FR2983107A1 - Visseuse electrique de type broche destinee a etre fixee sur un bati. - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet une visseuse électrique (1) de type broche destinée à être fixée sur un bâti (B), comportant : - un arbre de sortie (2) destiné à entraîner en rotation un outil de vissage, - un capteur de couple (4) comprenant un élément déformant (5) et des moyens de mesure (6) d'une déformation en torsion dudit élément déformant (5), - des moyens moteurs (7) configurés pour entraîner en rotation l'arbre de sortie (2), - au moins un connecteur (12) destiné à permettre au moins l'alimentation électrique du moteur (8), - une partie en aval dudit élément déformant (5) comprenant un système de fixation configuré pour permettre la solidarisation de la visseuse (1) sur le bâti, caractérisée en ce que le connecteur (12) est solidarisé à ladite partie en aval.

Description

Visseuse électrique de type broche destinée à être fixée sur un bâti. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de l'outillage. Plus précisément, l'invention concerne l'outillage industriel et en particulier les outillages prévus pour exercer un vissage avec un couple déterminé. Dans le domaine de l'invention, les outils de vissage sont très largement utilisés dans le secteur industriel, que les outils soient fixes (ce qui comprend les outils montés sur machine ou sur les manipulateurs) ou portatifs.

Ces outils peuvent intégrer des moyens moteurs électriques ou pneumatiques selon les applications envisagées. 2. Solutions de l'art antérieur L'outil de vissage concerné par l'invention est une visseuse électrique de type broche c'est-à-dire destinée à être solidarisée à un bâti pour des opérations de vissage. Ce type de visseuse électrique comprend généralement un arbre de sortie portant l'outil de vissage, des moyens moteurs, comprenant par exemple un moteur et un réducteur ou une boîte de réduction, agencés pour entraîner en rotation l'arbre de sortie.

Pour contrôler et moduler le serrage appliqué, on mesure le couple de réaction qui résulte du couple de torsion appliqué à l'arbre de sortie, sur le carter de la visseuse. Pour cela, une visseuse électrique de type broche comporte généralement un capteur de couple du type comprenant un élément déformant et des moyens de mesure, par exemple des ponts de jauge permettant la mesure d'une déformation en torsion de l'élément déformant. La visseuse comporte encore un connecteur destiné à permettre l'alimentation du moteur électrique en électricité. La visseuse comprend généralement également une platine configurée pour permettre la solidarisation de la visseuse sur le bâti.

Dans ce type de visseuse connu, les différents éléments de la visseuse peuvent s'étendre selon un axe longitudinal, une extrémité de la visseuse étant formée par l'arbre de sortie et l'autre extrémité de la visseuse étant formée par le connecteur et au moins le fil d'alimentation, l'axe longitudinal correspondant à celui de l'arbre de sortie. En d'autres termes, ce type de visseuse électrique classique est assemblée selon une architecture linéaire, composée des modules principaux « empilés » d'aval (sortie de l'outil) en amont (moteur de l'outil), à savoir : - l'arbre de sortie ; - la bride de fixation ; - un capteur de couple ; - la boîte de réduction ; - le moteur ; - le connecteur. Concernant la mise en oeuvre du capteur de couple, on distingue trois types d'architecture : - une première architecture selon laquelle le capteur de couple est lié à une couronne flottante intégrée dans la broche, tel que décrit par exemple par le document de brevet publié sous le numéro US-5 289 886 : le capteur mesure dans ce cas le couple de réaction de la couronne seule, ce qui a comme inconvénient de nécessiter un double carter qui confère un diamètre plus important à la broche, mais qui a pour avantage que tous les efforts parasites (tension de câble ou autres) passent par le carter extérieur de la broche et n'affecte pas la mesure du capteur ; - le couple est mesuré directement sur l'arbre tournant entraînant la vis, comme c'est le cas par exemple dans les solutions décrites par les documents de brevet publiés sous le numéro DE-4 329 199 et EP-0 092 736, ce qui engendre l'inconvénient de nécessiter une technologie de mesure de couple relativement complexe (capteur statique), mais qui a l'avantage, comme dans le cas de la deuxième architecture, d'éviter que les efforts parasites affectent la mesure de couple ; - une troisième architecture selon laquelle l'élément déformant est directement intégré au carter de l'outil, ce carter étant lui-même directement solidaire de la bride de fixation (l'élément déformant assurant alors l'immobilisation en rotation, selon l'axe de rotation de l'arbre de sortie, des moyens moteurs par rapport à la bride, ainsi que la transmission au bâti du couple de réaction des moyens moteurs généré lors du vissage. Concernant la troisième architecture, on constate la situation suivante : lorsque la machine comportant le bâti est en cours de fonctionnement, le fil d'alimentation peut subir des tensions et/ou des rotations dans toutes les directions. Ces mouvements de fil peuvent engendrer des déformations supplémentaires de l'élément déformant modifiant la déformation de l'élément déformant due au seul serrage de l'arbre de sortie. Ainsi les moyens de mesure des déformations de torsion de l'élément déformant transmettent des données dont il n'est pas possible de distinguer les déformations dues à l'arbre de sortie de celles dues aux mouvements du fil d'alimentation. Un autre type de visseuse connu s'étend selon une forme de L. Dans ce cas, le moteur génère un bras de levier qui, multiplié par la tension subie par le fil, induit un couple perturbateur important sur l'élément déformant. L'inconvénient mentionné plus haut pour la visseuse s'étendant selon un axe longitudinal est encore plus important dans ce cas. 3. Objectifs de l'invention L'invention vise à pallier les inconvénients des visseuses de type broche correspondant à la troisième architecture mentionnée précédemment. En particulier, un objectif de l'invention est d'atténuer, voire de supprimer les déformations de l'élément déformant dues aux mouvements du fil d'alimentation, l'élément déformant faisant partie intégrante du carter de l'outil.

Un autre objectif de l'invention est de fournir une visseuse qui permette d'améliorer la fiabilité de serrage ou vissage réalisé par la visseuse. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet une visseuse électrique de type broche destinée à être fixée sur un bâti, comportant : un arbre de sortie destiné à entraîner en rotation un outil de vissage, un capteur de couple comprenant un élément déformant et des moyens de mesure d'une déformation en torsion dudit élément déformant, un moteur apte à entraîner en rotation l'arbre de sortie, au moins un connecteur destiné à permettre au moins l'alimentation électrique du moteur, ledit élément déformant étant solidarisé à une surface de fixation configurée pour permettre la solidarisation de la visseuse sur le bâti, ledit élément déformant étant couplé à ladite surface de fixation de façon à assurer : - une immobilisation en rotation, selon l'axe de rotation de l'arbre de sortie, du moteur par rapport à la surface de fixation ; - la transmission du couple de réaction du moteur au bâti généré par le vissage, caractérisée en ce que le connecteur est couplé à un support monté sur ladite surface de fixation de façon solidaire en rotation par rapport à l'axe de le l'arbre de sortie et configure pour assurer l'alimentation électrique du moteur et la transmission des informations provenant des moyens de mesure. Grâce à l'invention, les forces exercées par le fil d'alimentation peuvent être transmises par le connecteur à la surface de fixation et, inversement, par la surface de fixation au bâti, sans que les contraintes engendrées par ces mouvements ne passent par l'élément déformant de la visseuse. Les mouvements du fil d'alimentation n'apportent donc sensiblement plus de déformation supplémentaire à l'élément déformant. Ainsi, les perturbations de déformation de l'élément déformant sont atténuées voire supprimées et les mesures rapportées par les moyens de mesure sont celles des déformations de l'élément déformant par la torsion de l'arbre de sortie uniquement. L'invention propose donc une solution au problème des effets des mouvements du fil d'alimentation sur l'élément déformant monté selon la troisième architecture mentionnée précédemment.

On note que la solution proposée par l'invention s'inscrit dans une approche spécifique de la troisième architecture, dans laquelle le câble d'alimentation est toujours couplé à l'extrémité supérieure de la broche (l'extrémité opposée à l'arbre de sortie), tel que décrit par le document de brevet WO-2007/108745).

Afin de clarifier la suite de la description, on rappelle que dans les visseuses, on considère classiquement que l'arbre de sortie constitue l'aval de l'outil. Le moteur peut constituer la partie amont, notamment dans le cas d'une visseuse s'étendant selon un axe longitudinal. La partie en aval et/ou les moyens de solidarisation de la visseuse au bâti peuvent par exemple comporter une platine.

Avantageusement, la visseuse comprend un premier carter entourant ledit élément déformant et une partie en amont de l'élément déformant comportant un deuxième carter entourant le moteur. Par « partie en amont de l'élément déformant », on entend par conséquent (conformément au principe aval/amont rappelé précédemment) une partie s'étendant en amont de l'élément déformant le long de la visseuse, soit vers les moyens moteurs. En outre, l'invention se rapporte à deux configurations de visseuse s'agissant des moyens moteurs de celle-ci : - les moyens moteurs comprennent un moteur et une réduction, ce qui correspond à la très grande majorité des cas ; - les moyens moteurs comprennent seulement un moteur qui entraîne directement l'arbre de sortie, sans passer par l'intermédiaire d'une réduction.

Préférentiellement, le premier carter est couplé à ladite partie en amont de façon à présenter avec elle un jeu axial et un jeu radial. Un tel montage permet d'éviter que les contraintes de couples susceptibles de s'exercer sur la partie en amont soient transmises au premier carter, ou inversement, ce qui pourrait aboutir à une perturbation de l'élément déformant. Selon un mode de réalisation préféré, le premier carter comporte une extension radiale supportant le connecteur. Selon ce mode de réalisation, la visseuse électrique s'étend selon l'axe de l'arbre de sortie formant une première extrémité et les moyens moteurs formant une deuxième extrémité, le connecteur et le fil d'alimentation se trouvant latéralement, à côté d'au moins une partie des autres éléments de la visseuse. La visseuse peut comporter une goulotte fixée le long de la visseuse et agencée de manière à permettre à au moins un fil d'alimentation et éventuellement de contrôle du moteur de s'étendre depuis le premier carter jusqu'au moteur électrique. La goulotte peut s'étendre sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de la visseuse correspondant à celui de l'arbre de sortie, le long de la visseuse, lorsque la visseuse s'étend généralement selon un axe longitudinal. Dans le cas où la visseuse est en forme de L ou selon une autre forme, la goulotte suit la forme de la visseuse. On rappelle que le connecteur est configuré pour assurer non seulement l'alimentation électrique mais également des informations provenant des moyens de mesure, et éventuellement des informations de contrôle du moteur, par exemple destinées à commander les moyens moteur en fonction notamment des informations reçues des moyens de mesure. Selon un mode de réalisation particulier, le connecteur et le ou les fils s'étendent au moins partiellement parallèlement à l'arbre de sortie. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale de la visseuse conforme à un premier exemple selon l'invention représentée de manière schématique, fixée sur le bâti, - la figure 2 illustre de manière schématique et en perspective, la visseuse électrique de la figure 1, - la figure 3 est une vue agrandie d'une portion de la figure 1, et - la figure 4 illustre, de manière schématique et en perspective, un deuxième exemple de visseuse conforme à l'invention. La figure 1 représente une visseuse électrique de type broche conforme à l'invention, destinée à être fixée sur un bâti B, sur lequel elle est fixée comme illustré sur cette figure 1, à l'aide d'une pluralité de vis V.

Le bâti B appartient à une machine non représentée sur la figure. La visseuse 1 est destinée à se déplacer avec le bâti B pour pouvoir effectuer des opérations de vissage. La visseuse 1 comporte dans cet exemple, s'étendant selon un axe longitudinal X, un arbre de sortie 2 destiné à porter et entraîner en rotation un outil de vissage, non représenté sur les figures, connu en soi. La visseuse comporte également un capteur de couple 4 comprenant un élément déformant 5 et des moyens de mesure 6 d'une déformation en torsion de l'élément déformant 5.

La visseuse 1 comporte encore des moyens moteurs 7 configurés pour entraîner en rotation l'arbre de sortie 2. Les moyens moteurs 7 comportent dans cet exemple un moteur électrique 8 et une réduction ou boîte de réduction ou réducteur 9. Il est à rappeler que l'invention s'applique également au cas, plus rare, où les moyens moteurs sont constitués d'un moteur seul (sans réduction). La visseuse 1 comporte également une partie en aval de l'élément déformant, comprenant un système de fixation configuré pour permettre la solidarisation de la visseuse 1 sur le bâti B. Selon le présent mode de réalisation, la partie en aval et/ou le système de fixation comporte une surface de fixation sous forme d'une platine 10. Sur la figure 1, la platine 10 est percée de trous 11 filetés de manière à coopérer par vissage avec les vis V. On comprend à la lecture de la figure 1 que la partie en aval de l'élément déformant se trouve du côté de l'arbre de sortie, au-delà de l'élément déformant, selon l'axe longitudinal X. La visseuse 1 comporte encore un connecteur 12 destiné à permettre au moins l'alimentation électrique du moteur, en permettant de relier au moins un fil d'alimentation 13 électrique au moteurs 8. Selon l'invention, le connecteur 12 est solidarisé, notamment fixé, à la partie en aval, notamment, dans l'exemple illustré, à la platine 10, ceci par l'intermédiaire d'un support 25 auquel le connecteur est couplé. Selon le principe de l'invention, ce support 25 est monté sur la platine 10 de façon solidaire en rotation par rapport à l'axe X de l'arbre de sortie 2. Tel que cela apparaît sur les figures 1 et 2, la visseuse 1 comporte un premier carter 14. Ce premier carter forme une cavité à l'intérieur de laquelle est logé l'élément déformant 5. De plus, selon l'architecture d'une visseuse à laquelle est appliqué le principe de l'invention, l'élément déformant 5 est couplé à la surface de fixation (la platine 10) de façon à assurer : une immobilisation en rotation, selon l'axe de rotation de l'arbre de sortie 2, du moteurs 8 par rapport à la surface de fixation ; la transmission du couple de réaction du moteur au bâti B généré par le vissage.

Dans une visseuse selon l'invention, le connecteur 12 est solidarisé uniquement à la surface de fixation. La visseuse 1 comporte en outre une partie en amont de l'élément déformant selon l'axe X, comportant un deuxième carter 15 entourant le moteur 8.

La déformation en torsion de l'élément déformant 5 se produit en particulier lorsque le couple de vissage est atteint et que l'élément déformant immobilise en rotation les moyens moteurs par rapport à la surface de fixation (donc par rapport à la platine 10), ce qui implique alors une transmission, au bâti B, du couple de réaction des moyens moteurs.

Dans l'exemple illustré, les premier et deuxième carters sont couplés selon un montage ménageant entre eux un jeu axial J1 et un jeu radial. De cette façon, on autorise un léger déplacement axial et/ou radial, en amont de l'élément déformant 5, entre le premier carter 14 et le deuxième carter.

Grâce à l'invention, les déformations dues au mouvement du fil d'alimentation lors du déplacement de la visseuse avec le bâti, en fonctionnement de la machine, sont transmises au bâti B et non à l'élément déformant 5. La figure 1 illustre le trajet de transmission des contraintes induites par un mouvement du fil d'alimentation, ce mouvement étant illustré par une double flèche 16. La chaîne de transmission des contraintes est illustrée par des traits pointillés traversant le connecteur 12, transmis par la partie inférieure de carter 14 via la platine 10 et les vis V au bâti B. On voit ainsi par ce trajet illustré que les contraintes s'exerçant sur le fil d'alimentation et transmises par celui-ci ne passent pas par l'élément déformant 5 et ne perturbent pas la déformation qu'il subit du fait du couple de serrage de l'arbre de sortie 2. Dans l'exemple illustré, le support 25 supportant le connecteur 12 se présente sous la forme d'une extension radiale du premier carter 14.

Selon le premier mode de réalisation, le connecteur 12 et le support 25 sont sur la visseuse à proximité de l'élément déformant 5, sensiblement au même niveau selon l'axe X longitudinal que l'élément déformant 5. Le support 25 est même dans l'exemple illustré sensiblement en aval de l'élément déformant 5 selon l'axe X longitudinal dans le sens allant des moyens moteurs 7 vers l'arbre de sortie 2. Tel que cela apparaît clairement sur les figures 1 et 2, le support 25 est située sur la visseuse à proximité du bâti B. La visseuse 1 comporte également une goulotte 20 visible sur les figures 1 et 2 s'étendant avantageusement sensiblement parallèlement à l'axe X de la visseuse 1 (correspondant en l'occurrence à l'axe de l'arbre de sortie 2). La goulotte 20 est, dans cet exemple, fixée le long du deuxième carter 15 de la visseuse et agencée de manière à permettre au moins au fil d'alimentation du moteur de circuler depuis le connecteur 12 jusqu'aux moyens moteurs 7. La goulotte 20 forme un canal creux permettant le passage du fil d'alimentation vers l'intérieur de la visseuse, ceci de manière étanche et en maintenant en position le fil d'alimentation 13 le long de la visseuse. La goulotte 20 et le deuxième carter 15 sont préférentiellement couplés de façon à présenter entre eux un jeu radial et un jeu axial, ceci pour les mêmes raisons conduisant à prévoir un jeu radial et un jeu axial entre le premier carter et le deuxième carter. Dans l'exemple illustré, la goulotte 20 et le deuxième carter 15 sont couplés selon un montage ménageant entre eux un jeu radial et/ou axial. On note que, malgré le changement de configuration de la visseuse par rapport aux visseuses de l'art antérieur, l'agencement des moyens moteurs 7 par rapport au reste du corps de visseuse 3 est inchangé, dans cet exemple. Selon le principe de l'invention, le connecteur 12 est configuré pour connecter le fil d'alimentation 13 mais également au moins un fil 130 véhiculant des informations provenant des moyens de mesure et portant sur la mesure du couple de torsion transmis à l'élément déformant et mesuré par les moyens de mesure. Le connecteur 12 peut encore permettre de connecter un fil véhiculant des informations relatives à une commande des moyens moteurs, par exemple en fonction des informations provenant des moyens de mesure. Le connecteur 12 et le ou les fils d'alimentation et éventuellement d'informations provenant des moyens de mesure ou allant vers les moyens moteur peuvent s'étendre au moins partiellement parallèlement à l'axe X de la visseuse.

Dans l'exemple des figures 1 à 3, la visseuse s'étend selon un axe longitudinal X. Toutefois, comme mentionné précédemment, la visseuse peut prendre une autre forme générale, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, comme illustré sur la figure 4, la visseuse 1 peut présenter une forme de L, avec deux portions reliées entre elles et s'étendant perpendiculairement l'une par rapport à l'autre. Mis à part sa forme générale , cette visseuse présente les mêmes caractéristiques que la visseuse des figures 1 à 3 précédemment décrite. L'invention n'est bien sûr pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.

En particulier, le mode de fixation de la visseuse au bâti par vissage n'est pas exclusif, tout autre mode convenable de solidarisation de la visseuse 1 au bâti B pouvant être envisagé sans sortir du cadre de l'invention. Dans la description, les expressions « comportant un » ou « comprenant un » doivent être comprises comme étant synonymes respectivement des expressions « comportant au moins un» ou « comprenant au moins un », sauf si le contraire est spécifié.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1. Visseuse électrique (1) de type broche destinée à être fixée sur un bâti (B), comportant : un arbre de sortie (2) destiné à entraîner en rotation un outil de vissage, un capteur de couple (4) comprenant un élément déformant (5) et des moyens de mesure (6) d'une déformation en torsion dudit élément déformant (5), un moteur (8) apte à entraîner en rotation l'arbre de sortie (2), au moins un connecteur (12) destiné à permettre au moins l'alimentation électrique du moteur (8), ledit élément déformant (5) étant solidarisé à une surface de fixation configurée pour permettre la solidarisation de la visseuse (1) sur le bâti, ledit élément déformant étant couplé à ladite surface de fixation de façon à assurer : une immobilisation en rotation, selon l'axe de rotation de l'arbre de sortie (2), du moteur (8) par rapport à la surface de fixation ; la transmission du couple de réaction du moteur (8) au bâti généré par le vissage, caractérisée en ce que le connecteur (12) est couplé à un support monté sur ladite surface de fixation de façon solidaire en rotation par rapport à l'axe de l'arbre de sortie et configure pour assurer l'alimentation électrique du moteur (8) et la transmission des informations provenant des moyens de mesure.
2. 2. Visseuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier carter (14), (25) entourant ledit élément déformant et une partie en amont de l'élément déformant (5) comportant un deuxième carter (15) entourant le moteur (8) .
3. 3. Visseuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que le premier carterest couplé à ladite partie en amont de façon à présenter avec elle un jeu axial et un jeu radial.
4. 4. Visseuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier carter comporte une extension radiale supportant le connecteur (12).
5. 5. Visseuse selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comporte une goulotte (20) fixée le long de la visseuse (1) et agencée de manière à permettre à au moins un fil d'alimentation (13) et éventuellement de contrôle du moteur (8) de s'étendre depuis le premier carter (14) jusqu'au moteur électrique (8).
6. 6. Visseuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le connecteur (12) et le ou les fils s'étendent au moins partiellement parallèlement à l'arbre de sortie (2).