FR3012989A1

FR3012989A1 - SCREW DEVICE COMPRISING MEANS FOR MEASURING THE ROTATION ANGLE OF THE OUTPUT SHAFT INTEGRATED WITH THE SAME

Info

Publication number: FR3012989A1
Application number: FR1361148A
Authority: FR
Inventors: Benoit Allenou; Joel Garin
Original assignee: Georges Renault SAS
Current assignee: Georges Renault SAS
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2015-05-15
Anticipated expiration: 2033-11-14
Also published as: FR3012989B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de vissage d'un assemblage comprenant un corps (10) logeant : - un arbre de sortie (12) s'étendant en partie en dehors dudit corps (10) et destiné à coopérer avec un élément à visser ; - des moyens moteurs (11) reliés audit arbre de sortie (12) pour entrainer celui-ci en rotation autour d'un axe ; - des moyens de mesure de l'angle de rotation dans l'espace dudit arbre de sortie (12) autour dudit axe par rapport à un référentiel fixe par rapport à l'assemblage et extérieur audit dispositif de vissage, lesdits moyens de mesure de l'angle de rotation étant solidaires dudit arbre de sortie (12).The invention relates to a device for screwing an assembly comprising a body (10) housing: - an output shaft (12) extending in part outside said body (10) and intended to cooperate with a screw element; - Motor means (11) connected to said output shaft (12) for driving it in rotation about an axis; - means for measuring the angle of rotation in the space of said output shaft (12) about said axis relative to a fixed reference relative to the assembly and external to said screwing device, said measuring means of the angle of rotation being integral with said output shaft (12).

Description

Dispositif de vissage comprenant des moyens de mesure de l'angle de rotation de l'arbre de sortie intégrés à celui-ci 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la réalisation de dispositifs de vissage motorisés encore appelés visseuses. L'invention concerne plus particulièrement les moyens de mesure de l'angle auquel un élément à visser est serré au cours d'une opération de vissage réalisée au moyen d'une telle visseuse. 2. Art antérieur Les visseuses électriques asservies sont couramment utilisées dans divers secteurs industriels pour assurer le vissage d'assemblages. Une visseuse électrique asservie comprend généralement les composants suivants : - un moteur électrique synchrone à aimant permanent muni d'un capteur d'angle permettant de connaître la position angulaire du rotor par rapport au stator ; - une réduction à train épicycloïdal dont le solaire d'entrée est relié au rotor du moteur, et le porte satellite de sortie est relié à l'arbre de sortie de la visseuse ; - un capteur de couple mesurant le couple de réaction de la couronne par rapport au carter de la visseuse ; - une poignée liée au carter de la machine et portant les commandes et voyants de la visseuse. Les visseuses asservies peuvent être alimentées en énergie directement au moyen d'une batterie ou par le secteur via un contrôleur d'alimentation. Dans tous les cas ces systèmes de vissage autorisent la programmation d'une stratégie de vissage. Deux stratégies de vissages alternatives sont généralement mises en oeuvre, à savoir le vissage dit au couple et le vissage dit à l'angle.Screwing device comprising means for measuring the angle of rotation of the output shaft integrated therewith 1. Field of the invention The field of the invention is that of the design and manufacture of motorized screwing, also called screwdrivers. The invention relates more particularly to the means for measuring the angle at which a screw element is tightened during a screwing operation performed by means of such a screwdriver. 2. Prior art The electric screwdrivers are commonly used in various industrial sectors to ensure the screwing of assemblies. An electric screwdriver generally comprises the following components: a synchronous permanent magnet electric motor provided with an angle sensor making it possible to know the angular position of the rotor relative to the stator; an epicyclic gear reduction, the solar input of which is connected to the rotor of the motor, and the output satellite gate is connected to the output shaft of the screwdriver; - a torque sensor measuring the reaction torque of the ring relative to the housing of the screwdriver; - a handle linked to the machine housing and carrying the controls and indicator lights of the screwdriver. The slave screwdrivers can be supplied with power directly by means of a battery or through the mains via a power supply controller. In all cases these screw systems allow the programming of a screwing strategy. Two alternative screwing strategies are generally implemented, namely the screwing said torque and screwing said angle.

Le vissage au couple consiste à appliquer sur l'élément à visser un certain couple de serrage. Ce couple de serrage permet de générer une force de traction dans le corps de l'élément à visser dont la valeur est suffisante pour assurer la cohésion des pièces assemblées.The torque screwing is to apply a certain tightening torque on the element to be screwed on. This tightening torque can generate a tensile force in the body of the screw element whose value is sufficient to ensure the cohesion of the assembled parts.

Au cours d'un vissage au couple, le couple de serrage est donc mesuré en temps réel, et l'opération de vissage est arrêtée lorsque le couple de serrage atteint une valeur seuil correspondant à la génération d'une force de traction donnée dans l'élément à visser. Toutefois, l'intensité de cette force dépend non seulement du couple de serrage mais aussi des frottements entre la vis ou l'écrou et les pièces de l'assemblage. Sur une série d'assemblages de même type, ces frottements peuvent varier d'un assemblage à un autre. Il en résulte une certaine variabilité de cette force dans les différents assemblages pour un même couple de serrage. Cette variabilité peut induire un manque de précision dans le serrage.During a torque screwing, the tightening torque is measured in real time, and the screwing operation is stopped when the tightening torque reaches a threshold value corresponding to the generation of a given pulling force in the spring. screw element. However, the intensity of this force depends not only on the tightening torque but also the friction between the screw or the nut and the parts of the assembly. On a series of assemblies of the same type, these friction can vary from one assembly to another. This results in a certain variability of this force in the different assemblies for the same tightening torque. This variability can induce a lack of precision in the tightening.

Afin de pallier cet inconvénient, la stratégie de vissage à l'angle a été développée. Le vissage à l'angle consiste à imprimer à l'élément à visser une rotation selon un angle prédéterminé afin de générer une force de traction dans le corps de l'élément à visser dont la valeur est suffisante pour assurer la cohésion des pièces 20 assemblées. Plus précisément, une opération de vissage à l'angle comprend une phase de prévissage au cours de laquelle l'élément à visser est vissé jusqu'à atteindre un couple de serrage prédéterminé correspondant approximativement à l'instant auquel les pièces de l'assemblage sont en contact les unes avec les autres, et une 25 phase de vissage au cours de laquelle l'élément à visser est vissé selon un angle donné afin d'assurer une élongation suffisante de l'élément à visser. La valeur de la force de traction dans l'élément à visser découle du pourcentage d'allongement du corps de l'élément à visser, du module d'Young de la vis ou du goujon et de sa section, ces deux derniers étant fixes pour une vis 30 donnée.In order to overcome this disadvantage, the angle screwing strategy has been developed. The screwing at the angle consists in printing on the element to be screwed a rotation at a predetermined angle in order to generate a tensile force in the body of the screw element whose value is sufficient to ensure the cohesion of the assembled parts. . More specifically, an angle screwing operation comprises a prying step during which the screw member is screwed to a predetermined tightening torque corresponding to the moment at which the pieces of the assembly are in contact with each other, and a screwing phase during which the screw member is screwed at a given angle to ensure sufficient elongation of the screw element. The value of the tensile force in the element to be screwed derives from the percentage of elongation of the body of the element to be screwed, the Young's modulus of the screw or the stud and its section, these two being fixed for a given screw 30.

Le pourcentage d'allongement dépend lui, de l'angle de rotation de l'élément à visser, du pas de filetage et de la longueur de vis soumise à la tension. Sur une série d'assemblages de même type, ces paramètres sont constants d'un assemblage à l'autre. Il en résulte que la force de traction générée dans 5 l'élément à visser de différents assemblages de même type ne varie pas ou à tout le moins varie très peu pour un même angle de serrage. Le vissage à l'angle permet donc d'obtenir une bonne précision de serrage, notamment supérieure à la précision du serrage obtenue par un vissage au couple. La précision des vissages de ce type pourrait toutefois être encore améliorée. 10 3. Inconvénients de l'art antérieur Dans les visseuses portatives mises en oeuvre pour réaliser des vissages à l'angle, l'angle de vissage est généralement mesuré au moyen du capteur d'angle fixé sur le rotor de leur moteur. L'angle mesuré au moyen de ce capteur est l'angle entre le rotor et le corps de l'outil. La valeur de cet angle est 15 proportionnelle à l'angle de rotation de l'arbre de sortie de la visseuse, qui est destiné à entrainer en rotation l'élément à visser, par rapport au corps de l'outil sous réserve que le corps de la visseuse soit immobile dans l'espace. Au cours d'une opération de vissage, l'opérateur doit fournir un effort pour maintenir la visseuse en position contre l'effort de réaction résultant du couple de 20 serrage. Au fur et à mesure que le couple de serrage augmente, l'effort que doit fournir l'opérateur augmente. Il arrive donc que le corps de la visseuse bouge durant le vissage du fait d'un maintien imparfait de la visseuse par l'opérateur. Ce mouvement consiste en une rotation du corps de la visseuse autour de l'axe de rotation de la vis, l'angle de rotation du corps venant alors, suivant son sens, 25 s'ajouter ou se retrancher à l'angle de serrage défini dans la stratégie de vissage. Ce mouvement du corps influe donc directement sur la fiabilité de serrage et ceci d'une façon imprévisible compte tenu de la variabilité du maintien de l'outil par l'opérateur. Afin d'obvier cet inconvénient, des visseuses ont été développées au sein 30 desquelles : - un capteur d'angle permet de mesurer l'angle de rotation du rotor par rapport au corps de la visseuse, et - un gyroscope intégré dans le corps de la visseuse permet de mesurer l'angle de rotation du corps de la visseuse par rapport à l'assemblage dont il est fait l'hypothèse que sa position dans l'espace est fixe. L'angle de rotation de la vis est déterminé en additionnant l'angle de rotation de l'arbre de sortie (qui est déduit de l'angle de rotation du rotor) par rapport au corps de la visseuse et l'angle de rotation dans l'espace du corps de la visseuse (qui est obtenu au moyen de gyroscope), ce dernier pouvant être positif ou négatif selon que le corps de la visseuse est déplacé en rotation dans le sens du vissage ou dans le sens inverse du vissage. Cette solution technique permet d'obtenir une meilleure fiabilité dans la mesure de l'angle de vissage. Cette mesure n'est toutefois pas directe. Elle est au contraire déduite de la mesure de deux angles différents obtenue au moyen de deux capteurs distincts. La mesure de cet angle peut donc être simplifiée et sa précision encore améliorée pour améliorer en conséquence la précision du vissage à l'angle. 4. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art 20 antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une technique qui permette, dans au moins un mode de réalisation, d'améliorer la tes précision d'un vissage à l'angle. Un objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui permette 25 dans au moins un mode de réalisation, de déterminer de manière simple et précise la valeur de l'angle de serrage auquel l'élément à visser est serré. Un autre objectif de l'invention est de mettre en oeuvre une telle technique qui permette, dans au moins un mode de réalisation, de déterminer de manière plus directe et fiable la valeur de l'angle de serrage auquel l'élément à visser est 30 serré.The percentage of elongation depends on the angle of rotation of the element to be screwed, the thread pitch and the screw length subjected to tension. On a series of assemblies of the same type, these parameters are constant from one assembly to another. As a result, the tensile force generated in the screw element of different assemblies of the same type does not vary or at least varies very little for the same clamping angle. Screwing at the angle thus makes it possible to obtain a good clamping accuracy, in particular greater than the precision of the tightening obtained by a torque screwing. The precision of the screwings of this type could however be further improved. 3. Disadvantages of the Prior Art In portable screwdrivers used to make screwings at the angle, the screw angle is generally measured by means of the angle sensor fixed to the rotor of their motor. The angle measured by this sensor is the angle between the rotor and the body of the tool. The value of this angle is proportional to the angle of rotation of the output shaft of the screwdriver, which is intended to cause the screw element to rotate with respect to the body of the tool provided that the body the screwdriver is motionless in space. During a screwing operation, the operator must provide a force to hold the screwdriver in position against the reaction force resulting from the tightening torque. As the tightening torque increases, the effort that the operator must provide increases. It happens that the body of the screwdriver moves during screwing due to imperfect maintenance of the screwdriver by the operator. This movement consists of a rotation of the body of the screwdriver about the axis of rotation of the screw, the angle of rotation of the body then coming, in its direction, to add or retreat at the defined clamping angle in the screwing strategy. This movement of the body therefore directly affects the reliability of clamping and this in an unpredictable manner given the variability of the maintenance of the tool by the operator. In order to overcome this drawback, screwdrivers have been developed within which: an angle sensor makes it possible to measure the angle of rotation of the rotor relative to the body of the screwdriver, and a gyroscope integrated into the body of the screwdriver; the screwdriver is used to measure the angle of rotation of the body of the screwdriver with respect to the assembly which is assumed that its position in the space is fixed. The angle of rotation of the screw is determined by adding the angle of rotation of the output shaft (which is derived from the rotation angle of the rotor) relative to the body of the screwdriver and the angle of rotation in the space of the body of the screwdriver (which is obtained by means of gyroscope), the latter being positive or negative depending on whether the body of the screwdriver is moved in rotation in the direction of the screwing or in the opposite direction of the screwing. This technical solution makes it possible to obtain a better reliability in the measurement of the angle of screwing. This measure is not direct, however. On the contrary, it is deduced from the measurement of two different angles obtained by means of two separate sensors. The measurement of this angle can be simplified and its accuracy further improved to improve the accuracy of the screwing angle. 4. OBJECTIVES OF THE INVENTION The object of the invention is in particular to overcome these drawbacks of the prior art. More precisely, an object of the invention is to provide a technique which makes it possible, in at least one embodiment, to improve the accuracy of an angle screwing. An object of the invention is to provide such a technique which allows in at least one embodiment, to determine in a simple and accurate manner the value of the clamping angle at which the element to be screwed is clamped. Another object of the invention is to implement such a technique which allows, in at least one embodiment, to determine more directly and reliably the value of the clamping angle at which the element to be screwed is tight.

L'invention a encore pour objectif de procurer une telle technique qui soit, dans au moins un mode de réalisation, simple de conception et/ou à mettre en oeuvre et/ou robuste et/ou compacte. 5. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un dispositif de vissage d'un assemblage comprenant un corps logeant : - un arbre de sortie s'étendant en partie en dehors dudit corps et destiné à coopérer avec un élément à visser ; - des moyens moteurs reliés audit arbre de sortie pour entrainer celui-ci en rotation autour d'un axe ; - des moyens de mesure de l'angle de rotation dans l'espace dudit arbre de sortie autour dudit axe par rapport à un référentiel fixe par rapport à l'assemblage et extérieur audit dispositif de vissage, lesdits moyens de mesure de l'angle de rotation étant solidaires dudit arbre de sortie.The invention also aims to provide such a technique that is, in at least one embodiment, simple design and / or implement and / or robust and / or compact. 5. DISCLOSURE OF THE INVENTION These objectives, as well as others which will appear later, are attained by means of a device for screwing an assembly comprising a housing housing: an output shaft extending partly outside said body and intended to cooperate with a screw element; - Motor means connected to said output shaft for driving it in rotation about an axis; means for measuring the angle of rotation in the space of said output shaft about said axis with respect to a reference frame that is fixed relative to the assembly and external to said screwing device, said means for measuring the angle of rotation being integral with said output shaft.

Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait originale qui consiste à solidariser des moyens de mesure à l'arbre de sortie d'une visseuse de façon à mesurer, au cours d'une opération de vissage, l'angle de rotation de l'arbre de sortie autour de l'axe de vissage par rapport à un référentiel fixe par rapport à l'assemblage et extérieur à la visseuse.Thus, the invention is based on a completely original approach that consists of joining measurement means to the output shaft of a screwdriver so as to measure, during a screwing operation, the rotation angle the output shaft around the screw axis relative to a fixed reference relative to the assembly and outside the screwdriver.

Il est ainsi possible de mesurer de manière directe et en temps réel l'angle selon lequel l'élément à visser est entrainé en rotation, la valeur de l'angle mesuré incluant directement la rotation de l'arbre de sortie par rapport au carter de la visseuse et la rotation du carter de la visseuse par rapport à un référentiel fixe par rapport à l'assemblage et extérieur à la visseuse.It is thus possible to measure directly and in real time the angle at which the element to be screwed is rotated, the value of the measured angle directly including the rotation of the output shaft relative to the crankcase. the screwdriver and the rotation of the screwdriver housing relative to a fixed reference relative to the assembly and outside the screwdriver.

On connaît ainsi de manière directe et précise la valeur de l'angle de vissage. Lorsque la visseuse est mise en oeuvre pour réaliser une opération de vissage à l'angle, la précision avec laquelle l'assemblage est serré est par conséquent augmentée. Selon un mode de réalisation avantageux, lesdits moyens de mesure de 30 l'angle de rotation comprenant au moins un capteur gyroscopique.The value of the screwing angle is thus directly and accurately known. When the screwdriver is used to perform an angle screwing operation, the precision with which the assembly is tightened is therefore increased. According to an advantageous embodiment, said means for measuring the angle of rotation comprises at least one gyro sensor.

Cette solution simple et compacte peut permettre de déterminer de manière directe et précise la valeur réelle de l'angle de vissage. Cette solution peut par exemple mettre en oeuvre un capteur de type système microélectromécaniques MEMS (pour Micro-Electro-Mechanical Systems en langue anglaise).This simple and compact solution can make it possible to determine in a direct and precise way the real value of the angle of screwing. This solution can for example implement a microelectromechanical system type sensor MEMS (for Micro-Electro-Mechanical Systems in English).

Selon un autre mode de réalisation avantageux, lesdits moyens de mesure de l'angle de rotation comprennent au moins un accéléromètre. Dans ce cas, un ou plusieurs accéléromètres pourront être placés de manière écartée de l'axe de rotation de l'arbre. Une double intégration de l'une ou l'autre des composantes d'accélération tangentielle ou radiale mesurées par ce ou ces accéléromètres permettra d'obtenir l'angle de serrage. Selon une caractéristique préférentielle, ledit arbre de sortie comprend un logement à l'intérieur duquel sont au moins en partie logés lesdits moyens de mesure de l'angle de rotation. Selon une autre caractéristique préférentielle, lesdits moyens de mesure de l'angle de rotation sont au moins en partie montés sur une carte électronique, ladite carte électronique étant logée dans ledit logement. On obtient selon ces deux variantes une bonne compacité. Selon une variante, la forme dudit logement est configurée de telle sorte que ladite carte électronique s'étend essentiellement perpendiculairement à l'axe dudit arbre de sortie. La forme dudit logement pourra être configurée de telle sorte que ladite carte électronique s'étend essentiellement parallèlement à l'axe dudit arbre de sortie. Lesdits moyens de mesure de l'angle de rotation pourront être solidarisés audit arbre de telle sorte que l'axe dudit arbre de sortie coupe ledit capteur gyroscopique essentiellement en son centre. Pour cela, un dispositif selon l'invention pourra comprendre des moyens de centrage desdits moyens de mesure de l'angle de rotation ou de ladite carte électronique à l'intérieur dudit logement.According to another advantageous embodiment, said means for measuring the angle of rotation comprise at least one accelerometer. In this case, one or more accelerometers may be placed away from the axis of rotation of the shaft. A double integration of one or other of the tangential or radial acceleration components measured by this or these accelerometers will make it possible to obtain the clamping angle. According to a preferred feature, said output shaft comprises a housing inside which are at least partly housed said means for measuring the angle of rotation. According to another preferred feature, said means for measuring the angle of rotation are at least partially mounted on an electronic card, said electronic card being housed in said housing. According to these two variants, a good compactness is obtained. According to a variant, the shape of said housing is configured such that said electronic card extends substantially perpendicularly to the axis of said output shaft. The shape of said housing may be configured such that said electronic card extends substantially parallel to the axis of said output shaft. Said means for measuring the angle of rotation may be secured to said shaft so that the axis of said output shaft intersects said gyro sensor essentially at its center. For this, a device according to the invention may comprise means for centering said means for measuring the angle of rotation or said electronic card inside said housing.

Un dispositif selon l'invention comprend préférentiellement des moyens de mesure d'une information représentative du couple de serrage dudit élément à visser, lesdits moyens de mesure comprenant des jauges de contraintes solidarisées au contour dudit logement et reliées à ladite carte électronique. Le contour, intérieur ou extérieur, du logement peut ainsi assurer la 5 fonction d'élément déformant d'un capteur de couple. Un dispositif selon l'invention comprend préférentiellement un transformateur de type tournant interposé entre ledit corps et ledit arbre de sortie, ledit transformateur permettant : - d'alimenter en énergie électrique lesdits moyens de mesure, 10 avantageusement ledit capteur ou ladite carte électronique, et - de transmettre à des moyens d'analyse les signaux électriques provenant desdits moyens de mesure, avantageusement dudit capteur ou de ladite carte électronique. Un tel transformateur tournant, qui est par exemple décrit dans le brevet 15 FR-B1-2894172 détenu par la Demanderesse, présente l'avantage de fonctionner sans frottement mécanique, ce qui en fait un système très durable. 6. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation 20 préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 illustre une vue schématique d'un exemple de visseuse selon l'invention ; - la figure 2 illustre une coupe longitudinale de la visseuse illustrée à la 25 figure 1 ; - la figure 3 illustre une vue de détaille de l'arbre de sortie de la visseuse de la figure 2 et de sa liaison avec le carter de celle-ci ; - la figure 4 illustre l'arbre de sortie de la visseuse illustrée aux figures 1, 2 et 3. 30 7. Description d'un mode de réalisation de l'invention 7.1. Bref rappel du principe de l'invention Le principe général de l'invention repose sur la solidarisation de moyens de mesure d'un angle de rotation à l'arbre de sortie d'une visseuse. Cette mise en oeuvre permet de mesurer, au cours d'une opération de vissage, l'angle de rotation de l'arbre de sortie autour de l'axe de vissage par rapport à un référentiel fixe par rapport à l'assemblage et extérieur à la visseuse. On connaît ainsi de manière directe et précise la valeur de l'angle de vissage ce qui permet d'augmenter la précision avec laquelle un assemblage est serré à l'angle. 7.2. Exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif de vissage selon l'invention On présente, en relation avec les figures 1 à 4, un mode de réalisation d'un dispositif de vissage, ou visseuse, selon l'invention. Ainsi que cela est représenté sur la figure 1, une telle visseuse comprend un corps 10. Ce corps 10 loge des moyens moteurs 11 qui dans ce mode de réalisation comprennent un moteur électrique. La visseuse comprend un arbre de sortie 12. Cet arbre de sortie 12 présente une première extrémité 120 qui s'étend en dehors du corps 10. Cette première extrémité 120 est destinée à coopérer avec un élément à visser ou avec une douille prévue pour coopérer avec un élément à visser. L'arbre de sortie 12 présente une deuxième extrémité 121 qui est reliée à l'arbre 110 du moteur 11 au moyen d'une transmission comprenant une réduction 13. Dans ce mode de réalisation, la réduction comprend un renvoi d'angle 131 placé à l'extrémité de l'arbre du moteur 110 et une succession d'engrenages droits 132. L'arbre de sortie 120 s'étend ainsi selon un axe perpendiculaire à celui de l'arbre du moteur 110. Dans une variante, la transmission et notamment la réduction pourront être telles que l'arbre de sortie 120 s'étend parallèlement et plus particulièrement le long de l'axe de l'arbre moteur 110.A device according to the invention preferably comprises means for measuring information representative of the tightening torque of said element to be screwed, said measuring means comprising strain gauges secured to the contour of said housing and connected to said electronic card. The outline, inside or outside, of the housing can thus provide the deforming element function of a torque sensor. A device according to the invention preferably comprises a rotating type transformer interposed between said body and said output shaft, said transformer allowing: - to supply electrical energy to said measuring means, advantageously said sensor or said electronic card, and transmitting to analysis means the electrical signals from said measuring means, preferably said sensor or said electronic card. Such a rotating transformer, which is for example described in patent FR-B1-2894172 held by the Applicant, has the advantage of operating without mechanical friction, which makes it a very durable system. 6. List of Figures Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a preferred embodiment, given as a simple illustrative and nonlimiting example, and the appended drawings. among which: - Figure 1 illustrates a schematic view of an exemplary screwdriver according to the invention; FIG. 2 illustrates a longitudinal section of the screwdriver illustrated in FIG. 1; FIG. 3 illustrates a detailed view of the output shaft of the screwdriver of FIG. 2 and of its connection with the casing thereof; FIG. 4 illustrates the output shaft of the screwdriver illustrated in FIGS. 1, 2 and 3. 7. DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION 7.1. Brief reminder of the principle of the invention The general principle of the invention is based on the joining of means for measuring an angle of rotation to the output shaft of a screwdriver. This implementation makes it possible to measure, during a screwing operation, the angle of rotation of the output shaft around the screw axis with respect to a fixed reference relative to the assembly and external to the screwdriver. Thus, the value of the screwing angle is known in a direct and precise manner, which makes it possible to increase the precision with which an assembly is tightened at the angle. 7.2. Example of an embodiment of a screwing device according to the invention There is shown, in connection with FIGS. 1 to 4, an embodiment of a screwing device, or screwdriver, according to the invention. As shown in FIG. 1, such a screwdriver comprises a body 10. This body 10 houses motor means 11 which in this embodiment comprise an electric motor. The screwdriver comprises an output shaft 12. This output shaft 12 has a first end 120 which extends outside the body 10. This first end 120 is intended to cooperate with a screw element or with a socket adapted to cooperate with a screw element. The output shaft 12 has a second end 121 which is connected to the shaft 110 of the motor 11 by means of a transmission comprising a reduction 13. In this embodiment, the reduction comprises an angle gear 131 placed at the end of the motor shaft 110 and a succession of spur gears 132. The output shaft 120 thus extends along an axis perpendicular to that of the motor shaft 110. In a variant, the transmission and in particular the reduction may be such that the output shaft 120 extends parallel and more particularly along the axis of the drive shaft 110.

Ainsi que cela est représenté sur la figure 4, l'arbre de sortie 12 comprend une portion antérieure 122 et une portion postérieure 123. Les extrémités en regard l'une de l'autre des portions antérieure 122 et postérieure 123 sont reliées entre-elles par deux branches 124. Dans une variante, elles pourraient être reliées par une seule branche 124.As shown in FIG. 4, the output shaft 12 comprises an anterior portion 122 and a posterior portion 123. The ends facing each other of the anterior 122 and posterior portions 123 are connected to one another by two branches 124. Alternatively, they could be connected by a single branch 124.

Les branches 124 comprennent dans ce mode de réalisation : - une première portion oblique 1241 qui s'étend depuis l'extrémité de la portion antérieure 122 de manière inclinée vers l'extérieur de l'arbre de sortie 12 ; - une deuxième portion oblique 1242 qui s'étend depuis l'extrémité de la portion postérieure 123 de manière inclinée vers l'extérieur de l'arbre de sortie 12 ; - une portion 1243 qui s'étend sensiblement parallèlement à l'axe de l'arbre de sortie 12 et rejoint les extrémités des première 1241 et deuxième 1242 portions obliques.The branches 124 comprise in this embodiment: - a first oblique portion 1241 extending from the end of the front portion 122 inclined outwardly of the output shaft 12; - A second oblique portion 1242 which extends from the end of the rear portion 123 inclined outwardly of the output shaft 12; a portion 1243 which extends substantially parallel to the axis of the output shaft 12 and joins the ends of the first 1241 and second 1242 oblique portions.

Les branches 124 forment, avec les extrémités des portions antérieure 122 et postérieure 123 dont elles sont solidaires, un logement 14. Le logement 14 présente dans ce mode de réalisation une section essentiellement oblongue. Il pourra présenter d'autres formes dans des variantes. Une carte électronique 15 est logée à l'intérieur du logement 14. Cette carte électronique s'étend selon un plan essentiellement perpendiculaire à l'axe de l'arbre de sortie 12. Elle est calée à l'intérieur du logement 14 au moyen d'éléments de centrage 16, comme des entretoises, qui coopèrent avec deux extrémités opposées de la carte électronique 15 et avec les branches 124. Un capteur gyroscopique 19 est monté sur la carte électronique 15. Ce capteur gyroscopique est de type MEMS pour « microelectromechanicalsystems » en lange anglaise. Ce capteur présente ici une forme essentiellement parallélépipédique. Il est essentiellement plat. Le capteur s'étend essentiellement perpendiculairement à l'axe de l'arbre de sortie 12. Si le capteur présente un axe plus sensible que les autres, il pourra être positionné sur la carte électronique 15 de manière telle que lorsque celle-ci se trouve dans le logement 14, l'axe le plus sensible du capteur s'étend essentiellement parallèlement à l'axe de l'arbre de sortie 12 et est essentiellement confondu avec celui-ci. Dans une variante, la carte électronique 15 s'étendra selon un plan essentiellement parallèle à l'axe de l'arbre de sortie 12.The branches 124 form, with the ends of the anterior portions 122 and posterior 123 of which they are integral, a housing 14. The housing 14 has in this embodiment a substantially oblong section. It may present other forms in variants. An electronic card 15 is housed inside the housing 14. This electronic card extends in a plane substantially perpendicular to the axis of the output shaft 12. It is wedged inside the housing 14 by means of centering elements 16, such as spacers, which cooperate with two opposite ends of the electronic card 15 and with the branches 124. A gyro sensor 19 is mounted on the electronic card 15. This gyroscopic sensor is MEMS type for "microelectromechanicalsystems" in English language. This sensor here has a substantially parallelepiped shape. It is essentially flat. The sensor extends substantially perpendicular to the axis of the output shaft 12. If the sensor has a more sensitive axis than the others, it can be positioned on the electronic card 15 so that when it is located in the housing 14, the most sensitive axis of the sensor extends substantially parallel to the axis of the output shaft 12 and is essentially merged therewith. In a variant, the electronic card 15 will extend in a plane substantially parallel to the axis of the output shaft 12.

Des jauges de contraintes 20 sont fixées sur le contour périphérique intérieur du logement 14. Elles pourraient alternativement être solidarisées sur le contour périphérique extérieur du logement 14. Ces jaunes de contraintes sont reliées à la carte électronique 15. Elles constituent la partie sensible d'un capteur de couple qui permet classiquement de déterminer le couple de serrage à partir de la mesure des déformations de l'arbre de sortie 12 au moyen des jauges. La visseuse comprend un transformateur de type tournant 17. Un tel transformateur tournant est par exemple décrit dans le document FR2894172. Ce transformateur est interposé entre l'arbre de sortie 12 et le corps de la visseuse. Il permet : - d'alimenter en énergie électrique la carte électronique et les composants qui y sont reliés comme le capteur gyroscopique et les jauges de contraintes, et - de transmettre en retour à des moyens d'analyse situés dans le corps de la visseuse les signaux électriques provenant de la carte électronique notamment du capteur gyroscopique et des jauges de contraintes. La visseuse comprend des moyens de commande 18 ou est reliées à des moyens de commande externes. Ces moyens de commande 18 permettent de piloter la visseuse. En particulier, dès lors qu'une opération de vissage est lancée, par exemple lorsque l'opérateur actionne une gâchette prévue à cet effet sur la visseuse, les moyens de commande : lancent une phase de prévissage au cours de laquelle le capteur de couple mesure en temps réel la valeur du couple de serrage et le moteur est alimenté jusqu'à ce que le couple de serrage atteigne une valeur seuil prédéterminée correspondant approximativement à l'instant ou la tête de l'élément à visser entre en contact avec les pièces à assembler ; lancent une phase de vissage au cours de laquelle le capteur gyroscopique mesure en temps réel l'angle de rotation de la vis par rapport à un référentiel fixe par rapport à l'assemblage et extérieur à la visseuse, et le moteur est alimenté jusqu'à ce que la valeur de cet angle atteigne une valeur seuil prédéterminée correspondant à la fin du vissage.Strain gauges 20 are fixed on the inner peripheral contour of the housing 14. They could alternatively be secured to the outer peripheral contour of the housing 14. These stress yellows are connected to the electronic card 15. They constitute the sensitive part of a torque sensor which conventionally makes it possible to determine the tightening torque from the measurement of the deformations of the output shaft 12 by means of the gauges. The screwdriver comprises a rotary type transformer 17. Such a rotary transformer is for example described in the document FR2894172. This transformer is interposed between the output shaft 12 and the body of the screwdriver. It allows: - to supply electrical energy to the electronic board and the components connected to it such as the gyro sensor and the strain gauges, and - to transmit back to analysis means located in the body of the screwdriver the electrical signals from the electronic card including the gyro sensor and strain gauges. The screwdriver comprises control means 18 or is connected to external control means. These control means 18 make it possible to control the screwdriver. In particular, as soon as a screwing operation is started, for example when the operator actuates a trigger provided for this purpose on the screwdriver, the control means: initiate a precleaning phase during which the torque sensor measures in real time the value of the tightening torque and the motor is energized until the tightening torque reaches a predetermined threshold value corresponding approximately to the moment when the head of the element to be screwed comes into contact with the parts to be to assemble ; initiate a screwing phase in which the gyro sensor measures in real time the angle of rotation of the screw relative to a fixed reference relative to the assembly and outside the screwdriver, and the engine is powered up to the value of this angle reaches a predetermined threshold value corresponding to the end of the screwing.

Claims

REVENDICATIONS1. Apparatus for screwing an assembly comprising a body (10) housing: - an output shaft (12) extending partly outside said body (10) and intended to cooperate with a screw element; - Motor means (11) connected to said output shaft (12) for driving it in rotation about an axis; measuring means (19) for the angle of rotation in the space of said output shaft (12) about said axis with respect to a fixed reference relative to the assembly and external to said screwing device, characterized in that said measuring means (19) are integral with said output shaft (12).

2. Device according to claim 1, characterized in that said means for measuring the angle of rotation comprising at least one gyro sensor (19).

3. Device according to claim 1, characterized in that said means for measuring the angle of rotation comprising at least one accelerometer.

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said output shaft (12) comprises a housing (14) inside which are at least partially housed said measuring means (19) of the angle of rotation. 20

5. Device according to claim 4, characterized in that said said means (19) for measuring the angle of rotation are at least partially mounted on an electronic card (15), said electronic card (15) being housed in said housing (14).

6. Device according to claim 5, characterized in that the shape of said housing (14) is configured such that said electronic card (15) extends substantially perpendicular to the axis of said output shaft (12).

7. Device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that it comprises centering means (16) of said means (15) for measuring the angle of rotation or said electronic card (15) to the interior of said housing (14).

8. Device according to any one of claims 4 to 7, characterized in that it comprises means for measuring information representative of the tightening torque of said element to be screwed, said measuring means comprising strain gauges secured to the contour of said housing (14) and connected to said electronic card (15).

9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises a rotary type transformer (17) interposed between said body (10) and said output shaft (12), said transformer (17) allowing: to supply electrical energy to said measuring means, and to transmit to electrical analysis means the electrical signals coming from said measuring means.