FR2587264A1

FR2587264A1 - Outil pneumatique a impulsions equipe d'un dispositif d'arret limiteur de couple

Info

Publication number: FR2587264A1
Application number: FR8601528A
Authority: FR
Inventors: Reginald W Pauley
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1985-02-04
Filing date: 1986-02-04
Publication date: 1987-03-20
Also published as: GB2170435B; FR2587264B1; GB8530713D0; JPS61178185A; CA1246946A; GB2170435A; SE8600492D0; DE3603327A1; SE8600492L; US4604943A

Abstract

CET OUTIL A IMPULSIONS POSSEDE UN MOTEUR PNEUMATIQUE 16 AGENCE POUR ENTRAINER EN ROTATION UN BOITIER 40 QUI PORTE UNE BROCHE 14 ADAPTEE POUR ETRE RELIEE A UN OUTIL. LE BOITIER ET SA CAVITE 41, ENGENDRENT UNE FORCE PULSEE SERVANT A ENTRAINER LA BROCHE ET L'OUTIL JUSQU'A UNE LIMITE DE COUPLE PREDETERMINEE. LORSQUE LA LIMITE EST ATTEINTE, UNE TIGE 69 LOGEE DANS LE BOITIER EST REPOUSSEE VERS L'ARRIERE, POUR ATTAQUER UN BRAS COUDE EN "L" 23. CE BRAS COUDE OUVRE ALORS UNE SOUPAPE 27 QUI INTERROMPT L'ARRIVEE DE L'AIR AU MOTEUR PNEUMATIQUE ET, DE CETTE FACON, ARRETE L'OUTIL.

Description

Cette invention se rapporte à des outils à im-

pulsions, en particulier, à des outils qui mettent à

l'arrêt leur moteur d'entraînement en réponse. à une sor-

tie de couple prédéterminée.

Actuellement, les outils équipés de dispositifs

d'arrêt sensibles au couple sont équipés, soit d'un pis-

ton monté sur l'axe du mécanisme d'impulsion, et qui met en mouvement une tige située sur l'axe du moteur pour actionner un dispositif d'arrêt, soit d'un piston monté en dehors de l'axe et qui met en mouvement une soupape pneumatique de forme annulaire, qui est compliquée et

peu fiable. Ces configurations sont toutes deux indésira-

bles parce qu'elles rendent l'outil relativement long et lourd et qu'elles rendent les dispositifs d'obturation

et de distribution compliqués, et parce que leurs perfor-

mances sont insuffisantes.

Selon l'invention, un outil à impulsions possè-

de un dispositif d'arrêt qui permet de fabriquer un ou-

til plus léger, plus simple et plus fiable. Ce résultat est obtenu en partie grâce au fait que le piston d'arrêt est placé dans le bottier du mécanisme à impulsions dans un endroit o l'on dispose d'espace, ce qui supprime la nécessité d'agrandir les dimensions, grâce au fait que le mouvement du piston d'arrêt est transmis sans exiger de flasque arrière compliqué ni de broche compliquée, et sans nécessiter d'articulations mécaniques pour réduire les problèmes de frottement, et également grâce au fait que l'invention ne demande qu'un plus petit nombre de

garnitures d'étanchéité.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention apparaîtront au cours de la description qui va

suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue en élévation de côté d'un outil à impulsions selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe prise selon la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle de coté et en

coupe de l'unité d'impulsions et du moteur de l'outil re-

présenté sur la figure 1, la coupe de l'unité d'impul-

sions étant prise selon la ligne 3-3 de la figure 2;

la figure 4 est une vue partielle en coupe pri-

se selon la ligne 4-4 de la figure 2.

Sur la figure 1, un outil à impulsions 10 com-

prend un carter 11 formé de façon à comprendre un fat 12 et une poignée 13. Un moteur pneumatique 16 de n'importe

quel type connu est monté à l'intérieur du carter et pos-

sède un rotor 44 et un arbre 43 qui se prolonge vers l'avant. Un bottier 40 est fixé à l'arbre 43 de façon à

être entraîné en rotation autour de son axe par le mo-

teur pneumatique. Une broche tournante 14 est loge à l'intérieur d'une cavité 41 formée dans le bottier et qui s'étend parallèlement à l'axe. La broche 14 émerge à

l'extrémité avant du fat 12 et porte rigidement un por-

te-outil ou mandrin amovible 15 adapté pour entraîner en

rotation un organe de fixation ou une autre pièce.

Comme on le voit sur les figures 1 et 3, des moyens servant à raccorder le moteur pneumatique 16 à

une source d'air comprimé (non représentée), de type con-

nu quelconque, comprennent un passage d'entrée 17, une soupape de réglage du débit 18, classique, normalement fermée, commandée par une gachette 19, un passage 21, un ensemble soupape d'arrêt 20, et un passage 22 relié au

moteur pneumatique.

Les moyens servant à faire tourner la broche 14 par impulsions par rapport au bottier 40 comprennent une

cavité 41 qui est positionnée excentriquement par rap-

port à l'axe de l'arbre 43, s'étend parallèlement à cet axe, et contient un fluide tel que de l'huile. La broche 14 est logée dans la cavité 41 et traverse cette cavité

et elle est tourillonnée à une première extrémité du bot-

tier dans un palier 42 de façon à pouvoir tourner autour

de son axe de rotation. A son autre extrémité, le bot-

tier 40 est supporté et entratné par l'arbre 43, au

moyen d'un accouplement à cannelures.

Des moyens d'arrêt destinés à commander la rota-

tion pulsée de la broche, et qui permettent d'arrêter la

rotation de la broche à des niveaux de couple prédétermi-

nés comprennent un bras 23 coudé en L, lequel possède

une première partie 24 qui s'étend selon l'axe de l'ar-

bre 43 et à travers cet arbre, d'une première extrémité avant du moteur pneumatique à une deuxième extrémité 75 située en arrière du moteur pneumatique, et une deuxième

partie 25 reliée, par une première extrémité, à la pre-

mière extrémité de la première partie, et qui s'étend perpendiculairement à l'axe de l'arbre 43. Des moyens

d'actionnement destinés à commander un mouvement mécani-

que en réponse à un niveau de couple prédéterminé, sont reliés à la broche et au bottier. Une tige 69 est logée dans le bottier et décalée par rapport à l'arbre 43 mais disposée parallèlement à celui-ci. Des moyens à.pression 28 destinés à déplacer la tige 69 en réponse à un niveau de couple prédéterminé sont reliés à la tige. Les moyens 27 servant à isoler la source de pression pneumatique du

moteur pneumatique sont adjacents à la deuxième extrémi-

té de la première partie du bras.

Les moyens 27 destinés à isoler la source de pression pneumatique comprennent un ensemble soupape à bille 32 et un ensemble soupape d'arrêt 20. L'ensemble soupape d'arrêt 20 possède une soupape de décharge 26

qu'un ressort hélicoïdal 31 tend à placer dans la posi-

tion représentée, qui permet à l'air comprimé de passer

du passage 21 au passage 22 et au moteur 16.

L'ensemble soupape à bille 32 est relié à une

chambre 37 prévue dans l'ensemble soupape 20 par un pas-

sage d'air 36 et il comprend une bille 33 appliquée sur

un siège de bille 30 par un ressort hélicoïdal 34 lui-mê-

me logé dans une chambre de bille 35 pour fermer le pas-

sage de l'air. Le passage 36 et la chambre 35 sont re-

liés au passage 21 par un groupe de trous de liaison 38

et d'une chambre 37 formée dans l'ensemble soupape 20.

Lorsque la bille 36 est soulevée du siège de bille 30, l'air comprimé s'échappe rapidement de la chambre 37 et l'air comprimé contenu dans le passage 21 repousse la soupape de décharge 26, à l'encontre du ressort 31, vers une position dans laquelle une garniture d'étanchéité 39 s'applique sur un siège de joint étanche 29 pour arrêter l'écoulement de l'air du passage 21 au passage 22, afin

d'arrêter le moteur pneumatique 16.

La partie 24 du bras 23 s'étend le long de l'axe de l'arbre 43 du moteur pneumatique et traverse

cet arbre, tandis que la partie 25 s'étend perpendiculai-

rement à l'axe. La tige 69 et le bras 23 sont disposés l'une par rapport à l'autre de manière que le mouvement

de la tige mette le bras en mouvement en entrant en con-

tact avec une portion de la partie 25 et repousse le bras vers l'arrière. Le mouvement du bras vers l'arrière a pour effet que la deuxième extrémité de la partie 24 entre en contact avec l'ensemble soupape 32 et déplace

la bille 33 pour actionner l'ensemble soupape 22 et iso-

ler la source de pression pneumatique du moteur pneumati-

que en manoeuvrant la soupape de décharge 26.

Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, les moyens à pression 28 servant à déplacer la tige en réponse à un niveau de couple prédéterminé comprennent des moyens d'étanchéité qui divisent la cavité 41 en une

chambre à haute pression 45 et une chambre à basse pres-

sion 46 pendant une partie de la rotation du bottier 40 par rapport à la broche 14, une palette 47 montée pour coulisser dans une fente transversale 53 de la broche

14, et deux-cordons-opposés 49 et 54 séparés par des évi-

dements 50 ménagés dans le bottier 40, à l'intérieur de la cavité 41. La palette 47 de la broche et la broche 14

coopèrent avec les cordons 49 et 54 pour fermer dynami-

quement la cavité 41 pendant une partie de la rotation du bottier 40 par rapport à la broche 14, pour produire

une impulsion de pression dans le fluide. Cette impul-

sion a pour effet que la palette 47 et la broche 14 en-

traînent le mandrin 15 en rotation avec l'énergie accumu- lée dans le bottier tournant 40 et dans le rotor 44 du

moteur pneumatique 16. Le joint formé engendre une impul-

sion de haute pression une fois par tour lorsque l'alésa-

ge excentré de la cavité 41 et la broche 14 entrent en

contact au niveau du cordon supérieur 49 et que la palet-

te 47 entre en contact avec le cordon inférieur 54. Dans toutes les autres positions angulaires entre le bottier et la broche 14, il existe entre la broche 14 et le bottier 40 un intervalle qui permet au fluide de passer en dérivation, de sorte que le bottier 40 peut alors

tourner librement par rapport à la broche 14.

Comme on peut le voir sur les figures 2, 3 et 4, un dispositif d'arrêt logé dans l'espace disponible à l'intérieur du bottier 40, entre un flasque avant 51 et un flasque arrière 52, possède une chambre de liaison 55 reliée à la chambre à haute pression 45 par un passage 56, un passage 57 qui relie la chambre 55 à une chambre

58, et un passage 59 qui relie la chambre 58 à la cham-

bre à basse pression 46.

Un piston 63 est monté coulissant dans un loge-

ment de piston 76 situé dans la chambre 55 et maintenu

en position ouverte par un ressort hélicoïdal 64 qui per-

met au fluide de passer autour d'une bille obturatrice pour pénétrer dans un passage 66. Lorsque le débit

traversant le piston 63 s'accroit et qu'une haute pres-

sion s'établit dans le passage 56, il s'établit entre les deux faces du piston 63 une différence de pression qui surmonte la force du ressort 64 et amène le piston

63 à une position appuyée contre la bille 65 pour inter-

rompre l'écoulement du fluide. Cette soupape de commande

de dérivation commande la fréquence cyclique des impul-

sions, ainsi que ceci est connu dans la technique.

Une bille 60, chargée par un ressort hélicoïdal 61 et logée dans la chambre 55 arrête l'écoulement du fluide du passage 56 au passage 57 jusqu'à ce qu'on ait atteint un niveau de pression fixé par la charge qui est

réglée sur le ressort 61 par une vis de réglage 62. Lors-

que la pression régnant dans la chambre 55 est supérieu-

re au niveau réglé, le fluide s'écoule par le passage 57 et refoule un piston 67 logé dans la chambre 58 et qui est chargé par un ressort hélicoidal 68, pour éloigner

le piston 67 d'un perçage 77 formé dans la chambre 58.

Comme on peut le voir en se reportant aux figu-

res 3 et 4, la tige 69 traverse le flasque arrière 52.

La partie 25 du bras 23 est fixée par rapport à la tige 69 par une encoche 72. Le mouvement de la tige 69 vers l'arrière fait coulisser le bras 23, lequel est guidé

par une surface de portée 78. L'extrémité 75 de la par-

tie 24 du bras est placée très près de la bille 33. Le mouvement de la tige 69 vers l'arrière est transmis de

la position décalée radialement de la tige 69 par rap-

port à l'axe de l'arbre 43, pour soulever la bille 33 de

son siège.

Pendant le fonctionnement de l'outil à impul-

sions 10, la pression de la gachette 19 amène l'air com-

primé à s'écouler par le passage d'entrée 17 et la soupa-

pe de commande 18 dans le passage 22 et jusqu'au moteur

16. L'air comprimé fourni au moteur pneumatique 16 en-

traine le moteur pneumatique en rotation et, par l'inter-

médiaire des accouplements à cannelures 48, il fait tour-

ner le bottier 40. Cette rotation du bottier 40 et de ses éléments amène la palette 47 de la broche à coopèrer

avec les cordons 48 et 49 pour fermer la cavité 41 don-

nant dans la chambre à haute pression 45 et dans la cham-

bre à basse pression 46, pour créer un impulsion de pres-

sion dans la chambre 45, et la faire agir sur la palette

47 de la broche. Cette impulsion de pression a pour ef-

fet que la broche 14 développe un couple et, de cette fa-

çon, entraîne le mandrin 15 en rotation.

Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li-

mitatif sans sortir du cadre de l'invention.

RE V E N D I C A T I O NS

1 - Outil pneumatique à limiteur de couple, pos-

sédant un moteur pneumatique (16) qui peut être raccordé

à une source de pression pneumatique, une broche tournan-

te (14) reliée au moteur pneumatique, des moyens (43) servant à faire tourner la broche, et des moyens d'arrêt (27) qui commandent la rotation de la broche de manière à arrêter!la rotation de la broche à un niveau de couple prédéterminé, lesdits moyens d'arrêt étant caractérisés par: des moyens d'actionnement (28) reliés à la broche

pour engendrer un mouvement mécanique en réponse au ni-

veau de couple prédéterminé; un bras (23) qui comprend une première partie (24) s'étendant le long d'un axe et une deuxième partie (25) qui s'éloigne dudit axe, ladite deuxième partie possédant une partie adjacente aux moyens d'actionnement et positionnée de telle manière que le mouvement engendré par les moyens d'actionnement

déplace le bras; et des moyens (27) qui sont reliés au-

dit bras, au niveau de sa première partie, pour isoler la source de pression pneumatique du moteur pneumatique

en réponse au mouvement du bras.

2 - Outil pneumatique selon la revendication 1,

caractérisé en ce que lesdits moyens d'isolement compren-

nent un ensemble soupape (27) agencé en arrière du mo-

teur pneumatique et positionné de manière à être relié au bras et à être manoeuvré par le mouvement du bras

vers l'arrière, cet ensemble étant agencé pour manoeu-

vrer de façon à isoler la source de pression pneumatique

du moteur pneumatique en réponse à ce mouvement de l'en-

semble soupape.

3 - Outil pneumatique selon la revendication 1,

caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement com-

prennent une tige (69) et des moyens à pression (28) re-

liés à la tige pour déplacer cette dernière en réponse au niveau de couple prédéterminé, et en ce que ledit

bras est positionné de manière que le mouvement de la ti-

ge déplace le bras.

4 - Outil pneumatique selon la revendication 3,

caractérisé en ce que lesdits moyens d'isolement compren-

nent un ensemble soupape (27) agencé en arrière du mo- teur pneumatique et positionné de manière à être relié au bras et à être manoeuvré par le mouvement du bras

vers l'arrière, cet ensemble étant agencé pour manoeu-

vrer de façon à isoler la source de pression pneumatique

du moteur pneumatique en réponse à ce mouvement de l'en-

semble soupape.

- Outil pneumatique à limiteur de couple com- prenant un moteur pneumatique (16) possédant lui-même un arbre (43) qui peut tourner autour d',un axe, des moyens (17) servant à raccorder le moteur pneumatique à une

source de pression pneumatique pour faire tourner l'ar-

bre du moteur pneumatique autour de son axe, un bottier

(40) placé en avant du moteur pneumatique, relié à l'ar-

bre et solidaire de cet arbre en rotation, ce bottier possédant une cavité (41) qui s'étend parallèlement à l'axe, une broche rotative (14) logée dans la cavité,

des moyens permettant de faire tourner la broche par rap-

port au bottier, et des moyens d'arrêt (27) servant à commander la rotation de la broche de manière à arrêter

la rotation de cette broche à un niveau de couple prédé-

terminé, lesdits moyens d'arrêt étant caractérisés par

des moyens d'actionnement (28) reliés au bottier pour en-

gendrer un mouvement mécanique en réponse au niveau de couple prédéterminé; par un bras (23) coudé en "L", qui comprend une première partie (24) s'étendant le long de l'axe de l'arbre du moteur pneumatique et à travers cet arbre, d'une première extrémité à une deuxième extrémité et une deuxième partie (25) reliée à la première partie

par sa première extrémité et qui s'étend dans une direc-

tion qui forme un angle avec ledit axe, ladite deuxième

partie comprenant une portion adjacente aux moyens d'ac-

tionnement et positionnée de telle manière que le mouve-

ment des moyens d'actionnement déplace le bras; et par des moyens (27) adjacents au bras, au niveau de la deuxième extrémité de sa première partie, pour isoler la source de pression pneumatique du moteur pneumatique en

réponse au mouvement du bras.

6 - Moteur pneumatique selon la revendication , caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent une tige (69) logée dans le bottier, décalée

par rapport à l'axe et qui s'étend sensiblement parallè-

lement audit axe et des moyens à pression (28) reliés à la tige pour déplacer cette tige en réponse au niveau de

couple prédéterminé, et en ce que ledit bras est posi-

tionné de telle manière que le mouvement de la tige met-

te le bras en mouvement.

7 - Outil pneumatique à limiteur de couple, com-

prenant un moteur pneumatique (16) qui possède lui-même un arbre (43) pouvant tourner autour d'un axe, des moyens (17) servant à raccorder le moteur pneumatique à une source de pression pneumatique pour faire tourner

l'arbre du moteur pneumatique autour de l'axe, un bot-

tier (40) placé en avant du moteur pneumatique, relié à

l'arbre et solidaire de cet arbre en rotation, ce bot-

tier présentant une cavité (41) qui s'étend parallèle-

- -ment à l'axe, une broche tournante (14) logée dans la ca-

vité et des moyens servant à faire tourner la broche par mouvement pulsé par rapport au bottier et des moyens

d'arrêt (27) servant à commander la rotation de la bro-

che de manière à arrêter la rotation de la broche à un niveau de couple prédéterminé, lesdits moyens d'arrêt étant caractérisés par: une tige (69) placée dans le bottier, qui s'étend d'une première extrémité à une deuxième extrémité et qui est déportée par rapport à l'axe et s'étend parallèlement à cet axe; des moyens à

pression (28) servant à déplacer ladite tige sur une dis-

tance choisie vers l'arrière, vers le moteur pneumati-

que, en réponse au niveau de couple prédéterminé; un bras (23) coudé en "L", qui possède une première partie (24) s'étendant le long de l'axe du moteur pneumatique et à travers cet arbre, d'une première extrémité jusqu'à une deuxième extrémité située en arrière du moteur pneu- matique, et une deuxième partie (25) fixée à la première

partie à sa première extrémité et qui s'étend perpendicu-

lairement à la première partie, ladite deuxième partie possédant une portion adjacente à la première extrémité de la tige et positionnée de manière que le déplacement de la tige vers l'arrière mette cette tige en contact avec le bras et repousse le bras vers l'arrière; et un

ensemble soupape (27) agencé en arrière du moteur pneuma-

tique et positionné pour être attaqué par la première partie du bras, au niveau de la deuxième extrémité de cette première partie, et manoeuvré par le mouvement du bras vers l'arrière, ledit ensemble soupape étant agencé et adapté pour manoeuvrer de manière à isoler la source de pression pneumatique du moteur pneumatique lorsqu'il

est manoeuvré par le bras.