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EP2716414A1 - Dispositif de vissage sans réaction dans la poignée - Google Patents

Dispositif de vissage sans réaction dans la poignée Download PDF

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Publication number
EP2716414A1
EP2716414A1 EP13187303.6A EP13187303A EP2716414A1 EP 2716414 A1 EP2716414 A1 EP 2716414A1 EP 13187303 A EP13187303 A EP 13187303A EP 2716414 A1 EP2716414 A1 EP 2716414A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reduction
casing
gripping
solar
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP13187303.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2716414B1 (fr
Inventor
Nicolas Le Du
Damien Limousin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Georges Renault SAS
Original Assignee
Georges Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Georges Renault SAS filed Critical Georges Renault SAS
Publication of EP2716414A1 publication Critical patent/EP2716414A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2716414B1 publication Critical patent/EP2716414B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/001—Gearings, speed selectors, clutches or the like specially adapted for rotary tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/0078—Reaction arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/02—Construction of casings, bodies or handles
    • B25F5/025—Construction of casings, bodies or handles with torque reaction bars for rotary tools

Definitions

  • the field of the invention is that of the design and manufacture of screwdrivers.
  • the invention relates to a screwing tool whose housing comprises a portion having a gripping handle and a portion housing a reduction, these two portions being connected by a rotary junction.
  • the screwdrivers are currently used, mainly in industry, to allow operators to proceed to the screwing of connecting elements of the parts of an assembly.
  • the screwdrivers conventionally comprise a housing having a handle and housing motor means whose output is connected to the input of a reduction, the output of this reduction being itself connected to a terminal rotary member intended to cooperate with a screw element.
  • the screwdrivers therefore often include a reaction bar secured to the housing. This reaction bar is intended to be placed in abutment against a fixed element to absorb, during a screwing operation, the reaction torque of the tool.
  • reaction bar may be ripe from the fulcrum against which it is blocked. In such a situation, if the operator continues to pull the trigger, this can cause injury.
  • screwdrivers comprising on the one hand a gripper housing having a handle and housing the drive means, and on the other hand a reduction housing housing a reduction.
  • the reduction casing is secured to the gripping casing by a rotary connection.
  • the gripper and reduction casings are rotatable relative to each other.
  • such an assembly allows the operator to adjust the angular position of the handle relative to the reduction housing to find the working position that seems most comfortable for him to perform the screwing operation he has the charge.
  • Screwdrivers of this type therefore have the advantages of offering a high level of safety and good ergonomics. They can still be improved.
  • reaction transmitted by the handle to the hand of the operator during a screwing operation without reaction bar is relatively small, it is not completely negligible.
  • reaction torque generated by the internal transmission of the screwdriver at the rotational junction between the gripper housing and the reduction housing.
  • This torque is in fact the torque of the motor means, that is to say the product of the engine torque by one or more reduction stages. Its value is generally around 10 Nm. Such levels of reaction torque are sufficient to constitute a source of fatigue for the operator.
  • the invention particularly aims to overcome these disadvantages of the prior art.
  • an object of the invention is to improve, in at least one embodiment, the safety of use and the ergonomics of the screwdrivers with rotating gripping casing.
  • an object of the invention is to provide, in at least one embodiment, such a screwdriver which generates no reaction in the hand of the operator during a screwing operation, or at least which generates a reaction whose value is low enough not to cause him injury and / or fatigue.
  • Another object of the invention is to implement such a screwdriver which allows, in at least one embodiment, to control the tightening torque to which a fastener is screwed by means of the screwdriver.
  • the invention also aims to provide such a screwdriver which is, in at least one embodiment, simple design and / or reliable and / or cheap.
  • a screwing device comprising a gripping casing and a reduction casing, said gripping casing comprising a handle and housing motor means, said reduction casing housing a gear reduction whose input cooperates with the output of said motor means, said reduction comprising a single output cooperating with a rotary end member intended to cooperate with a screw element, said reduction casing being connected to said casing; gripping means by rotary connection means.
  • said rotary connection means are configured in such a way that a negligible reaction force is transmitted during a screwing operation to said gripping case.
  • the invention is based on a completely original approach which consists in linking the reduction casing and the gripping casing of a screwdriver by rotary connection means designed in such a way that only a negligible reaction force is transmitted during from a screwing operation to the gripping case.
  • negligible reaction effort is meant a force which is sufficiently small not to risk causing injury or discomfort to the operator.
  • the value of such a torque is generally less than 5 Nm
  • the implementation of the technique according to the invention thus makes it possible to improve the safety of use of a screwdriver and to improve its ergonomic qualities.
  • said rotary connection means comprise means for transmitting to said gripping casing a reaction torque of substantially identical intensity and direction opposite to the reaction torque transmitted by said reduction to said motor means.
  • reaction torques When these reaction torques have identical values, no reaction force is transmitted by the handle to the hand of the operator.
  • these couples have different values, a reaction force is transmitted by the handle to the operator.
  • the transmission means will therefore be determined in such a way that the reaction forces transmitted to the operator are at most negligible, that is to say that they are sufficiently weak not to cause him injury or simply discomfort. In practice, the value of one of these reaction couples will be equal to that of the other at approximately 20%.
  • said reduction comprises a first epicyclic gear train having a first solar solid with said motor means, first satellites mounted on a first planet carrier, and a ring mounted free to rotate in said reduction case, said means for transmission comprising a second epicyclic gear train having a second sun rotatable with respect to said first sun and fixed to said gripping casing, second satellites mounted on a second planet carrier fixed to said reduction casing, and said ring gear.
  • This implementation makes it possible to ensure efficiently and simply that only a zero or negligible reaction force is transmitted to the handle during a screwing operation.
  • the numbers of teeth respectively of the solar, satellites and the ring gear of the first epicyclic gear are preferably identical to those of the solar, satellites and the ring of the second epicyclic gear
  • first and second trains have therefore identical reduction ratios.
  • a device preferably comprises means for measuring information representative of the tightening torque of said element to be screwed, said measuring means comprising at least one torque sensor integrated in said transmission means.
  • Said torque sensor is preferably mounted on said second solar.
  • the first satellite gate is directly linked to the rotary terminal member.
  • the transmission and measurement means are thus very close to the output of the transmission. The accuracy of the measurement of the tightening torque is then improved.
  • Said sensor advantageously incorporates strain gages.
  • strain gauges are connected to an electronic card housed in the gripping case. This is made possible by the fact that the solar supporting the sensor is fixed on the gripper housing which allows the passage of power supply son of strain gauges and recovery of the signal.
  • a device according to the invention comprises a gearbox interposed between said motor means and said reduction.
  • a device according to the invention may comprise means for shifting by reversing the direction of rotation of said motor means.
  • the axis of said gearbox and said reduction extends parallel and offset from the axis of said motor means.
  • a device according to the invention may comprise a reaction bar integral with said reduction casing.
  • the general principle of the invention is based on the implementation of rotary connection means, between the reduction casing and the gripping casing of a screwdriver, designed in such a way that no reaction force is transmitted during a screwing operation to the gripping case.
  • the invention thus provides an ergonomic screwdriver whose safety of use is increased.
  • such a screwdriver comprises a gripping casing 10 and a reduction casing 11.
  • the output 121 of the motor 12 cooperates with the input 131 of the gearbox 13 via an intermediate transmission comprising an epicyclic gear whose solar is integral with the output shaft of the motor 12, the crown is fixed, the planet carrier comprises an external toothing which meshes with gears which mesh themselves with the input 131 of the gearbox.
  • the gearbox with change of speed by reversing the direction of rotation of the engine is known in itself and is not described here in detail.
  • Such a gearbox is for example described in the patent application FR-A1-2 913 361 .
  • the output of the gearbox is linked to a motor shaft 15 capable of being rotated in one direction by at least two speeds by the engine and the gearbox.
  • the inverting means 14 which are known to those skilled in the art and are therefore not described in detail, can allow an operator to reverse the direction of rotation of the motor shaft 15 to perform an operation of unscrewing.
  • the reduction housing 11 houses gear reduction 16. This reduction comprises a single output provided to cooperate with a terminal rotary member 17 intended to cooperate with a screw element.
  • the reduction casing 11 is connected to the gripping casing 10 by rotary connection means.
  • a sliding bearing is provided between the surface 111 of the reduction casing 11, the surface 102 of the gripping casing 10 and the plate 21 whose implementation is described later.
  • the reduction casing 11 and the gripping casing 10 can thus rotate with respect to one another about the axis of rotation of the end member 17.
  • these rotary connection means are configured in such a way that no reaction force is transmitted during a screwing operation to the gripping casing 10.
  • the screwdriver may not include any gearbox or gear change means by reversing the direction of rotation of the motor.
  • the motor output can be directly connected to the input of the reduction.
  • the reduction comprises a first epicyclic gear train.
  • This first epicyclic gear includes a first solar 161 which is rotatably connected to the drive shaft 15. It also comprises first satellites 162 mounted for rotation on axes 163 integral with a first planet carrier 164, and a ring 160 The ring gear 160 is rotatably mounted inside the reduction casing 11.
  • this reduction comprises another epicyclic gear train. It comprises a solar 165 which is secured to the first planet carrier 164, satellites 166 mounted rotatably on axes 167 integral with a planet carrier 168, and a ring 169, fixed relative to the reduction case 11 , and engraining with satellites 166.
  • the terminal member 17 is integral with the planet carrier 168.
  • the rotary connection means comprise transmission means 20 to the gripping casing 10 of a reaction torque of identical intensity and direction opposite to the reaction torque transmitted by the reduction 16 to the motor means.
  • This second epicyclic gear includes a second solar 200.
  • This solar 200 is rotatably mounted around a shaft formed in the extension of the first solar 161 and integral therewith. It is extended by a shaft portion 211 at the end of which is placed flange 210.
  • This flange 210 is fixed to the gripping casing 10 via a plate 21.
  • This second epicyclic gear comprises second satellites 201 rotatably mounted on wheels. 202 axes secured to a second planet carrier 203.
  • This second planet carrier 203 is fixed to the reduction housing 11. The second satellites mesh with the ring gear 160.
  • the number of teeth of the solar 161 is identical to that of the solar 200.
  • the number of teeth of the satellites 162 is identical to that of the satellites 201.
  • the portion of the crown 160 in engagement with the satellites 162 has a number of teeth identical to the portion of the crown 160 in engagement with the satellites 201.
  • the first and second epicyclic gear trains have identical gear ratios.
  • the second planet carrier 203 is fixed with respect to the reduction casing 11.
  • the axes 202 are therefore fixed with respect to the reduction casing 11.
  • the second satellites 201 can rotate about the axes 202.
  • the ring gear 160 is thus stopped in rotation in the reduction casing 11 although it is mounted free to rotate, that is to say floating.
  • the ring 200 being floating, the gripping casing 10 and the reduction casing 11 can rotate relative to each other.
  • the screwdriver comprises a reaction bar (not shown) which is integral with the reduction casing 11.
  • the screwdriver comprises means for measuring information representative of the tightening torque to which a screw-in element is screwed by means of the screwdriver.
  • These measuring means comprise a torque sensor which comprises strain gauges integral with the second solar unit 200.
  • the screwdriver is connected to control means such as a control box (not shown).
  • the operator grasps the screwdriver and makes the end rotary member 17 cooperate with the element to be screwed on. It then blocks the reaction bar against a fixed element for example integral with the assembly to be made. It finally actuates the trigger 101 to command the start of the engine 12.
  • the drive shaft 15 is then rotated by the engine and the gearbox clockwise from the rear of the engine, according to a first fast speed called speed of foresight.
  • the first solar 161 is rotated clockwise by the drive shaft 15.
  • the first satellites 162 are driven counterclockwise by the first solar 161.
  • the first planet carrier 164 rotates clockwise.
  • the solar 165 then rotates clockwise and drives the satellites 166 counterclockwise while the planet carrier 168 turns clockwise.
  • the end member 17 then rotates at a fast speed in the clockwise direction so that the element to be screwed undergoes a precleaning phase.
  • the driver then delivers a given biasing torque.
  • the ring 160 exerts a reaction torque on the second satellites 201 tending to drive them counterclockwise.
  • the second satellite carrier 203 is stationary, the second satellites 201 exert a reaction torque tending to cause the second sun 200 to rotate in a clockwise direction.
  • the second sun 200 therefore transmits a first reaction torque CR 1 in the clockwise direction via the flange 210 to the gripping housing 10 which it is secured.
  • the reduction 16 transmits a second reaction torque CR 2 counterclockwise to the drive shaft 15 via the first solar 161.
  • the system formed by the gripping casing 10, the handle and the mechanical elements in question undergoes two pairs of reaction of opposite directions and of equal intensities.
  • the sum of couples transmitted to the gripping case is therefore zero or at least negligible.
  • the reaction torque transmitted to the hand of the operator by the handle 100 is therefore negligible.
  • a screwdriver according to the invention therefore has great comfort and great safety of use.
  • the reaction torque transmitted to the gripping case 10 by the second solar 200 is measured by the torque sensor and the control box. This reaction torque is proportional to the tightening torque to which is screwed the element to be screwed.
  • control box detects that the value of this first reaction torque CR 1 reaches a first predetermined threshold value corresponding generally to the moment when the element to be screwed lands against a piece of the assembly to be carried out, the control box controls the stopping of the precleaning phase and the beginning of the screwing phase.
  • the control box then actuates the means for reversing the direction of rotation of the motor.
  • the direction of rotation of the motor 12 is thus reversed.
  • the drive shaft 15 is rotated clockwise at a second, slower speed called the screwing speed.
  • the first solar 161 is rotated clockwise by the drive shaft 15.
  • the first satellites 162 are driven counterclockwise by the first solar 161.
  • the first planet carrier 164 rotates clockwise.
  • the solar 169 then rotates clockwise and drives the satellites 166 counterclockwise while the planet carrier 168 rotates clockwise.
  • the end member 17 also rotates in the clockwise direction so that the screw member undergoes a screwing phase at a slower speed until the desired torque is reached.
  • the screwdriver then delivers a tightening torque whose value is greater than that of the prying torque.
  • control unit When the control unit detects that the first reaction torque CR 1 reaches a second predetermined threshold value corresponding to the end of the screwing, it controls the stopping of the screwdriver.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de vissage comprenant un carter de préhension (10) et un carter de réduction (11), ledit carter de préhension (10) comprenant une poignée (100) et logeant des moyens moteurs (12, 121, 13, 14, 15), ledit carter de réduction (11) logeant une réduction (16) par engrenages dont l'entrée (161) coopère avec la sortie (15) desdits moyens moteurs, ladite réduction (16) comprenant une unique sortie (168) coopérant avec un organe terminal rotatif (17) destiné à coopérer avec un élément à visser, ledit carter de réduction (11) étant lié audit carter de préhension (10) par des moyens de liaison rotative.
Selon l'invention, lesdits moyens de liaison rotative sont configurés de manière telle qu'un effort de réaction négligeable soit transmis lors d'une opération de vissage audit carter de préhension (10).

Description

    1. Domaine de l'invention
  • Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la réalisation d'outils de vissage.
  • Plus précisément, l'invention concerne un outil de vissage dont le carter comprend une portion présentant une poignée de préhension et une portion logeant une réduction, ces deux portions étant reliées par une jonction rotative.
    • 2. Art antérieur
  • Les visseuses sont couramment mises en oeuvre, essentiellement dans l'industrie, pour permettre à des opérateurs de procéder au vissage d'éléments de liaison des pièces composant un assemblage.
  • Les visseuses comprennent classiquement un carter présentant une poignée de préhension et logeant des moyens moteurs dont la sortie est reliée à l'entrée d'une réduction, la sortie de cette réduction étant elle-même reliée à un organe rotatif terminal prévu pour coopérer avec un élément à visser.
  • Lors du vissage d'un élément à visser, le couple de réaction de l'outil est nettement supérieur à celui qu'un opérateur est en mesure de supporter. Les visseuses comprennent donc souvent une barre de réaction solidarisée au carter. Cette barre de réaction est destinée à être placée en appui contre un élément fixe pour absorber, au cours d'une opération de vissage, le couple de réaction de l'outil.
  • Dans des cas extrêmes et rares, il se peut que la barre de réaction ripe du point d'appui contre lequel elle est bloquée. Dans une telle situation, si l'opérateur continu d'appuyer sur la gâchette, ceci peut être source de blessure.
  • Pour palier cet inconvénient, on a observé le développement des visseuses comprenant d'une part un carter de préhension présentant une poignée et logeant les moyens moteurs, et d'autre part un carter de réduction logeant une réduction. Le carter de réduction est solidarisé au carter de préhension par une liaison rotative. En d'autres termes, les carters de préhension et de réduction sont mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre.
  • Du fait d'un tel montage, en cas de ripage, de désolidarisation ou de rupture de la barre de réaction au cours d'une opération de vissage, le carter de réduction et le carter de préhension tournent l'un par rapport à l'autre en sorte que le couple de réaction proportionnel au couple de sortie délivré par la visseuse n'est pas transmis par la poignée à la main de l'opérateur.
  • Par ailleurs, un tel montage permet à l'opérateur de régler la position angulaire de la poignée par rapport au carter de réduction pour trouver la position de travail qui lui semble la plus confortable en vue de réaliser l'opération de vissage dont il a la charge.
  • Les visseuses de ce type présentent donc les avantages d'offrir une grande sécurité d'utilisation ainsi qu'une bonne ergonomie. Elles peuvent néanmoins encore être améliorées.
    • 3. Inconvénients de l'art antérieur
  • Bien que la réaction transmise par la poignée à la main de l'opérateur au cours d'une opération de vissage sans barre de réaction soit relativement faible, celle-ci n'est pas complètement négligeable.
  • En effet, l'opérateur doit en tout état de cause supporter le couple de réaction généré par la transmission interne de la visseuse au niveau de la jonction rotative entre le carter de préhension et le carter de réduction. Ce couple correspond en fait au couple des moyens moteurs, c'est-à-dire au produit du couple moteur par un ou plusieurs éventuels étages de réduction. Sa valeur se situe généralement aux environs de 10 N.m.. De tels niveaux de couples de réaction sont suffisants pour constituer une source de fatigue pour l'opérateur.
    • 4. Objectifs de l'invention
  • L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.
  • Plus précisément, un objectif de l'invention est d'améliorer, dans au moins un mode de réalisation, la sécurité d'utilisation et l'ergonomie des visseuses à carter de préhension rotatif.
  • Notamment, un objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une telle visseuse qui ne génère aucune réaction dans la main de l'opérateur lors d'une opération de vissage, ou à tout le moins qui génère une réaction dont la valeur est suffisamment faible pour ne pas occasionner chez lui de blessure et/ou de fatigue.
  • Un autre objectif de l'invention est de mettre en oeuvre une telle visseuse qui permette, dans au moins un mode de réalisation, de contrôler le couple de serrage auquel un élément de fixation est vissé au moyens de la visseuse.
  • L'invention a encore pour objectif de procurer une telle visseuse qui soit, dans au moins un mode de réalisation, simple de conception et/ou fiable et/ou bon marché.
    • 5. Exposé de l'invention
  • Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un dispositif de vissage comprenant un carter de préhension et un carter de réduction, ledit carter de préhension comprenant une poignée et logeant des moyens moteurs, ledit carter de réduction logeant une réduction par engrenages dont l'entrée coopère avec la sortie desdits moyens moteurs, ladite réduction comprenant une unique sortie coopérant avec un organe terminal rotatif destiné à coopérer avec un élément à visser, ledit carter de réduction étant lié audit carter de préhension par des moyens de liaison rotative.
  • Selon l'invention, lesdits moyens de liaison rotative sont configurés de manière telle qu'un effort de réaction négligeable soit transmis lors d'une opération de vissage audit carter de préhension.
  • Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait originale qui consiste à lier le carter de réduction et le carter de préhension d'une visseuse par des moyens de liaison rotative conçus de telle façon que seul un effort de réaction négligeable soit transmis lors d'une opération de vissage au carter de préhension. On entend par effort de réaction négligeable, un effort qui soit suffisamment faible pour ne pas risquer d'engendrer de blessure ou d'inconfort chez l'opérateur. En pratique, la valeur d'un tel couple est généralement inférieure à 5 N.m.
  • Lors de la réalisation d'une opération de vissage aucun effort de réaction n'est donc transmis à la main de l'opérateur par la poignée.
  • La mise en oeuvre de la technique selon l'invention permet donc d'améliorer la sécurité d'utilisation d'une visseuse et d'améliorer ses qualités ergonomiques.
  • Préférentiellement, lesdits moyens de liaison rotative comprennent des moyens de transmission audit carter de préhension d'un couple de réaction d'intensité sensiblement identique et de direction opposée au couple de réaction transmis par ladite réduction auxdits moyens moteurs.
  • Lorsque ces couples de réaction ont des valeurs identiques, aucun effort de réaction n'est transmis par la poignée à la main de l'opérateur. Lorsque ces couples ont des valeurs différentes, un effort de réaction est transmis par la poignée à l'opérateur. Les moyens de transmission seront donc déterminés de manière telle que les efforts de réaction transmis à l'opérateur soient tout au plus négligeables, c'est-à-dire qu'ils soient suffisamment faibles pour ne pas occasionner chez lui de blessure ou plus simplement d'inconfort. En pratique, la valeur d'un de ces couples de réaction sera égale à celle de l'autre à environ 20 % près.
  • Selon un mode de réalisation particulier, ladite réduction comprend un premier train épicycloïdal ayant un premier solaire solidaire desdits moyens moteurs, des premiers satellites montés sur un premier porte-satellites, et une couronne montée libre en rotation dans ledit carter de réduction, lesdits moyens de transmission comprenant un deuxième train épicycloïdal ayant un deuxième solaire mobile en rotation par rapport audit premier solaire et fixé audit carter de préhension, des deuxièmes satellites montés sur un deuxièmes porte-satellites fixé audit carter de réduction, et ladite couronne.
  • Cette mise en oeuvre permet d'assurer de manière efficace et simple que seul un effort de réaction nul ou négligeable soit transmis à la poignée au cours d'une opération de vissage.
  • Dans ce cas, les nombres de dents respectivement du solaire, des satellites et de la couronne du premier train épicycloïdal sont préférentiellement identiques à ceux du solaire, des satellites et de la couronne du deuxième train épicycloïdal
  • En considérant que l'entrée du premier train épicycloïdal est le solaire et que sa sortie est le porte-satellites, et que l'entrée du deuxième train épicycloïdal est le solaire et sa sortie est le porte-satellites, lesdits premier et deuxième trains ont donc des rapports de réduction identiques.
  • Aucun effort de réaction n'est alors transmis à la poignée.
  • Un dispositif selon l'invention comprend préférentiellement des moyens de mesure d'une information représentative du couple de serrage dudit élément à visser, lesdits moyens de mesure comprenant au moins un capteur de couple intégré dans lesdits moyens de transmission.
  • Il est ainsi possible de mesurer dans la transmission un couple de réaction du au serrage dont la valeur est proportionnelle à celle du couple auquel l'élément à visser est serré au moyen de la visseuse.
  • Ledit capteur de couple est préférentiellement monté sur ledit deuxième solaire.
  • Dans une variante, le premier porte satellite est directement lié à l'organe terminal rotatif.
  • Les moyens de transmission et de mesure sont ainsi très proches de la sortie de la transmission. La précision de la mesure du couple de serrage est alors améliorée.
  • Ledit capteur intègre avantageusement des jauges de contraintes.
  • Ces jauges de contraintes sont reliées à une carte électronique logée dans le carter de préhension. Ceci est rendu possible par le fait que le solaire supportant le capteur est fixé sur le carter de préhension ce qui permet le passage de fils d'alimentation des jauges de contraintes et de récupération du signal.
  • Dans une variante particulière, un dispositif selon l'invention comprend une boîte de vitesses interposée entre lesdits moyens moteurs et ladite réduction.
  • Il est ainsi possible de mettre en oeuvre des phases de vissage à différentes vitesses, comme par exemple une phase de prévissage rapide et une phase de vissage plus lente.
  • Dans ce cas, un dispositif selon l'invention pourra comprendre des moyens de changement de vitesse par inversion du sens de rotation desdits moyens moteurs.
  • Le passage d'une vitesse à l'autre pourra alors être obtenue simplement en inversant le sens de rotation du moteur.
  • Dans une variante particulière, l'axe de ladite boîte de vitesses et de ladite réduction s'étend parallèlement et de manière décalée par rapport à l'axe desdits moyens moteurs.
  • Il est ainsi possible de réduire la longueur de la visseuse et de produire un outil plus compact et plus maniable.
  • Un dispositif selon l'invention pourra comprendre une barre de réaction solidaire dudit carter de réduction.
  • Un opérateur pourra ainsi bloquer en rotation la visseuse pour assurer un vissage à fort couple.
    • 6. Liste des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels :
    • la figure 1 illustre une vue en coupe d'une visseuse selon l'invention selon un plan médian passant par son axe longitudinal ;
    • la figure 2 illustre une vue de détail du carter de réduction et de sa jonction avec le carter de préhension de la visseuse illustrée à la figure 1 ;
    • la figure 3 illustre une vue en perspective de la réduction et de sa jonction avec le carter de préhension de la visseuse illustrée aux figures 1 et 2.
    7. Description d'un mode de réalisation de l'invention 7.1. Rappel du principe de l'invention
  • Le principe général de l'invention repose sur la mise en oeuvre de moyens de liaison rotative, entre le carter de réduction et le carter de préhension d'une visseuse, conçus de telle façon qu'aucun effort de réaction ne soit transmis lors d'une opération de vissage au carter de préhension.
  • Ainsi, aucun effort de réaction n'est transmis par la poignée à l'opérateur au cours d'une opération de vissage. L'opérateur n'encaisse alors aucun effort de réaction.
  • L'invention procure donc une visseuse ergonomique dont la sécurité d'utilisation est accrue.
    • 7.2. Exemple d'un mode de réalisation de l'invention 7.2.1. Architecture
  • On présente, en relation avec les figures 1 à 3, un mode de réalisation d'une visseuse selon l'invention.
  • Ainsi que cela est représenté sur la figure 1, une telle visseuse comprend un carter de préhension 10 et un carter de réduction 11.
  • Le carter de préhension 10 comprend une poignée de préhension 100 et une gâchette d'actionnement 101. Il loge des moyens moteurs, qui dans ce mode de réalisation comprennent :
    • un moteur électrique 12 ;
    • une boîte de vitesses 13 dont l'entrée 131 coopère avec la sortie 121 du moteur 12, et des moyens de changement de vitesse par une inversion du sens de rotation du moteur 12 ;
    • des moyens d'inversion manuels 14 du sens de rotation de l'organe terminal 17.
  • Dans ce mode de réalisation, la sortie 121 du moteur 12 coopère avec l'entrée 131 de la boîte de vitesses 13 via une transmission intermédiaire comprenant un train épicycloïdal dont le solaire est solidaire de l'arbre de sortie du moteur 12, la couronne est fixe, le porte-satellites comprend une denture extérieure qui engrène avec des pignons qui engrènent eux-mêmes avec l'entrée 131 de la boîte de vitesses.
  • La boîte de vitesses avec changement de vitesse par inversion du sens de rotation du moteur est connue en soit et n'est pas décrite ici en détail. Une telle boîte de vitesse est par exemple décrite dans la demande de brevet FR-A1-2 913 361 .
  • La sortie de la boîte de vitesses est liée à un arbre moteur 15 susceptible d'être entraîné en rotation dans un sens selon au moins deux vitesses par le moteur et la boîte de vitesses.
  • Les moyens d'inversion 14, qui sont connus en soit de l'homme du métier et ne sont donc pas décrits en détail, peuvent permettre à un opérateur d'inverser le sens de rotation de l'arbre moteur 15 pour effectuer une opération de dévissage.
  • Le carter de réduction 11 loge une réduction par engrenages 16. Cette réduction comprend une unique sortie prévue pour coopérer avec un organe rotatif terminal 17 destiné à coopérer avec un élément à visser.
  • Le carter de réduction 11 est lié au carter de préhension 10 par des moyens de liaison rotative. Pour cela, un palier lisse est ménagé entre la surface 111 du carter de réduction 11, la surface 102 du carter de préhension 10 et la platine 21 dont la mise en oeuvre est décrite ultérieurement. Le carter de réduction 11 et le carter de préhension 10 peuvent donc tourner l'un par rapport à l'autre autour de l'axe de rotation de l'organe terminal 17.
  • Comme il va être expliqué plus en détail par la suite, ces moyens de liaison rotative sont configurés de manière telle qu'aucun effort de réaction ne soit transmis lors d'une opération de vissage au carter de préhension 10.
  • Dans une variante, la visseuse pourra ne comprendre aucune boîte de vitesses ni aucun moyens de changement de vitesse par inversion du sens de rotation du moteur. Dans ce cas, la sortie du moteur pourra être directement reliée à l'entrée de la réduction.
  • La réduction comprend un premier train épicycloïdal. Ce premier train épicycloïdal comprend un premier solaire 161 qui est lié en rotation à l'arbre moteur 15. Il comprend également des premiers satellites 162 montés mobiles en rotation sur des axes 163 solidaires d'un premier porte-satellites 164, et une couronne 160. La couronne 160 est montée mobile en rotation à l'intérieur du carter de réduction 11.
  • Dans ce mode de réalisation, cette réduction comprend un autre train épicycloïdal. Celui-ci comprend un solaire 165 qui est solidaire du premier porte-satellites 164, des satellites 166 montés mobiles en rotation sur des axes 167 solidaires d'un porte-satellites 168, et une couronne 169, fixe par rapport au carter de réduction 11, et engrainant avec les satellites 166.
  • L'organe terminal 17 est solidaire du porte-satellites 168.
  • Dans des variantes, d'autres éléments de réduction pourraient être mis en oeuvre en amont de la réduction 16.
  • Les moyens de liaison rotative comprennent des moyens de transmission 20 au carter de préhension 10 d'un couple de réaction d'intensité identique et de direction opposée au couple de réaction transmis par la réduction 16 aux moyens moteurs.
  • Ces moyens de transmission 20 comprennent un deuxième train épicycloïdal. Ce deuxième train épicycloïdal comprend un deuxième solaire 200. Ce solaire 200 est monté mobile en rotation autour d'un arbre formé dans le prolongement du premier solaire 161 et solidaire de celui-ci. Il est prolongé par une portion formant arbre 211 à l'extrémité de laquelle est placée bride 210. Cette bride 210 est fixée au carter de préhension 10 via une platine 21. Ce deuxième train épicycloïdal comprend des deuxièmes satellites 201 montés mobiles en rotation sur des axes 202 solidaires d'un deuxième porte-satellites 203. Ce deuxième porte-satellites 203 est fixé au carter de réduction 11. Les deuxièmes satellites engrènent la couronne 160.
  • Le nombre de dents du solaire 161 est identique à celui du solaire 200. Le nombre de dents des satellites 162 est identique à celui des satellites 201. La portion de la couronne 160 en prise avec les satellites 162 a un nombre de dents identique à la portion de la couronne 160 en prise avec les satellites 201.
  • En considérant que l'entrée du premier train épicycloïdal est le solaire 161 et que sa sortie est le porte-satellites 164, et que l'entrée du deuxième train épicycloïdal est le solaire 200 et sa sortie est le porte-satellites 203, les premier et deuxième trains épicycloïdaux ont des rapports de réduction identiques.
  • Le deuxième porte-satellites 203 est fixe par rapport au carter de réduction 11. Les axes 202 sont donc fixes par rapport au carter de réduction 11. Les deuxièmes satellites 201 peuvent tourner autour des axes 202. La couronne 160 est ainsi arrêtée en rotation dans la carter de réduction 11 bien qu'y étant montée libre en rotation, c'est-à-dire flottante. La couronne 200 étant flottante, le carter de préhension 10 et le carter de réduction 11 peuvent tourner l'un par rapport à l'autre.
  • La visseuse comprend une barre de réaction (non représentée) qui est solidaire du carter de réduction 11.
  • La visseuse comprend des moyens de mesure d'une information représentative du couple de serrage auquel est vissé un élément à visser au moyen de la visseuse. Ces moyens de mesure comprennent un capteur de couple qui comprend des jauges de contraintes solidaires du deuxième solaire 200.
  • La visseuse est reliée à des moyens de pilotage comme un coffret de contrôle (non représenté).
    • 7.2.2. Fonctionnement
  • De façon à initier une opération de vissage, l'opérateur saisie la visseuse et fait coopérer l'organe rotatif terminal 17 avec l'élément à visser. Il bloque ensuite la barre de réaction contre un élément fixe par exemple solidaire de l'assemblage à réaliser. Il actionne enfin la gâchette 101 pour commander la mise en marche du moteur 12.
  • L'arbre moteur 15 est alors entrainé en rotation par le moteur et la boîte de vitesses dans le sens horaire vue depuis l'arrière du moteur, selon une première vitesse rapide dite vitesse de prévissage.
  • Le premier solaire 161 est entraîné en rotation en sens horaire par l'arbre moteur 15. Les premiers satellites 162 sont entraînés dans le sens antihoraire par le premier solaire 161. Compte tenu que la couronne 200 est maintenue à l'arrêt à l'intérieur du carter de réduction 11 via le deuxième train épicycloïdal, le premier porte-satellites 164 tourne dans le sens horaire. Le solaire 165 tourne alors en sens horaire et entraine les satellites 166 en sens antihoraire alors que le porte-satellites 168 tourne en sens horaire. L'organe terminal 17 tourne alors selon une vitesse rapide dans le sens horaire si bien que l'élément à visser subit une phase de prévissage. La visseuse délivre alors un couple de prévissage donné.
  • Au cours d'une opération de vissage, la couronne 160 exerce un couple de réaction sur les deuxièmes satellites 201 tendant à les entraîner dans le sens antihoraire. Le deuxième porte-satellites 203 étant immobile, les deuxièmes satellites 201 exercent un couple de réaction tendant à entrainer en rotation en sens horaire le deuxième solaire 200. Le deuxième solaire 200 transmet donc un premier couple de réaction CR1 dans le sens horaire via la bride 210 au carter de préhension 10 dont il est solidaire.
  • Par ailleurs, la réduction 16 transmet un deuxième couple de réaction CR2 dans le sens antihoraire à l'arbre moteur 15 via le premier solaire 161.
  • Les rapports de réduction des premier et deuxième trains épicycloïdaux étant identiques, la valeur des premier et deuxième couples de réaction est identique au frottement de rendement près.
  • Au cours d'une opération de vissage, le système formé par le carter de préhension 10, la poignée et les éléments mécaniques intenres subit donc deux couples de réaction de sens opposés et d'intensités égales. La somme de couples transmis au carter de préhension est donc nulle ou à tout le moins négligeable. Le couple de réaction transmis à la main de l'opérateur par la poignée 100 est par conséquent négligeable. Une visseuse selon l'invention présente donc un grand confort et une grande sécurité d'utilisation.
  • Le couple de réaction transmis au carter de préhension 10 par le deuxième solaire 200 est mesuré par le capteur de couple et le boîtier de contrôle. Ce couple de réaction est proportionnel au couple de serrage auquel est vissé l'élément à visser.
  • Lorsque les moyens de pilotage, en l'occurrence le boîtier de contrôle, détectent que la valeur de ce premier couple de réaction CR1 atteint une première valeur seuil prédéterminée correspondant généralement au moment où l'élément à visser accoste contre une pièce de l'assemblage à réaliser, le boîtier de contrôle pilote l'arrêt de la phase de prévissage et le début de la phase de vissage.
  • Le boîtier de contrôle actionne alors les moyens d'inversion du sens de rotation du moteur. Le sens de rotation du moteur 12 est ainsi inversé.
  • L'arbre moteur 15 est entrainé en rotation en sens horaire selon une deuxième vitesse plus lente dite vitesse de vissage. Le premier solaire 161 est entraîné en rotation en sens horaire par l'arbre moteur 15. Les premiers satellites 162 sont entraînés dans le sens antihoraire par le premier solaire 161. Compte tenu que la couronne 160 est maintenue à l'arrêt à l'intérieur du carter de réduction 11 via le deuxième train épicycloïdal, le premier porte-satellites 164 tourne dans le sens horaire. Le solaire 169 tourne alors en sens horaire et entraine les satellites 166 en sens antihoraire alors que le porte-satellites 168 tourne en sens horaire. L'organe terminal 17 tourne également dans le sens horaire si bien que l'élément à visser subit une phase de vissage à une vitesse plus lente jusqu'à ce que le couple de serrage souhaité soit atteint. La visseuse délivre alors un couple de vissage dont la valeur est supérieure à celle du couple de prévissage.
  • Lorsque le boîtier de contrôle détecte que le premier couple de réaction CR1 atteint une deuxième valeur seuil prédéterminée correspondant à la fin du vissage, elle commande l'arrêt de la visseuse.

Claims (13)

  1. Dispositif de vissage comprenant un carter de préhension (10) et un carter de réduction (11), ledit carter de préhension (10) comprenant une poignée (100) et logeant des moyens moteurs (12, 121, 13, 14, 15), ledit carter de réduction (11) logeant une réduction (16) par engrenages dont l'entrée (161) coopère avec la sortie (15) desdits moyens moteurs (12, 121, 13, 14, 15), ladite réduction (16) comprenant une unique sortie (168) coopérant avec un organe terminal rotatif (17) destiné à coopérer avec un élément à visser, ledit carter de réduction (11) étant lié audit carter de préhension (10) par des moyens de liaison rotative,
    caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison rotative sont configurés de manière telle qu'un effort de réaction négligeable soit transmis lors d'une opération de vissage audit carter de préhension (10).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison rotative comprennent des moyens de transmission audit carter de préhension (10) d'un couple de réaction d'intensité sensiblement identique et de direction opposée au couple de réaction transmis par ladite réduction (16) auxdits moyens moteurs (12, 121, 13, 14, 15).
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite réduction (16) comprend un premier train épicycloïdal ayant un premier solaire (161) solidaire desdits moyens moteurs, des premiers satellites (162) montés sur un premier porte-satellites (164), et une couronne (160) montée libre en rotation dans ledit carter de réduction (11), lesdits moyens de transmission comprenant un deuxième train épicycloïdal ayant un deuxième solaire (200) mobile en rotation par rapport audit premier solaire (161) et fixé audit carter de préhension (10), des deuxièmes satellites (201) montés sur un deuxièmes porte-satellites (203) fixé audit carter de réduction (11), et ladite couronne (160).
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les nombres de dents respectivement du solaire (161), des satellites (162) et de la couronne (160) du premier train épicycloïdal étant identiques à ceux du solaire (200), des satellites (201) et de la couronne (160) du deuxième train épicycloïdal.
  5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'entrée du premier train épicycloïdal est ledit solaire (161) et que sa sortie est ledit porte-satellites (164), en ce que l'entrée du deuxième train épicycloïdal est ledit solaire (200) et sa sortie est ledit porte-satellites (203), et en ce que les premier et deuxième trains épicycloïdaux ont des rapports de réduction identiques.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le premier porte satellite (164) est directement lié à l'organe terminal rotatif (17).
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mesure d'un information représentative du couple de serrage dudit élément à visser, lesdits moyens de mesure comprenant au moins un capteur de couple intégré dans lesdits moyens de transmission.
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit capteur de couple est monté sur ledit deuxième solaire (200).
  9. Dispositif selon la revendication 8,caractérisé en ce que ledit capteur intègre des jauges de contraintes.
  10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une boîte de vitesses (13) interposée entre lesdits moyens moteurs (12) et ladite réduction (16).
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de changement de vitesse par inversion du sens de rotation desdits moyens moteurs (12).
  12. Dispositif selon la revendication 10 ou 1l, caractérisé en ce que l'axe de ladite boîte de vitesses (13) et de ladite réduction (16) s'étend parallèlement et de manière décalée par rapport à l'axe desdits moyens moteurs (12).
  13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend une barre de réaction solidaire dudit carter de réduction (11).
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