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Tournevis automatique
La présente invention concerne une machine automatique pour la pose des vis.
L'invention a notamment pour objets: - un tournevis automatique permettant la pose rapide et précise des vis dans l'ouvrage; - un tournevis automatique permettant'la pose de vis détachées d'une baguette de vis; - un tournevis automatique grâce auquel une visest amenée au contact de l'ouvrage provoquant automatiquement l'en- traînement de la vis dans l'ouvrage pat un moteur; - un tournevis entraîné par un moteur ne fonctionnant que pendant la pose des vis; - une commande automatique du moteur qui fonctionne sans aucune attention de la part de l'ouvrier.
Au dessin annexé, où les mêmes numéros de référence dé- signent les mêmes pièces dans toutes les figures: la Fige 1 est une vue en plan d'un tournevis automati- que construit suivant un mode préféré de l'invention; la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la
Fig. 1, quelques-unes des pièces étant représentées en éléva- tions; la Fig. 3 est une coupe de détail agrandie suivant la ligne III-III de la Fig.Z; la Fig. 3A est un schéma du circuit électrique;
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la Fig. 4 est une élévation de face certaines parties étant représentées en coupe, d'une glissière à rouleaux sur la- quelle est monté le support du tournevis automatique; la Fig. 5 est une vue en coupe à plus grande échelle du tournevis employé pour supporter les baguettes de vis dans la machine;
la Fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fige 5; la Fig. 7 :représente en perspective une partie du tour- nevis en position de travail; la Fig. 8 est une vue de côté partielle d'une baguette de vis employée avec le tournevis automatique suivant l'invention;
La présente invention vise particulièrement l'emploi de baguettes de vis formées de séries de vie attenantes se succé- dant coaxialement et dans le même sens, la partie filetée d'une vis attenantà la tête de la vis adjacente, par l'intermédiaire d'une partie de section réduite en forme de gorge. De telles baguettes de vis sont représentées dans la demande de Brevet français déposée ce jour au nom de la demanderesse et intitulée "Baguette de vis attenantes".
Le tournevis est d'un type spécialement construit pour utiliser de telles baguettes de vis et est analogue au tournevis représenté dans la demande de brevet français déposée ce jour au nom de la demanderesse et intitulée "Tournevis pour la pose des vis au moyen de ce tournevis". Dans la réalisation décrite ici, le tournevis, au lieu d'être utilisé à la main pour le vissage, est entraîné automatiquement.
Comme on l'a fait remarquer dans les deux demandes mentionnées ci-dessus, on peut noter parmi les avantages de ces baguettes de vis dans lesquelles la partie de section réduite en forme de gorge réunissant deux vis successi- ves a des dimensions et une résistance déterminées à l'avance, la possibilité d'appliquer pour le vissage des vis un effort de tor- sion bien déterminé et la possibilité de donner à cet effort une valeur telle que chaque vis soit serrée correctement. On évite ainsi les difficultés qui se présentent dans le serrage de vis du type normal: soit un trop fort blocage de certaines vis impliquant le risque àe voilage de la pièce, soit un serrage trop faible pour maintenir suffisamment les diverses parties de la pièce.
Par l'emploi d'une commande automatique pour le serrage des vis, on obtient en outre une diminution considérable de travail pour l'ouvrier posant les vis, une augmentation de rendement et une amélioration sensible de la qualité, toutes les vis étant unifor- mément serrées dans l'ouvrage et avec la même force puisque l'en- traînement est toujours uniforme.
Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le tournevis automatique est monté sur un support mobile vertica- lement pour amener la vis au contact de l'ouvrage. Le support du tournevis automatique peut être monté d'une façon quelconque ou être portatif d'une manière analogue aux types normaux de perceu- ses portatives munies, le cas échéant, de poignées en crosse de pistolet. Toutefois, le mode de réalisation décrit est extrêmement utile pour le travail sur banc fixe.
Sur les Fige 1 et 2, le tournevis comporte un support 1 monté sur plusieurs rouleaux 2 et 3 se déplaçant verticalement sur
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un guide fixe 4 comprenant un bras coudé 5 monté sur l'établi 6.
Le rouleau 3 est porté par le guide 4 et roule sur deux rails espacés portés par le support 1.
Les rouleaux 2 sont, de préférence, montés sur la paroi 8 qui forme une partie du boîtier 9, porté aussi par le support 1.
Le guide 4 porte une tige 10 à laquelle est fixée l'une des extrémités de chacun des deux ressorts 11 vissés au support 1 à leur extrémité inférieure, ces ressorts supportant normalement le support 1 (Fige 2). Ainsi, l'on peut abaisser le support 1 d'une courte distance - mettons 15 mm - pour amener une vis au contact de l'ouvrage comme il sera décrit plus loin.
Une console 14, fixée au support 1 par des rivets 15, porte un moteur 13 dont l'arbre 16 porte un pignon 17 en prise avec un engrenage 18 pour entraîner une poulie 19. Cette poulie est montée à roulement sur le pivot 20 au moyen de roulements à billes appropriés 21. Une courroie 22, représentée sous forme de courroie trapézoïdale relie la poulie 19 à une poulie 23 qui sup- porte le tournevis 24 (Fig.5).
Ce tournevis est sensiblement analogue au tournevis décrit dans la demande de brevet français déposée ce jour au nom de la demanderesse et intitulée "Tournevis et procédé pour la po- ' se des vis au moyen de ce tournevis". Il comporte une poignée creuse 25 servant de logement aux baguettes de vis S (Fig. 8) dont chaque vis comprend une tête H solidaire de la partie filetée T de la vis adjacente par l'intermédiaire d'une partie de section réduite N en forme de gorge. Ces baguettes de vis peuvent avoir toutes les longueurs désirées mais, dans le cas présent, on em- ploie de préférence des baguette 8 de 25 à 30 vis de maniement commode. Dans le'cas présent, on utilise de petites vis dont la longueur de la partie filetée est de 1,52 mm et le pas de 0,28 mm.
La longueurt totale des vis est approximativement 3,17 mm. Ces chif- fres ne sont indiqués que pour donner une image du dispositif par- ticulier que l'on décrit, ces dimensions n'ayant évidemment pas d'autre importance et pouvant varier dans des limites extrêmement larges. Toutefois, étant donné qu'il est beaucoup plus difficile de poser des vis de petite taille que de grosses vis en raison des difficultés de maniement, le tournevis suivant l'invention est particulièrement adapté à ce travail.
Les baguettes de vis S sont placées dans la poignée creuse 25 du tournevis et la tête H de la via extrême inférieure est située au-dessous, ou, au moins n'a pas de contact d'entraîne- ment avec l'alésage 26 qui épouse de près la tête de la vis suivan- te. Ainsi, lorsque le tournevis 25 tourne, la tête H' de la vis adjacente à la tête H de la vis inférieure est entraînée et la partie filetée T se visse dans l'ouvrage jusqu'à ce que la tête
H y soit solidement mise en place, auquel instant se produit la rupture par torsion de la partie de section réduite N. La vis inférieure H est maintenue au moyen d'un ressort 27 qui l'empêche de revenir à l'intérieur de la poignée du tournevis.
Lorsque la vis inférieure a été serrée, la vis suivante est amenée jusqutà la position où elle est entraînée au moyen d'un organe d'avance- ment des vis 28 fixées à l'organe d'avancement tubulaire 29 que l'on peut déplacer vers le bas par une pression sur la poignée
30 à l'extrémité supérieure du tournevis en abaissant ainsi l'or- gane d'avancement à rencontre d'un ressort 31. Ce déplacement est. limité exactement à la longueur d'une vis au moyen d'un épaulement
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32 qui ne peut se déplacer vers le bas que jusqu'au moment où. un épaulement 33, porté par l'organe tubulaire extérieur du tournevis 24, l'arrête, la position relative de ces butées pouvant être ré- glée par les filetages 34 et 35.
Le tournevis 24 est monté dans deux palier 37 et 38 portés par une poignée 39 attachée au support 1 par des vis 40.
Cette poignée est employée pour amener le tournevis au contact de l'ouvrage. Les paliers a billes 37 laissent tourner librement le tournevis lorsque le moteur 13 est en marcne et permettent en ou- tle un certain déplacement vertical du tournevis dans la poignée fixa 39 nécessaire pour la raison suivante. Le tournevis 24 est porté par un ressort à lane 41 encerclant le tournevis et fixé au support 1 par des rivets 41'.
Le poids du tournevis est suffisant pour faire fléchir le ressort 41 vers le bas, mais lorsque l'ou- vrier saisit la poignée 39 et amené la vis inférieure S au contact de l'ouvrage w, le tournevis glisse vers le haut dans la poignée 39 sur une petite distance suffisante pour faire fléchir le res- sort 41 vers le support 1 et manoeuvrer le plongeur 42 d'un petit interrupteur 43 fermant ainsi le circuit du moteur 13 qui immé- diatement fait tourner la vie S en la serrant dans l'ouvrage. Ce mouvement continue jusqu'à ce que la vis S étant serrée à fond, la.partie de section réduite entre cette vis et la vis suivante se rompe.
Les ressorts Il attirent alors le support 1 vers le haut et, aussitôt que la pression sur le ressort 41 est supprimée, l'inter- rupteur 43 ouvre le circuit du moteur qui s'arrête.
Le petit interrupteur est d'un type normalement ouvert mais qui peut être fermé par une petite pression exercée sur le bouton représenté en 42 sur le dessin. Ce bouton peut être enfoncé d'environ Omm.025 en son point de contact avec le ressort 41, ce petit déplacement étant suffisant pour deplacer un contact situé à l'intérieur de l'interrupteur &ur une distance d'environ Omm.5 pour fermer ou ouvrir le circuit. Bien entendu, d'autres inter- rupteurs standards pourraient donner satisfaction, mais l'on pré- fère utiliser ce type particulier.
Sur le schéma du circuit électrique de la figure 3A, on remarque que le moteur 13 est reliè par les fils 44 et 44' a une source d'énergie électrique 45 et 66. Le petit interrupteur 43, avec le plongeur de commande 42 est disposé de façon à ce que le déplacement vers le haut du ressort a lame 41 ferme et ouvre le circuit. On a trouvé commode de prévoir en outre un interrupteur 47 qui peut être manoeuvré à la main pour ouvrir le circuit lorsque le tournevis automatique n'est pas utilisé.
De la description précédente, il lesul@e que le tournevis automatique suivant l'invention a un certain nombre d'avantages parmi lesquels le suivant. Lorsque l'ouvrier saisit la poignée 39 et amène le support du tournevis dans la position convenable, une vis qui ne tourne pas est amenée au contact de l'ouvrage. Un léger déplacement vers le bas de la poigne.; 39 fait fléchir les ressorts 11 en faisant glisser le support vers le bas sur le guide 4 et, lorsque la vis S toucne l'ouvrage, le ressort 41 fléchit et ferme le circuit. Le tournevis tourne et serre rapidement la vis.
Si, comme représenté, le tournevis automatique est monté sur un établi, l'axe de la vis se trouvera toujours uans le prolongement exact du trou taraudé dans l'ouvrage de sorte que le vissage sera tou- jours correct.
Comme 1 t indique la Fig. 7, l'ouvrage W peut, de façon commode, être guidé sur une table plane T bordée par une des ré- @
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glettes de guidage G, la position des réglettes et de louvra- ge étant telle qu'en faisant glisser l'ouvrage sur la table, on peut amener l'une quelconque d'un certain nombre d'ouvertures taraudées A dans l'axe de l'outil. Bien entendu, la forme de la table doit être adaptée à l'ouvrage particulier envisagé lors- que l'on emploie un tournevis automatique à poste fixe. On a trou- vé, toutefois, qu'on peut concevoir un dispositif permettant, avec le tournevis automatique, un travail tout aussi rapide qu'avec les riveuses les plus rapides,- sur des ouvrages à même caractère général.
Si le tournevis n'est pas monté à poste fixe mais est, au contraire, du type portatif, l'ouvrier devra apporter le même soin qu'avec les perceuses portatives ou d'autres outils pour placer les vis correctement dans l'axe des trous taraudés de l'ouvrage.
Bien qu'il s'agisse dans la description de serrer, avec le tournevis suivant l'invention, des vis dans des ouvertures taraudées et bien que, naturellement, le tournevis. soit parti- culièrement adapté à cet usage, il est bien entendu qu'on peut aussi remployer pour serrer des vis dans des ouvertures prévues pour recevoir des vis sans filetage.
Il est aussi bien entendu que la construction décrite n'est qu'un mode de réalisation préféré de la conception plus large d'un tournevis automatique avec lequel une vis qui ne tour- ne pas est amenée au contact de l'ouvrage, ce contact actionnant automatiquement un moteur qui serre la vis dans l'ouvrage.
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Automatic screwdriver
The present invention relates to an automatic machine for installing screws.
The objects of the invention are in particular: an automatic screwdriver allowing the fast and precise installation of screws in the structure; - an automatic screwdriver allowing the installation of screws detached from a screw strip; - an automatic screwdriver by means of which a screw is brought into contact with the work, automatically causing the screw to be dragged into the work by a motor; - a screwdriver driven by a motor operating only during the installation of the screws; - an automatic motor control which operates without any attention from the worker.
In the accompanying drawing, where the same reference numerals denote the same parts in all the figures: Fig. 1 is a plan view of an automatic screwdriver constructed in accordance with a preferred embodiment of the invention; Fig. 2 is a section along the line II-II of the
Fig. 1, some of the parts being shown in elevation; Fig. 3 is an enlarged detail section taken along the line III-III of Fig.Z; Fig. 3A is a diagram of the electrical circuit;
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Fig. 4 is a front elevation, some parts shown in section, of a roller slide on which the holder of the automatic screwdriver is mounted; Fig. 5 is an enlarged cross-sectional view of the screwdriver used to support the screw rods in the machine;
Fig. 6 is a section taken along line VI-VI of fig 5; Fig. 7: shows in perspective part of the screwdriver in the working position; Fig. 8 is a partial side view of a screw rod used with the automatic screwdriver according to the invention;
The present invention is particularly aimed at the use of screw rods formed from adjoining life series following one another coaxially and in the same direction, the threaded part of a screw adjoining the head of the adjacent screw, by means of a portion of reduced section in the form of a groove. Such screw baguettes are represented in the French patent application filed today in the name of the applicant and entitled "Baguette de vis adjoines".
The screwdriver is of a type specially constructed to use such screw rods and is analogous to the screwdriver represented in the French patent application filed today in the name of the applicant and entitled "Screwdriver for the installation of screws by means of this screwdriver ". In the embodiment described here, the screwdriver, instead of being used by hand for screwing, is driven automatically.
As noted in the two applications mentioned above, it is possible to note among the advantages of these screw rods in which the part of reduced section in the form of a groove joining two successive screws has dimensions and a resistance. determined in advance, the possibility of applying a well-determined torsional force for tightening the screws and the possibility of giving this force a value such that each screw is correctly tightened. This avoids the difficulties which arise in the tightening of screws of the normal type: either a too strong blocking of certain screws involving the risk of warping of the part, or too weak a tightening to sufficiently maintain the various parts of the part.
By using an automatic control for tightening the screws, a considerable reduction in work for the worker installing the screws is also obtained, an increase in efficiency and a significant improvement in quality, all screws being uniform. evenly tight in the work and with the same force since the drive is always uniform.
According to a preferred embodiment of the invention, the automatic screwdriver is mounted on a vertically movable support to bring the screw into contact with the work. The holder for the automatic screwdriver may be mounted in any way or be portable in a manner analogous to normal types of portable drills provided, where appropriate, with pistol grip handles. However, the described embodiment is extremely useful for work on a fixed bench.
On Figs 1 and 2, the screwdriver has a support 1 mounted on several rollers 2 and 3 moving vertically on
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a fixed guide 4 comprising an angled arm 5 mounted on the workbench 6.
Roller 3 is carried by guide 4 and rolls on two spaced rails carried by support 1.
The rollers 2 are preferably mounted on the wall 8 which forms a part of the housing 9, also carried by the support 1.
The guide 4 carries a rod 10 to which is fixed one of the ends of each of the two springs 11 screwed to the support 1 at their lower end, these springs normally supporting the support 1 (Fig. 2). Thus, the support 1 can be lowered by a short distance - say 15 mm - to bring a screw into contact with the work as will be described later.
A console 14, fixed to the support 1 by rivets 15, carries a motor 13, the shaft 16 of which carries a pinion 17 in engagement with a gear 18 to drive a pulley 19. This pulley is mounted in a rolling position on the pivot 20 by means of suitable ball bearings 21. A belt 22, shown as a V-belt connects the pulley 19 to a pulley 23 which supports the screwdriver 24 (Fig.5).
This screwdriver is substantially similar to the screwdriver described in the French patent application filed today in the name of the applicant and entitled "Screwdriver and method for fitting screws by means of this screwdriver". It comprises a hollow handle 25 serving as a housing for the rods of screws S (Fig. 8), each screw of which comprises a head H secured to the threaded portion T of the adjacent screw by means of a portion of reduced section N in the form of throat. These screw rods can be of any desired length, but in the present case, rods 8 of 25 to 30 screws are preferably used for convenient handling. In the present case, small screws are used, the length of the threaded part of which is 1.52 mm and the pitch of 0.28 mm.
The total length of the screws is approximately 3.17 mm. These figures are given only to give an image of the particular device which is described, these dimensions obviously not having any other importance and being able to vary within extremely wide limits. However, since it is much more difficult to fit small screws than large screws due to handling difficulties, the screwdriver according to the invention is particularly suitable for this work.
The screw rods S are placed in the hollow handle 25 of the screwdriver and the head H of the lower end via is located below, or at least has no driving contact with the bore 26 which closely matches the head of the next screw. Thus, when the screwdriver 25 turns, the head H 'of the screw adjacent to the head H of the lower screw is driven and the threaded part T is screwed into the work until the head
H is firmly in place, at which moment the torsional breakage of the part of reduced section occurs. The lower screw H is held by means of a spring 27 which prevents it from returning inside the handle screwdriver.
When the lower screw has been tightened, the next screw is brought to the position where it is driven by means of a screw feeder 28 attached to the tubular feeder 29 which can be moved. down by pressing the handle
30 at the upper end of the screwdriver, thus lowering the advancing member against a spring 31. This movement is. limited exactly to the length of a screw by means of a shoulder
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32 which can only move down until the moment when. a shoulder 33, carried by the outer tubular member of the screwdriver 24, stops it, the relative position of these stops being able to be adjusted by the threads 34 and 35.
The screwdriver 24 is mounted in two bearings 37 and 38 carried by a handle 39 attached to the support 1 by screws 40.
This handle is used to bring the screwdriver into contact with the work. The ball bearings 37 allow the screwdriver to rotate freely when the motor 13 is running and in addition allow some vertical displacement of the screwdriver in the fixed handle 39 necessary for the following reason. The screwdriver 24 is carried by a lane spring 41 encircling the screwdriver and fixed to the support 1 by rivets 41 '.
The weight of the screwdriver is sufficient to bend the spring 41 downwards, but when the worker grasps the handle 39 and brings the lower screw S into contact with the work w, the screwdriver slides upwards in the handle 39 over a small distance sufficient to bend the spring 41 towards the support 1 and operate the plunger 42 with a small switch 43 thus closing the circuit of the motor 13 which immediately turns the life S by tightening it in the 'work. This movement continues until the screw S being fully tightened, the portion of reduced section between this screw and the next screw breaks.
The springs II then attract the support 1 upwards and, as soon as the pressure on the spring 41 is released, the switch 43 opens the circuit of the motor which stops.
The small switch is of a normally open type but which can be closed by a little pressure exerted on the button shown at 42 in the drawing. This button can be pressed by about Omm.025 at its point of contact with the spring 41, this small displacement being sufficient to move a contact located inside the switch & a distance of about Omm.5 to close or open the circuit. Of course, other standard switches could be satisfactory, but it is preferred to use this particular type.
On the diagram of the electrical circuit of FIG. 3A, it can be seen that the motor 13 is connected by the wires 44 and 44 'to a source of electrical energy 45 and 66. The small switch 43, with the control plunger 42 is arranged so that the upward movement of the leaf spring 41 closes and opens the circuit. It has been found convenient to further provide a switch 47 which can be operated by hand to open the circuit when the automatic screwdriver is not in use.
From the preceding description, it lesul @ e that the automatic screwdriver according to the invention has a certain number of advantages among which the following. When the worker grasps the handle 39 and brings the screwdriver holder into the proper position, a non-turning screw is brought into contact with the work. A slight downward movement of the grip .; 39 bends the springs 11 by sliding the support down on the guide 4 and, when the screw S touches the work, the spring 41 bends and closes the circuit. The screwdriver turns and quickly tightens the screw.
If, as shown, the automatic screwdriver is mounted on a work bench, the axis of the screw will always lie within the exact extension of the tapped hole in the work so that the screwing will always be correct.
As 1 t indicates in Fig. 7, the work W can conveniently be guided on a flat table T bordered by one of the re- @
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guide sliders G, the position of the sliders and the opening being such that by sliding the item on the table, any one of a number of threaded openings A can be brought into the axis of the tool. Of course, the shape of the table must be adapted to the particular work envisioned when using an automatic screwdriver with a fixed position. It has been found, however, that it is possible to design a device allowing, with the automatic screwdriver, work just as fast as with the fastest riveting machines - on works of a similar general character.
If the screwdriver is not mounted in a fixed position but is, on the contrary, of the portable type, the worker must take the same care as with portable drills or other tools to place the screws correctly in the axis of the screws. tapped holes in the structure.
Although it is in the description to tighten, with the screwdriver according to the invention, screws in threaded openings and although, of course, the screwdriver. is particularly suitable for this use, it is understood that it is of course also possible to re-use it to tighten screws in openings provided to receive screws without threading.
It is also understood that the construction described is only a preferred embodiment of the larger design of an automatic screwdriver with which a non-rotating screw is brought into contact with the work, this contact. automatically activating a motor which tightens the screw in the work.