Brevet FR3117906A1 — publié le 20220624

Outil à multiplication de couple pour le vissage/dévissage apte à être utilisé en immersion dans l’eau L’invention concerne un outil à multiplication de couple (2) pour le vissage/dévissage apte à être utilisé en immersion dans l’eau, comprenant un axe de liaison (4) destiné à être immobilisé en rotation, une entrée de transmission de couple (6) apte à être couplée à un moteur, et une douille (8) interchangeable de vissage/dévissage qui est couplée de façon étanche à l’entrée de transmission de couple par l’intermédiaire d’un train épicycloïdal à multiplication de couple ayant des satellites à double étage (12) et un porte-satellite fixe. Figure pour l’abrégé : Fig. 3. Outil à multiplication de couple pour le vissage/dévissage apte à être utilisé en immersion dans l’eau La présente invention se rapporte au domaine général d’un outil pour le vissage et le dévissage. Elle concerne plus précisément un outil compact à multiplication de couple pour le vissage/dévissage apte à être utilisé en immersion dans l’eau. L’utilisation d’un outil à multiplication de couple pour le vissage/dévissage est notamment répandue dans le cadre d’opérations de contrôle et de réparation sur des assemblages vissés avec un couple élevé, dont l’accessibilité et la place disponible autour sont faibles. C’est le cas notamment des assemblages de combustible d’un réacteur nucléaire à eau sous pression. Dans cette application, les assemblages de combustible sont placés à l’intérieur d’une piscine de désactivation remplie d’eau, puis démontés au moyen d’un outil de dévissage monté à l’extrémité d’une perche, celle-ci étant est manipulée par des opérateurs depuis l’extérieur de la piscine. Un tel démontage nécessite le recours à un outil de dévissage de faible encombrement qui puisse d’une part opérer en immersion dans l’eau, et d’autre part appliquer des couples élevés sur des vis ou tout autre organe disposant d’une interface de vissage. Les outils à multiplication de couple pour le vissage/dévissage de vis sont connus de l’art antérieur. Généralement, ces outils se composent d’une douille de vissage/dévissage entrainée par un moteur accolé à un réducteur de vitesse ayant pour effet une multiplication du couple. L’objectif d’un tel outil est de transmettre à une vis un couple de serrage élevé (ou de desserrage) en appliquant un couple réduit en entrée du mouvement, la valeur de multiplication du couple étant définie par la conception et le dimensionnement du réducteur de vitesse. Cependant, les outils connus de l’art antérieur présentent de nombreux inconvénients. En particulier, ces outils n’intègrent généralement pas de multiplicateur de couple directement dans la douille et ne permettent pas une connexion de l’outil, par l’intermédiaire d’une couronne extérieure, à une motorisation déportée. En outre, ces outils sont le plus souvent encombrants et ne peuvent pas être utilisés en immersion dans l’eau. La présente invention a donc pour objet de proposer un outil constitué d’un train épicycloïdal de multiplication du couple, intégré dans une douille de vissage/dévissage, qui ne présente pas les inconvénients précités. Conformément à l’invention, cet objet est atteint grâce à un outil à multiplication de couple pour le vissage/dévissage apte à être utilisé en immersion dans l’eau, comprenant un axe de liaison destiné à être immobilisé en rotation, une entrée de transmission de couple apte à être couplée à un moteur, et une douille interchangeable de vissage/dévissage qui est couplée de façon étanche à l’entrée de transmission de couple par l’intermédiaire d’un train épicycloïdal à multiplication de couple ayant des satellites à double étage et un porte-satellite fixe. L’outil selon l’invention est remarquable en ce qu’il présente une douille interchangeable (c’est-à-dire pouvant être changée par une autre selon les besoins) qui est couplée de façon étanche à l’entrée de transmission de couple. Par ailleurs, le recours à un train épicycloïdal à double étage de satellites permet d’obtenir un rapport de transmission important avec un encombrement minimal. En outre, la présence d’un porte-satellite fixe permet de garantir une forte multiplication du couple tout en ayant une géométrie simple du train épicycloïdal. Du fait de cette conception, l’outil selon l’invention présente un faible encombrement et peut ainsi être utilisé en immersion dans l’eau. En pratique, l’outil selon l’invention peut être dimensionné pour pouvoir appliquer un couple de vissage ou de dévissage de l’ordre de 150Nm avec un encombrement réduit à un diamètre de l’ordre de 75mm pour une hauteur d’environ 120mm. Selon une disposition avantageuse, le train épicycloïdal comprend un planétaire d’entrée formant l’entrée de transmission de couple et monté autour d’un porte-satellite fixe formant l’axe de liaison, et des satellites ayant chacun un premier étage de pignons qui sont engrenés par une denture du planétaire d’entrée et un second étage de pignons qui engrènent la denture d’un planétaire de sortie formant la douille et monté autour du porte-satellite. Dans ce cas, le rapport de multiplication de couple entre le planétaire d’entrée et le planétaire de sortie du train épicycloïdal est de préférence égal à r , r étant un nombre strictement supérieur à 1. De plus, le planétaire d’entrée du train épicycloïdal est de préférence monté autour du porte-satellite avec interposition d’un joint torique d’étanchéité. De même, le train épicycloïdal est de préférence monté à l’intérieur d’une cloche planétaire, ladite cloche planétaire ayant une extrémité fixée de façon étanche au planétaire d’entrée et une extrémité opposée entourant une extrémité libre du planétaire de sortie avec interposition d’un joint torique d’étanchéité. Ces joints d’étanchéité contribuent à rendre l’outil étanche pour être utilisé en immersion. Dans ce cas, le planétaire de sortie du train épicycloïdal peut être bloqué en translation par rapport à la cloche planétaire par des goupilles. En outre, le train épicycloïdal peut avantageusement comprendre un roulement à aiguilles intercalé radialement entre la cloche planétaire et le planétaire de sortie. Ce roulement à aiguilles permet de reprendre les charges radiales. De même, le train épicycloïdal peut avantageusement comprendre en outre un roulement à billes intercalé radialement entre le planétaire d’entrée et une cerce porte-satellite sur laquelle sont montés les satellites. Ce roulement à billes permet de reprendre les charges radiales et axiales. L’intérieur de la douille peut comprendre une empreinte hexagonale ou carrée destinée à recevoir une vis à visser ou à dévisser. De préférence, l’intérieur de la douille comprend un joint torique d’étanchéité afin de tenir par coincement une vis à visser ou à dévisser. L’entrée de transmission de couple peut être couplée à un moteur par l’intermédiaire d’une courroie ou d’un pignon. De préférence également, l’outil comprend en outre une butée axiale à aiguille montée contre une face du planétaire d’entrée du train épicycloïdal qui est destinée à venir en butée contre un bâti d’immobilisation en rotation de l’axe de liaison. L’axe de liaison peut comprendre un embout de section carrée apte à se loger dans une empreinte du bâti d’immobilisation en rotation de l’axe de liaison. La est une vue en perspective d’un outil à multiplication de couple selon l’invention. La est une vue de dessus de l’outil de la . La est une vue en coupe selon III-III de la . La est une vue en coupe selon IV-IV de la . La représente en perspective un mode de réalisation selon l’invention d’un outil à multiplication de couple 2 qui est utilisé pour le vissage et le dévissage de vis ou de tout autre organe disposant d’une interface de vissage et qui est apte à être utilisé en immersion dans l’eau. De façon connue, au niveau d’une extrémité de liaison, cet outil 2 comprend un axe de liaison 4 destiné à être monté sur un bâti (non représenté sur les figures) et immobilisé en rotation, et une entrée de transmission de couple 6 qui est apte à être couplée à un moteur. Au niveau d’une extrémité de vissage opposée à l’extrémité de liaison, l’outil 2 comprend également une douille de vissage/dévissage 8 qui est couplée à l’entrée de transmission de couple 6. L’ensemble de ces pièces est centré sur un axe de révolution X-X de l’outil. Selon l’invention, la douille de vissage/dévissage 8 est une douille interchangeable (c’est-à-dire qu’elle peut être remplacée facilement par une autre douille) qui est couplée de façon étanche à l’entrée de transmission de couple 6 par l’intermédiaire d’un train épicycloïdal à multiplication de couple, ce dernier étant du type à satellite à double étage et à porte-satellite fixe. Comme plus précisément représenté sur la , l’entrée de transmission de couple 6 est formée par un planétaire d’entrée du train épicycloïdal, et l’axe de liaison 4 est formé par un porte-satellite fixe, le planétaire d’entrée 6 étant monté autour du porte-satellite fixe 4. De même, la douille de vissage/dévissage 8 est formée par un planétaire de sortie qui est également monté autour du porte-satellite 4. On notera que le planétaire d’entrée 6 est monté autour du porte-satellite 4 avec interposition d’un joint torique 10 permettant de contribuer à obtenir une étanchéité de l’outil. Le train épicycloïdal comprend également des satellites à double étage 12 ayant chacun un premier étage de pignons 12a qui sont engrenés par une denture 6a du planétaire d’entrée 6 et un second étage de pignons 12b qui engrènent la denture 8a du planétaire de sortie 8. Ce train épicycloïdal présente ainsi un rapport de multiplication de couple entre le planétaire d’entrée 6 et le planétaire de sortie 8 qui est égal à r , r étant un nombre strictement supérieur à 1 (par exemple égal à 4). De façon plus précise encore, chaque satellite à double étage 12 comprend un axe 12c portant les pignons 12a, 12b qui est parallèle à l’axe X-X de l’outil. Cet axe 12c est monté du côté de l’extrémité de liaison de l’outil dans une cerce porte-satellite 14, et du côté de l’extrémité opposée sur le porte-satellite 4, tout en étant maintenu sur ce dernier par un écrou 16. Un roulement à billes 18 est intercalé radialement entre le planétaire d’entrée 6 et la cerce porte-satellite 14 afin de reprendre les charges axiales et radiales. Par ailleurs, le train épicycloïdal est monté à l’intérieur d’une cloche planétaire 20 centrée sur l’axe X-X de l’outil. Cette cloche planétaire présente au niveau de l’extrémité de liaison de l’outil une extrémité qui est fixée de façon étanche au planétaire d’entrée 6, et une extrémité opposée qui entoure une extrémité libre du planétaire de sortie 8. Un joint torique d’étanchéité 22 est interposé entre la cloche planétaire 20 et l’extrémité libre du planétaire de sortie 8 afin de contribuer à obtenir une étanchéité de l’outil. Au niveau de l’extrémité de vissage de l’outil, le planétaire de sortie 8 est bloqué en translation par rapport à la cloche planétaire 20 par l’intermédiaire d’une pluralité de goupilles 24 qui viennent se loger dans des encoches 26 correspondantes du planétaire de sortie. Comme représenté sur la , au niveau de son extrémité opposée, la cloche planétaire 20 est fixée au planétaire d’entrée 6 par l’intermédiaire d’une pluralité de pions 28 régulièrement répartis autour de l’axe X-X de l’outil. De préférence, comme représenté sur la , le train épicycloïdal comprend en outre un roulement à aiguilles 30 qui est intercalé radialement entre la cloche planétaire 20 et le planétaire de sortie 8. Ce roulement à aiguilles 30 permet de reprendre les charges radiales. Par ailleurs, l’intérieur du planétaire de sortie 8 comprend, au niveau de l’extrémité de vissage de l’outil, une empreinte 32 qui est de section hexagonale ou carrée. Cette empreinte 32 est destinée à recevoir une vis à visser ou à dévisser (ou tout autre organe disposant d’une interface de vissage). On notera que les dimensions de l’empreinte 32 du planétaire de sortie peuvent être modifiées selon l’utilisation en changeant directement la douille. Afin de faciliter le maintien de la vis à l’intérieur de l’empreinte 32, l’intérieur du planétaire de sortie 8 comprend un joint torique d’étanchéité 34 qui assure un maintien par coincement de la vis. La vis peut ainsi être enlevée et remise en place sans risque d’être lâchée. De plus, au niveau de l’extrémité de liaison de l’outil, le planétaire d’entrée 6 est apte à être couplé à un moteur (non représenté sur les figures) par l’intermédiaire de pignons 36 (ou d’une courroie) ménagés en périphérie extérieure du planétaire d’entrée. Le moteur permet ainsi d’appliquer un couple d’entrée à l’outil. Selon une disposition avantageuse, l’outil 2 comprend en outre une butée axiale à aiguille 38 qui est montée du côté de son extrémité de liaison contre une face du planétaire d’entrée 6. Cette butée à aiguille 38 est destinée à venir en butée contre un bâti d’immobilisation en rotation de l’axe de liaison (non représenté sur les figures) pour supporter les efforts axiaux. Par ailleurs, le porte-satellite 4 formant l’axe de liaison comprend un embout 40 de section carrée se logeant dans une empreinte de ce bâti d’immobilisation en rotation. Le fonctionnement de l’outil ainsi décrit découle de ce qui précède. L’outil 2 est fixé sur le bâti d’immobilisation en rotation par l’intermédiaire de son embout 40 qui vient se loger dans l’empreinte de forme complémentaire du bâti. Une vis (non représentée sur les figures) est vissée dans un filetage 42 de cet embout 40 afin d’immobilier l’outil sur le bâti. Dans cette position, la butée à aiguille 38 supporte les efforts axiaux. Le moteur est alors couplé au planétaire d’entrée 6 par l’intermédiaire des pignons 36 ménagés sur son diamètre extérieur afin d’appliquer le couple d’entrée voulu à l’outil. Le train épicycloïdal à double étage de satellites tel que décrit précédemment permet de multiplier le couple appliqué en entrée du facteur r . La récupération du couple multiplié du facteur r est possible au niveau de l’extrémité de vissage de l’outil grâce à l’empreinte 30 ménagé à l’intérieur du planétaire de sortie 8. Compte tenu du choix de fonctionnement du train épicycloïdal avec une immobilisation en rotation du porte satellite 4, le sens de rotation de la douille de vissage/dévissage 8 est inverse à celui des pignons 36 du planétaire d’entrée 6. Les joints toriques 10, 22 positionnés au niveau de l’extrémité de liaison et de l’extrémité de vissage de l’outil entre les différentes pièces en rotation permettent d’assurer un confinement de l’intérieur de l’outil, ce qui rend son utilisation en immersion dans l’eau possible. Outil à multiplication de couple (2) pour le vissage/dévissage apte à être utilisé en immersion dans l’eau, comprenant un axe de liaison (4) destiné à être immobilisé en rotation, une entrée de transmission de couple (6) apte à être couplée à un moteur, et une douille (8) interchangeable de vissage/dévissage qui est couplée de façon étanche à l’entrée de transmission de couple par l’intermédiaire d’un train épicycloïdal à multiplication de couple ayant des satellites à double étage (12) et un porte-satellite fixe. Outil selon la revendication 1, dans lequel le train épicycloïdal comprend un planétaire d’entrée (6) formant l’entrée de transmission de couple et monté autour d’un porte-satellite fixe (4) formant l’axe de liaison, et des satellites (12) ayant chacun un premier étage de pignons (12a) qui sont engrenés par une denture (6a) du planétaire d’entrée et un second étage de pignons (12b) qui engrènent la denture (8a) d’un planétaire de sortie (8) formant la douille et monté autour du porte-satellite. Outil selon la revendication 2, dans lequel le rapport de multiplication de couple entre le planétaire d’entrée (6) et le planétaire de sortie (8) du train épicycloïdal est égal à r , r étant un nombre strictement supérieur à 1. Outil selon l’une des revendications 2 et 3, dans lequel le planétaire d’entrée (6) du train épicycloïdal est monté autour du porte-satellite (4) avec interposition d’un joint torique d’étanchéité (10). Outil selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le train épicycloïdal est monté à l’intérieur d’une cloche planétaire (20), ladite cloche planétaire ayant une extrémité fixée de façon étanche au planétaire d’entrée (6) et une extrémité opposée entourant une extrémité libre du planétaire de sortie (8) avec interposition d’un joint torique d’étanchéité (22). Outil selon la revendication 6, dans lequel le planétaire de sortie (8) du train épicycloïdal est bloqué en translation par rapport à la cloche planétaire (20) par des goupilles (24). Outil selon l’une des revendications 5 et 6, dans lequel le train épicycloïdal comprend en outre un roulement à aiguilles (30) intercalé radialement entre la cloche planétaire (20) et le planétaire de sortie (8). Outil selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel le train épicycloïdal comprend en outre un roulement à billes (18) intercalé radialement entre le planétaire d’entrée (6) et une cerce porte-satellite (14) sur laquelle sont montés les satellites (12). Outil selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, comprenant en outre une butée axiale à aiguille (38) montée contre une face du planétaire d’entrée (6) du train épicycloïdal qui est destinée à venir en butée contre un bâti d’immobilisation en rotation de l’axe de liaison. Outil selon la revendication 9, dans lequel l’axe de liaison (4) comprend un embout (40) de section carrée apte à se loger dans une empreinte du bâti d’immobilisation en rotation de l’axe de liaison. Outil selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel l’intérieur de la douille (8) comprend une empreinte (32) hexagonale ou carrée destinée à recevoir une vis à visser ou à dévisser. Outil selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel l’intérieur de la douille (8) comprend un joint torique d’étanchéité (34) afin de tenir par coincement une vis à visser ou à dévisser. Outil selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l’entrée de transmission de couple (6) est couplée à un moteur par l’intermédiaire d’une courroie ou d’un pignon (36).