FR3047681A1 - Presse de serrage mecanique a dynamometre - Google Patents

Abstract

La figure 1 illustre une presse de serrage mécanique 20, à serrage manuel et à mesure d'effort de serrage, en position avant application du serrage, selon un mode de réalisation de l'invention. Elle comporte des moyens de serrage comprenant une structure 21 en forme de C et des moyens de vissage comportant un filetage, lesdits moyens de vissage étant destinés à exercer une force de serrage sur une surface 22 par l'intermédiaire d'un pied de serrage 23 solidaire des moyens de vissage, et ladite structure en C assurant le bouclage de la force de serrage. Les moyens de vissage comportent une vis 24 portant ledit filetage et une poignée 25 permettant à l'utilisateur d'entraîner en rotation ladite vis 24. Sur la figure 1, la presse de serrage mécanique 20 est en position avant serrage, elle n'exerce donc pas de pression sur la surface 22.

Description

Domaine de l’invention

La présente invention s’applique au domaine mécanique de mesure d’une force de serrage.

Plus particulièrement, la présente invention s’applique au domaine de mesure de force appliquée sur une surface par des moyens de serrage par vissage.

La présente invention vise plus particulièrement une presse de serrage mécanique à mesure d’effort de serrage incorporée.

Etat de l’art L’assemblage mécanique de structures, dans différents domaines comme par exemple celui de l'industrie aéronautique, requiert fréquemment l’utilisation d’agrafes d’épinglage coopérant avec des perçages pour maintenir temporairement en pression des éléments à assembler. Lors d’absence de perçages ou pour des problèmes d’accessibilité il est aussi utilisé des presses de mécanicien ou carrossier, usuellement nommées « serre-joints >>. Ces presses comportent généralement des moyens de vissage permettant d’appliquer une force de serrage mais lorsque le vissage est réalisé manuellement sans limitation du couple de serrage, la force de serrage n’est pas connue précisément et est donc laissée à la seule appréciation de l’utilisateur de la presse.

Dans certains cas, il est nécessaire de connaître la valeur de la force de serrage appliquée sur les éléments à assembler avec une certaine précision, comme par exemple, dans l’accostage de deux pièces sachant que l’effort d’accostage correspond à un pourcentage de la tension qui sera installée dans la fixation finale. La connaissance de la valeur de la force de serrage appliquée peut aussi être nécessaire en cas de fluage d'un mastic d’interposition pour maîtriser le comportement du mastic avant et pendant une phase de durcissement. Un autre exemple est le besoin de connaître la valeur de la force appliquée lors de l’assemblage d’éléments fragiles ou de résistance mécanique limitée, en particulier au poinçonnement, comme par exemple certaines pièces en matériaux composites. L’utilisation d’un dynamomètre de compression pour des situations telles que celles citées précédemment est souvent inenvisageable pour la mesure de ces forces de compression car elles dépassent souvent les 500 Newton (force maximale généralement mesurable à la main avec un dynamomètre de compression) et ces dynamomètres sont très fragiles.

Il existe donc encore aujourd’hui un besoin d’un dispositif permettant de mesurer simplement et directement la force de compression appliquée sur une surface par des moyens de serrage par vissage dont l’action est gérée manuellement par un opérateur.

Exposé de llnvention À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise une presse de serrage mécanique à serrage manuel et à mesure d’effort, caractérisée en ce qu’elle comporte un dynamomètre mécanique à lecture d’effort direct affichant une valeur de la force de serrage exercée par ladite presse de serrage mécanique.

Ainsi, un individu utilisant manuellement la presse de serrage mécanique objet de la présente invention, a la possibilité de visualiser directement lors du serrage mécanique, la valeur de la force de serrage que la presse de serrage mécanique exerce. L’individu peut donc avantageusement mesurer et maîtriser cette force de serrage. Cela permet, de manière avantageuse, de connaître par exemple la résistance à la compression d’une surface ou, lorsque la résistance maximale de la surface à la compression est connue, de ne pas exercer un serrage trop important qui pourrait endommager la surface. L’utilisateur peut également effectuer des serrages avec ladite presse de serrage mécanique, à une valeur de force de serrage choisie au préalable. L’utilisateur peut ainsi maîtriser de façon avantageuse les efforts d’accostage de pièces ou le fluage de mastic d’interposition en utilisant la presse de serrage mécanique objet de la présente invention.

Dans un mode de réalisation particulier, la presse de serrage mécanique comporte des moyens de serrage comprenant une structure en forme de C, des moyens de vissage comportant un filetage et un pieds de serrage solidaire des moyens de vissage, lesdits moyens de vissage étant destinés à exercer la force de serrage de ladite presse de serrage mécanique, sur une surface, par l’intermédiaire dudit pied de serrage.

La structure en forme de C peut être formée d’une ou plusieurs pièces. Cette structure en forme de C comporte une zone d’appui en face du pied de serrage, contre laquelle peuvent reposer le ou les éléments devant être serrés par la presse de serrage mécanique. La structure en forme de C permet de reprendre les efforts de serrage exercés par les moyens de vissage sur une surface.

Lors d’une utilisation de la presse de serrage mécanique entre deux surfaces, les moyens de vissage exercent la force de serrage sur le pied de serrage qui est interposé entre les moyens de vissage et une des surfaces sur laquelle la force de serrage est retransmise par ledit pied de serrage.

Dans des modes de réalisation le dynamomètre à lecture d’effort direct comporte : - une glissière fixe par rapport à la structure en forme de C, - un coulisseau monté coulissant dans ladite glissière et comportant un taraudage coopérant avec le filetage des moyens de vissage, ledit coulissement du coulisseau étant entraîné par les moyens de vissage, - un moyen élastique dont la raideur est connue et étant monté en compression entre ledit coulisseau et ladite glissière et, - des moyens d’affichage de la valeur de la force de serrage exercée par les moyens de vissage, lesdits moyens d’affichage comportant des moyens de mesure de la position du coulisseau par rapport à la glissière, ladite position du coulisseau correspondant à la valeur de la force de serrage exercée par les moyens de vissage.

Dans un mode de réalisation particulier, le moyen élastique prend appui sur un talon du coulisseau et un épaulement de la glissière. Ainsi, le moyen élastique peut être monté en compression entre le talon du coulisseau et l’épaulement de la glissière. De préférence, le talon du coulisseau est parallèle à l’épaulement de la glissière.

Au repos, c'est-à-dire lorsque la presse de serrage mécanique est en position avant application du serrage, la position du coulisseau par rapport à la glissière correspond à une valeur de force de serrage minimale mesurable par le dynamomètre ou à une valeur nulle de force de serrage exercée par les moyens de vissage sur la surface. Lorsque la presse de serrage mécanique est en position de serrage, c'est-à-dire lors d’un serrage exercé par les moyens de vissage, le coulisseau sous l’effet d’un entraînement par les moyens de vissages exerçant le serrage, coulisse le long de la glissière qui est fixe par rapport à la structure en forme de C et le moyen élastique se retrouve alors compressé entre le talon du coulisseau et l’épaulement de la glissière. Le moyen élastique, dont la raideur choisie est connue, exerce donc en retour sur le coulisseau, une force de résistance à la compression. La nouvelle position du coulisseau par rapport à la glissière correspond donc à une valeur déterminée de ladite force de serrage exercée par les moyens de vissage. L'écrasement du moyen élastique dû à sa compression, aussi appelé déflexion, correspond au déplacement du coulisseau par rapport à la glissière. Il est possible pour l’utilisateur de la presse de serrage mécanique, de visualiser et de mesurer directement sur le dynamomètre mécanique, la position du coulisseau par rapport à la glissière grâce aux moyens de mesure. Ainsi, connaissant la raideur du moyen élastique et la position du coulisseau par rapport à la glissière, l’utilisateur peut en déduire la valeur de la force de serrage exercée par les moyens de vissage sur la surface.

Dans un mode de réalisation particulier, le coulisseau est de forme globalement cylindrique creuse, la surface interne du cylindre comportant ledit taraudage coopérant avec le filetage des moyens de vissage et la glissière est de forme globalement cylindrique creuse, la surface interne du cylindre creux que forme la glissière étant destinée à guider le coulisseau dans son coulissement selon un axe L longitudinal que partagent la glissière et le coulisseau. Ainsi, le coulisseau étant monté coulissant dans le cylindre creux que forme la glissière, au moins une partie du coulisseau est cachée à l’intérieur du cylindre que forme la glissière. Lorsque la presse de serrage mécanique est en position de serrage la position du coulisseau est telle qu’une partie du coulisseau ressort de la partie creuse de la glissière ce qui permet à l’utilisateur de visualiser sur ladite partie du coulisseau ressortant, la valeur de la force de serrage exercée par les moyens de vissage, grâce aux moyens de mesure de la position du coulisseau par rapport à la glissière.

Dans un mode de réalisation particulier, lorsque la presse de serrage mécanique est en position avant serrage, la position du coulisseau par rapport à la glissière est telle qu’une extrémité du coulisseau et une extrémité de la glissière sont alignées dans un plan Z perpendiculaire à l’axe L longitudinal du coulisseau et de la glissière. Le coulisseau ne ressort donc pas de la glissière au niveau du plan Z. Ainsi, l’utilisateur de la presse de serrage mécanique ne visualise pas de valeur de force de serrage.

Les extrémités du coulisseau et de la glissière qui sont alignées sont respectivement l’extrémité du coulisseau opposée au talon du coulisseau selon l’axe L longitudinal et l’extrémité de la glissière opposée à l’épaulement de la glissière selon l’axe L longitudinal. Il s’agit donc des extrémités du côté opposé au côté du serrage selon l’axe L longitudinal.

Dans un cas particulier, lorsque la presse de serrage mécanique est en position avant application du serrage, l’extrémité du coulisseau est donc affleurante à l’extrémité de la glissière. Cette position du coulisseau par rapport à la glissière correspond à une valeur de force de serrage exercée par les moyens de vissage inférieure à une valeur seuil déterminée par la précompression du ressort. Cette position peut, par exemple, correspondre à une valeur nulle de force de serrage exercée par les moyens de vissage sur une surface. Dans ce même cas particulier, lors de l'application d'une force de serrage sur une surface par les moyens de vissage, le coulisseau coulisse dans la glissière et le moyen élastique est compressé entre l’épaulement de la glissière et le talon du coulisseau. L’extrémité du coulisseau n’est alors plus affleurante à l’extrémité de la glissière par exemple. Le déplacement du coulisseau et donc de ladite extrémité du coulisseau correspond à un écrasement du moyen élastique et la position du coulisseau dans la glissière (ou de l’extrémité du coulisseau par rapport à l’extrémité de la glissière) correspond à une valeur de ladite force de serrage. L’extrémité de la glissière étant fixe sur la structure en forme de C reprenant les efforts de serrage, elle sert par exemple de point de référence pour la mesure de la position du coulisseau.

Dans un mode de réalisation particulier, le moyen élastique est un ressort, par exemple un ressort spiral monté en compression. Ce moyen élastique est avantageusement simple à réaliser et peu coûteux.

Dans un mode de réalisation, les moyens de vissage comportent une vis comportant le filetage des moyens de vissage coopérant avec le taraudage du coulisseau.

Dans un mode de réalisation particulier, la glissière comporte une fente étendue longitudinalement sur au moins une partie de sa longueur et le coulisseau comporte une clavette destinée à glisser dans ladite fente lors du coulissement du coulisseau dans la glissière. Il doit être compris par « longitudinalement sur au moins une partie de sa longueur», le long d’au moins une partie de la glissière selon l’axe L longitudinal.

Dans un mode de réalisation les moyens de mesure de la position du coulisseau par rapport à la glissière comportent au moins une graduation sur le coulisseau. La graduation peut par exemple être sous forme de gravure sur le coulisseau ou de gorges, par exemple réalisées en tournage par usinage ou par repoussage, sur le coulisseau, ou encore sous forme de marquage avec une ou plusieurs couleurs. Les moyens de mesure de la position du coulisseau par rapport à la glissière peuvent comporter plusieurs graduations. Les graduations peuvent par exemple être espacées entre elles d’un millimètre, cette distance correspondant par exemple à une force de compression égale à 500 N lorsque la raideur du moyen élastique et de 500 N.mm. De telles graduations peuvent par exemple se situer sur la surface externe d’un coulisseau qui est en forme de cylindre creux.

De manière générale tout dispositif restituant une mesure du déplacement relatif du coulisseau par rapport à la glissière peut être mis en oeuvre. En particulier s'il est souhaité obtenir des valeurs précises des mesures de déplacement, et par conversion des forces de serrage, des moyens utilisant des capteurs de déplacement sont avantageusement mis en oeuvre. De tels moyens sont par exemple des capteurs correspondant aux technologies mises en oeuvre dans le domaine de la mesure sur les pieds à coulisse ou les jauges de profondeur. Dans le cas de capteurs à affichages électroniques, un étalonnage, qui peut être réalisé sur un banc de contrôle automatisé, de chaque presse est possible pour tenir compte lors de la mise en service des dispersions de fabrication des moyens élastiques et périodiquement de la dérive de leurs caractéristiques en utilisation.

Dans un mode de réalisation, lorsque la presse de serrage mécanique est en position avant application du serrage, l’extrémité du coulisseau opposée au côté du serrage selon l’axe L longitudinal, est affleurante à l’extrémité de la glissière comme vu précédemment. Dans un tel exemple de réalisation, la glissière cache lesdites graduations lorsque la presse de serrage mécanique est en position avant application du serrage. L’extrémité du coulisseau est alors considérée comme une graduation à laquelle est attribuée la valeur nulle de distance de déplacement du coulisseau par rapport à la glissière et donc une valeur seuil déterminée par la pré-compression du ressort, par exemple une valeur nulle (0 Newton) de force de serrage exercée par les moyens de vissage. Lorsque le coulisseau coulisse le long de la glissière sous l’exercice d’un serrage sur une surface par les moyens de vissage des graduations positionnées sur le coulisseau deviennent visible pour l’utilisateur, n’étant plus cachées par la glissière. Ces graduations correspondent à des valeurs non nulles de distance de déplacement du coulisseau par rapport à la glissière et donc à des valeurs non nulles (supérieures à 0 Newton) de force de serrage exercée par les moyens de vissage.

Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de mesure de la position du coulisseau par rapport à la glissière comportent une graduation sur le coulisseau délimitant, pour une application déterminée, une zone de valeurs de la force de serrage acceptables et une zone de valeurs de la force de serrage inacceptables, voire deux zones de valeurs inacceptables encadrant une zone de valeurs acceptables. Ladite zone de valeurs de la force de serrage acceptables est par exemple peinte en vert sur la surface externe du coulisseau, et la ou les zones de valeurs de la force de serrage inacceptables sont par exemple peintes en rouge sur la surface externe du coulisseau. Ce mode de réalisation particulier permet à l’utilisateur de la presse de serrage mécanique, lors de la mise en oeuvre de ladite presse, de visualiser simplement qu’il a atteint une valeur de serrage prédéfinie ou de visualiser lorsque la valeur de la force de serrage qu’il exerce avec la presse de serrage mécanique est comprise ou non dans une plage de valeurs de la force de serrage prédéfinie. Cela présente un intérêt par exemple pour des applications spécifiques dans lesquelles une valeur maximale de force de serrage a été définie et ne doit pas être dépassée (exemple : lors de dévrillage de pièces) ou dans lesquelles une valeur de force de serrage particulière doit être atteinte (par exemple pour un maintien adéquat de deux surfaces l’une contre l’autre).

Dans un mode de réalisation, lorsque la presse de serrage mécanique est en position avant application du serrage, la graduation unique sur le coulisseau est cachée par la glissière et elle ne devient visible pour l’utilisateur que lorsque le coulisseau à coulissé sur une distance correspondant à une valeur de force de serrage attribuée à ladite graduation unique. Ainsi l’utilisateur sait qu’il ne doit pas exercer une force de serrage plus importante et donc ne doit pas serrer plus la presse de serrage mécanique.

Dans un mode de réalisation particulier, le dynamomètre comporte un anneau de mesure de force en compression destiné à délivrer sous forme d'un signal électrique, analogique ou numérique, une force de serrage mesurée qui correspond à la force de serrage également mesurée par ledit dynamomètre. Un tel anneau de force peut se positionner entre le coulisseau et le moyen élastique afin de mesurer et numériser la force de résistance du moyen élastique, celle-ci correspondant à la force de serrage exercée par les moyens de vissage de la presse sur une surface. Dans un tel mode de réalisation, la mesure de la force de résistance du moyen élastique est envoyée à des moyens d'affichage et ou d'enregistrement de la force. L'invention permet d'appliquer progressivement la force de serrage en écrasant le ressort sur une certaine longueur (effet sensitif), et avec le dynamomètre comportant l’anneau de force, l’invention peut avantageusement être dédiée à la mesure de valeurs de force de serrage correspondant à des déplacements du coulisseau de l'ordre du 1/10ème de mm ou moins. Ainsi, de manière avantageuse, la précision de la mesure de la valeur de la force de serrage est augmentée.

Présentation des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent : - Figure 1 : Une presse de serrage mécanique à serrage manuel et à mesure d’effort, en position avant application du serrage, selon des modes de réalisation de l’invention. - Figure 2 : Le dynamomètre isolé du reste de la presse de serrage mécanique, que comporte la presse de serrage mécanique de la figure 1 en position avant application du serrage selon un mode de réalisation de l’invention. - Figure 3 : Une coupe selon l’axe longitudinal du dynamomètre isolé de la figure 2. - Figure 4 : Une glissière du dynamomètre, de forme cylindrique, creuse selon un mode de réalisation de l’invention. - Figure 5 : Un coulisseau du dynamomètre, de forme cylindrique, creux selon un mode de réalisation de l’invention. - Figure 6 : Une presse de serrage mécanique à serrage manuel et à mesure d’effort, en position de serrage et appliquant une force de serrage exercée sur une surface par les moyens de vissage selon des modes de réalisation de l’invention. - Figure 7 : Le dynamomètre isolé du reste de la presse de serrage mécanique, que comporte la presse de serrage mécanique en position de serrage de la figure 6 selon un mode de réalisation de l’invention. - Figure 8 : Une coupe selon l’axe longitudinal du dynamomètre isolé de la figure 7. - Figure 9 : Le dynamomètre isolé de la presse de serrage mécanique, en position de serrage, et illustrant les moyens de mesure de la position du coulisseau par rapport à la glissière, lesdits moyens de mesure comprenant des graduations sous forme de gorges parallèles réalisées en tournage sur le coulisseau selon un mode de réalisation de l’invention. - Figure 10: Le dynamomètre isolé de la presse de serrage mécanique, en position de serrage, et illustrant les moyens de mesure de la position du coulisseau par rapport à la glissière et comprenant une graduation unique sur le coulisseau selon un autre mode de réalisation de l’invention. - Figure 11 : Le dynamomètre isolé de la presse de serrage mécanique, en position de serrage, et comprenant un anneau de mesure de la force de compression selon un mode de réalisation de l’invention.

Description détaillée de llnvention

On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.

De manière plus générale, la portée de la présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-dessous à titre d’exemples non limitatifs, mais s’étend au contraire à toutes les modifications à la portée de l’homme du métier. Chaque caractéristique d’un mode de réalisation peut être mise en oeuvre isolément ou combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.

La figure 1 illustre une presse de serrage mécanique 20, à serrage manuel et à mesure d’effort de serrage, en position avant application du serrage, selon un mode de réalisation de l’invention. Elle comporte des moyens de serrage comprenant une structure 21 en forme de C et des moyens de vissage comportant un filetage, lesdits moyens de vissage étant destinés à exercer une force de serrage sur une surface 22 par l’intermédiaire d’un pied de serrage 23 solidaire des moyens de vissage, et ladite structure en C assurant le bouclage de la force de serrage. Les moyens de vissage comportent une vis 24 portant ledit filetage et une poignée 25 permettant à l’utilisateur d’entraîner en rotation ladite vis 24. Sur la figure 1, la presse de serrage mécanique 20 est en position avant serrage, elle n’exerce donc pas de pression sur la surface 22.

La presse de serrage mécanique 20 comporte également un dynamomètre 26 mécanique à lecture d’effort direct affichant une valeur de la force de serrage exercée par ladite presse de serrage mécanique. La figure 2 illustre le dynamomètre 26 isolé de la presse de serrage mécanique 20 dans la position avant serrage de la figure 1. La figure 3 illustre une coupe longitudinale du dynamomètre 26 isolé de la presse de serrage dans les conditions des figures 1 et 2.

Le dynamomètre 26 comporte : - une glissière 27 ; - un coulisseau 28 ; - un moyen élastique 29 travaillant en compression.

La glissière 27, dans le mode de réalisation illustré en figure 3 et en figure 4, comporte une fente 32 étendue longitudinalement sur au moins une partie de sa longueur. Dans la forme de réalisation illustrée en figure 4, la glissière 27 est de forme globalement cylindrique creuse, ledit cylindre comprenant un axe L longitudinal. La glissière 27 de forme cylindrique comprend également un épaulement 30. Cet épaulement 30 est situé au niveau d’une extrémité du cylindre formée par la glissière 27. L’épaulement 30, comme illustré en figures 3, comporte une première surface d’appui 39 et une deuxième surface d’appui 40. La glissière 27 est fixe par rapport à la structure 21 en forme de C. En effet la glissière 27 est solidaire de la structure 21 du fait qu’elle est encastrée ou vissée dans un logement de la structure 21, avec la première surface d’appui 39 de l’épaulement 30 en appui sur la structure 21.

Le coulisseau 28 comporte un taraudage coopérant avec le filetage des moyens de vissage, tel qu’illustré ici en figure 1, le filetage de la vis 24. Le coulisseau 28 comporte également une clavette 33. Dans un mode de réalisation, comme illustré en figure 5. le coulisseau 28 est de forme globalement cylindrique creuse, ledit cylindre comprenant un axe longitudinal L et la surface interne du cylindre comportant ledit taraudage coopérant avec le filetage des moyens de vissage. Le coulisseau 28 comprend un talon 31. Ce talon 31 est situé au niveau d’une extrémité du cylindre formé par le coulisseau 28, du côté du serrage, et comme illustré en figure 5, il comporte une surface d’appui 41 et une surface externe 42. Le coulisseau 28 est monté coulissant dans ladite glissière 27. En effet, en fonctionnement, le cylindre que forme la glissière 27 vient emmancher au moins une partie du cylindre que forme coulisseau 28. Cela est illustré sur les figures 1,2 et 3, qui montrent des modes de réalisation dans lesquels la glissière 27 et le coulisseau 28 on une forme globalement cylindrique creuse et partagent un même axe L longitudinal. Cet axe L longitudinal est également partagé avec la vis 24.

Dans le mode de réalisation illustré en figure 3, lorsque la presse de serrage mécanique 20 est en position avant application du serrage, la position du coulisseau 28 par rapport à la glissière 27 est telle qu’une extrémité 43 du coulisseau 28 et une extrémité 44 de la glissière 27 sont alignées dans un même plan Z perpendiculaire à l’axe L longitudinal du coulisseau 28 et de la glissière 27. Ces deux extrémités sont les extrémités opposées au côté du serrage selon l’axe L longitudinal. On entend par côté du serrage le côté des moyens de serrage où le pied de serrage 23 entre en contact avec la surface 22. L’extrémité 43 du coulisseau 28 est affleurante à l’extrémité 44 de la glissière 27. Cette position du coulisseau 28 par rapport à la glissière 27 correspond donc à une valeur minimale mesurable par le dynamomètre 26 de la force de serrage exercée par les moyens de vissage sur la surface 22. Dans un mode de réalisation, lorsque la presse de serrage mécanique 20 est en position avant application du serrage, le moyen élastique 29 est précontraint. En conséquence, l’utilisateur peut visualiser une valeur de force de serrage sur le dynamomètre 26 qu’à partir d’une valeur de force de serrage supérieure à la précontrainte. Il est possible d’ajuster ou modifier la précontrainte du moyen élastique 29 en ajoutant au moins une rondelle 35 entre le moyen élastique 29 et le coulisseau 28 ou comme illustré en figure 2 et 3, entre le talon 31 du coulisseau 28 et le moyen élastique 29. Une précontrainte à zéro, c'est-à-dire une précontrainte pour laquelle l’utilisateur visualise une valeur de force de serrage sur le dynamomètre 26 qu’à partir d’une valeur de force de serrage supérieure à 0, peut être effectuée de sorte que les deux extrémités 43, 44, soient alignées selon le plan Z. En effet, lorsque la presse de serrage mécanique 20 est en position avant application du serrage, si l’extrémité 43 du coulisseau 28 et l’extrémité 44 de la glissière 27 ne sont pas alignées selon le plan Z, il est possible d’effectuer un calibrage en ajoutant au moins une rondelle 35 entre le talon 31 du coulisseau 28 et le moyen élastique 29. Alors, le moyen élastique 29 ne prend plus appui sur la surface d’appui 41 du coulisseau 28 mais sur la rondelle 35.

Le coulisseau 28 étant monté coulissant dans le cylindre creux que forme la glissière 27, comme montré en figure 3, au moins une partie du coulisseau 28 est cachée à l’intérieur du cylindre que forme la glissière 27.Le taraudage du coulisseau 28 coopérant avec le filetage de la vis 24, ledit coulissement du coulisseau 28 dans la glissière 27 est entraîné par les moyens de vissage et plus précisément par une rotation des moyens de vissage. La clavette 33 est agencée pour glisser dans la fente 32 lors du coulissement du coulisseau 28 dans la glissière 27. La glissière 27 est fixe par rapport à la structure 21 en forme de C, elle ne se déplace pas, ni en translation ni en rotation. La coopération de la clavette 33 du coulisseau 28 avec la fente 32 de la glissière 27 permet d’éviter un entraînement en rotation du coulisseau 28 par les moyens de vissage dont le filetage coopère avec le taraudage du coulisseau 28. Ainsi le coulisseau 28 ne peut effectuer que des déplacements rectilignes dans l'alésage de la glissière 27.

Le moyen élastique 29, selon le mode de réalisation illustré en figure 1 est un ressort dont la raideur est connue. La raideur du moyen élastique 29 au repos peut par exemple être égale à 500 N.mm. Dans un mode de réalisation particulier, cette raideur peut être inférieure à 500 N.mm. Le choix d'une valeur de la raideur du moyen élastique 29 n'est cependant pas critique. Elle sera déterminée principalement en fonction de la force maximale de serrage devant être appliquée au moyen de la presse de serrage mécanique 20 considérée et en fonction du pas du taraudage, c'est à dire d'une avance par tour de la vis 24 de serrage, pour procurer un confort de mise en oeuvre à l'utilisateur de ladite presse 20 et procurer un retour sensitif facilitant une utilisation instinctive de ladite presse 20 au moment du serrage. La force de résistance du moyen élastique en charge maximale peut par exemple être inférieure ou égale à 5500 N. Le moyen élastique 29 est monté en compression entre la glissière 27 et le coulisseau 28. Plus précisément, le moyen élastique 29 est monté en compression entre le talon 31 du coulisseau 28 et l’épaulement 30 de la glissière 27. Pour cela, le moyen élastique 29 prend appui sur la surface d’appui 41 du talon 31 et sur la deuxième surface d’appui 40 de l’épaulement 30. De préférence, la surface d’appui 41 du talon 31 est parallèle à la surface d’appui 40 de l’épaulement 30.

Dans un exemple de réalisation d'une presse de serrage mécanique 20, lorsque ladite presse 20 est en position avant application du serrage, le ressort 29 est d’une longueur égale à 38 mm et possède un diamètre externe de 32 mm, un diamètre interne de 16 mm et une raideur de 500 N.mm. Dans un tel exemple de réalisation, en position de serrage pour la presse mécanique de serrage 20 et pour une compression maximale appliquée, le ressort peut être de longueur égale à 28,5 mm (déflexion de 9,5mm) et exercer une force de résistance à la compression égale à 4750 N.

Le dynamomètre 26 comporte également des moyens d’affichage de la valeur de la force de serrage exercée par les moyens de vissage, lesdits moyens d'affichage comportant des moyens de mesure de la position du coulisseau 28 par rapport à la glissière 27, ladite position du coulisseau 28 correspondant à la valeur mesurée par le dynamomètre 26 de la force de serrage exercée par les moyens de vissage.

Comme illustré en figure 5, ces moyens de mesure peuvent comprendre des graduations 34 positionnées sur le coulisseau 28. Comme détaillé plus haut, au moins une partie du coulisseau 28 est cachée par la glissière 27 lorsque la presse de serrage mécanique 20 est en position avant application du serrage. Cette partie cachée du coulisseau 28 comporte des graduations 34.

Le nombre de graduations 34 visible correspond à une distance sur laquelle le coulisseau 28 s'est déplacé par rapport à la glissière 27 et donc à une valeur de la force de serrage exercée par les moyens de vissage. Les graduations 34 permettent avantageusement de visualiser directement la position du coulisseau 28 par rapport à la glissière 27. La lecture de la position du coulisseau 28 par rapport à la glissière 27, effectuée par l’utilisateur, se fait selon le plan Z perpendiculaire à l’axe L longitudinal et tangent à l'extrémité de la glissière. L’extrémité 44 de la glissière 27 sert de point de repère pour évaluer la position, et donc la position, du coulisseau 28. L’utilisateur de la presse mécanique 20, visualise selon le plan Z, la graduation 34 affleurante à l’extrémité 44 de la glissière 27 pour déterminer la position du coulisseau 28 par rapport à la glissière 27. Dans un exemple de réalisation, lorsque la presse de serrage mécanique 20 est en position avant application du serrage, l’utilisateur de la presse mécanique 20 visualise selon le plan Z, l’alignement de l’extrémité 43 du coulisseau 28 avec l’extrémité 44 de la glissière 27. Cette position du coulisseau 28 par rapport à la glissière 27 peut correspondre à une valeur nulle de force de serrage exercée par les moyens de vissage sur la surface 22.

La figure 6 illustre la presse de serrage mécanique 20 à mesure d’effort, en position de serrage exercée sur une surface 22 par les moyens de vissage selon un mode de réalisation de l’invention. Le dynamomètre 26 que comporte la presse de serrage mécanique 20 en position de serrage, est illustré isolé de ladite presse mécanique 20 en figure 7. La figure 8 illustre une coupe longitudinale de ce dynamomètre 26 isolé de la presse de serrage mécanique 20 en position de serrage.

Les figures 5, 6 et 7 montrent des graduations 34 sous forme de gravures sur une partie du coulisseau 28, mais l’invention ne se limite pas à une seule forme de graduations 34. Par exemple, la figure 9 illustre des graduations 34 sous forme de gorges peu profondes (par exemple 0.5 mm à 2 mm de profondeur) réalisées sur le coulisseau 28 en tournage selon un mode de réalisation de l’invention.

Dans un mode de réalisation, chaque graduation 34 comporte l’inscription de la valeur de la force de serrage qui lui correspond. Par exemple, cette valeur peut être exprimée en Newton ou en daN, voire en kN.

La figure 10 illustre une graduation 34 sur le coulisseau 28. Cette graduation 34, correspondant à une valeur de force de serrage exercée sur la surface 22 par les moyens de vissage, sert de délimitation d’au moins deux zones : une zone de valeurs de la force de serrage acceptables 36 et une zone de valeurs de force de serrage inacceptables 37. Lesdites au moins deux zones peuvent être d’une couleur différente l’une de l’autre pour faciliter le repère visuel de la graduation 34 pour un utilisateur. Pour une application déterminée, la zone de valeurs de la force de serrage acceptables 36 correspond à des valeurs de la force de serrage exercée sur la surface 22 qui ne risquent pas d’endommager la surface 22 et/ou qui sont considérées comme suffisantes pour une utilisation particulière et la zone de valeurs de force de serrage inacceptables 37 correspond à des valeurs de force de serrage exercée sur la surface 22 qui sont susceptibles d’endommager la surface 22 ou qui sont considérées comme trop faibles pour une utilisation particulière. Ainsi, dans ces modes de réalisation, lorsque la presse de serrage mécanique 20 est en position avant application du serrage, la graduation 34 unique et lesdites au moins deux zones de valeurs de la force de serrage sont cachées dans la glissière 27. Ce mode de réalisation particulier permet à l’utilisateur de la presse de serrage mécanique 20, lors de la mise en oeuvre de ladite presse 20, de visualiser simplement qu’il a atteint une valeur de serrage prédéfinie ou de visualiser lorsque la valeur de la force de serrage qu’il exerce avec la presse de serrage mécanique est comprise ou non dans une plage de valeurs de la force de serrage prédéfinie. L’utilisateur doit dans cette forme de réalisation surveiller, toujours selon le plan Z, l’apparition de la graduation 34 unique sur le coulisseau 28 en position affleurante à l’extrémité 44 de la glissière 27. Lorsque la graduation 34 unique apparaît affleurante à l’extrémité 44 de la glissière 27, l’utilisateur sait alors qu’il doit arrêter d’augmenter ou diminuer la force de serrage exercée par les moyens de vissage.

Enfin, dans une forme de réalisation, la presse de serrage mécanique 20 comporte un anneau de force en compression 38 comme illustré en figure 11, délivrant sous forme d'un signal électrique, analogique ou numérique, une force de serrage mesurée qui correspond à la force également « vue >> par ledit dynamomètre 26. Un tel anneau de force en compression 38 peut par exemple être positionné entre la glissière 27 et le moyen élastique 29. Le moyen élastique 29 ne prend alors plus directement appui sur la deuxième surface d’appui 40 de l’épaulement 30 mais sur l’anneau de force de compression 38. Ce mode de réalisation comportant l’anneau de force de compression 38 apporte une facilité de lecture de la valeur de la force de serrage exercée sur la surface 22. L’anneau de force en compression 38 est connecté à une unité d’alimentation et une unité de traitement d’informations (non représentées sur les dessins) permettant de visualiser de façon numérique la valeur de la force de serrage exercée sur la surface 22 par les moyens de vissage.

Voici un exemple de mise en oeuvre de la presse de serrage mécanique 20 selon l’invention :

Lorsque l’utilisateur place la presse de serrage mécanique 20, les moyens de vissage sont écartés de sorte à positionner une surface 22 entre le pied de serrage 23 et la structure 21 en forme de C. L’utilisateur commence alors à tourner la poignée 25 pour entraîner en rotation la vis 24 et ainsi le pied de serrage 23 pour rattraper l’ouverture entre le pied de serrage 23 et la surface 22. Tant qu’il n’y a aucun contact entre le pied de serrage 23 et la surface 22, aucune force de serrage n’est appliquée sur la surface 22 par les moyens de vissage et il n’y a donc pas d’action ni de déplacement sur le dynamomètre 26. En continuant à visser, le pied de serrage 23 arrive au contacte de la surface 22 et à partir de cette mise en contact, si l’utilisateur continue à visser, il ya alors une application d’un serrage et donc d’une force de serrage exercée sur la surface 22 par les moyens de vissage.

Comme illustré en figures 1 et 3, lorsque la presse de serrage mécanique 20 est en position avant application d'un serrage, c'est-à-dire, lorsque aucun serrage n’est exercé par les moyens de vissage sur la surface 22, le ressort 29 est en compression entre le talon 31 du coulisseau 28 et l’épaulement 30 de la glissière 27. Le ressort prend appui sur la surface d’appui 41 du talon 31 et sur la deuxième surface d’appui 40 de l’épaulement 30. La position du coulisseau 28 par rapport à la glissière 27 est telle que l’extrémité 43 du coulisseau 28 et l’extrémité 44 de la glissière 27 sont alignées selon le plan Z perpendiculaire à l’axe L longitudinal du coulisseau 28 et de la glissière 27. L’extrémité 43 du coulisseau 28 est donc affleurante à l’extrémité 44 de la glissière 27.

Lorsque l’utilisateur veut exercer un serrage sur une surface 22 positionnée entre le pied de serrage 23 et la structure 21 en forme de C, il tourne la poignée 25 de sorte à entraîner en rotation la vis 24 de sorte qu’elle exerce une force de serrage sur la surface 22 par l’intermédiaire du pied de serrage 23 solidaire de la vis 24. Les figures 6 et 8 illustrent un exemple de cette position de serrage de la presse de serrage mécanique 20.

Dans une telle position de serrage exercé par les moyens de vissage sur la surface 22, le ressort 29 est partiellement compressé entre le talon 31 du coulisseau 28 et l’épaulement 30 de la glissière 27. Plus la force de serrage exercé par les moyens de vissage est grande plus le ressort 29 est compressé. Cet effet est le résultat du déplacement du coulisseau 28 engendré par la rotation de la vis 24 dont le filetage coopère avec le taraudage du coulisseau 28. Le déplacement du coulisseau 28 entraîne un rapprochement du talon 31 vers l’épaulement 30 de la glissière 27 qui reste fixe en appui contre la structure 21 en forme de C. Ce rapprochement comprime donc le ressort 29. Le coulisseau 28 se déplace sur une distance correspondante par rapport à la glissière 27. Cette distance de déplacement correspond à l'écrasement obtenu du ressort 29 en compression. L’extrémité 43 du coulisseau 28 émerge de l’extrémité 44 de la glissière 27, au moins en partie, et au moins une graduation 34 est ainsi visible. Les graduations 34 visibles permettent à l’utilisateur de mesurer et visualiser directement la position du coulisseau 28 correspondant à l'écrasement du ressort 29. Sur les figures 6 et 8, plusieurs graduations 34 sont ainsi visibles. La distance de déplacement du coulisseau 28 par rapport à la glissière 27 correspond à la distance entre l’extrémité 43 du coulisseau 28 et la graduation 34 affleurante à l’extrémité 44 de la glissière 27. L’extrémité 44 de la glissière 27 sert donc ici de point de repère pour la mesure de la position du coulisseau 28. En prenant l’extrémité 44 de la glissière 27 comme point de repère, l’utilisateur visualise selon le plan Z, la graduation 34 qui est affleurante à l’extrémité 44 de la glissière 27, ce qui lui donne la distance entre l’extrémité 43 du coulisseau 28 et la graduation 34 affleurante à l’extrémité 44 (par exemple en millimètre). Il connaît ainsi la distance de déplacement du coulisseau 28 par rapport à la glissière, égale à la valeur de la déflexion du ressort 29, à partir de laquelle il peut déduire la valeur de la force de serrage qui est en train d’être exercée sur la surface 22 par les moyens de vissage, la raideur du ressort 29 étant connue. La valeur de la force de serrage exercée sur la surface 22 par les moyens de vissage peut aussi bien être marquée au niveau de la graduation 34 affleurante à l’extrémité 44 pour éviter à l’utilisateur les démarches précédemment citées de calcul.

Dans un exemple de réalisation, les graduations 34 peuvent être espacées entre elles par exemple de 1 mm. Dans ce cas, si la raideur du ressort est de 500 N.mm, un serrage exercé par les moyens de vissage sur la surface 22 entraînant un coulissement/déplacement du coulisseau 28 de 1 mm, correspond à une valeur de force de serrage exercée sur la surface 22 de 500 N. Ainsi, un serrage exercé par les moyens de vissage sur la surface 22 entraînant un coulissement du coulisseau 28 de 5 mm, correspond à une valeur de force de serrage exercée sur la surface 22 de 2500 N.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1 - Presse de serrage mécanique (20) à serrage manuel et à mesure d’effort, caractérisée en ce qu’elle comporte un dynamomètre (26) mécanique à lecture d’effort direct affichant une valeur de la force de serrage exercée par ladite presse de serrage mécanique (20).
2. 2 - Presse de serrage mécanique (20) selon la revendication 1, comportant des moyens de serrage comprenant une structure (21) en forme de C, des moyens de vissage comportant un filetage et un pieds de serrage (23) solidaire des moyens de vissage, lesdits moyens de vissage étant destinés à exercer la force de serrage de ladite presse de serrage mécanique (20), sur une surface (22) par l’intermédiaire dudit pied de serrage (23), et le dynamomètre (26) à lecture d’effort direct comportant : - une glissière (27) fixe par rapport à la structure (21 ) en forme de C, - un coulisseau (28) monté coulissant dans ladite glissière (27) et comportant un taraudage coopérant avec le filetage des moyens de vissage, ledit coulissement du coulisseau (28) étant entraîné par les moyens de vissage, - un moyen élastique (29) dont la raideur est connue et étant monté en compression entre ledit coulisseau (28) et ladite glissière (27) et, - des moyens d’affichage de la valeur de la force de serrage exercée par les moyens de vissage, lesdits moyens d’affichage comportant des moyens de mesure de la position du coulisseau (28) par rapport à la glissière (27), ladite position du coulisseau (28) correspondant à la valeur de la force de serrage exercée par les moyens de vissage.
3. 3 - Presse de serrage mécanique (20) selon la revendication 2, dans laquelle le coulisseau (28) est de forme globalement cylindrique creuse, la surface interne du cylindre comportant ledit taraudage coopérant avec le filetage des moyens de vissage, et dans laquelle la glissière (27) est de forme globalement cylindrique creuse, la surface interne du cylindre creux que forme la glissière (27) étant destinée à guider le coulisseau (28) dans son coulissement selon un axe L longitudinal que partagent la glissière (27) et le coulisseau (28).
4. 4 - Presse de serrage mécanique (20) selon la revendication 3, dans laquelle lorsque la presse de serrage mécanique (20) est en position avant serrage, la position du coulisseau (28) par rapport à la glissière (27) est telle qu’une extrémité (43) du coulisseau (28) et une extrémité (44) de la glissière (27) sont alignées dans un plan Z perpendiculaire à l’axe L longitudinal du coulisseau (28) et de la glissière (27).
5. 5 - Presse de serrage mécanique (20) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle le moyen élastique (29) est un ressort.
6. 6 - Presse de serrage mécanique (20) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans laquelle le moyen élastique (29) monté en compression entre le coulisseau (28) et la glissière (27), prend appui sur un talon (31) du coulisseau (28) et un épaulement (30) de la glissière (27).
7. 7 - Presse de serrage mécanique (20) selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans laquelle la glissière (27) comporte une fente (32) étendue longitudinalement sur au moins une partie de sa longueur et le coulisseau (28) comporte une clavette (33) destinée à glisser dans ladite fente (32) lors du coulissement du coulisseau (28) dans la glissière (27).
8. 8 - Presse de serrage mécanique (20) selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, dans laquelle les moyens de mesure de la position du coulisseau (28) par rapport à la glissière (27) comportent au moins une graduation (34) sur le coulisseau (28).
9. 9 - Presse de serrage mécanique (20) selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, dans laquelle les moyens de mesure de la position du coulisseau (28) par rapport à la glissière (27) comportent une graduation (34) sur le coulisseau (28) délimitant, pour une application donnée, une zone de valeurs de la force de serrage acceptables (36) et une zone de valeurs de la force de serrage inacceptables (37) ou deux zones de valeurs inacceptables encadrant une zone de valeurs acceptables.
10. 10- Presse de serrage mécanique (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comportant un anneau de mesure de force en compression (38) destiné à délivrer sous forme d'un signal électrique, analogique ou numérique, une force de serrage mesurée qui correspond à la force de serrage également mesurée par ledit dynamomètre (26).