EP1926573A1 - Cle dynamometrique - Google Patents

Cle dynamometrique

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Publication number
EP1926573A1
EP1926573A1 EP06794272A EP06794272A EP1926573A1 EP 1926573 A1 EP1926573 A1 EP 1926573A1 EP 06794272 A EP06794272 A EP 06794272A EP 06794272 A EP06794272 A EP 06794272A EP 1926573 A1 EP1926573 A1 EP 1926573A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
detection means
pusher
head
tool
state
Prior art date
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Granted
Application number
EP06794272A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1926573B1 (fr
EP1926573B8 (fr
Inventor
Didier Dellerie
Thierry Demaretz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stanley Works Europe GmbH
Original Assignee
Grigoletto Ste Ets
Facom SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grigoletto Ste Ets, Facom SA filed Critical Grigoletto Ste Ets
Publication of EP1926573A1 publication Critical patent/EP1926573A1/fr
Publication of EP1926573B1 publication Critical patent/EP1926573B1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1926573B8 publication Critical patent/EP1926573B8/fr
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1425—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by electrical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/142—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers
    • B25B23/1422—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters
    • B25B23/1427—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for hand operated wrenches or screwdrivers torque indicators or adjustable torque limiters by mechanical means

Definitions

  • the present invention relates to a dynamometric tool for tightening fasteners, of the type comprising an elongated outer body extending along a longitudinal axis and wherein the head of the tool is rotatable; a pusher movable axially in the outer body and biased towards the head by a calibrated spring; a force transmission member interposed between the front end of the pusher and the rear end of the head, this member being able to urge the head into mechanical balance under the action of the pusher and to break the balance under the action of a tightening torque greater than a predetermined threshold; means for detecting the mechanical equilibrium breakage by detecting the displacement of a constituent part of the tool; and triggering means for sending information corresponding to the breaking of mechanical equilibrium, said triggering means being in connection with said detection means, said displacement controlling the triggering of sending of information by said means of detection; trigger.
  • the invention is particularly applicable to trigger keys, key breakers and torque screwdrivers.
  • the dynamometer tool manufacturers propose mechanical tools, the principle of which is based on an equilibrium break in the head of the tool that is highly noticeable, making it possible to detect the break in equilibrium by a device comprising an electrical circuit provided with a switching means whose state is changed by the breaking of equilibrium, and a processing unit, adapted to exploit the information relating to the state of said switching means.
  • the entire detection device is generally housed in a housing fixed externally to the body of the tool (see for example FR-A-2 842 449).
  • this known construction uses an integrated switch inside the key. This poses problems of reliability of electrical contact insofar as In the case of mechanically broken tools, the switch is located in an environment containing a large quantity of electrically conductive grease.
  • a main aim is to overcome these drawbacks, and to provide a dynamometric tool to increase the reliability of detection of the breakage of equilibrium without increasing the size of the tool.
  • the mechanical balance failure detection means are adapted to detect a significant displacement of the pusher.
  • said detection means are entirely contained inside the outer body; said detection means cooperate with a tip, positioned between the pusher and the calibrated spring, and conjugated with a portion of the section of the outer body, said detection means being arranged in the rest of this section;
  • a support of said detection means guides the end piece
  • the detection means comprise non-contact means;
  • the detection means comprise a Hall effect sensor cooperating with at least one magnetic element;
  • the sensor is secured to the outer body and the magnetic element comprises a magnetic bar, secured to said tip;
  • the detection means are in a first state as the pusher is in its rest position corresponding to the mechanical balance of the head and in a second state when the pusher moves axially backward.
  • the detection means detect a displacement corresponding to the change from the first state to the second state
  • the detection means further detect a second displacement corresponding to the change of the second state towards the first state, this second displacement controlling a second triggering of sending of information by said triggering means; -
  • the tool is either a trigger key or a key breaker or a screwdriver.
  • Figure 1 is a partial longitudinal sectional view of a torque wrench according to the invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view along line H-II of the key illustrated in Figure 1
  • - Figure 3A is a top view, partially cut away, of the key illustrated in Figure 1 when the key is in the mechanical equilibrium position
  • Figure 3B is a detailed sectional view, along line IIIB-IIIB, of the key illustrated in Figure 3A when the key is in the mechanical equilibrium position
  • FIG. 4A is a view analogous to FIG. 3A showing the key in the mechanical equilibrium breaking position
  • Figure 4B is a view similar to Figure 4A showing the key in mechanical balance breaking position
  • Figure 5 is a graph of a measurement curve corresponding to the time-dependent tightening of the key illustrated in the drawings.
  • FIG. 1 to 4B is shown a torque wrench according to the invention, the key having a longitudinal axis X-X, oriented horizontally for the convenience of the description.
  • the key 1 essentially comprises a driving head 5 at the front of the key, a handle gripping assembly 7 located at the rear of the key, and a tubular outer body 3 of generally cylindrical shape, defining an external intermediate hollow body.
  • the tubular body 3 is formed of an outer sheath 3A and an inner tube 3B, the sheath 3A being fit-fitted on the tube 3B and covering the tube 3B in the front part thereof.
  • the sheath 3A, the tube 3B and the head 5 are preferably metal parts.
  • the key represented is of the production key type. For this type of tool, it is not necessary to readjust the triggering torque frequently. he -AT-
  • the drive head 5 is a part which comprises a front block 21 projecting from the front of the body 3, an intermediate hinge zone 23, and a rear arm 25 fitted with play in the tube 3 and mounted with the possibility of pivoting on the tube 3B about a ZZ axis materialized by a pin 27 and assumed vertical.
  • the pin 27 traverses diametrically the hinge zone 23, the sheath 3A and the tube 3B, being integral with the latter two.
  • the block 21 has, from its front end, an attachment 29, in which can be fitted and attach an actuator (not shown).
  • the latter is typically a reversible ratchet head, provided with a drive square on which fits a screw socket.
  • the handle assembly 7 is fixedly mounted on the tubular body 3 and comprises an outer sleeve 101.
  • the sleeve has in the distal portion or before four lights 101 A which, once the assembly of the key is made, are arranged opposite four light emitting diodes (LEDs) 78 uniformly distributed angularly, whose function will be described later.
  • LEDs light emitting diodes
  • an externally threaded cylinder 35 provided with a drive form 37 facing the rear end of the tube 3B, and whose external thread cooperates with an internal thread formed on a rear section of the tube 3B.
  • the threaded cylinder 35 can thus be screwed or unscrewed inside the tube 3B so as to be displaced axially, and thus forms a rear stop mechanism axially adjustable and integral with the tube 3B; a rear end 63 which comprises a proximal or rear face on which a ball 64 rests, itself in contact with the front end face of the cylinder 35, and a distal face on which a centering stud 63A extends axially; a calibrated coil spring 61 having a high stiffness, and whose rear end is centered on the stud 63A and rests on the distal face of the rear nozzle 63; a front end piece 65, of non-magnetic material, in the form of a cylindrical sector extending over approximately 135 °, whose rear end has a stud 65A intended to center the front end of the spring 61.
  • the front end piece 65 is delimited by a flat 66 on which protrudes a guide portion 65B of parallelepiped shape extending along the longitudinal axis XX of the key.
  • the guide portion 65B comprises two lateral faces 65E parallel to each other and to the X-Z plane.
  • a blind bore 65C extends along a vertical diametrical axis and opens into the upper face 65D of the guide portion 65B.
  • the front end 65 can slide axially guided in the tube 3B; -
  • a magnetic bar 65F is disposed in the bore 65C and is flush with the upper face 65D of the guide portion 65B of the nozzle 65;
  • a pusher 66 of generally cylindrical shape, has a rear face bearing on the front end 65.
  • the pusher 66 can slide axially guided in the tube 3B, under the effect of the biasing of the spring 61, transmitted by the front end piece 65; a cubic die 67 applies, in a rest position corresponding to the equilibrium of the head 5, on the bottoms of two conjugate recesses, one formed in the rear face of the arm 25 and the other in the front face pusher 66, these faces being vertical and facing one another.
  • the assembly formed of the pusher 66 and die 67 defines an axial bearing means on the arm 25.
  • the axial position of the threaded cylinder 35 determines the compression of the spring 61, and thus the axial bearing force of the pusher 66 on the arm 25, through the die 67.
  • contactless detection means 130 detect the axial displacement of the pusher 66 and / or the spring 61.
  • a Hall effect sensor 131 positioned in a plane parallel to the axis XX and perpendicular to the axis ZZ, and integral with a sensor support 132.
  • a sheet 133 connects the sensor to an electric circuit 134 disposed inside the handle 7.
  • the tube 3B comprises, facing the element of which at least one displacement must be detected, in this case the endpiece 65, a light 3C in which is positioned by stapling a plastic part 135 of complementary shape to that of the light 3C and integrating perfectly in the tube section 3B.
  • the plastic part 135 forms a frame in which is fixed, for example by gluing, the assembly formed of the sensor support 132 and the sensor 131.
  • the sensor support 132 has an outwardly facing section of the tube 3B of complementary shape to that of the tube 3B, and a section facing the inside of the tube 3B comprising two fins 132A whose inner faces 132B respectively are able to slide on the faces 65E of the guide portion 65B of the front end 65.
  • An internal circuit 134 in the key comprises electronic means for acquiring the state changes of the Hall effect sensor 131 for detecting, for example, whether or not the mechanical equilibrium break occurred.
  • the electrical circuit 134 also comprises electronic means for triggering sending of information corresponding, for example, to the detection of a break in equilibrium.
  • FIG. 3B shows the relative position of the magnetized bar 65F relative to the Hall effect sensor 131 before the mechanical equilibrium break.
  • the magnet 65F is at less in part opposite the sensor 131.
  • the sensor 131 is then in a first state.
  • FIG. 4B shows the relative position of the magnetic bar 65F with respect to the sensor 131 after the break in mechanical equilibrium.
  • the front end 65 has moved axially backwards in a first direction indicated by the arrow F.
  • the magnet 65F is no longer facing the sensor 131.
  • the sensor 131 is then in a second state.
  • This change of state of the Hall effect sensor 131 from its first state to its second state makes it possible to reliably detect a first significant displacement of the pusher 66, corresponding to the rupture of the mechanical balance of the head 5 of the dynamometric tool 1.
  • the first movement controls a first trigger sending information by the sending trigger means.
  • the rearming of the key can be detected by a second displacement in the same direction as the first displacement, but in the opposite direction, that is, forward.
  • the resetting of the key causes a change of state of the sensor which passes from the second state to the first state.
  • This second movement commands a second triggering of sending information by the sending triggering means.
  • Information from the electronic equipment of the key described above can be displayed via a display device.
  • the information relating to the break in mechanical equilibrium is, in the example shown, transmitted to the operator by illumination of light-emitting diodes 78 located in the handle assembly 7.
  • FIG. 5 represents a measurement curve of the tightening torque Ci in the time t, characteristic of a key with a mechanical breakaway trigger. From a first threshold CSO, the curve has three successive peaks 301, 303 and 307, separated by two valley shapes 305 and 309 adjacent to the peaks 301 and 307. When the setpoint torque predetermined by the compression of the spring 61 is reached, the key undergoes a break mechanical balance defining the tripping A. The peak 301 corresponds to the torque applied just before the break of equilibrium. The valley form 305 corresponds to the breakage of mechanical equilibrium.
  • the operator does not instantly release the force exerted on the key.
  • Over-torque that is to say an additional torque to the predetermined setpoint torque, is thus applied to the fastening element after the triggering of the key.
  • the peak 303 corresponds to the excess torque applied after the break in equilibrium, that is to say the maximum torque applied to the fixing element once the equilibrium has been broken.
  • the operator has identified the mechanical breakage of the key, it releases the force exerted on the key.
  • the mechanical elements of the key tend to return to their rest position corresponding to the mechanical balance of the head.
  • the pair reaches a valley-shaped threshold 309 just before resetting B of the key in its rest position corresponding to the mechanical balance.
  • the reset of the key creates a shock represented by the peak 307.
  • the mechanical equilibrium break detection is thus performed by analyzing the change in state of the Hall effect sensor 131 at the moment of tripping and at the time of reset.
  • the detection of the breakage of mechanical equilibrium is essential to count, for example, the number of cycles performed by a production operator and thus improve the traceability. It also reliably measures the maximum torque actually applied to each fastener.
  • the break in equilibrium is reliably detected in all cases, even if a relatively elastic mechanical chain consisting of key accessories and / or extensions makes the noticeable equilibrium shocks and peaks 301 and 307.
  • a torque wrench trigger as described above, but it could also be suitable for other torque tools, for example a wrench or a torque screwdriver.
  • a key wrench is a key whose outer body shifts angularly relative to the head, a relatively large and visible angle, when a predetermined applied torque is reached.
  • the invention which has just been described makes it possible to improve the traceability of the fastenings by making reliable the detection of mechanical equilibrium breaks, without additional space requirement, for a dynamometric tool.

Landscapes

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Description

Clé dynamométrique
La présente invention concerne un outil dynamométrique destiné au serrage d'organes de fixation, du type comprenant un corps extérieur allongé s'étendant suivant un axe longitudinal et dans lequel la tête de l'outil est mobile en rotation ; un poussoir mobile axialement dans le corps extérieur et sollicité vers la tête par un ressort taré ; un organe de transmission d'effort interposé entre l'extrémité avant du poussoir et l'extrémité arrière de la tête, cet organe étant apte à solliciter la tête en équilibre mécanique sous l'action du poussoir et à rompre l'équilibre sous l'action d'un couple de vissage supérieure à un seuil prédéterminé ; des moyens de détection de la rupture d'équilibre mécanique par détection du déplacement d'une pièce constitutive de l'outil ; et des moyens de déclenchement d'envoi d'une information correspondant à la rupture d'équilibre mécanique, lesdits moyens de déclenchement étant en liaison avec lesdits moyens de détection, ledit déplacement commandant le déclenchement d'envoi d'une information par lesdits moyens de déclenchement. L'invention s'applique notamment aux clés à déclenchement, aux clés à cassure et aux tournevis dynamométriques.
De manière connue, les opérations de serrage d'éléments de fixation dans le milieu industriel demandent de plus en plus de traçabilité. Pour les opérations de serrage, les constructeurs d'outils dynamométriques proposent des outils mécaniques, dont le principe est basé sur une rupture d'équilibre de la tête de l'outil fortement perceptible, permettant de détecter la rupture d'équilibre par un dispositif comportant un circuit électrique pourvu d'un moyen de commutation dont l'état est modifié par la rupture d'équilibre, et d'une unité de traitement, adaptée pour exploiter l'information relative à l'état dudit moyen de commutation. L'ensemble du dispositif de détection est généralement logé dans un boîtier fixé extérieurement au corps de l'outil (voir par exemple FR-A-2 842 449).
Une telle construction ne donne pas entière satisfaction, du fait que le boîtier définit une protubérance en périphérie du corps de l'outil, potentiellement gênante pour l'introduction de l'outil dans un organe mécanique sur lequel l'opérateur intervient.
De plus, cette construction connue utilise un interrupteur intégré à l'intérieur de la clé. Ceci pose des problèmes de fiabilité de contact électrique dans la mesure où ['interrupteur se trouve, pour les outils à rupture d'équilibre mécanique, dans un environnement contenant une grande quantité de graisse conductrice de l'électricité.
Un but principal est de remédier à ces inconvénients, et de fournir un outil dynamométrique permettant d'accroître la fiabilité de détection de la rupture d'équilibre sans augmenter l'encombrement de l'outil.
A cet effet, dans un outil dynamométrique mécanique du type précité, les moyens de détection de la rupture d'équilibre mécanique sont adaptés pour détecter un déplacement significatif du poussoir.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention :
- lesdits moyens de détection sont entièrement contenus à l'intérieur du corps extérieur ; - lesdits moyens de détection coopèrent avec un embout, positionné entre le poussoir et le ressort taré, et conjugué d'une partie de la section du corps extérieur, lesdits moyens de détection étant disposés dans le reste de cette section ;
- un support desdits moyens de détection guide l'embout ;
- les moyens de détection comprennent des moyens sans contact ; - les moyens de détection comprennent un capteur à effet Hall coopérant avec au moins un élément magnétique ;
- le capteur est solidaire du corps extérieur et l'élément magnétique comprend un barreau aimanté, solidaire dudit embout ;
- les moyens de détection se trouvent dans un premier état tant que le poussoir est dans sa position de repos correspondant à l'équilibre mécanique de la tête et dans un second état lorsque le poussoir se déplace en reculant axialement.
- les moyens de détection détectent un déplacement correspondant au changement du premier état vers le second état ;
- les moyens de détection détectent en outre un second déplacement correspondant au changement du second état vers le premier état, ce second déplacement commandant un second déclenchement d'envoi d'information par lesdits moyens de déclenchement ; - l'outil est soit une clé à déclenchement, soit une clé à cassure, soit un tournevis.
Un mode de réalisation particulier de l'invention va maintenant être décrit plus en détail en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une clé dynamométrique conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe transversale, suivant la ligne H-Il, de la clé illustrée à la figure 1 ; - la figure 3A est une vue de dessus, avec arrachement partiel, de la clé illustrée à la figure 1 lorsque la clé est en position d'équilibre mécanique ; la figure 3B est une vue de détail en coupe, suivant la ligne IIIB-IIIB, de la clé illustrée à la figure 3A lorsque la clé est en position d'équilibre mécanique ; la figure 4A est une vue analogue à la figure 3A montrant la clé en position de rupture d'équilibre mécanique ; la figure 4B est une vue analogue à la figure 4A montrant la clé en position de rupture d'équilibre mécanique ; la figure 5 est un graphique d'une courbe de mesure correspondant au serrage en fonction du temps de la clé illustrée aux dessins.
Sur les figures 1 à 4B, est représentée une clé dynamométrique conforme à l'invention, la clé présentant un axe longitudinal X-X, orienté horizontalement pour la commodité de la description. La clé 1 comporte essentiellement une tête d'entraînement 5 à l'avant de la clé, un ensemble poignée 7 de préhension de l'outil, situé à l'arrière de la clé, et un corps extérieur tubulaire 3 de forme générale cylindrique, définissant un corps creux extérieur en partie intermédiaire. Le corps tubulaire 3 est formé d'un fourreau extérieur 3A et d'un tube intérieur 3B, le fourreau 3A étant emmanché de façon ajustée sur le tube 3B et recouvrant le tube 3B dans la partie avant de ce dernier. Le fourreau 3A, le tube 3B et la tête 5 sont de préférence des pièces métalliques.
La clé représentée est de type clé de production à déclenchement. Pour ce type d'outil, il n'est pas nécessaire de réajuster fréquemment le couple de déclenchement. Il -A-
est entendu que l'invention s'applique aussi bien à une clé dite de production, notamment à déclenchement ou à cassure, qu'à une clé dynamométrique réglable.
La tête d'entraînement 5 est une pièce qui comporte un bloc avant 21 en saillie à l'avant du corps 3, une zone intermédiaire d'articulation 23, et un bras arrière 25 emmanché avec jeu dans le tube 3 et monté avec possibilité de pivotement sur le tube 3B autour d'un axe Z-Z matérialisé par un tourillon 27 et supposé vertical.
Le tourillon 27 traverse diamétralement la zone d'articulation 23, le fourreau 3A et le tube 3B, en étant solidaire des deux derniers.
Le bloc 21 présente, à partir de son extrémité avant, un attachement 29, dans lequel peut s'emboîter et se fixer un dispositif d'actionnement (non représenté). Ce dernier est typiquement une tête de cliquet réversible, munie d'un carré d'entraînement sur lequel s'adapte une douille de vissage.
L'ensemble poignée 7 est monté de façon fixe sur le corps tubulaire 3 et comprend un manchon extérieur 101. Le manchon présente en partie distale ou avant quatre lumières 101 A qui, une fois l'assemblage de la clé effectué, sont disposées en regard de quatre diodes électroluminescentes (DEL) 78 uniformément réparties angulairement, dont Ia fonction sera décrite ultérieurement.
On notera que sur les figures, le plan X-Z de coupe est supposé vertical et l'axe X-X est supposé horizontal, pour la commodité de la description.
Dans la configuration d'utilisation de la clé telle que représentée sur les figures 1 et 2, les éléments suivants sont disposés coaxialement à l'intérieur du tube 3B, en équilibre mécanique, d'arrière en avant, jusqu'à l'extrémité arrière du bras 25 : un cylindre fileté extérieurement 35, pourvu d'une forme d'entraînement 37 tournée vers l'extrémité arrière du tube 3B, et dont le filetage extérieur coopère avec un filetage interne formé sur une section arrière du tube 3B. Le cylindre fileté 35 peut ainsi être vissé ou dévissé à l'intérieur du tube 3B de façon à être déplacé axialement, et ainsi forme un mécanisme de butée arrière réglable axialement et solidaire du tube 3B ; - un embout arrière 63 qui comprend une face proximale ou arrière sur laquelle s'appuie une bille 64, elle-même en contact avec la face d'extrémité avant du cylindre 35, et une face distale sur laquelle un téton de centrage 63A s'étend en saillie axiale ; un ressort hélicoïdal taré 61 présentant une raideur élevée, et dont l'extrémité arrière est centrée sur le téton 63A et s'appuie sur la face distale de l'embout arrière 63 ; un embout avant 65, en matériau amagnétique, en forme de secteur cylindrique s'étendant sur environ 135°, dont l'extrémité arrière présente un téton 65A destiné à centrer l'extrémité avant du ressort 61. L'embout avant 65 est délimité par un méplat 66 sur lequel fait saillie une partie formant guide 65B de forme parallélépipédique s'étendant suivant l'axe longitudinal X-X de la clé. La partie guide 65B comprend deux faces latérales 65E parallèles entre elles et au plan X- Z. Un alésage borgne 65C s'étend suivant un axe diamétral vertical et débouche dans la face supérieure 65D de la partie guide 65B. L'embout avant 65 peut coulisser axialement en étant guidé dans le tube 3B ; - un barreau aimanté 65F est disposé dans l'alésage 65C et affleure la face supérieure 65D de la partie formant guide 65B de l'embout 65 ; un poussoir 66, de forme générale cylindrique, présente une face arrière en appui sur l'embout avant 65. Le poussoir 66 peut coulisser axialement en étant guidé dans le tube 3B, sous l'effet de la sollicitation du ressort 61 , transmise par l'embout avant 65 ; un dé cubique 67 s'applique, dans une position de repos correspondant à l'équilibre de la tête 5, sur les fonds de deux évidements conjugués, l'un formé dans la face arrière du bras 25 et l'autre dans la face avant du poussoir 66, ces faces étant verticales et en regard l'une de l'autre. L'ensemble formé du poussoir 66 et du dé 67 définit un moyen d'appui axial sur le bras 25.
La position axiale du cylindre fileté 35 détermine la compression du ressort 61, et ainsi l'effort axial d'appui du poussoir 66 sur le bras 25, par l'intermédiaire du dé 67.
Lorsqu'une force est appliquée sur la poignée 7 suivant la flèche F de la figure 4A, une fois le couple de consigne déterminé par la compression du ressort 61 atteint, le dé 67 s'incline et l'allongement de la dimension axiale du dé qui en résulte fait reculer le poussoir 66. Le bras 25, par pivotement autour du tourillon 27, vient alors au contact de la surface intérieure du tube 3B.
Le contact relativement violent, dû à la rupture d'équilibre mécanique, provoque une sensation physique à l'opérateur et lui indique clairement que le couple de consigne a été atteint.
Comme représenté sur les figures 2, 3A, 3B, 4A et 4B, des moyens de détection 130 sans contact détectent le déplacement axial du poussoir 66 et/ou du ressort 61.
Il s'agit, dans l'exemple représenté, d'un capteur à effet Hall 131 , positionné dans un plan parallèle à l'axe X-X et perpendiculaire à l'axe Z-Z, et solidaire d'un support capteur 132. Une nappe 133 relie le capteur à un circuit électrique 134 disposé à l'intérieur de la poignée 7. Le tube 3B comprend, en regard de l'élément dont au moins un déplacement doit être détecté, en l'occurrence l'embout 65, une lumière 3C dans laquelle vient se positionner par agrafage une pièce plastique 135 de forme complémentaire à celle de la lumière 3C et s'intégrant parfaitement dans la section du tube 3B. La pièce plastique 135 forme un cadre dans lequel vient se fixer, par exemple par collage, l'ensemble formé du support capteur 132 et du capteur 131.
Le support capteur 132 présente une section tournée vers l'extérieur du tube 3B de forme complémentaire à celle du tube 3B, et une section tournée vers l'intérieur du tube 3B comprenant deux ailettes 132A dont les faces internes 132B respectives sont aptes à coulisser sur les faces 65E de la partie guide 65B de l'embout avant 65.
Ainsi, en positionnant fixement le capteur à effet Hall 131 sur le tube 3B en regard de la face supérieure du barreau aimanté 65F implanté sur l'embout avant 65 dans la position de repos de l'outil, il devient possible de détecter sans contact le déplacement axial de l'embout avant 65 et, donc, le déplacement axial du poussoir 66 et/ou du ressort 61 occasionné par l'inclinaison du dé 67 lorsque le couple de consigne prédéterminé par la compression du ressort 61 est atteint.
Un circuit électrique 134 interne à la clé comprend des moyens électroniques d'acquisition des changements d'état du capteur à effet Hall 131 permettant de détecter, par exemple, si la rupture d'équilibre mécanique a eu lieu ou non. Le circuit électrique 134 comprend aussi des moyens électroniques de déclenchement d'envoi d'une information correspondant, par exemple, à la détection de rupture d'équilibre.
La figure 3B présente la position relative du barreau aimanté 65F par rapport au capteur à effet Hall 131 avant la rupture d'équilibre mécanique. L'aimant 65F est au moins en partie en regard du capteur 131. Le capteur 131 est alors dans un premier état.
La figure 4B présente la position relative du barreau aimanté 65F par rapport au capteur 131 après la rupture d'équilibre mécanique. L'embout avant 65 s'est déplacé axialement en arrière suivant un premier sens indiqué par la flèche F.
L'aimant 65F n'est plus en regard du capteur 131. Le capteur 131 est alors dans un second état.
Ce changement d'état du capteur à effet Hall 131 de son premier état à son second état permet de détecter de façon fiable un premier déplacement significatif du poussoir 66, correspondant à la rupture d 'équilibre mécanique de la tête 5 de l'outil dynamométrique 1. Le premier déplacement commande un premier déclenchement d'envoi d'information par les moyens de déclenchement d'envoi.
De même, le réarmement de la clé, c'est-à-dire le retour en position d'équilibre de la tête 5, peut être détecté par un second déplacement de même direction que le premier déplacement, mais de sens inverse, c'est-à-dire vers l'avant. En effet, le réarmement de la clé engendre un changement d'état du capteur qui passe du second état au premier état. Ce second déplacement commande un second déclenchement d'envoi d'information par les moyens de déclenchement d'envoi.
Des moyens de détection de déplacement connus avec ou sans contact, d'un autre type, peuvent être utilisés en restant dans le cadre de la présente invention.
Des informations issues de l'équipement électronique de la clé décrit précédemment peuvent être affichées par l'intermédiaire d'un dispositif d'affichage. L'information relative à la rupture d'équilibre mécanique est, dans l'exemple représenté, transmise à l'opérateur par éclairement de diodes électroluminescentes 78 situées dans l'ensemble poignée 7.
Le fonctionnement d'une séquence de serrage va maintenant être décrite. Le graphe de la figure 5 permet de visualiser les phases de changement d'état du capteur à effet Hall, dans le cas d'une clé à déclenchement. La figure 5 représente une courbe de mesure du couple Ci de serrage dans le temps t, caractéristique d'une clé à rupture d'équilibre mécanique à déclenchement. A partir d'un premier seuil CSO, la courbe présente trois pics 301, 303 et 307 successifs, séparés par deux formes en vallée 305 et 309 voisines des pics 301 et 307. Lorsque le couple de consigne prédéterminé par la compression du ressort 61 est atteint, la clé subit une rupture d'équilibre mécanique définissant le déclenchement A. Le pic 301 correspond au couple appliqué juste avant la rupture d'équilibre. La forme en vallée 305 correspond à la rupture d'équilibre mécanique.
Une fois l'équilibre mécanique rompu, l'opérateur ne relâche pas instantanément l'effort exercé sur la clé. Un sur-couple, c'est à dire un couple supplémentaire au couple de consigne prédéterminé, est ainsi appliqué à l'élément de fixation après le déclenchement de la clé. Le pic 303 correspond au sur-couple appliqué après la rupture d'équilibre, c'est à dire le couple maximal appliqué à l'élément de fixation une fois l'équilibre rompu. L'opérateur ayant identifié la rupture d'équilibre mécanique de la clé, celui-ci relâche l'effort exercé sur la clé. Les éléments mécaniques de la clé tendent à retourner vers leur position de repos correspondant à l'équilibre mécanique de la tête. Le couple atteint un seuil en forme de vallée 309 juste avant le réarmement B de la clé dans sa position de repos correspondant à l'équilibre mécanique. Le réarmement de la clé crée un choc représenté par le pic 307.
Ensuite, le couple diminue rapidement jusqu'à un second seuil CS1.
La détection de rupture d'équilibre mécanique est ainsi réalisée par analyse du changement d'état du capteur à effet Hall 131 au moment du déclenchement et au moment du réarmement. La détection de la rupture d'équilibre mécanique est primordiale pour comptabiliser, par exemple, le nombre de cycles effectués par un opérateur de production et ainsi améliorer la traçabilité. Elle permet également de mesurer de façon fiable le couple maximal appliqué réellement à chaque organe de fixation.
Grâce à la détection de mouvement réalisée suivant l'invention, la rupture d'équilibre est détectée de façon fiable dans tous les cas, même si une chaîne mécanique relativement élastique constituée d'accessoires de la clé et/ou de rallonges rend peu perceptibles les chocs de rupture d'équilibre et les pics 301 et 307.
L'invention s'applique, de façon particulièrement adaptée, à une clé dynamométrique à déclenchement, comme décrit précédemment, mais elle pourrait convenir également à d'autres outils dynamométriques, par exemple une clé à cassure ou un tournevis dynamométrique. Comme il est bien connu, une clé à cassure est une clé dont le corps extérieur se décale angulairement, par rapport à la tête, d'un angle relativement important et visible, lorsqu'un couple appliqué prédéterminé est atteint.
L'invention qui vient d'être décrite permet d'améliorer la traçabilité des serrages en fiabilisant la détection des ruptures d'équilibre mécanique, sans encombrement supplémentaire, pour un outil dynamométrique.

Claims

REVEND1CAT1ONS
1. Outil dynamométrique (1) destiné au serrage d'organes de fixation, du type comprenant un corps (3) extérieur allongé s'étendant suivant un axe longitudinal (X-X) et dans lequel la tête (5) de l'outil est mobile en rotation ; un poussoir (66) mobile axialement dans le corps (3) extérieur et sollicité vers la tête (5) par un ressort (61 ) taré; un organe (67) de transmission d'effort interposé entre l'extrémité avant du poussoir (66) et l'extrémité arrière de la tête (5), cet organe (67) étant apte à solliciter la tête (5) en équilibre mécanique sous l'action du poussoir (66) et à rompre l'équilibre sous l'action d'un couple de vissage supérieur à un seuil prédéterminé ; des moyens de détection (130) de la rupture d'équilibre mécanique par détection du déplacement d'une pièce constitutive de l'outil ; et des moyens (134) de déclenchement d'envoi d'une information correspondant à la rupture d'équilibre mécanique, lesdits moyens de déclenchement étant en liaison avec lesdits moyens de détection, ledit déplacement commandant le déclenchement d'envoi d'une information par lesdits moyens de déclenchement, lesdits moyens de détection (130) de la rupture d'équilibre mécanique étant adaptés pour détecter un déplacement significatif du poussoir (66), et lesdits moyens de détection (130) étant entièrement contenus à l'intérieur du corps extérieur (3), caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (130) coopèrent avec un embout (65), positionné entre le poussoir (66) et le ressort (61 ) taré, et conjugué d'une partie de la section du corps extérieur (3), lesdits moyens de détection étant disposés dans le reste de cette section.
2. Outil selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'un support (132) desdits moyens de détection (130) guide l'embout (65).
3. Outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de détection (130) comprennent des moyens sans contact.
4. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection (130) comprennent un capteur (131 ) à effet Hall coopérant avec au moins un élément magnétique (65F).
5. Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur (131) est solidaire du corps extérieur (3) et en ce que l'élément magnétique comprend un barreau aimanté
(65F), solidaire dudit embout (65).
6. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de détection (130) se trouvent dans un premier état tant que le poussoir (66) est dans sa position de repos correspondant à l'équilibre mécanique de la tête (5) et dans un second état lorsque le poussoir (66) se déplace en reculant axialement.
7. Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de détection (130) détectent un déplacement correspondant au changement du premier état vers le second état.
8. Outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de détection (130) détectent en outre un second déplacement correspondant au changement du second état vers le premier état, ce second déplacement commandant un second déclenchement d'envoi d'information par lesdits moyens de déclenchement.
9. Outil dynamométrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil (10) est soit une clé à déclenchement, soit une clé à cassure, soit un tournevis.
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