FR2699446A1 - Procédé et dispositif pour serrer ou desserrer, avec contrôle de l'angle de rotation, des systèmes de vissage. - Google Patents

Procédé et dispositif pour serrer ou desserrer, avec contrôle de l'angle de rotation, des systèmes de vissage. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour serrer et desserrer, avec contrôle de l'angle de rotation, des systèmes vissables. La base de référence pour le capteur angulaire d'un dispositif de vissage (100) est déterminée à l'aide d'au moins un capteur de taux de rotation (105) exécutant une mesure absolue au choix d'un angle corrélé à l'angle de rotation absolu autour de l'axe de rotation (107), ou d'une vitesse de rotation intégrable de façon simple et corrélée en tant qu'intégrale audit angle de rotation absolu, ou d'une accélération angulaire intégrable de façon simple et corrélée, en tant qu'intégrale double, audit angle de rotation absolu. Application notamment aux clés dynamométriques à usage industriel.

Description

L'invention concerne un procédé pour serrer ou desserrer, avec contrôle de
l'angle de rotation, des systèmes vissables au moyen d'un outil de vissage, désigné ci-après sous l'expression dispositif de vissage, selon lequel on mesure l'angle de rotation absolu, parcouru lors du vissage à partir d'un point fixe, autour d'un axe de pivotement qui est parallèle à l'axe de rotation du système vissable et un dispositif pour serrer ou desserrer, avec contrôle de l'angle de rotation, des systèmes vissables, désigné ci-après sous l'expression dispositif de vissage, comportant un dispositif de mesure de l'angle de rotation servant à détecter un angle de rotation absolu parcouru par rapport à un point fixe, autour d'un axe de rotation, qui est parallèle à l'axe de rotation de la vis ou de l'écrou, pour la mise en oeuvre du procédé, du type connu d'après la demande de brevet allemand 32 21 658 Ai prise comme base de départ. La demande de brevet allemand DE 32 21 658 Ai concerne une clé dynamométrique à laquelle est associé un insert enfichable désigné ci-après sous le terme de noix pour un écrou vissable, permettant le contrôle partiel de systèmes vissables et dans lequel grâce à des mesures du couple, le fait que la limite d'étirage d'une liaison vissée est atteinte, est déterminé et indiqué La clé dynamométrique possède un dispositif de mesure du couple servant à mesurer le couple appliqué, un capteur angulaire servant à mesurer la rotation de la clé dynamométrique par rapport à un point de référence fixe, et un dispositif d'évaluation et d'affichage des valeurs déterminées Pour la mesure de l'angle de rotation, on applique un boîtier enveloppant, qui entoure concentriquement la noix, de façon fixe sur la pièce à traiter, qui est disposée de manière à pouvoir pivoter autour de l'axe de pivotement de la clé
dynamométrique, qui est parallèle à la tige de la clé dyna-
mométrique Cette détermination de ce boîtier enveloppant, qui prédétermine un point fixe de l'espace pour l'angle de rotation, est réalisée par l'intermédiaire d'un axe rigide et d'une unité de fixation montée sur l'axe rigide, par exemple d'un aimant ou d'une autre noix fixée sur un écrou voisin Pour des dispositifs, qui sont prévus pour serrer un grand nombre de vis disposées différemment, cette détermination ne convient cependant pas étant donné que la réalisation de l'axe rigide et l'unité de fixation doivent être adaptées à chaque type de système vissable D'autre part, en particulier l'axe rigide possède une étendue spatiale qui complique une manipulation d'un tel dispositif ou interdit son application en partie pour des questions de place. D'après la demande de brevet allemand 31 27 753 Ai, on connaît un dispositif de vissage dynamométrique ou une clé dynamométrique actionnée manuellement, du type utilisé par exemple pour le montage de véhicules automobiles Le dispositif de vissage dynamométrique est équipé, pour l'enregistrement d'un diagramme couple/angle de rotation, d'un dispositif de mesure du couple et d'un dispositif de mesure de l'angle de rotation, le diagramme couple/angle de rotation étant utilisé pour contrôler un vissage exécuté Le dispositif de mesure du couple est destiné à mesurer le couple appliqué à la tige du dispositif de vissage Le dispositif de mesure de l'angle de rotation est destiné à détecter l'angle de rotation parcouru par la tige du dispositif de vissage, et en tant que référence pour l'angle de rotation de la tige du dispositif de vissage, on utilise le boîtier du dispositif de vissage dynamométrique Dans le cas de
dispositifs de vissage dynamométriques actionnés manuelle-
ment, dans lesquels il faut se passer d'un appui fixant sa position dans l'espace, l'utilisateur du dispositif de vissage dynamométrique réagit d'une manière variable à un couple qui s'établit, ce qui a pour effet que ce déplacement se superpose à l'angle de rotation de la tige du dispositif de vissage Ce fait est un inconvénient notamment dans le cas du serrage final, qui est important pour l'évaluation du vissage, étant donné qu'ici fréquemment le boîtier est dévié ou exécute un écart à un degré important, ce qui a pour effet que les valeurs
déterminées à cet instant, sont extrêmement peu fiables.
L'invention a pour but de développer le procédé pris comme base de départ et le dispositif pris comme base de départ de manière que, tout en conservant les avantages et possibilités de ce procédé et de ce dispositif, à savoir une détection précise et absolue de l'angle de rotation de la vis ou de l'écrou à serrer, et un contrôle d'exécution pour tous les procédés de vissage connus, on puisse obtenir en outre les avantages suivants agencement simple, capacité de manipulation commode et rapide, et applicabilité universelle indépendamment des conditions
locales dans l'environnement du point de vissage.
Le problème est résolu à l'aide d'un procédé du type indiqué plus haut caractérisé en ce que la base de référence pour le capteur angulaire est déterminée par l'utilisation d'au moins un capteur de taux de rotation exécutant une mesure absolue, le capteur de taux de rotation mesurant au choix un angle corrélé à l'angle de rotation absolu autour de l'axe de rotation, ou une vitesse de rotation intégrable de façon simple et corrélée en tant qu'intégrale à l'angle de rotation absolu autour de l'axe de rotation, ou une accélération angulaire intégrable de façon simple et corrélée, en tant que double intégrale, à l'angle de
rotation absolu autour de l'axe de rotation.
Ce problème est résolu conformément à l'invention
à l'aide du dispositif du type indiqué plus haut, caracté-
risé en ce que le dispositif de mesure de l'angle de rotation, qui détecte au moins de façon indirecte l'angle
de rotation absolu, comporte un capteur de taux de rota-
tion, qui au choix est réalisé sous la forme d'un gyroscope mécanique, agissant à la manière d'un compas et monté flottant et dont l'axe est disposé transversalement par rapport à la tige du dispositif de vissage, qui est parallèle, au moins par endroits, à l'axe de rotation, et qui peut pivoter autour d'un axe de pivotement du gyroscope, orienté parallèlement à la tige du dispositif de vissage, ou est réalisé à la manière d'un capteur de rotation, dont le signal, qui peut être détecté lors d'une rotation de la tige du dispositif de vissage autour de l'axe de rotation et peut être associé à la fréquence de rotation de la tige du dispositif de vissage, est intégrable selon une intégration simple, ou est réalisé sous la forme d'un capteur d'accélération, dont le signal d'accélération, qui peut être associé à l'accélération de rotation de la tige du dispositif de
vissage, est intégrable selon une intégration double.
Grâce à la détermination de l'angle de rotation absolu par rapport à la tige du dispositif de vissage, qui est parallèle à l'axe de vissage du système vissable, et en s'aidant d'un capteur inertiel de taux de rotation, qui est associé au boîtier et/ou à la tige du dispositif de vissage, qui est parallèle à l'axe de pivotement, et qui remplace le point de l'espace fixe du type indiqué au départ, par un point virtuel fixe dans l'espace, dans le cas de l'outil de vissage à contrôle de l'angle de rotation, désigné ci-après sous l'expression dispositif de vissage, comme par exemple une clé dynamométrique ou un dispositif de vissage dynamométrique, on obtient un agencement simple, une possibilité de manipulation commode et rapide et une capacité d'utilisation universelle Pour une bonne détermination de l'angle de rotation, on peut équiper ultérieurement par exemple également des dispositifs de vissage dynamométriques anciens, entraînés par des tiges d'entraînement et dont l'angle de rotation est contrôlé par des capteurs incrémentaux, de façon simple avec le même capteur du taux de rotation Ceci peut s'effectuer par le fait qu'une déviation du boîtier autour de la tige du dispositif de vissage et par conséquent autour de l'axe de vissage du système vissable est déterminée au moyen du capteur de taux de rotation est additionnée, avec un signe correct, à la vitesse de rotation, déterminée au moyen du capteur incrémental, de la tige d'entraînement et/ou de la tige du dispositif de vissage, ce qui permet de corriger un angle de rotation déterminé d'une manière erronée dans le cas d'une déviation
du boîtier autour de la tige du dispositif de vissage.
Des formes de réalisation appropriée de
l'invention peuvent être tirées des sous-revendications et
vont être expliquées ci-après en référence à un exemple de
réalisation représenté sur les figures.
La figure 1 représente une vue en élévation latérale d'un dispositif de vissage du type dispositif de
vissage coudé actionné manuellement.
La figure 2 représente une vue en plan du
dispositif de vissage de la figure 1.
La figure 3 représente une vue en élévation latérale d'un dispositif de vissage de la figure 1 comportant un gyroscope mécanique, monté dans le boîtier du dispositif de vissage, pour détecter l'angle de déviation
du boîtier.
La figure 4 représente une vue en plan du
dispositif de vissage de la figure 3.
La figure 5 représente une vue en élévation latérale du dispositif de vissage de la figure 1 comportant un gyroscope optique, disposé dans le boîtier du dispositif de vissage pour détecter la fréquence de rotation du boîtier. La figure 6 représente une vue en plan du dispositif de vissage de la figure 5. La figure 7 représente une vue en plan d'un dispositif de vissage de la figure 1 comportant un capteur d'accélération disposé dans le boîtier du dispositif de vissage et servant à détecter l'accélération angulaire du
boîtier.
La figure 8 représente une vue en élévation latérale du dispositif de vissage réalisé à la manière
d'une clé dynamométrique.
La figure 9 représente une vue en plan de la clé
dynamométrique de la figure 8.
La figure 10 représente une vue en élévation latérale d'une autre clé dynamométrique comportant un gyroscope mécanique en tant que capteur du taux de rotation. La figure 11 représente une vue en plan de la clé
dynamométrique de la figure 10.
La figure 12 représente une vue en plan d'une clé dynamométrique comportant un gyroscope optique, en tant que capteur du taux de rotation; et La figure 13 représente une clé dynamométrique comportant un capteur d'accélération en tant que capteur de
taux de rotation.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté une vue en élévation latérale et une vue en plan du dispositif de vissage 1, qui est réalisé à la manière d'un dispositif de vissage coudé actionné manuellement et entraîné par l'application d'une force Dans le boîtier 2, qui est réalisé essentiellement sous la forme d'une pièce à main, du dispositif de vissage 1, sont disposés un dispositif 8 de mesure du couple et un dispositif 13, 23, 33 de mesure de l'angle de rotation Sous les expressions dispositif 8 de mesure du couple et dispositif 13, 23, 33 de mesure de l'angle de rotation, il faut comprendre également qu'il s'agit de systèmes qui commandent ou évaluent les allures de vissage au moyen du courant d'un moteur mesure indirecte du couple et de la position d'un rotor mesure indirecte de l'angle de rotation Le dispositif 8 de mesure du couple détermine le couple appliqué à la tige 3 du dispositif de vissage Comme tige 3 du dispositif de vissage, on désigne la partie de la tige d'entraînement du dispositif de vissage 1, qui délivre la force de serrage nécessaire pour le vissage et qui est confondue avec l'axe de rotation du système vissable, qui constitue également simultanément l'axe de symétrie de l'insert enfichable (noix) L'angle de rotation, que parcourt la tige 3 du dispositif de vissage, disposée dans la tête de vissage 9 du dispositif de vissage 1, par rapport au boîtier 2, du dispositif de vissage 1, utilisé comme référence, est détecté par un dispositif de mesure angulaire 5 de type
usuel ou un capteur incrémental.
Dans le cas d'une déviation du boîtier 2 du dispositif de vissage 1 autour de la tige 3 du dispositif de vissage, un angle de déviation 6 du boîtier 2, qui est provoqué de ce fait, est superposé à l'angle de rotation, déterminé jusqu'alors, de la tige 3 du dispositif de vissage par rapport au boîtier 2 du dispositif de vissage 1 Afin que l'angle absolu de rotation de la tige 3 du dispositif de vissage par rapport à un point fixe virtuel 4, qui est fixé de façon appropriée notamment par la position angulaire de la tige 3 du dispositif de vissage pour un couple pouvant être fixé d'avance, puisse être déterminé, le dispositif de vissage 1 possède un dispositif 7 de mesure de l'angle de déviation du boîtier, qui détecte l'angle de déviation 6 du boîtier 2 du dispositif de vissage 1 par rapport au point fixe virtuel 4 Le point fixe virtuel 4 est fixé, sur la pièce à traiter, au moyen de l'axe de rotation du système vissable, qui coïncide avec
la tige 3 du dispositif de vissage Lors de la description
des figures 2 à 7, on reviendra sur des formes de réalisation particulières du dispositif 7 de mesure de l'angle de déviation du boîtier, qui permet de détecter, dans cet exemple de réalisation, avec une détermination séparée de l'angle de rotation relative de la tige 3 du dispositif de vissage et de l'angle de déviation 6 du boîtier 2, en principe directement l'angle de déviation 6 ou indirectement par l'intermédiaire de la fréquence de rotation, ou indirectement par l'intermédiaire de l'accélération de rotation du mouvement de déviation, en
tant que grandeur de mesure.
Pour la détermination de l'angle de rotation absolu de la tige 3 du dispositif de vissage par rapport au point fixe virtuel 4, les données, qui sont détectées par le dispositif de mesure angulaire 5 et par le dispositif 7 de mesure de l'angle de déviation du boîtier et sont éventuellement préparées, sont transférées à un dispositif soustracteur 40, qui est également associé aux dispositifs 13, 23, 33 de mesure de l'angle de rotation Dans le dispositif soustracteur 40, l'angle de rotation relative, détecté par le dispositif de mesure angulaire 5, de la tige 3 du dispositif de vissage par rapport au boîtier 2 et la grandeur de mesure, détectée par le dispositif 7 de mesure de l'angle de déviation du boîtier et préparée pour l'angle de déviation 6 du boîtier 2, sont combinées entre elles
avec des signes corrects.
Pour protéger le dispositif 7 de mesure de l'angle de déviation du boîtier, il est judicieux de disposer ce dispositif de mesure 7 à l'intérieur du boîtier 2 du dispositif de vissage 1 Assurément, il peut être par ailleurs également avantageux de disposer le dispositif 7 de mesure de l'angle de déviation du boîtiér extérieurement sur le boîtier 2 du dispositif de vissage 1 étant donné que l'on peut de ce fait équiper ultérieurement également des
dispositifs de vissage plus anciens, de façon simple.
Sur les figures 3 et 4, on a représenté une vue en élévation latérale et une vue en plan d'un dispositif de vissage 1, dont le dispositif 7 de mesure de l'angle de déviation du boîtier est réalisé sous la forme d'un gyroscope mécanique 10 Le gyroscope 10 est agencé sous la forme d'un compas et est monté flottant L'axe 11 du gyroscope mécanique 10 est disposé transversalement par rapport à la tige 3 du dispositif de vissage Dans le boîtier 2 du dispositif de vissage 1, le gyroscope mécanique 10 peut pivoter, sous l'effet d'un système de tourillonnage 14, autour d'un axe de pivotement 15 qui est parallèle à la tige 3 du dispositif de vissage, ce qui a pour effet qu'il reste au repos dans l'espace dans le cas d'une déviation du boîtier 2 L'angle de déviation 6 du boîtier 2 est obtenu alors directement à partir de l'angle entre l'axe 11 du gyroscope et la position déviée du boîtier 2 dans l'espace Dans ce cas, l'angle de déviation 6 est mesuré directement en tant que grandeur de mesure et est envoyé au dispositif soustracteur 40 du dispositif 13 de mesure de l'angle de rotation, qui est associé à ce gyroscope mécanique 10, et l'angle de rotation absolu du dispositif de vissage 3 est déterminé par rapport au point
fixe virtuel 4, situé sur la pièce à traiter.
Sur les figures 5 et 6, on a représenté une vue en élévation latérale et une vue en plan d'un dispositif de vissage 1, dont le dispositif 7 de mesure de l'angle de déviation du boîtier est réalisé sous la forme d'un gyroscope optique 20 Le gyroscope optique 20 possède une fibre de verre 21, qui est enroulée dans un plan autour d'un axe de symétrie, la fibre de verre 21 formant le trajet de la lumière du gyroscope optique 20 Pour la mesure de la fréquence de rotation Q d'une déviation du boîtier 2, le plan de ce gyroscope optique 20, qui est fixé par le trajet de la lumière de ce gyroscope, est orienté perpendiculairement à la tige 3 du dispositif de vissage, autour duquel s'effectue la déviation du dispositif de vissage 1; c'est-à-dire que l'axe de symétrie des enroulements de la ou des fibres de verre 21 constituant le trajet de la lumière est orienté parallèlement et dans le cas présent coaxialement à la tige 3 du dispositif de vissage La fréquence de rotation Q de la déviation du boîtier 2 est proportionnelle à une différence de temps de déplacement, qui se produit lors d'un mouvement de déviation, d'une onde lumineuse divisée et dirigée en des sens opposés à travers la ou les fibres de verre 21 du gyroscope optique 20 La fréquence de rotation Q obtenue à partir de la différence de l'intervalle de temps de déplacement est intégrée et l'angle de déviation 6 déterminé par calcul est transmis à un dispositif soustracteur 40 du dispositif 23 de mesure de l'angle de rotation, qui est associé au gyroscope optique 20, et l'angle de rotation absolu de la tige 3 du dispositif de vissage par rapport au point fixe virtuel 4 situé sur la
pièce à traiter, est déterminé.
A la place du gyroscope optique 20 représenté sur les figures 5 et 6, on peut également utiliser un gyroscope piézoélectrique qui est meilleur marché et est tout à fait suffisant pour ce qui est présentement nécessaire, du type connu d'après le prospectus de la société MURAT MFG CO, LTD, Titel ll GYROSTARTM breaks the précision barrier a hundred times the précision for a tenth of the
conventionals", numéro d'impression 1991 3 3 KTD 558.
Sur la figure 7, on a représenté une vue en plan d'un dispositif de vissage 1, dont le dispositif 7 de mesure de l'angle de déviation du boîtier est réalisé sous
la forme d'un capteur d'accélération Le capteur d'accélé-
ration 30, qui est monté à une distance définie de la tige il 3 du dispositif de vissage, qui passe par le point fixe virtuel 4, détecte l'accélération angulaire de cette déviation La grandeur de mesure détectée de cette manière est intégrée deux fois pour la détermination de l'angle de déviation 6 L'angle de déviation 6, déterminé par calcul, est transféré au dispositif soustracteur 40 du dispositif 33 de mesure de l'angle de rotation, qui est associé au capteur d'accélération 30, et l'angle de rotation absolu de la tige 3 du dispositif de vissage par rapport au point fixe virtuel 4, situé sur la pièce à traiter, est déterminé. Dans le cas de nouveaux dispositifs de vissage dynamométriques devant être fabriqués, il est judicieux d'associer le capteur de taux de rotation directement à la tige 3 du dispositif de vissage, étant donné que, de ce fait, l'angle de rotation absolu peut être déterminé par l'intermédiaire de la tige 3 du dispositif de vissage, la complexité côté composant étant nettement plus faible Une telle réunion de la tige 3 du dispositif de vissage et du capteur du taux de rotation va être décrite sur la base des exemples de réalisation suivants de clés dynamométriques, les principes pouvant être également appliqués à des dispositifs de vissage dynamométriques comportant des tiges
3 entraînées.
Sur les figures 8 et 9, on a représenté une vue en élévation latérale et une vue en plan d'un dispositif de vissage 100 réalisé à la manière d'une clé dynamométrique et qui comporte un dispositif 108 de mesure du couple et un dispositif 113 de mesure de l'angle de rotation Le dispositif 113 de mesure de l'angle de rotation, qui est associé rigidement au boîtier 2, réalisé sous la forme d'un levier, du dispositif de vissage 1 possède un capteur 105 du taux de rotation, qui est destiné à détecter l'angle de rotation absolu de la tige 103 du dispositif de vissage par rapport à un point fixe virtuel 104 Pour une torsion faible et jusqu'à négligeable de la tige 103 du dispositif
de vissage, l'angle de rotation correspond approximative-
ment à l'angle de déviation 106 du boîtier 2 ou du levier du dispositif de vissage 100 autour du point fixe virtuel 104 Le point fixe virtuel 104 est fixé sur la pièce à traiter au moyen de l'axe de rotation du système vissable, qui est confondu avec l'axe 107 de rotation du dispositif de vissage 100, ces deux axes étant également confondus avec la tige 103 du dispositif de vissage La position angulaire associée au point fixe 104 est obtenue de façon appropriée à partir de la position angulaire, associée à un couple pouvant être prédéterminé, de la tige 103 du dispositif de vissage et/ou du boîtier 102 Lors d'une détection de l'angle de déviation 106 du boîtier 102 pour la détermination de l'angle de rotation de la tige 103 du dispositif de vissage, il est judicieux, dans le cas o il existe une torsion de la tige 103 du dispositif de vissage, d'équiper le dispositif 113 de mesure de l'angle de rotation d'un dispositif soustracteur 140, dans lequel l'angle de torsion de la tige 103 du dispositif de vissage est retiré de l'angle de déviation détecté 106 du boîtier 102. Avantageusement, le dispositif soustracteur 140 possède à cet effet une mémoire électronique de données 141, qui contient l'angle de torsion pour le couple donné et pour le couple associé à la position angulaire nulle, ou contient l'angle de torsion en fonction du couple appliqué à la tige 103 du dispositif de vissage En référence à la
description des figures 10 à 13, on reviendra sur des
formes de réalisation particulières du capteur 105 du taux de rotation, qui permet de détecter l'angle de rotation de la tige 103 du dispositif de vissage ou l'angle de déviation 106 du levier 102, et en principe directement ou indirectement par l'intermédiaire de la vitesse de rotation ou indirectement par l'intermédiaire de l'accélération angulaire du mouvement de rotation ou de déviation, en tant
que grandeur de mesure.
Pour la protection du capteur 105 du taux de rotation, il est approprié de disposer le capteur 105 du taux de rotation à l'intérieur du boîtier 102 du dispositif de vissage 100 réalisé sous la forme d'une clé dynamométrique Pour permettre une modification ultérieure simple de clés dynamométriques anciennes, il est également approprié de disposer le capteur 105 du taux de rotation sur la face extérieure du boîtier 102 du dispositif de
vissage 100.
Pour réduire des erreurs de mesure de l'angle de rotation, qui peuvent intervenir lors du serrage ou du desserrage d'un système vissable sous l'effet d'une torsion de la tige 103 du dispositif de vissage, il est judicieux d'associer le capteur 105 du taux de rotation directement à
la tige 103 du dispositif de vissage.
Sur les figures 10 et 11, on a représenté une vue en élévation latérale et une vue en plan d'un dispositif de vissage possédant dans une large mesure le même agencement que celui des figures 8 et 9 et dont le capteur 105 du taux de rotation est réalisé sous la forme d'un gyroscope mécanique 110 Le gyroscope 110 est réalisé sous la forme d'un compas et est monté flottant L'axe 111 du gyroscope mécanique 110 est disposé transversalement par rapport à la tige 103 du dispositif de vissage Dans le boîtier 102 du dispositif de vissage 100, le gyroscope mécanique 110 peut pivoter, grâce à un montage pivotant 114 du gyroscope, autour d'un axe de pivotement du gyroscope, qui est orienté parallèlement à la tige 103 du dispositif de vissage, ce qui a pour effet que, lors de la réception d'une impulsion de rotation, dans le cas d'une déviation du boîtier 102, le
gyroscope mécanique 110 peut rester au repos dans l'espace.
L'angle de déviation 106 du boîtier 102 est obtenu alors directement à partir de l'angle entre la position angulaire, qui correspond à la position de zéro, de l'axe 111 du gyroscope et la position déviée du boîtier 102 dans l'espace, auquel cas il faut ajouter 3600 dans le cas d'une rotation complète autour de l'axe de rotation 107 Dans le cas d'un gyroscope mécanique 110 disposé dans ou sur le boîtier 102 du dispositif de vissage 100, on mesure directement comme grandeur de mesure l'angle de déviation 106 En fonction de l'angle de torsion de la tige 103 du dispositif de vissage, on peut considérer alors que l'angle de déviation 106 est l'angle de rotation absolu de la tige 103 du dispositif de vissage par rapport au point fixe virtuel 104 situé sur la pièce à traiter, ou bien il faut, comme cela a déjà été décrit en référence aux figures 8 et 9, effectuer la correction de cet angle, de l'angle de
torsion correspondant.
Ici également, pour éviter des erreurs dues à la torsion, il est judicieux soit de réaliser la tige 103 du dispositif de vissage de manière qu'elle ne présente dans une large mesure aucune torsion pour les forces qui apparaissent, et/ou d'associer le gyroscope mécanique 110
directement à la tige 103 du dispositif de vissage.
Sur la figure 12, on a également représenté une clé dynamométrique qui possède dans une large mesure une constitution identique également au dispositif de vissage 100 de la figure 8, qui est réalisé sous la forme d'une clé dynamométrique Le capteur 105 du taux de rotation, qui est sensible à la rotation, de ce dispositif de vissage 100 est réalisé sous la forme d'un gyroscope optique 120, qui détecte la vitesse de rotation Le gyroscope optique 120 possède une fibre de verre enroulée 121, qui forme le trajet de la lumière du gyroscope optique 120 On peut également imaginer d'insérer, selon une technique d'optique intégrée, un guide d'ondes optiques, enroulé par exemple en spirale, dans une petite plaque de verre La résolution angulaire des systèmes de mesure n'a pas besoin d'être particulièrement grande Pour la mesure de la vitesse de rotation dans le cas d'une déviation du boîtier 102 ou du levier, le plan de ce gyroscope optique 120, qui est fixé par le trajet de la lumière dans ce gyroscope, est orienté perpendiculairement à la tige 103 du dispositif de vissage ou à l'axe de pivotement 107, autour duquel s'effectue la déviation du dispositif de vissage 100 La fréquence de rotation, qui peut être déterminée à l'aide du gyroscope optique 120, sur la base de la déviation du boîtier 102 est proportionnelle à une différence de temps de propagation, qui intervient dans le cas d'un mouvement de déviation, d'une onde lumineuse divisée, qui, après division, est dirigée en des sens opposés à travers la ou les fibres de verre 121 du gyroscope optique 120 La vitesse de rotation', obtenue à partir de la différence de temps de propagation, est intégrée et l'angle de déviation 106 déterminé par calcul est transmis à un dispositif soustracteur 140 du dispositif 113 de mesure de l'angle de rotation, qui est associé au gyroscope optique 120 Dans ledispositif soustracteur 140, qui fonctionne simultanément en tant qu'unité d'évaluation, l'angle de rotation absolu de la tige 103 du dispositif de vissage par rapport au point fixe virtuel 104 fixe dans l'espace est déterminé par correction du présent angle de torsion de la tige 103 du dispositif de
vissage.
A la place du gyroscope optique 120 représenté sur la figure 12, on peut utiliser notamment également un gyroscope piézoélectrique (non représenté) qui satisfait aux présentes exigences et qui est nettement meilleur marché que le gyroscope optique 120 Un gyroscope piézoélectrique possible est connu par exemple d'après le document de la société MURATAMFG CO, LTD, titre "GYROSTARO breaks the précision barrier a hundred times the
précision for a tenth of the conventionals", numéro d'im-
pression 1991 3 3 KTD 558.
Sur la figure 13, on a représenté une clé dynamométrique, dont le capteur 105 du taux de rotation est réalisé sous la forme d'un capteur d'accélération 130 Le capteur d'accélération 130, qui est monté à une distance définie de l'axe de pivotement 107 qui passe par le point fixe virtuel 104, détecte l'accélération angulaire de cette déviation La grandeur de mesure détectée de cette manière est intégrée deux fois pour la détermination de l'angle de déviation 106 L'angle de déviation 106, qui est déterminé par le calcul, est transmis au dispositif soustracteur 140 du dispositif 113 de mesure de l'angle de rotation, qui est associé au capteur d'accélération 130, et l'angle de rotation absolue du dispositif de vissage 103 par rapport au point fixe virtuel 104 situé sur la pièce à traiter est
déterminé de la manière expliquée auparavant.
Il faut noter que, dans le cas de l'utilisation d'un capteur d'accélération usuel, il apparaît, sous l'effet de l'influence de l'accélération terrestre, des erreurs de mesure ayant des grandeurs différentes, selon que le vecteur de l'accélération devant être déterminé est précisément transversal à la direction de la force de pesanteur ou est parallèle, dans le sens positif ou négatif, à cette direction ou est incliné par rapport à cette dernière Pour éliminer une telle erreur, il faudrait tout d'abord déterminer l'accélération totale, formée par la somme de l'accélération de rotation et de l'accération terrestre, à l'aide d'un capteur d'accélération sensible dans trois dimensions et obtenir vectoriellement, à partir de là le vecteur constant dans une certaine mesure, de l'accélération terrestre, ce qui cependant ne pose aucun problème dans la technique de traitement des données
actuellement disponible.
Dans tous les exemples de réalisation du dispositif de vissage dynamométrique et de la clé dynamométrique, la détermination de l'angle de rotation s'effectue judicieusement seulement à partir d'un couple de départ donné, pouvant être prédéterminé Comme position d'angle nul, on utilise la position angulaire de l'axe de pivotement 103 ou du boîtier 102, pour laquelle le couple de départ considéré est atteint Les données de mesure, qui sont délivrées par le capteur du taux de rotation et sont associées à l'angle de rotation, sont transférées à une unité d'évaluation, qui est intégrée dans le boîtier 2, 102 et est associée au dispositif 8, 108 de l'angle du couple et/ou au dispositif 13, 23, 33, 73 de mesure de l'angle de rotation, est évalué dans cette unité d'évaluation et le couple déterminé de façon correspondante ou l'angle de rotation associé est affiché notamment sur un dispositif d'affichage. Pour être complet, en liaison avec les capteurs du taux de rotation, qui sont basés sur le principe de la mesure d'une accélération, on se référera à des capteurs d'accélération en silicium connus en soi, dans lesquels une petite languette, utilisée comme système masse/ressort, est dégagée par corrosion dans une plaquette de silicium, qui porte un circuit intégré Au niveau de la base de la languette dégagée par corrosion est intégré un réseau, qui est déformé de façon différente en fonction de l'amplitude et de la direction de la déviation de la languette, conditionnée par l'accélération; cette déformation est détectée de façon correspondante dans le circuit intégré et est convertie en un signal électrique, qui peut être amplifié dans un petit préamplificateur également intégré dans la plaquette de silicium et peut être retransmise à
l'extérieur.
Avantageusement, le dispositif 13, 23, 33, 113 de mesure de l'angle de rotation et/ou le dispositif 8, 108 de mesure du couple peuvent comporter également une autre mémoire électronique éventuellement temporaire de données 141 comportant une alimentation en énergie intégrée, de sorte que les données d'au moins un seul système vissable
précédent peuvent être mémorisées.
En outre, le dispositif d'affichage peut comporter, en supplément, une unité de transmission de préférence sans câble, par exemple un émetteur à infrarouge, au moyen duquel les données déterminées des systèmes vissables peuvent être envoyées à une unité
extérieure de traitement et de mémorisation de données.
Dans le cas d'une clé dynamométrique équipée de cliquets ou analogues, pour la détermination de l'angle de rotation cumulé de plusieurs mouvements successifs de serrage, les signaux provenant du capteur 105 du taux de données uniquement pour le sens de rotation désiré, en général le sens de serrage, sont détectés et ces différentes données sont ajoutées Il peut être également judicieux de tenir compte uniquement des angles de rotation qui sont parcourus après le dépassement du couple de serrage le plus élevé appliqué en dernier lieu, et de les additionner. D'autre part, il s'est avéré approprié d'équiper la clé dynamométrique d'une unité de désencliquetage qui, lorsqu'est atteint un couple pouvant être prédéterminé, un angle de rotation pouvant être prédéterminé, la limite d'élasticité ou d'une autre limite d'interruption pouvant être prédéterminée est atteint, empêche la poursuite de la rotation manuelle du système vissable ou indique, au moyen d'un "cliquetis" à l'ouvrier que la valeur d'interruption est atteinte Des exemples d'autres valeurs d'interruption pouvant être prédéterminées seraient une pente déterminée de la courbe caractéristique couple/angle de rotation du processus de serrage, ou des combinaisons de différentes grandeurs de contrôle, qui sont utilisées successivement au cours d'un même processus de serrage; à cet égard, on peut
également mentionner le procédé à gradient de jonction.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1 Procédé pour serrer ou desserrer, avec contrôle de l'angle de rotation, des systèmes vissables au moyen d'un outil de vissage, désigné ci-après sous l'expression dispositif de vissage, selon lequel on mesure l'angle de rotation absolu, parcouru lors du vissage à partir d'un point fixe, autour d'un axe de pivotement qui est parallèle à l'axe de rotation du système vissable, caractérisé en ce que la base de référence pour le capteur angulaire est déterminée par l'utilisation d'au moins un capteur de taux de rotation ( 105) exécutant une mesure absolue, le capteur de taux de rotation ( 105) mesurant au choix un angle corrélé à l'angle de rotation absolu autour dé l'axe de rotation ( 107), ou une vitesse de rotation intégrable de façon simple et corrélée en tant qu'intégrale à l'angle de rotation absolu autour de l'axe de rotation ( 107), ou une accélération angulaire intégrable de façon simple et corrélée, en tant que double intégrale, à l'angle de
rotation absolu autour de l'axe de rotation ( 107).
2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on mesure l'angle de rotation directement sur la tige ( 103) du dispositif de vissage ( 100), qui est relié, lors du vissage, selon une liaison par formes complémentaires à la vis ou à l'écrou du système vissable et est parallèle, au moins par endroits, à l'axe
de rotation ( 107).
3 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure l'angle de rotation relative de la tige ( 3) du dispositif de vissage ( 1), qui est relié, lors du vissage, selon une liaison par formes complémentaires, à la vis ou à l'écrou du système vissable et est parallèle, au moins par endroits, à l'axe de pivotement ( 107), par rapport au boîtier ( 2) du dispositif de vissage ( 1), que le capteur de vitesse de rotation détermine l'angle de déviation absolu ( 6) du boîtier ( 2) du dispositif de vissage ( 1) autour d'un axe parallèle et que pour la détermination de l'angle de rotation absolu de la tige ( 3) du dispositif de vissage, on ajoute avec des signes corrects l'angle de rotation relative et l'angle de
déviation ( 6) du boîtier ( 2).
4 Dispositif pour serrer ou desserrer, avec contrôle de l'angle de rotation, des systèmes vissables, désigné ci-après sous l'expression dispositif de vissage, comportant un dispositif de mesure de l'angle de rotation servant à détecter un angle de rotation absolu parcouru par rapport à un point fixe, autour d'un axe de rotation, qui est parallèle à l'axe de rotation de la vis ou de l'écrou, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé que le dispositif ( 23, 113) de mesure de l'angle de rotation, qui détecte au moins de façon indirecte l'angle de rotation absolu, comporte un capteur de taux de rotation ( 105), qui au choix est réalisé sous la forme d'un gyroscope mécanique ( 10, ), agissant à la manière d'un compas et monté flottant et dont l'axe ( 11, 111) est disposé transversalement par rapport à la tige ( 3, 103) du dispositif de vissage, qui est parallèle, au moins par endroits, à l'axe de rotation ( 107), et qui peut pivoter autour d'un axe de pivotement ( 15, 115) du gyroscope, orienté parallèlement à la tige ( 3, 103) du dispositif de vissage, ou est réalisé à la manière d'un capteur de rotation, dont le signal, qui peut être détecté lors d'une rotation de la tige ( 3, 103) du dispositif de vissage autour de l'axe de rotation ( 107) et peut être associé à la fréquence de rotation de la tige ( 3, 103) du dispositif de vissage, est intégrable selon une intégration simple, ou est réalisé sous la forme d'un capteur d'accélération ( 30, 130), dont le signal d'accélération, qui peut être associé à l'accélération de rotation de la tige ( 3, 103) du dispositif de vissage, est intégrable selon une
intégration double.
Dispositif de vissage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un dispositif de vissage dynamométrique actionné manuellement, que le capteur de taux de rotation est un dispositif ( 7) de mesure de l'angle de déviation du boîtier, qui sert à détecter le mouvement de rotation absolu du boîtier ( 2) du dispositif de vissage ( 1) autour de la tige ( 3) de ce dernier, par rapport à un point fixe virtuel ( 4), et que le dispositif ( 13) de mesure de l'angle de rotation servant à déterminer l'angle de rotation absolu de la tige ( 3) du dispositif de vissage par rapport au point fixe virtuel ( 4) contient un dispositif de mesure angulaire ( 5), qui délivre un signal classique d'angle de rotation relative de la tige ( 3) du dispositif de vissage ( 1) par rapport au boîtier ( 2) de ce dernier, et un dispositif soustracteur ( 40), qui prend en compte l'angle de déviation ( 6), déterminé au moyen du dispositif ( 7) de mesure de l'angle de déviation du boîtier ( 2), avec le signe correct à partir du signal de l'angle de
rotation relative.
6 Dispositif de vissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de vissage ( 100) est une clé dynamométrique actionnée manuellement, qui comporte, en tant que boîtier ( 102), un levier, qui est disposé transversalement par rapport à la tige ( 103) de la clé dynamométrique, fait saillie radialement et notamment est réalisé sous la forme d'un levier et est accouplé rigidement à la tige ( 103) de la clé dynamométrique au moins au-dessous d'un couple réglable, le capteur de taux de rotation ( 105) étant fixé rigidement par rapport à la
tige ( 103) du dispositif de vissage -
7 Dispositif de vissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur de rotation est un gyroscope optique ( 10, 110), dont le plan du trajet de la lumière, qui est formé par au moins une fibre de verre
enroulée ( 21, 121), est transversal, notamment perpendicu-
laire à la tige ( 3, 103) du dispositif de vissage et dont la différence de temps dé déplacement, qui peut être détectée lors d'une déviation du boîtier ( 2, 102) et peut être associée à la fréquence de rotation ( ) du boîtier ( 2, 102) du dispositif de vissage ( 1, 100), est intégrable
selon une intégration simple.
8 Dispositif de vissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur de rotation est un
gyroscope piézoélectrique.
9 Dispositif de vissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur de taux de rotation ( 105) est associé directement à la tige ( 3, 103) du
dispositif de vissage.
10 Dispositif de vissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de vissage ( 1, 100) possède une mémoire électronique de données ( 141), dont le contenu possède la fonction de l'angle de torsion -de la tige ( 3, 103) du dispositif de vissage en fonction du
couple appliqué à cette tige.
11 Dispositif de vissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de vissage ( 1, 100) comporte un dispositif soustracteur ( 40, 140), au moyen duquel un angle de torsion, présent pour un couple connu, de la tige ( 3, 103) du dispositif de vissage peut être combiné, avec un signe correct, à un angle de déviation ( 6, 106), qui peut être détecté au moyen du capteur de taux de rotation ( 105), du boîtier ( 2, 102) du dispositif de
vissage ( 1, 100).
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