FR3004132A1

FR3004132A1 - DYNAMOMETRIC CLAMP ASSEMBLY

Info

Publication number: FR3004132A1
Application number: FR1353016A
Authority: FR
Inventors: Thibault Royer; Andre Nicolas
Original assignee: SAM Outillage SAS
Current assignee: SAM Outillage SAS
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2014-10-10
Anticipated expiration: 2033-04-03
Also published as: FR3004132B1

Abstract

L'ensemble de serrage dynamométrique selon l'invention comprend (i) une douille dynamométrique (2) présentant une interface avec une douille de 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 d'avertissement de l'approche du couple de serrage.The dynamometric clamping assembly according to the invention comprises (i) a torque bushing (2) having an interface with a clamping bushing and an interface with a torque transmission tool, the torque bushing having moreover measurement of the torque applied to the socket and means of transmission of the measured torque and (ii) a control box (4) provided with means for receiving the clamping signal, an interface for setting a target torque and means warning of the approach of the tightening torque.

Description

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.The present invention relates to a torque control assembly. Certain mechanical assemblies - for example in the aeronautics industry or in the automobile industry - require that a tightening of a nut 5 on a screw or a stud is carried out with a torque whose value is precisely controlled. Modern tightening control tools include an electronic part with a display and a keyboard that is connected to one or more strain gauges. The tool will beep when clamping 10 approaches and reaches its set point. These tools are well known and fulfill their function of controlling torque satisfactorily. However, in some cases the use of a torque wrench may be difficult or impossible. It may be, for example, to apply a tightening torque to a nut that is difficult to access because, for example, of its location at the bottom of a well. In this technical context, an object of the invention is to provide a tightening torque control assembly for controlling the tightening torque applied to a nut in inaccessible locations or locations. The present invention relates to a torque clamping assembly comprising (i) a torque bushing having an interface with a clamping bush and an interface with a torque transmission tool, the torque bushing further having a torque measuring means applied to the socket and means of transmission of the measured torque and (ii) a control box provided with means for receiving the clamping signal, an interface for setting a set tightening torque and warning means of the approach of the tightening torque. Thus, the invention makes it possible to achieve a dynamometric clamping action with a small-sized socket that can reach inaccessible places with conventional torque wrenches. According to an advantageous arrangement of the invention, the torque bushing comprises means for transmitting a signal and in that the control box comprises means for receiving the signal emitted by the signal transmission means in order to detect them. the presence. In practice it can be envisaged that the torque bushing comprises an RFID tag and that the control box comprises an RFID reader designed to receive a radio frequency signal emitted by the RFID tag of the torque bushing in order to detect the presence thereof. . According to the provisions of the invention: the torque bushing comprises means for measuring the torque of the group comprising at least one strain gauge and at least one accelerometer for measuring the clamping angle. - The torque sleeve comprises an electronic card for amplifying and converting the signal transmitted by the torque measurement means. the torque bush comprises a rechargeable power source. - The torque sleeve comprises a sealing sheath. - The control box comprises an electronic card connected to a man / machine interface and the warning means of the approach of the tightening torque. 20 - the control box includes a rechargeable power source. - The control box includes a data transmission module with a remote traceability application. For a good understanding, the invention is described with reference to the appended drawing in which: FIG. 1 represents, schematically, an assembly according to the invention, FIG. 2 is a diagram showing the different functions of the two component subassemblies 'couples control set. As can be seen in FIG. 1, the torque control assembly according to the invention is broken down into two essential sub-elements, namely, a torque bushing 2 and a control box 4 which, in the example shown, is a portable electronic device. The torque bushing 2 is a metal element which has an interface 5 with a tool which will allow transmission of a torque. This tool, not shown, can be a key or a T-shaped key.

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.The torque bushing 2 also has an interface with a tool that will be able to engage a nut to be tightened. For this, as shown in FIG. 1, the torque bushing 2 may have a standard square 6 enabling it to engage in a clamping bush, moreover, known. We can refer to Figure 2 to appreciate all the functions that the torque sleeve 2 embeds. The torque bushing is therefore equipped with components enabling it to measure the applied torque. They may be strain gauges 21 and / or accelerometers 22. The strain gauges 21 comprise extensometers with resistant wires or strain gauges which translate the deformation of the torque bushing into a variation of electrical resistance (plus extensometers stretch, the more their resistance increases). Accelerometers 22 are sensors which are attached to the dynamometer socket 2; they make it possible to measure the acceleration of the latter and thus to determine its angle of rotation. The torque bushing 2 has an electronic card 23 which embeds several elements. The signals emitted by the measuring elements - strain gauges and / or accelerometers - are amplified 24 and converted into an analog digital converter 25. The electronic card 23 is furthermore equipped with a microcontroller 27 and a writable memory RAM in which are stored in particular the calibration data specific to the torque bushing 2; the electronic card 23 comprises a wireless transmission module 28 using, for example, a Bluetooth or WiFi protocol or any other communication protocol. There is the presence of a power supply 29 which may optionally be provided with a non-contact recharging system 30. The non-contact recharging system makes it possible to dispense with charging connections and thus contributes to the overall compactness of the system. the torque bushing 2. It is also intended that the torque bushing 2 be sealed by providing it with a sealing sheath. The encapsulation of the torque bushing 2 by a sealing sheath makes it possible to use it in environments where liquids are predominant. One of the important points of the torque bushing 2 according to the invention is the fact that it has an extremely reduced man-machine interface since, in practice, it comprises only one activation button 31 and a led 32 indicating the charge level of the power supply. It can thus be seen that the torque bushing 2 according to the invention can be of reduced size, which allows it to be inserted into locations which are normally inaccessible to a conventional torque wrench. Optionally, the torque bushing 2 may be provided with an RFID tag whose function will appear later. The control box 4 has, for its part, an electronic card equipped with a microcontroller 41. The control box 4 has a man-machine interface which may include a screen 43 possibly touch and / or a keyboard 44 and a display 45 and warning means that can be visual, audible or tactile (vibration or shock). The microcontroller 41 is connected to a signal receiving module 47 coming from the torque bushing 2 as well as from a wireless transmission system with, for example, a microcomputer 7 in which is compiled all the The control box 4 may also include a data transmission module 48 with a remote traceability application. Optionally, the control box 4 may incorporate an RFID reader designed to recognize the radiofrequency signal that is emitted by the torque bushing. The control box 4 may be configured as a stand-alone device which may be disposed near an operator who performs clamping operations. It is envisaged to equip the control box 4 of magnetic or electromagnetic means so that it is retained on a metal support. The control box 4 may take the form of a device which can be worn on the arm by means of a strap in the manner of a watch.

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.In operation, the torque sleeve 2 is associated with a clamping sleeve adapted to the size of the nut that is to be screwed. A torque transmission tool is engaged in the female socket interface. An extension may be interposed between the clamping tool and the torque bushing 2. The torque bushing 2 is energized; the control box 4 is also energized. During tightening, the torque control means, namely the strain gauges and / or the accelerometers, detect the torque that is applied to the screw. At the approach of the setpoint torque - for example 80% of the setpoint torque -, the means or means of communication with the user are activated so that, when the latter reaches the target torque, he is informed and stops its clamping action. The display of the control box 4 gives an indication of the angular travel measured by the accelerometers. During different tightening operations, the values of the torques reached can be stored in the casing, and when this casing arrives near a control station, the data can be dumped in the station in question to come and document it. all the clamping operations performed in a given time. At the end of the intervention, if the torque bushing 2 were to be left, after the departure of the operator, the control box 4 does not detect the presence of the torque bushing 2. A warning signal is then issued to inform the operator of an oversight.

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.The alert signal may also be communicated to the computer. It is specified that the control box can be used for driving a series of dynamometric sockets. Of course, the invention is not limited to the embodiment described above by way of example but embraces all the variants of execution.

Claims

REVENDICATIONS1. Torque clamping assembly comprising (i) a torque bushing (2) having an interface with a clamping bushing and an interface with a torque transmission tool, the torque bushing having further means for measuring the torque applied to the torque the sleeve and means for transmitting the measured torque and (ii) a control box (4) provided with means for receiving the clamping signal, an interface for setting a set torque and warning means the approach of the tightening torque.

2. A dynamometric clamping assembly, characterized in that the torque bushing (2) comprises means for transmitting a signal and in that the control box (4) comprises means for receiving the signal emitted by the signaling means. transmission of a signal to detect the presence thereof.

3. Torque clamping assembly according to claim 2, characterized in that the torque bushing (2) comprises an RFID tag and in that the control box (4) comprises an RFID reader designed to receive a radiofrequency signal emitted by the RFID tag of the torque bushing (2) to detect their presence.

4. Torque clamping assembly according to claim 2 or claim 2, characterized in that the torque bushing (2) comprises torque measuring means of the group comprising at least one strain gauge and at least one accelerometer for measuring the torque. tightening angle. 30

5. dynamometric clamping assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the torque sleeve (2) comprises an electronic card for amplifying and converting the signal transmitted by the torque measuring means.

Dynamometer clamping device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the torque sleeve (2) comprises a rechargeable power source.

Torque clamping assembly according to one of claims 1 to 6, characterized in that the torque sleeve (2) comprises a sealing sheath.

8. Torque clamping assembly according to one of the 10 claims 1 to 7, characterized in that the control box (3) comprises an electronic card connected to a man / machine interface and the warning means of the approach of the tightening torque.

9. Torque clamping assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control box (3) comprises a rechargeable power source.

10. Torque clamping assembly according to one of claims 1 to 9, characterized in that the control box (3) comprises a data transmission module with a remote traceability application. 25