FR2601613A1 - Procede et installation pour serrer ou desserrer les liaisons a vis. - Google Patents

Abstract

A)PROCEDE ET INSTALLATION POUR SERRER OU DESSERRER LES LIAISONS A VIS. B)PROCEDE POUR SERRER OU DESSERRER DES LIAISONS A VIS EN METTANT EN OEUVRE DE L'ENERGIE VIBRATOIRE, CARACTERISE EN CE QU'ON EXCITE LA TIGE FILETEE (VIS) PAR DES EXCITATIONS LONGITUDINALES, DE FACON QU'ELLE SOIT TRES LARGEMENT DECHARGEE DES CONTRAINTES DE TRACTION OU DES CONTRAINTES DE COMPRESSION, DANS LA PHASE D'ALLONGEMENT MAXIMUM OU DE CONTRACTION MAXIMALE, ET QUE L'INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE ASSOCIE A LA TIGE FILETEE UN ENSEMBLE GENERATEUR-CAPTEUR D'OSCILLATIONS CONSTITUE PAR UN ELEMENT PIEZO-ELECTRIQUE19, RELIE A UN GENERATEUR DE TENSION ALTERNATIVE21 ET CELUI-CI A UN ELEMENT DIFFERENTIATEUR22, RELIE AU CAPTEUR D'OSCILLATIONS19 ET ASSURANT UNE LIAISON DE REACTION AVEC LE GENERATEUR DE TENSION ALTERNATIVE21. C)L'NVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UNE INSTALLATION POUR SERRER ET DESSERRER LES LIAISONS A VIS.

Description

q1p. "Procédé et installation pour serrer ou desserrer

les liaisons à vis".

L'invention concerne un procédé et une installation pour serrer ou desserrer des liaisons à vis; 5 ces moyens peuvent être appliqués dans la construction de machines et d'appareils ou dans des applications analogues dans lesquelles les liaisons à vis doivent souvent transmettre des efforts importants comme, par exemple, dans le domaine de la mécanique fine dans lequel il faut souvent 10 mettre sous une tension mécanique prédéterminée de telles liaisons complexes, avec une grande précision et une grande régularité. Pour serrer ou desserrer des liaisons à vis, on connait un grand nombre de dispositifs qui se distinguent 15 par la nature du moyen d'entraînement utilisé, par le type et la nature de la transmission des forces et des mouvements ainsi que par leur mise en oeuvre et par d'autres caractéristiques. Ces dispositifs peuvent se classer suivant le principe de fonctionnement, en trois groupes: dispositifs 20 de vissage de force, dispositifs de vissage à percussion et des dispositifs qui réduisent la résistance de friction entre les surfaces de glissement ou les surfaces de filetage en appliquant des vibrations. Le fonctionnement des dispositifs de vissage par force se fait de façon très 25 analogue au vissage manuel, par transmission de force à l'aide d'un levier à une clé ou dispositif analogue, à la différence que la force humaine est remplacée par la force exercée par une machine et est générée par des moyens d'entraînement pneumatiques, électriques ou hydrauliques. Ainsi, les documents DE-OS 25 29 818 et DD- WP 62 789 décrivent des dispositifs utilisant ce 5 principe. Ils se distinguent essentiellement par le type des éléments utilisés pour transmettre les efforts à la vis à tourner. Alors que le premier dispositif utilise une bande de serrage, le second utilise une

combinaison de couronne dentée et de cliquet.

Les dispositifs de vissage à percussion réalisent le mouvement de vissage par une succession rapide de coups exercés par un ensemble tournant à percussion sur l'écrou à visser, de sorte que l'énergie impulsionnelle de ce dispositif est transformée en des 15 mouvements saccadés de l'écrou. De tels dispositifs de vissage à percussion à haute fréquence entraînés par courant alternatif, travaillent à une fréquence de

percussion d'environ 500 Hz.

Pour les dispositifs de vissage à percussion, 20 on utilise également les modes d'entraînement déjà mentionnés. Toutefois, on utilise fréquemment un moyen d'entrainement électrique primaire qui génère le mouvement à

percussion et à rotation par l'intermédiaire d'un mécanisme hydraulique ou pneumatique. Le document DE-OS 32 31 902 25 décrit une réalisation correspondante.

La mise en oeuvre de dispositifs de vissage à percussion, engendre des vibrations et des bruits gênants, de sorte que leur utilisation prolongée représente un grand risque corporel. Comparés aux dispositifs de vissage par 30 force, ces derniers appareils présentent une masse plus grande pour le couple maximum et ne sont réalisés comme

appareils à mains que pour des couples relativement faibles.

De plus, on ne peut limiter de façon très - nette le couple car les caractéristiques de surface, le 35 type de matériaux frottant l'un sur l'autre, ainsi que le coefficient de frottement éventuellement diminué par des vibrations précisément dans le domaine de la mise en charge finale, ont une influence croissante sur le couple nécessaire au mouvement de rotation. La 'sollicitation mécanique importante des appareils par le mouvement de percussion pose des conditions très strictes de résistance

à l'usure pour de nombreuses pièces.

Dans de nombreuses applications, il est souhaitable d'avoir une force de serrage précise et régu10 lière pour toutes les liaisons à vis, ce qui précisément dans les installations automatiques, exige une coincidence très précise dès l'instant de la coupure du couple des différents postes. A titre d'exemple, on ne peut réaliser

cela par un accouplement glissant.

Le document DE-OS 28 35 382 décrit un circuit pour couper le couple dans un dispositif de vissage à percussion à vitesse de rotation commandée et entraîné par un moteur électrique; ce document prévoit de prendre sur des résistances de charge une tension proportionnelle à 20 la charge du moteur; pendant la phase de percussion, le courant est additionné dans un intégrateur et la valeur finale constitue une mesure de l'énergie de percussion absorbée. Un comparateur compare une tension proportionnelle à cette énergie à une grandeur de consigne et lorsque cette 25 grandeur est dépassée, l'alimentation électrique du moteur

est coupée.

Ce montage convient, certes, pour couper l'opération de vissage lorsqu'on dépasse un couple maximum qui correspond à l'énergie fournie par la dernière percus30 sion; toutefois, cela ne permet pas de compenser ou de supprimer les influences négatives engendrées par les forces de frottement dépendant de l'état de surface superficiel et des matériaux ainsi que des forces de traction. De plus, on ne peut arriver à des précisions élevées que par des 35 calibrages fréquents, qui prennent en compte tous les liens fonctionnels ou toutes les variations, c'est-à-dire par exemple lorsqu'uniquement la surface d'appui de l'écrou change. Un procédé correspondant au troisième groupe utilise les vibrations dans une plage de fréquences comprises entre 4 et 60 kHz; ce procédé est décrit dans DE-OS 23 54 346. Pendant l'opération de serrage, on fait agir une énergie de vibrations sur l'outil utilisé, sur

la vis ou sur un organe relié à ces éléments-, en travail10 lant à une fréquence prédéterminée.

Cela permet, certes, de réduire considérablement les frottements et ainsi le couple nécessaire, avec toutefois l'inconvénient que le couple ne peut plus s'utiliser comme mesure indirecte de la force de serrage 15 de la vis. Les informations correspondantes, telles que les informations relatives à la force de traction et qui constituent la grandeur cible proprement dite de la plus grande partie des opérations de vissage technique, ne sont pas données dans cette publication. Il est probable que les problèmes correspondants constituent la principale raison pour laquelle de tels procédés et moyens ne se

sont développés que de façon peu significative.

La présente invention a pour but de créer un procédé de serrage ou de desserrage de liaison à vis, 25 applicable à des liaisons vissées et pour des forces de vissage dont l'ordre de grandeur est très différent avec une précision élevée, correspondante et, en particulier, pour permettre de commander de manière-précise le serrage simultané et régulier d'un grand nombre de liaisons à vis. 30 De plus, l'invention se propose de développer une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, installation qui puisse s'appliquer de manière très différente, facile et sûre et qui puisse être fabriquée en série de manière

très peu coûteuse.

L'invention se propose de créer un procédé et une installation de serrage et de desserrage de liaisons à vis, le procédé permettant de visser de manière économe en énergie, commander de façon exacte et évitant toute contrainte excessive exercée au matériau, et une instal5 lation de réalisation compacte et robuste permettant une adaptation simple à des liaisons vissées et les forces

de vissage les plus différentes.

A cet effet, l'invention concerne un procédé caractérisé en ce qu'on excite la tige filetée (vis) par 10 des excitations longitudinales, on mesure la fréquence propre de cette tige filetée et pendant l'opération de vissage, on fait suivre la fréquence d'excitation à la fréquence propre, variable, de façon que la tige filetée se mette en résonance et en ce qu'on adapte l'énergie d'excitation de manière que la tige filetée, oscillante,

soit très largement déchargée des contraintes de traction ou des contraintes de compression, dans la phase d'allongement maximum ou de contraction maximale.

Ainsi, la fréquence propre de la tige 20 filetée constitue une mesure de sa tension (contrainte mécanique), cette dernière étant mesurée par un capteur de vibrations. Le générateur de vibrations qui est au contact de la tête de vis, de l'écrou ou de la tige filetée, ou encore au contact d'un organe transmettant 25 les vibrations, est constitué par un élément piézoélectrique; il est relié à un générateur de tension alternative (alternateur) lui-même relié à un élément différentiateur. De plus, l'élément différentiateur est couplé au capteur de vibrations et en retour, pour la

réaction, il est relié au générateur de tension alternative.

De façon préférentielle, on utilise un ensemble générateur-capteur d'oscillations, compact, qui fonctionne à la fois comme générateur d'oscillations ou de vibrations et comme capteur d'oscillations ou de

vibrations, sous la forme d'une rondelle piézo-électrique.

Il est particulièrement avantageux de faire l'opération de vissage à l'aide d'un moteur piézoélectrique travaillant à la même fréquence que la fréquence d'excitation ou la fréquence propre de la tige 5 filetée. Pour réaliser simultanément et régulièrement plusieurs serrages de vis, on peut utiliser une installation comme installation pilote ou installation directrice dont le générateur de vibrations génère une grandeur

de consigne, variable, destinée aux autres installations 10 (ou postes).

Une autre variante de liaison vissée susceptible d'être serrée régulièrement consiste à mettre en oeuvre le procédé tout d'abord jusqu'à ce que l'on atteigne une première grandeur de consigne correspondant à une 15 force de pré-contrainte pré-sélectionnée. Une fois que toutes les liaisons ont atteint cette grandeur de consigne, on poursuit le vissage à l'aide d'autres grandeurs de consigne, échelonnées ou directement jusqu'à la dernière

grandeur de consigne qui correspond à la tension souhaitée 20 de la vis.

L'énergie d'excitation est augmentée en continu ou pas à pas au cours de l'opération de vissage lorsqu'il s'agit d'un serrage, dès que la fréquence propre de la tige filetée ne change plus parce que l'opération de 25 vissage stagne et ne correspond pas encore à la tension souhaitée de la tige filetée. De plus, pour un entraînement maximum prédéterminé ou souhaité, on ne dépasse pas la

valeur fixée.

Le procédé et l'installation selon l'inven30 tion, présentent de nombreux avantages. C'est ainsi que le procédé peut s'appliquer à des liaisons vissées, caractérisé par des dimensions et des contraintes les plus différentes. Ce procédé consomme peu d'énergie; il peut se régler de façon exacte et précise. L'installation 35 présente également de nombreux avantages. Elle peut s'appliquer dans de multiples domaines; cette installation est d'une structure compacte et robuste, légère et d'une utilisation en sécurité. De plus, le fonctionnement de l'installation ne se fait pas dans la plage de fréquences audibles ou perceptibles par l'homme. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation de l'invention, représenté aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 représente une liaison à brides comportant un ensemble générateur-capteur de vibrations, compact, logé entre un écrou et une bride, ainsi que d'un moyen d'entraînement piézoélectrique, mis en place; - la figure 2 montre un oscillateur rapporté muni d'un moyen d'entraînement en rotation, susceptible d'être accouplé séparément; - la figure 3 représente le schéma de base de l'installation selon l'invention; - la figure 4 montre une installation à plusieurs postes couplée sur un générateur de valeur de consigne, commun;

- la figure 5 est une installation à plusieurs postes, comportant une partie de régulation 25 commune et un commutateur sélecteur de programme.

L'installation selon l'invention s'adapte, suivant les besoins, aux applications les plus différentes.

Cela concerne l'importance des efforts à transmettre,

ainsi que l'application à des procédés de haute techno30 logie comme, par exemple, dans le cadre de la robotique.

L'invention peut également se mettre en oeuvre sur des chantiers grâce à la robustesse, la compacité et la fiabilité des installations qui sont faciles à mettre

en oeuvre en utilisant, le cas échéant, un moyen 35 d'entraînement à moteur ou un entraînement manuel.

La figure 1 montre une liaison à brides comprenant un élément piézoélectrique 2 en forme de rondelle placée entre un écrou 4 et une bride 6, ainsi qu'un oscillateur en épaisseur, constitué par un ensemble générateur-capteur d'oscillations, compact; cela signifie que l'élément piézo-électrique 2 ainsi que le générateur d'oscillations, fonctionnent comme capteur d'oscillations. Pour cela, le système comporte des lignes d'alimentation et de transmission de signaux 3 qui sont 10 reliées à un circuit de régulation. Si l'élément piézoélectrique 2 doit seulement fonctionner comme générateur de vibrations ou d'oscillations, on prévoit un capteur d'oscillations 12 ou 13 distinct qui reçoit les oscillations à mesurer et fournit les signaux de mesure au circuit de régulation. Un tel montage sera appelé ensemble

générateur-capteur d'oscillations, séparé dans l'espace.

Pour cela, il n'est pas nécessaire d'utiliser les capteurs d'oscillations 12, 13, piézo-électriques; on peut, par exemple, également utiliser-des jauges de contrainte collées sur le corps de la tige filetée ou vis 1. Comme cela est représenté à la figure 1, le mouvement de rotation de l'écrou 4 et, ainsi, le serrage ou le desserrage de la liaison vissée, peuvent se faire à l'aide d'un moyen d'entraînement à moteur qui est, par exemple, réalisé 25 ici par un moyen d'entraînement à rotation de type piézomécanique. Le carter du moteur est pratiquement identique à celui d'une douille de clé à pipe 9 dont la partie inférieure est usinée avec des facettes internes. Cette

zone peut également être réalisée interchangeable pour 30 pouvoir s'utiliser comme numéro de clé différent.

Entre la douille de clé à pipe 9 et le noyau 10, se trouvent des oscillateurs de rotation 8. Le noyau.

porte axialement un organe d'accouplement 11 qui est en saillie de la douille de clé 9 et permet la rotation 35 manuelle ou, le cas échéant, la pré-contrainte, des liaisons, en formant un contre-appui ou encore pour augmenter la masse de l'induit par la mise en place

d'organes pesants.

La figure 2 montre une autre variante de mise en place d'un ensemble générateur-capteur de vibrations, de structure compacte. Les brides 17 et 18 qui sont étroitement Juxtaposées et en se plaçant dans l'hypothèse que l'autre extrémité de la vis, non représentée, est inaccessible, ne permettent pas la mise 10 en place d'un capteur d'oscillations, distinct. En conséquence, il faut utiliser un ensemble générateurcapteur d'oscillations, compact, tel que celui de la figure 1 entre l'écrou 4 et les brides 6 comme indiqué à la figure 2 entre le fond de la douille de clé 9 et l'organe de transmission d'oscillation 14. Cette dernière variante concerne un oscillateur rapporté mis en place sur une tête de vis 15. Dans ce cas également, l'élément piézo-électrique 19 est un oscillateur en épaisseur qui fonctionne à la fois comme générateur et comme capteur 20 d'oscillations. L'organe d'accouplement 11 satisfait

aux conditions déjà exposées ci-dessus; de plus, il peut le cas échéant, recevoir un moyen d'entraînement distinct.

I1 est clair que, dans ce cas également, il est possible de réaliser une combinaison constructive non représentée, 25 avec l'oscillateur rapporté selon la figure 1 et qui est également nécessaire pour l'application à de nombreux

procédés automatisés.

On a ainsi décrit quelques variantes principales de montage et de structure des générateurs d'oscilla30 tions, des capteurs d'oscillations et des moyens d'entrainement, qui font partie de l'installation selon l'invention et forment également un certain ensemble dans l'espace du fait de leur contact matériel avec la liaison à visser, ensembles dont un grand nombre peut être monté sur un châssis souple pour un procédé automatique, ces ensembles étant reliés par des câbles aux autres appareils de l'installation. La figure 3 représente le schéma de base de l'installation, utilisant également un ensemble 5 générateur-capteur d'oscillations, compact, et qui tient compte de conditions minimales. L'élément piézoélectrique 2 est relié par des lignes d'alimentationet de transmission de signaux 3 à un générateur.'de tension alternative 21 de fréquence et-de puissance

variables qui fait osciller l'élément piézo-électrique 2.

Pour visser des liaisons ayant des caractéristiques dimensionnelles différentes en utilisant qu'un seul type de générateur de tension alternative 21, il faut que celui-ci puisse travailler dans une plage étendu de fréquences, compris par exemple entre environ 50 Hz jusqu'à 5. 10 MHz. Une remarque analogue s'applique à la puissance à fournir qui doit être d'autant plus grande que la masse oscillante est importante et d'autant

plus grande que la tension de la liaison à visser et, 20 par suite, la fréquence propre, est importante.

Pour la mesure, il y a une liaison entre le générateur de tension alternative 21 et l'élément piézoélectrique 2 constituant le capteur d'oscillations d'une part, et par ailleurs un élément différentiateur 22 par

l'intermédiaire de la ligne de transmission de signaux 25.

Cela est possible pour des ensembles générateur-capteur de vibrations, compacts, en n'utilisant qu'une seule ligne de transmission de signaux 25 car la ligne d'alimentation et de transmission de signaux 3 peut également fonctionner 30 comme un cordon; la mesure de la fréquence propre et la fréquence d'excitation peuvent se faire de manière décalée dans le temps par la ligne d'alimentation et de transmission de signaux 25, de façon analogue à la phase de mesure et d'excitation. Lorsqu'on utilise un tel capteur d'oscillations 12, 13 distinct, il faut réaliser une 2 6 O 1 6 t 3 2501613ll liaison supplémentaire correspondante avec l'élément différentiateur 22. Une autre ligne de transmission de signaux 26 sert au retour (réaction) de l'élément différentiateur 22 vers le générateur de tension alter5 native 21 pour tenir compte des fréquences d'excitation et de la puissance d'excitation. Dans cet exemple, il n'y a aucune interaction entre le moyen d'entraînement 20 et le circuit de régulation. *Le moyen d'entralnement peut

être de n'importe quel type, à moteur, mais également un 10 entraînement à main.

La figure 4 montre une installation à plusieurs postes composée d'installations individuelles correspondant au schéme de base décritscidessus; ces installations sont reliées entre elles par un générateur 15 commun de grandeur de consigne 23. Les moyens d'entrainement 24 piézomécaniques, d'utilisation particulièrement avantageuse, sont alimentés par la ligne d'alimentation 28

à partir du générateur de tension alternative 21 (alternateur) à la même fréquence que les éléments piézo-élec20 triques 2, ce qui donne un rendement énergétique particulièrement élevé.

L'appareillage mis en oeuvre peut être réduit dans le cas d'une installation à plusieurs postes comme cela est représenté à la figure 5, en associant un certain nombre 25 d'ensembles composés de moyens d'entraînement 24 et d'éléments piézo-électriques 19, un seul circuit de régulation avec un générateur de tension alternative 21 et un élément différentiateur 22. La liaison des deux complexes est assurée par la ligne d'alimentation et de transmission de signaux 29 qui peut être coupée par le commutateur-sélecteur de programme 30. Le commutateur- sélecteur de programme 30 établit les liaisons correspondantes suivant un ordre prédéterminé. Lorsqu'on utilise une grandeur de consigne échelonnée qui est transmise par le générateur de grandeurs 35 de consigne 23 par l'élément différentiateur 22 en passant par la ligne de transmission de signaux 27, on arrive à un travail de serrage suffisamment régulier satisfaisant aux conditions posées dans de nombreuses applications, malgré le fait qu'à chaque fois un seul poste d'une installation à plusieurs postes est mis en oeuvre.

La description suivante concerne le procédé de mise en oeuvre de l'installation et le fonctionnement de l'installation:

Le procédé selon l'invention utilise la lO possibilité d'organes élastiques rigides, de vibrer lorsqu'ils sont suffisamment excités, les dimensions géométriques de ces corps variant de manière périodique dans certaines limites. Pour faciliter le serrage et le desserrage de liaison vissée, il est également souhaitable 15 de décharger dans une très large mesure la tige filetée l, le tube fileté ou analogue au cours de l'opération de vissage, au niveau des contraintes de traction ou de compression. Cela est possible de façon simple en induisant des oscillations longitudinales dans la tige filetée 1 20 et en la mettant en résonance. Pour cela, on utilise un générateur de vibrations, de préférence des éléments piézo-électriques 2, 19 dont la fréquence d'excitation est réglée sur la fréquence propre qui peut changer du fait des contraintes variant en cours d'opération de vissage. Pour arriver à un allongement ou une contraction suffisante de la tige filetée l, on augmente l'énergie d'excitation jusqu'à rendre possible une rotation suffisamment facile de l'écrou 4 ou de la tête de vis. La puissance à fournir pour mettre en résonance une liaison 30 vissée ne correspond qu'à une fraction de la puissance nécessaire selon les procédés et installations habituels pour manoeuvrer une liaison vissée. L'invention utilise ainsi le fait que des variations de dimensions de pièce, de courte durée, variations se produisant dans le domaine 35 élastique, peuvent s'obtenir de façon considérablement plus avantageuse en établissant une situation de résonance. Suivant l'amplitude de l'énergie à transmettre on décharge plus ou moins la tige filetée 1 pendant la

période correspondant à la fréquence de résonance.

Cela permet pratiquement un glissement constant, relativement facile entre les surfaces de filetage en contact ainsi que de la surface frontale de l'écrou 4 et de l'élément piézo-électrique 2 pendant l'opération de vissage. De plus, le frottement qu'il faut 10 vaincre ne joue plus de rôle primordial.car ce frottement

peut être vaincu pratiquement complètement par une excitation d'amplitude correspondante.

La fréquence propre constitue une mesure de la tension appliquée à la tige filetée 1 et elle subit 15 une augmentation proportionnelle à cette tension. De ce fait, dans le cas de liaisor à vis de précision, on peut arriver à des grandeurs de tension (contraintes) qui se correspondent très bien. En calibrant la tige filetée 1 on peut déterminer la relation entre la valeur de la ten20 sion (contrainte) et la fréquence propre. Par comparaison de la fréquence propre qui varie pendant l'opération de

vissage à une grandeur de consigne correspondant à une courbe de référence, on limite l'opération de vissage.

L'interruption de l'alimentation du générateur d'oscilla25 tions par la ligne d'alimentation et de transmission de signaux 3 ou par la ligne d'alimentation 28 arrête également les vibrations de la tige filetée 1; l'écrou 4 se bloque instantanément et ne peut plus être tourné que par l'application d'efforts importants. Il est avantageux, lors de 30 l'application de ce procédé, que même en appliquant des contraintes importantes à des tiges filetées l de faible diamètre, cela n'entraine plus de torsion de la tige filetée. Pour protéger la tige filetée 1 contre les 35 surcharges, par exemple en cas de défaillance du générateur

2 6 0 1 6 1!

de valeurs de consigne 23, on a deux possibilités. D'une part en comparant les fréquences propres mesurées successivement de la tige filetée car après avoir dépassé la résistance maximale à la traction la fréquence propre chute fortement; par ailleurs, on peut comparer la fréquence propre et la fréquence d'excitation du générateur de tension alternative 21 dans un élément différentiateur 22 qui, en cas de dépassement de la limite de charge maximale, se traduit par un changement de signe 10 algébrique. Dans les deux cas, l'opération de vissage se termine immédiatement et de façon intéressante, la mise

en oeuvre de la sécurité de surcharge est signalée. Dans le dernier cas ci-dessus, il peut être nécessaire d'autoriser un dépassement acceptable ou relatif de la fréquence 15 d'excitation si en faisant suivre la fréquence d'excitation il est possible de dépasser la fréquence propre.

Une variante de moyens d'entraînement particulièrement avantageuse, est constituée par un moteur de type piézo-mécanique qui est commandé à la même fréquence 20 que la fréquence d'excitation ou la fréquence propre de la tige filetée. Ainsi, le moyen d'entralnement 24 ne consomme de l'énergie que lorsque la tige filetée 1 est en phase d'allongement et que la rotation de l'écrou 4 peut effectuer

un travail.

Lorsqu'il faut serrer régulièrement et simultanément plusieurs liaisons à vis, il est avantageux d'utiliser une même grandeur de consigne, variable, c'està-dire une grandeur de consigne réglée, tendant vers la grandeur définitive. Pour cela, l'installation appliquée 30 à une liaison à vis assure la fonction de poste directeur dont la fréquence d'oscillations correspond à la grandeur de consigne dite variable, et seul ce poste directeur reçoit la grandeur de consigne définitive. Pour des conditions de très grande précision, il est également possible d'avoir une réaction d'une installation auxiliaire vers l'installation principale par le retard de la vitesse de rotation, de sorte que l'on augmente la grandeur de consigne variable que lorsque tous les postes auxiliaires sont arrivés à la grandeur de consigne instantanée. Grâce à ce moyen on garantit que l'augmentation de la contrainte se fait de manière dégressive si bien que les différences initiales de tension sont rapidement compensées par une opération de vissage qui ralentit de plus en plus. Les différences d'origine. 10 technique, notamment avec répercussion sur la vitesse de vissage initiale, peuvent s'annuler en ce que le décalage entre le poste directeur et les postes auxiliaires est fixé forfaitairement à une durée tv = (0,05... 0,2) T avec: n:nombre d'oscillations dans un intervalle pour une opération de vissage exécutée par intervalles, et

fo: fréquence d'excitation au début d'un intervalle.

Pour arriver à une meilleure surveillance il faut signaler que la grandeur de consigne n'a pas été

atteinte, c'est-à-dire que la grandeur de consigne définitive n'a pas été atteinte.

En résumé, l'invention sera décrite dans une autre variante représentée à la figure 4 dont les différents postes correspondent au schéma de base de la figure 3. 25 De plus, on suppose l'utilisation d'ensembles générateurcapteur d'oscillations, compacts (figures 1 et 2) et de moyens d'entraînement piézo-mécaniques 24 (figure 1). De plus, une grandeur de consigne, simple, échelonnée, prédétermine d'abord le signal correspondant à une première 30 précontrainte choisie en commun puis, lorsque cette précontrainte est atteinte, il prédétermine la grandeur de consigne finalepour toutes les installations. Pour cela, toutes les installations (ou postes) sont couplées

au générateur de grandeur de consigne 23 par l'intermédiaire 35 des lignes de transmission de signaux 27.

La fréquence d'excitation la plus faible du générateur de tension alternative 21 peut être présélectionnée de façon à se situer au voisinage de la fréquence propre de la tige filetée. L'excitation de l'élément piézo-électrique 2, 19, qui s'appuie sur la bride 6 ou au fond de la douille de clé 9 se fait par l'intermédiaire de la ligne d'alimentation et de transmission de signaux 3. Les oscillations sont transmises à la tige filetée 1 par l'intermédiaire de l'écrou 4 10 ou de l'organe de transmission d'oscillations 14 pour exciter cette tige filetée. En même temps, l'entraînement piézo-mécanique 24 est alimenté par la ligne d'alimentation 28. L'élément différentiateur 22 reçoit les signaux de mesure de la fréquence d'excitation par la ligne de transmission de signaux 25 et compare ces signaux aux signaux de mesure de la fréquence propre de la tige filetée transmis par la même ligne de signaux 25. Pour cela, un élément de temporisation non représenté ici coupe pendant un très court instant le fonctionnement du générateur de 20 tension alternative 21. La tige filetée 1 qui est alors excitée à la fréquence propre transmet ces oscillations de manière directe ou indirecte à l'élément piézo-électrique 2, 19; ce dernier fournit ainsi un signal de mesure. Si la fréquence propre est différente de la fréquence d'exci25 tation, il y a réaction par la ligne de transmission de signaux 26 et la fréquence d'excitation est adaptée à la fréquence propre pour conserver l'état de résonance. Cela se fait jusqu'à ce que soit atteinte la grandeur finale mise en mémoire dans le générateur de grandeur de consigne 30 23; dans ce cas, cette grandeur est le signal de la précontrainte choisie par la fréquence propre. Dans l'élément différentiateur, on vérifie également que la fréquence propre varie d'un intervalle de mesure à l'autre. Dans la négative, il ne peut y avoir vissage car l'énergie d'exci35 tation n'est pas suffisante pour détendre assez la tige f filetée 1. Dans ce cas également, il y a réaction pour augmenter l'énergie d'excitation par l'intermédiaire

de la ligne de transmission de signaux 26.

Il est à remarquer ici que toutes les interruptions de l'opération de vissager servant à la mesure ou à la régulation, sont de l'ordre de la fraction

d'une seconde.

Si la grandeur de consigne qui correspond à la précontrainte choisie est atteinte par toutes les installations ou tous les postes, le générateur de grandeur de consigne 23 commute automatiquement sur la grandeur de consigne finale. Cette méthode simple permet d'effectuer une opération de vissage très régulière de toutes les

liaisons qui, à chaque instant, sont chargées de façon 15 analogue.

Liste des références utilisées 1 - tige filetée 2 - élément piézoélectrique 3 - ligne d'alimentation et de transmission de signaux 4 écrou - écrou 6 - bride 7 - bride 8 - Oscillateur de rotation 9 - Douille pour clé à pipe 10 - noyau 11 - organe d'accouplement 12 - capteur de vibrations 13 - capteur de vibrations 14 - organe de transmission de vibrations 15 - tête de vis 16 - rondelle 17 - bride 18 - bride

19 - élément piézo-électrique 20 - moyen d'entraînement 21 - alternateur 22 - élément différentiateur 23 - générateur de grandeur de consigne 24 moyen d'entraînement (piézo-mécanique) 25 - ligne de transmission de signaux 26 - ligne de transmission de signaux (réaction) 27 - ligne de transmission de signaux 28 - ligne d'alimentation 29 - ligne d'alimentation et de transmission de signaux 30 - commutateur sélecteur de programme.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1) Procédé pour serrer ou desserrer des liaisons à vis en mettant en oeuvre de l'énergie vibratoire, une tige filetée ou un écrou étant de préférence tournés par un moteur, procédé caractérisé en ce qu'on excite la tige filetée (1) (vis) par des excitations longitudinales, on mesure la fréquence propre de cette tige filetée et pendant l'opération de vissage, on fait suivre la fréquence d'excitation à la fréquence propre, 10 variable, de façon que la tige filetée (1) se mette en résonance et en ce qu'on adapte l'énergie d'excitation de manière que la tige filetée (1), oscillante, soit très largement déchargée des contraintes de traction ou

des contraintes de compression, dans la phase d'allongement 15 maximum ou de contraction maximale.

2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise la fréquence propre comme mesure de la tension mécanique de la tige filetée (1) et on compare cette grandeur à une grandeur de consigne qui 20 correspond à la tension finale prévue de la tige filetée (1), et lorsque cette tension est atteinte, on coupe l'excitation de vibrations et on termine l'opération de vissage. 3) Procédé selon la revendication 1, carac25 térisé en ce que pour réaliser l'opération de vissage, on commande un moteur piézo-électrique à la même fréquence que la fréquence d'excitation ou la fréquence propre de la tige

filetée (1).

4) Procédé selon l'une quelconque des 30 revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour le serrage

simultané, régulier d'au moins deux liaisons à vis, on utilise une installation pour la mise en oeuvre du procédé,

comme installation directrice dont le générateur d'oscillations influence les autres installations en générant 35 une grandeur de consigne, variable.

) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour serrer régulièrement et simultanément au moins deux liaisons à vis, on effectue le procédé de manière échelonnée pour serrer tout d'abord jusqu'à une première grandeur de consigne qui correspond à une pré-contrainte maximale déterminée et en ce que une fois que toutes les liaisons à vis ont atteint la première grandeur de consigne, on poursuit l'opération de vissage, de manière analogue, à l'aide 10 d'autres grandeurs de consigne, échelonnées, jusqu'à

ce que l'on atteigne la dernière grandeur de consigne.

6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'adaptation de l'énergie d'excitation se fait pendant l'opé15 ration de vissage en augmentant l'énergie d'excitation

de façon continue ou pas à pas dès que la fréquence propre de la liaison à vis (1) reste constante par suite de la stagnation de l'opération de vissage et cela jusqu'à ce que soit atteinte la grandeur de consigne. 20 7) Installation pour la mise en oeuvre du procédé en utilisant un moyen d'entraînement manuel et, de préférence,un moteur et un ensemble mesurant directement ou indirectement la tension de la tige filetée, installation caractérisée en ce qu'on associe à la tige filetée (1) un ensemble générateurcapteur d'oscillations dont le générateur d'oscillations est constitué par un élément piézo-électrique (2, 19) et qui est en appui et en ce que l'élément piézo-électrique (2, 19) est relié à un générateur de tension alternative 30 (21) et celui-ci à un élément différentiateur (22), cet élément (22) étant également relié au capteur d'oscillations (2; 12; 13; 19) et assurant une liaison de

réaction avec le générateur de tension alternative (21).

8) Installation selon la revendication 7, 35 caractérisé en ce que l'ensemble générateur-capteur d'oscillations est un élément piézoélectrique (2, 19)

en forme de rondelle et constitue à la fois un générateur de vibrations et un capteur de vibrations.

9) Installation selon l'une quelconque

5.des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que

l'élément piézo-électrique (2, 19) est monté entre la tête de vis ou la vis (4) et une bride (6) et comporte

des lignes d'alimentation et de mesure (3).

) Installation selon l'une quelconque 10 des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que

l'élément piézo-électrique (19) est monté entre un organe de transmission d'oscillations (14) et la douille

de clé (9).