil qui va permettre la transmission d'un couple. Cet outil, non représenté, peut être une clé ou une clé en forme de T. La douille dynamométrique 2 possède de plus une interface avec un outil qui va pouvoir s'engager sur un écrou à serrer. Pour cela, comme cela est représenté sur la figure 1, la douille dynamométrique 2 peut posséder un carré normalisé 6 lui permettant de 5 s'engager dans une douille de serrage, par ailleurs, connue. On peut se reporter à la figure 2 pour apprécier l'ensemble des fonctions que la douille dynamométrique 2 embarque. La douille dynamométrique est donc dotée de composants lui permettant de mesurer le couple appliqué. Il peut s'agir de jauges de 10 contrainte 21 et/ou d'accéléromètres 22. Les jauges de contraintes 21 comprennent des extensomètres à fils résistants ou jauges de déformation qui traduisent la déformation de la douille dynamométrique en variation de résistance électrique (plus les extensomètres s'étirent, plus leurs résistances augmentent). 15 Les accéléromètres 22 sont des capteurs qui sont fixés à la douille dynamometrique 2 ; ils permettent de mesurer l'accélération de cette dernière et ainsi de déterminer son angle de rotation. La douille dynamométrique 2 possède une carte électronique 23 qui embarque plusieurs éléments. 20 Les signaux émis par les éléments de mesure - jauges de déformation et/ou accéléromètres - sont amplifiés 24 et convertis dans un convertisseur analogique numérique 25. La carte électronique 23 est de plus équipée d'un micro contrôleur 27 et d'une mémoire inscriptible RAM dans laquelle sont notamment 25 stockées les données d'étalonnage propres à la douille dynamométrique 2 ; la carte électronique 23 comporte un module de transmission 28 sans fil utilisant, par exemple, un protocole Bluetooth ou wifi ou tout autre protocole de communication. On note la présence d'une alimentation électrique 29 qui peut 30 éventuellement être dotée d'un système de recharge sans contact 30. Le système de recharge sans contact permet de se dispenser d'une connectique de charge et contribue ainsi à la compacité générale de la douille dynamométrique 2. Il est également prévu que la douille dynamométrique 2 soit rendue 35 étanche en la dotant d'une gaine d'étanchéité. L'encapsulation de la douille dynamométrique 2 par une gaine d'étanchéité permet de l'utiliser dans des environnements où des liquides sont prédominants. L'un des points importants de la douille dynamométrique 2 selon l'invention est le fait qu'elle est dotée d'une interface homme-machine extrêmement réduite puisque, dans la pratique, elle ne comprend qu'un bouton d'activation 31 ainsi qu'une led 32 indiquant le niveau de charge de l'alimentation. On voit ainsi que la douille dynamométrique 2 selon l'invention peut être de taille réduite, ce qui lui permet d'être insérée dans des emplacements 10 qui sont normalement inaccessibles à une clé dynamométrique classique. De façon optionnelle, la douille dynamométrique 2 peut être dotée d'une étiquette RFID dont la fonction apparaitra plus loin. Le boîtier de contrôle 4 possède, pour sa part, une carte électronique dotée d'un micro contrôleur 41. Le boîtier de contrôle 4 présente 15 une interface homme-machine pouvant comprendre un écran 43 éventuellement tactile et/ou un clavier 44 ainsi qu'un afficheur 45 et des moyens d'alerte qui peuvent être visuels, sonores ou tactiles (vibrations ou chocs). Le micro contrôleur 41 est relié à un module de réception des 20 signaux 47 en provenance de la douille dynamométrique 2 ainsi que d'un système de transmission sans fil avec, par exemple, un micro-ordinateur 7 dans lequel est compilé l'ensemble des opérations de serrage effectuées par une douille dynamométrique 2. Le boitier de contrôle 4 peut également inclure un module de 25 transmission 48 de données avec une application de traçabilité déportée. Optionnellement, le boitier de contrôle 4 peut incorporer un lecteur RFID conçu pour reconnaitre le signal radiofréquence qui est émis par la douille dynamométrique. Le boitier de contrôle 4 peut être configuré sous la forme d'un 30 dispositif autonome qui peut être disposé à proximité d'un opérateur qui effectue des opérations de serrage. Il est envisagé de doter le boitier de contrôle 4 de moyens magnétique ou électromagnétique pour qu'il soit retenu sur un support métallique. Le boitier de contrôle 4 peut prendre la forme d'un dispositif qui peut être porté au bras grâce à une sangle à la façon d'une 35 montre. En fonctionnement, la douille dynamométrique 2 est associée à une douille de serrage adaptée à la dimension de l'écrou qui est à visser. Un outil de transmission de couple est engagé dans l'interface femelle de la douille. Une rallonge peut être interposée entre l'outil de serrage et la douille dynamométrique 2. La douille dynamométrique 2 est mise sous tension ; le boîtier de contrôle 4 est également mis sous tension. Lors du serrage, les moyens de contrôle de couples, à savoir les jauges de contrainte et/ou les accéléromètres, détectent le couple qui est 10 appliqué à la vis. A l'approche du couple de consigne - par exemple 80% du couple de consigne -, le ou les moyens de communication avec l'utilisateur sont activés de sorte que, lorsque celui-ci arrive au couple de consigne, il en soit averti et cesse son action de serrage. L'afficheur du boitier de contrôle 4 donne 15 une indication de la course angulaire mesurée par les accéléromètres. Au cours de différentes opérations de serrage, les valeurs de couples atteints peuvent être stockées dans le boîtier, puis lorsque celui-ci arrive à proximité d'une station de contrôle, les données peuvent être déversées dans la station en question pour venir documenter l'ensemble des 20 opérations de serrage effectuées dans un temps donné. En fin d'intervention, si la douille dynamométrique 2 devait être laissée, après le départ de l'opérateur, le boitier de contrôle 4 ne détecte donc pas la présence de la douille dynamométrique 2. Un signal d'alerte est alors émis pour informer l'opérateur d'un oubli. 25 Le signal d'alerte peut également être communiqué à l'ordinateur. Il est précisé que le boitier de contrôle peut être utilisé pour le pilotage une série de douilles dynamométriques. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple mais elle en embrasse toutes les variantes 30 d'exécution. REVENDICATIONS1. Ensemble de serrage dynamométrique comprenant (i) une douille dynamométrique (2) présentant une interface avec une douille de 5 serrage et une interface avec un outil de transmission d'un couple, la douille dynamométrique possédant de plus des moyens de mesure du couple appliqué à la douille et de moyens de transmission du couple mesuré et (ii) un boitier de contrôle (4) doté de moyens de réception du signal de serrage, une interface permettant de fixer un couple de serrage de consigne et de moyens 10 d'avertissement de l'approche du couple de serrage. 2. Ensemble de serrage dynamométrique, caractérisé en ce que la douille dynamométrique (2) comprend des moyens de transmission d'un signal et en ce que le boitier de contrôle (4) comprend des moyens de réception du 15 signal émis par les moyens de transmission d'un signal pour en détecter la présence. 3. Ensemble de serrage dynamométrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la douille dynamométrique (2) comprend d'une étiquette 20 RFID et en ce que le boitier de contrôle (4) comprend un lecteur RFID conçu pour recevoir un signal radiofréquence émis par l'étiquette RFID de la douille dynamométrique (2) pour en détecter la présence. 4. Ensemble de serrage dynamométrique selon la revendication 2 25 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la douille dynamométrique (2) comprend des moyens de mesure de couple du groupe comprenant au moins une jauge de contrainte et au moins un accéléromètre pour mesurer l'angle de serrage. 30 5. Ensemble de serrage dynamométrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la douille dynamométrique (2) comprend une carte électronique assurant l'amplification et la conversion du signal émis par les moyens mesure de couple. 6. Ensemble de serrage dynamométrique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la douille dynamométrique (2) comprend une source d'alimentation rechargeable. 7. Ensemble de serrage dynamométrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la douille dynamométrique (2) comprend une gaine d'étanchéité. 8. Ensemble de serrage dynamométrique selon l'une des 10 revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le boitier de contrôle (3) comprend une carte électronique reliée à une interface homme/machine et aux moyens d'avertissement de l'approche du couple de serrage. 9. Ensemble de serrage dynamométrique selon l'une des 15 revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le boitier de contrôle (3) comprend une source d'alimentation rechargeable. 10. Ensemble de serrage dynamométrique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le boitier de contrôle (3) comprend 20 un module de transmission de données avec une application de traçabilité déportée. 25