VERSATILE DEVICE FOR CALIBRATING AND VERIFYING THE TIGHTENING TORQUE OF A SCREW-NUT-TYPE CONNECTING MEMBER

Abstract: 1. Device permitting the performance either of the readjustment of the tightening torque of an appliance for connection by screwing on an assembly which is already tightened, in the course of production or in a control operation, or of the control or the calibration of the machine or of the tool for screwing with stopping at the torque, characterized in that it consists of the combination of a torque wrench having a deforming element (1) and of an electronic unit for measuring torque (12), the control of the tightening torque being implemented by the measurement of the variation of the resistance of strain gauges integral with the deforming element, via the current supplied by the unit, the said wrench, made integral with the unit, performing the function of static sensor in the phase of use of the device as calibrating means or as calibration control means.

Description: La présente invention concerne les dispositifs permettant l'étalonnage de couple d'un outil de vissage, ainsi que les opérations de contrôle et éventuellement de retouche du couple de serrage sur un assemblage par organes de liaison du type vis ou écrou. Il est actuellement connu - des moyens d'étalonnage de couple pour les machines appe lées visseuses, genre coffret équipé de capteur statique et d'une électronique associée, - des moyens de contrôle de couple tels que les clés dynamo métriques ou les capteurs, à déclenchement ou à affichage. Ces moyens de par leurs fonctions bien distinctes sont réalisés et utilisés séparément. Leur conception ne permet pas de procéder au contrôle de couple sur un assemblage déjà serré avec un équipement d'étalonnage, ni a l'étalonnage de machines à visser avec un équipement de contrôle de couple. Le dispositif, suivant l'invention, permet de réaliser à l'aide d'un même équipement - le contrôle ou la retouche de couple sur un assemblage déjà serré, en cours de fabrication Ou en opération contrôle, - le contrôle ou l'étalonnage de machines a visser à arrêt au couple. L'ensemble du dispositif, objet de l'invention, se compose de trois parties - un tournevis dynanométrique à élément déformant, - un coffret électronique de mesure de couple à affichage digital muni d'un tiroir escamotable destiné à assurer le maintien du tournevis dynanométrique, - une embase ou socle sur lequel s'ajuste et se fixe le coffret électronique de mesure. Dans l'utilisation du dispositif au titre de moyen d'étalonnage ou de contrôle de ce dernier, le tournevis dnanométrique est rendu solidaire du coffret de mesure, ledit tournevis faisant dans ce cas office de capteur statique. Le coffret électronique est un amplificateur d'extensométrie comportant un amplificateur d'entrée à haute impédance, un dispositif de correction automatique du zéro, un détecteur de valeur absolue et un détecteur de crète ou valeur maximum du couple. Des jauges électriques d'extensométrie collées sur l'élément deformant realisent un pont de Wheatstone. Le couple applique au tournevis agit sur l'élément deformant ainsi que sur les jauges ; la variation de la resistance de celles-ci detruit l'equilibre du pont. On mesure cette variation par le courant ou la tension de déséquilibre. Les dessins annexés illustrent, à titre non limitatif, un mode de réalisation possible dù dispositif conforme à la présente invention. Ceux-ci représentent - en figure 1, une vue en coupe par l'axe du tournevis dynanométrique équipant le dispositif, - en figure 2, le coffret électronique de mesure de couple associé au tournevis dynanométrique, - en figure 3, une vue en perspective de l'ensemble coffret-tournevis regroupé sur un socle. Tel que représente en figure 1, le tournevis dynanométrique est constitué d'un corps de poignée (1) comportant un alésage épaule 2 à l'une des extremites duquel s'encastre l'élément déformant 3, la liaison entre les deux pièces étant complétée par la mise en place d'une goupille 4 assurant l'immobilisation en translation et en rotation de ltélément déformant Sur le corps de poignee est vissé un carter ou nez de protection 5 ; le corps est revetu d'une gaine extérieure 6 en mousse dont le profil assure a l'operateur une préhension confortable du tournevis. La partie saillante de l'élément déformant 3 en acier à ressort est centree dans le carter 5 par l'intermediaire d'un roulement 7 immobilise en translation par une butée rapportée du type circlips 8 : il reçoit à son extremite un embout interchangeable 9 ou outil en forme de tournevis, de cle ou autre. Sur l'element deformant sont collees quatre jauges électriques d'extensométrie 10 reliées par câbles 11 s inscrivant dans l'alésage du corps de la poignée et se raccordant au coffret de mesure 12, la poignée comportant une prise de masse constituée d'une cosse de masse 13 et d'une vis 14 maintenant la dite cosse en contact permanent avec le corps de poignée. Les jauges sont fixées sur l'élément déformant ou corps d'epreuve suivant un montage en pont de Wheatstone, lequel est équilibré a" l'état neutre, sans torsion, ni contrainte. Le couple exercé, nécessaire au vissage, appliqué au tournevis provoque ta déformation de l'élément 3 ainsi que les jauges qui y sont collées ; il en résulte un déséquilibre du pont par variation de la résistance des jauges. On mesure cette variation de résistance par le courant ou la tension de déséquilibre. Le coffret 12 assure la fourniture du courant et des mesures : ce coffret est un amplificateur d'extensométrie constitué de quatre étages - un premier étage constitué d'un amplificateur d'entrée à haute impédance, du type amplificateur d'instrumentation, - un second étage correspondant à la correction automatique de zéro. Le but de cet étage est d'assurer la remise à zéro absolu par bouton poussoir en memorisant une éventuelle dérive due à des phénomènes mécaniques ou thermiques et en retranchant ou en ajoutant selon le signe cette valeur à la mesure finale, - un troisième étage jouant le rôle de détecteur de valeur absolue en redressant les signaux pour obtenir en sortie des signaux ayant la même polarité quel que soit le sens de torsion du capteur pour assurer la compatibilite avec l'étage suivant, - un quatrième étage faisant office de détecteur de crête il permet de mémoriser la valeur maximum du couple appliqué sur l'élément deformant. Le coffret est équipé d'un réglage de bande passante comportant quatre positions. L'intérêt du dispositif est de tenir compte de la raideur de l'assemblage, sur lequel intervient la machine à visser en cours d'étalonnage, la derniere position dite "décollement" étant spécialisée pour les contrôles par décollement au resserrage. La face supérieure du coffret comporte, en sa partie centrale un dispositif d'affichage digital 15 indiquant la valeur du couple, ainsi que des boutons de réglage correspondant - en 16 a la mise en service ou hors service du coffret, - en 17 à la sélection du type de serrage désiré : normal, dur, élastique, décollement; - en 18 à la correction du zéro, - en 19 à la détection de crête. L'enveloppe du coffret comporte sur l'une de ses faces verticales transversales un tiroir escamotable 20 destiné, en position tirée, à constituer un ratelier de soutien du tournevis dynanométrique dans la fonction d'étalonnage, ce dernier tenant dans ce cas le rôle de capteur statique. Le tiroir comporte à cet effet une# découpe 21, de forme conjuguée à la section droite de la gaine extérieure 6 du corps de poignée. L'ensemble du poste d'étalonnage ainsi constitué est fixé sur un socle 22. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où il doit être exercé un contrôle de la valeur du couple exercé sur un organe de serrage par rotation, ainsi que l'étalonnage de l'outil employé pour effectuer ce serrage ; l'invention s'applique en particulier aux machines ou outils à visser.

Claims: - REVENDICATIONS 1.- Dispositif permettant de réaliser soit le contrôle ou la retouche du couple de serrage d'un organe de liaison par vissage sur un assemblage déjà serré, en cours de fabrication ou en opération controle, soit le contrôle ou l'étalonnage de la machine ou de l'outil à visser à arrêt au couple, caractérisé en ce qu'il est constitué par l'association d'un tournevis aynanometrique à élément deformant (1) et d'un coffret électronique de mesure de couple (12), le contrôle du couple de serrage s'obtenant par la mesure de la variation de la résistance de jauges d'extensometrie solidaires de l'élément déformant, par l'intermédiaire du courant fourni par le coffret, ledit tournevis, rendu solidaire du coffret faisant office de capteur statique dans la phase d'utilisation du dispositif comme moyen d'étalonnage ou de controle d'étalonnage. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tournevis dynanométrique est constitué d'un corps de poignée (1) comportant un alésage épaulé (2) dans lequel s'encastre l'élément déformant (3) immobilisé en translation et en rotation au moyen d'une goupille (4), ledit corps (1) revêtu d'une gaine extérieure en mousse (6) de profil assurant une préhension confortable du tournevis, étant prolongé par un carter vissé ou nez de protection (5) à l'intérieur duquel est centrée au moyen d'un roulement (7) l'extrémité libre de l'élément déformant (3), laquelle porte en sa partie terminale un embout interchangeable (9) ou outil de vissage, ledit élément déformant recevant par collage, quatre jauges électriques d'extensométrie (10) dont la variation de résistance provoquée par leur déformation sous l'action du couple applique au tournevis est mesurée par le coffret électronique (12). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce que les jauges électriques d'extensométrie (10) sont collees sur l'élément déformant (3) selon un montage en pont de Wheatstone équilibré à l'etat neutre, en l'absence de toute torsion ou contrainte sur l'element deformant la variation de resistance desquelles jauges se de formant sous l'action du couple étant mesurée par le courant ou la tension de déséquilibre du pont, la fourniture du courant et les mesures étant assurées par le coffret. 4.- Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce que le coffret de mesure (12) est un amplificateur d'extensométrie constitué de quatre étages : - un premier étage constitué d'un amplificateur d'entrée à haute impédance, - un second étage correspondant à la correction automatique de zéro, assurant la remise à zéro absolu par bouton poussoir en mémorisant une éventuelle dérive due à des phénomènes mécaniques ou thermiques et en retranchant ou en ajoutant selon le signe cette valeur à la mesure finale, - un troisième étage jouant le rôle de détecteur de valeur absolue en redressant les sign-aux pour obtenir en sortie des signaux ayant la meme polarité quel que soit le sens de torsion du capteur pour assurer la compatibilité avec l'étage suivant, - un quatrieme étage faisant office de détecteur de crête permettant de mémoriser la valeur maximum du couple applique sur ltélément déformant. 5.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 a" 4, caractérisé en ce que le coffret de mesure (12) est équipé d'un dispositif de réglage de bande passante comportant quatre positions tenant compte de la raideur de l'assemblage sur lequel intervient l'élément visseur en cours d'étalonnage, la dernière position étant spécifique aux contrôles par décollement au resserrage. 6.- Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 a" 5, caractérisé en ce que le coffret (12) comporte sur une de ses faces verticales transversales un tiroir escamotable (20) destiné, en position tirée, a" constituer un ratelier de soutien du tournevis dynanométrique dans la fonction d'étalonnage, le tiroir comportant a" cet effet une découpe (21) de forme conjuguée à la section droite de la gaine extérieure (6) du corps de poignee, ledit tournevis tenant dans ce cas le rôle de capteur statique.

Inventors: JOUSSE, PIERRE-ANDRE, NOGUET, HENRI, Jousse, Pierre-André
Applicants: GEORGES RENAULT INNOVATIONS PAR ABREVATION GRIN
Application year: 1986
Main classification: G01L25
IPC codes: G01L25, B25B23, G01L5