FR3075679B1

FR3075679B1 - Embout pour visseuse electrique

Info

Publication number: FR3075679B1
Application number: FR1763102A
Authority: FR
Inventors: Frederic Poncelet
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-11-22
Anticipated expiration: 2037-12-22
Also published as: WO2019122559A1; FR3075679A1

Abstract

L'invention concerne un embout de vissage (1) pour une visseuse électrique, comprenant une tête de vissage (2). L'invention consiste en ce qu'il comprend également un élément tubulaire (11) dans lequel la tête de vissage (2) est montée solidaire en rotation et coulissante entre une position limite en saillie dudit élément (11) et une position limite où elle est en partie rétractée dans ledit élément (11), contre l'effet d'un moyen de rappel élastique (3).

Description

EMBOUT POUR VISSEUSE ELECTRIQUE [001] L’invention a trait au domaine des outillages et plus particulièrement au domaine des outillages de vissage.

[002] De tels outils sont utilisés dans le domaine automobile pour fixer des pièces à des emplacements du véhicule qui, parfois, ne sont pas toujours accessibles facilement à un opérateur.

[003] De plus, lors d’un vissage au moyen d’une visseuse électrique, il se peut qu’un excès d’appui exercé par un opérateur sur la visseuse ou qu’un écart d’alignement de l’axe de vissage génère des frottements sur le filetage de la visseuse et que le couple de vissage soit atteint avant la fin du vissage. Ceci peut alors générer des défauts de vissage qui posent des problèmes, notamment dans le domaine de l’automobile où les défauts de vissage peuvent entraîner des défauts d’aspect et nécessitent des retouches sur les véhicules, ce qui augmente alors les coûts de production.

[004] Par ailleurs, la mise en place de la tête de vissage généralement pourvue d’une empreinte mâle peut être difficile à réaliser lorsque l’empreinte femelle est située à un endroit difficile d’accès et/ou peu visible pour l’opérateur.

[005] De ce fait, il s’ensuit qu’un mauvais positionnement de la tête de vissage peut conduire à ce que les pans de l’empreinte mâle de la tête de vissage ne coïncident pas avec les pans de l’empreinte femelle de la pièce à visser et que l’empreinte mâle ne s’introduise donc pas dans l’empreinte femelle. Il en résulte en conséquence, que l’opérateur tâtonne en manoeuvrant la visseuse et force pour faire pénétrer la tête de vissage ce qui provoque l’entraînement en rotation de la visseuse au niveau de son mandrin alors qu’il faudrait que ce soit la tête de vissage qui tourne.

[006] Comme déjà évoqué, l’opérateur en fonction de la localisation de la pièce à visser n’a pas toujours la vision de ce qu’il fait. Par exemple dans le cas de la fixation des barres longitudinales de toit sur le pavillon du véhicule, la visseuse permet de déployer une entretoise entre le côté de caisse sur lequel la barre de toit est fixée et le pavillon sur lequel est posée la barre de toit alors que ledit pavillon se trouve au niveau du menton de l’opérateur. L’opérateur est obligé de lever la visseuse et de la réintroduire suivant un angle différent sans garantie que les pans de la tête de vissage et de l’empreinte de l’entretoise coïncident.

[007] Un tel fonctionnement engendre une perte de temps et un stress de l’opérateur. Le risque majeur de non qualité étant que l’opérateur commande un déploiement incorrect de l’entretoise qui engendre une dégradation du pavillon lors du serrage de la barre.

[008] On connaît des dispositifs permettant le positionnement guidé d’un embout mâle vers l’embout femelle. Ainsi, WO 2015/165615 propose un cône de guidage positionnable autour d’un embout femelle pour permettre de guider l’extrémité de l’embout d’un tournevis vers ledit embout femelle. Un tel dispositif s’il permet une utilisation à l’aveugle ne garantit pas une mise en place certaine des embouts mâle et femelle en correspondance avant vissage.

[009] De même, on a proposé dans US 6 128 982 un tournevis comportant un fourreau de guidage dans lequel s’étend la lame montée sur un ressort. Cependant un tel outil reste manuel et ne fonctionne que sur des éléments à visser se trouvant en saillie, ce qui limite les cas d’utilisation en termes industriels.

[0010] L’invention a pour objectif de proposer une solution permettant une mise en place sûre et certaine d’une tête de vissage sur l’objet à visser de manière à réduire les défauts de vissage liés à une mise en place inadéquate de la tête de vissage sur l’élément à visser.

[0011] L’invention a pour objet un embout de vissage pour une visseuse électrique, comprenant une tête de vissage, caractérisé en ce qu’il comprend également un élément tubulaire dans lequel la tête de vissage est montée solidaire en rotation et coulissante entre une position limite en saillie dudit élément et une position limite où elle est en partie rétractée dans ledit élément, contre l’effet d’un moyen de rappel élastique.

[0012] De préférence, la tête de vissage comprend une tige et l’élément tubulaire est pourvu dans sa paroi d’une lumière axiale dans laquelle s’étend un ergot ménagé sur la tige de la tête de vissage de sorte que la course de déplacement de la tête de vissage entre ses deux positions limites est guidée et que l’élément tubulaire et la tête de vissage sont solidaires en rotation.

[0013] De manière avantageuse, l’embout de vissage est tel que la tête de vissage est maintenue en saillie de l’élément tubulaire par le moyen de rappel élastique et peut être rétractée dans l’élément tubulaire de l’embout contre l’effet dudit moyen de rappel élastique. Ainsi, lorsqu’on met en place une visseuse munie de l’embout de vissage et que les empreintes de la tête de vissage et de la pièce à visser ne coïncident pas, la tête de vissage se rétracte dans l’élément tubulaire. Si on entraîne l’embout de vissage en rotation par rapport à la pièce à visser, l’empreinte de la tête de vissage s’engage dans l’empreinte de la pièce à visser sous l’effet du moyen de rappel élastique, ce qui garantit un bon positionnement.

[0014] L’invention a également pour objet une visseuse pourvue d’un embout de vissage tel que défini ci-dessus, l’élément tubulaire étant pourvu de moyens de fixation pour fixer ledit embout à un mandrin de visseuse.

[0015] Ainsi, la visseuse est amenée par un opérateur en regard d’une pièce à visser de sorte que la tête de vissage se trouve en saillie hors de l’élément tubulaire. Si l’empreinte de la tête de vissage est en position coïncidente avec l’empreinte complémentaire de la pièce à visser, l’empreinte de la tête de vissage se positionne automatiquement dans l’empreinte complémentaire, verrouillant mécaniquement la tête de serrage et la pièce à visser.

[0016] Si les empreintes sont positionnées de manière non coïncidente, la tête de vissage est rétractée en partie dans l’élément tubulaire, on commande alors l'entraînement en rotation de l’embout de vissage dans le sens inverse au sens de vissage et dès que les empreintes coïncident les moyens de rappel élastique engagent la tête de vissage dans la pièce à visser. On peut alors commencer le vissage de manière sûre et sans risque.

[0017] Ainsi, on réalise une rotation de 180° en sais inverse du sens du vissage pour ne pas risquer d’entrainer la pièce à visser par la seule friction de l’embout sur l’entrée de l’empreinte avec un couple non maîtrisé et une absence d’engagement.

[0018] Dès que le couple de consigne (par exemple résistant de 0.1 N.m) est atteint, on commande le passage à la séquence « vissage >>, et on entraîne l’embout de vissage en rotation en sens « normal >> jusqu’au vissage complet de la pièce à visser.

[0019] De préférence, la visseuse est pourvue d’un support permettant de positionner la tête de vissage en regard de la pièce à visser. L’ensemble (support/visseuse/embout) est agencé de manière appropriée pour que, lorsque la tête de vissage est engagée de manière correcte dans la pièce à visser, ladite tête de vissage soit dans sa position limite en saillie de l’élément tubulaire. Ainsi, lorsqu’on positionne la visseuse en regard d’une pièce à visser, la tête de vissage peut se retrouver, en cas de non coïncidence des empreintes mâle/femelle, mal positionnée mais en appui contre l’empreinte de la pièce à visser de sorte à être rétractée dans l’élément tubulaire de l’embout. Ce positionnement de la tête de vissage n’a pas besoin de se faire correctement vis-à-vis de l’empreinte complémentaire de la pièce à visser. On entraîne alors en rotation la tête de vissage, de préférence dans le sens inverse du sens de vissage. Au cours de cette rotation de la tête de vissage, l’empreinte de la tête de vissage va être positionnée en correspondance avec l’empreinte de l’objet à visser ou dévisser et les moyens de rappel élastique agissant sur la tête de vissage vont permettre l’engagement des deux empreintes.

[0020] La visseuse est programmée pour commencer son cycle par un demi-tour en sens inverse du sens actif vis-à-vis de l’élément à traiter.

[0021] En effet, si pour engager l’embout, la visseuse tourne dans le sens du vissage la pression du moyen de rappel élastique de l’embout sur l’entrée de l’empreinte de la pièce à visser lorsque l’embout n’est pas engagé (c’est-à-dire lorsque les pans des empreintes ne coïncident pas spontanément ensemble) suffit à entrainer la pièce à visser. De ce fait, on risque de visser la pièce alors que la tête de vissage de l’embout n’est pas engagée correctement.

[0022] Il est nécessaire de maîtriser très précisément le couple de vissage ou de déploiement (visseuse dynamométrique asservie) et ceci n’est pas possible si l’entrainement se fait par le seul frottement de l’embout à l’entrée de l’empreinte.

[0023] Avec une première séquence « en sens inverse >> du sens de vissage ou de déploiement de la pièce à traiter, soit l’embout s’engage spontanément (les empreintes coïncident) et comme on a programmé une consigne de couple résistant maximale, la visseuse passe alors à la séquence suivante (vissage/déploiement dans le sens normal de rotation de la visseuse) dès que la valeur de couple est atteinte.

[0024] Si l’embout ne s’engage pas spontanément dans l’empreinte, la pression du moyen de rappel élastique et le frottement de la tête de vissage à l’entrée de l’empreinte vont rétracter, par exemple l’entretoise jusqu’à la butée. A ce moment-là, la tête de vissage de l’embout s’engagera (effet du ressort), et à l’atteinte du couple de consigne, la visseuse passera à la séquence suivante du vissage/déploiement.

[0025] Durant cette trajectoire, l’empreinte de la tête de vissage va à un moment coïncider avec l’empreinte de la pièce à visser et à cet instant le moyen de rappel élastique tel qu’un ressort assurera l’engagement de l’embout. La séquence suivante est le déploiement. La visseuse utilisée est programmable en angle et en couple, à savoir une visseuse dynamométrique asservie.

[0026] Si l’embout s’est engagé spontanément dès que l’opérateur a posé la visseuse, la résistance de 0.1 N.m est quasi immédiatement atteinte et le programme passera à la séquence de vissage.

[0027] Ainsi, l’invention concerne également un procédé de mise en place et de vissage dans lequel on positionne une visseuse munie d’un embout de vissage selon l’invention, en regard de l’empreinte d’une pièce à visser telle qu’une entretoise, on entraîne en rotation l’embout de vissage en sens inverse du sens de travail de la visseuse jusqu’à la détection d’une résistance de couple sensiblement égale à 0,1 N.m, une fois cette valeur de couple détectée, l’embout de vissage est entraîné en rotation dans le sens de travail de la visseuse.

[0028] Ainsi que la tête de vissage soit ou non correctement engagée, on garantit un vissage approprié. L’embout de vissage ainsi que le procédé de vissage selon l’invention permettent des gains d’ergonomie pour les opérateurs même en cas de positionnement à l’aveugle de ce fait des gains de temps de production et de qualité.

[0029] On décrira maintenant l’invention plus en détail en référence au dessin dans lequel la figure 1 représente une vue en perspective d’un embout de visseuse selon l’invention ;

La figure 2 représente une vue en coupe de l’embout de la figure 1 ;

La figure 3 représente une vue en coupe d’un exemple de réalisation d’embout à la position repos du moyen de rappel élastique ;

La figure 4 représente une vue en coupe de l’embout à une position contrainte du moyen de rappel élastique ;

les figures 5a, 5b, 5c représentent en coupe les différents stades d’assemblage d’une barre de toit sur un pavillon ;

la figure 6 représente une vue en perspective de la mise en place d’une visseuse selon l’invention sur un pavillon de toit ;

la figure 7 représente une vue en perspective du dessus de l’engagement incorrect d’un embout selon l’invention ; et la figure 8 représente une vue en perspective du dessus de l’engagement correct de l’embout de la figure 7.

[0030] L’embout de visseuse 1 selon l’invention comprend un élément tubulaire creux 11 dont une extrémité comporte des moyens de fixation tels qu’une tige 12 agencée pour se fixer dans le mandrin du corps d’une visseuse 8. Cette tige 12 est enfichable dans le mandrin.

[0031] L’extrémité opposée de l’élément tubulaire 11 est ouverte et accueille la tête de vissage 2 pourvue d’une tige 22 portant à une extrémité une empreinte de vissage 21, ici une empreinte mâle du type à Allen à six pans, 21.

[0032] L’extrémité de la tige 22 opposée à l’empreinte 21 peut être conformée, à titre d’exemple de réalisation, sous forme d’une platine 23 prolongée d’un manchon 24. Cet ensemble platine 23 et manchon 24 de section complémentaire à la section intérieure de l’élément tubulaire 11 est monté coulissant dans l’élément tubulaire 11 sous l’effet d’un moyen de rappel élastique 3 s’étendant dans l’élément tubulaire 11 et le manchon 24. Ce moyen de rappel élastique est un ressort 3 qui en position de repos maintient l’empreinte 21 en saillie hors du corps 1 (position A des figures 3 et 4), la tige 22 pouvant être rétractée dans l’élément tubulaire 11 et contraignant ainsi le ressort 3 comme on peut le voir sur la figure 4 (position B).

[0033] L’élément tubulaire 11 est en outre pourvu d’une lumière axiale 13 dans laquelle coulisse un ergot 25 ménagé sur la tige 22 et plus précisément dans le mode de réalisation proposé sur le manchon 24. La tête de vissage 2 est ainsi montée solidaire en rotation de l’élément tubulaire 11 et coulissante par rapport audit élément tubulaire 11.

[0034] Une visseuse munie d’un embout 1 selon l’invention est particulièrement avantageuse pour mettre en place des entretoises 7 dans la fixation de barres de toit 5 longitudinales sur un pavillon 4 de véhicule.

[0035] Ces entretoises 7 ont pour rôle de compenser le jeu existant entre le pavillon 4 sur lequel est posé la barre 5 et le coté de caisse 6 auquel est fixé la barre 5 comme on peut le voir sur les figures 5a, 5b et 5c.

[0036] On met en place l’entretoise 7 en l’encliquetant dans le pavillon 4, il reste un jeu J entre l’extrémité de l’entretoise 7 et le côté de caisse 6. L’entretoise 7 est déployable à l’aide d’une visseuse qu’on positionne au-dessus du pavillon 4. Comme le pavillon 4 se trouve à hauteur du visage de l’opérateur la mise en place correcte de la tête de vissage 2 dans l’empreinte de l’entretoise 7 est difficile.

[0037] On utilise alors une visseuse 8 comportant l’embout de vissage 1 selon l’invention et qui comporte également un support 9 comme on peut le voir sur la figure 6.

[0038] Le dispositif de vissage de l’invention comprend un support 9 et une visseuse électrique 8 munie d’un embout 1. La visseuse électrique 8 comprend un corps avec une tête de vissage 2. Le corps de la visseuse tel qu’illustré est longitudinal. Le corps de la visseuse et la tête de vissage 2 s’étendent tous deux suivant un axe longitudinal L. Le support 9 comprend un moyen de fixation 91 du corps de la visseuse électrique 8. Le moyen de fixation 91 est en l’occurrence un orifice configuré pour recevoir et maintenir le corps de la visseuse. A titre d’exemple, le moyen de fixation peut aussi être une pince de serrage configurée pour serrer et maintenir le corps de la visseuse ou tout autre moyen permettant d’assurer la même fonction. Le support 9 de l’invention comprend une zone d’appui 92 rigidement fixée au moyen de fixation du corps de la visseuse. La zone d’appui 92 est située au droit de la tête de vissage 2 de la visseuse électrique 8. La zone d’appui 92 est configurée pour prendre appui sur une surface avoisinant un élément à visser, ici une entretoise 7, avec ladite visseuse électrique 8.

[0039] La zone d’appui 92 comprend une platine 93 pourvue d’un ajour central et destiné à être traversé par l’axe longitudinal L.

[0040] La platine 93 de la zone d’appui 92 du support 9 comprend un bord latéral droit et l’ajour présente un contour principal avec deux encoches opposées suivant sur une direction parallèle au bord latéral. Le contour principal de l’ajour de la platine peut être ouvert vers le bord latéral droit. Le contour principal de l’ajour vers le bord latéral droit peut présenter un profil divergent de l’ajour vers le bord latéral. Cette configuration de la platine 93 permet à l’opérateur de visualiser le positionnement correct du dispositif.

[0041] Le dispositif de vissage peut également comprendre des moyens de préhension 94. Les moyens de préhension 94 peuvent être rigidement fixés au support 9 de la visseuse. Les moyens de préhension peuvent comprendre deux poignées 94 telles qu’illustrées sur la figure 6. Les deux poignées 94 peuvent être disposées respectivement de chaque côté du support de la visseuse. Cet agencement permet de maintenir l’équilibre du dispositif de vissage.

[0042] De fait, une fois la visseuse 8 mise en place, l’empreinte 21 de la tête de vissage 2 peut ne pas être en coïncidence avec l’empreinte de l’entretoise 7.

[0043] Avec l’embout de visseuse 1 selon l’invention, on met en place la visseuse 8 à l’aide de son support 9, de sorte que la tête de vissage 2 est en saillie hors de l’élément tubulaire 11 de l’embout 1.

[0044] Si la tête de vissage 2 est mal placée comme sur la figure 7, la tête de vissage 2 se rétracte en partie dans l’élément tubulaire 11. On déclenche le procédé de mise en place et de vissage de l’entretoise 7 pour déployer celle-ci. On entraîne d’abord en rotation l’embout de vissage 1 dans le sens inverse (sens horaire dans le cas présent) du sens de déploiement de l’entretoise 7 c’est-à-dire que la visseuse 8 rétracte l’entretoise 7.

[0045] Lorsque l’empreinte 21 à six pans de la tête de vissage 2 est en coïncidence avec l’empreinte complémentaire de l’entretoise 7, le moyen de rappel élastique 3 va repousser la tête de vissage 2 en position correcte dans l’empreinte de l’entretoise 7.

[0046] Si, pour engager l’embout 1, la visseuse 8 avait tourné dans le sens du déploiement de l’entretoise 7 (c’est-à-dire dans le sens anti-horaire car le filetage est un pas à gauche), la pression du ressort 3 de l’embout 1 sur l’empreinte de l’entretoise 7 alors que l’embout 1 n’est pas engagé (c’est-à-dire lorsque ses six pans ne coïncident pas spontanément avec l’hexagone femelle de l’entretoise) aurait suffi à entrainer l’entretoise 7 et on aurait alors déployer l’entretoise 7 alors que l’embout 1 n’était pas correctement engagé.

[0047] Comme il est préférable de maîtriser très précisément le couple de déploiement (visseuse dynamométrique asservie) on ne peut le faire si l’entrainement se fait par le seul frottement de l’embout 1 à l’entrée de l’entretoise 7.

[0048] Le couple de déploiement maximal de l’entretoise 7 est de préférence 0.08 N.m pour ne pas déformer le pavillon 4.

[0049] Ainsi, lorsqu’on met en place la visseuse 8, soit l’embout 1 s’engage spontanément sur l’entretoise 7 et comme on a programmé une consigne de couple résistant maximal d’une valeur de 0,1 N.m, alors la visseuse 8 peut passer à la séquence 2 de déploiement en sens antihoraire dès que le couple est atteint (donc que l’entretoise 7 est complètement rétractée).

[0050] Si l’embout 1 ne s’engage pas spontanément, la pression du ressort 3 et le frottement de l’embout 1 à l’entrée de l’entretoise 7 vont rétracter l’entretoise 7 jusqu’à la butée. A ce moment-là, l’embout 1 s’engagera (effet du ressort 3), la visseuse 8 à l’atteinte du couple de consigne max (de rétraction de l’entretoise 7) passera à la séquence 2 de déploiement de l’entretoise.

[0051] Ainsi, une fois la valeur de couple sensiblement égale à 0,1 N.m, détectée, on déclenche l’entraînement en rotation dans le sens du vissage de l’embout de vissage 1 pour déployer l’entretoise 7.

Claims

REVENDICATIONS

1. Embout de vissage (1 ) pour une visseuse (8) électrique, comprenant une tête de vissage (2), caractérisé en ce qu’il comprend également un élément tubulaire (11) dans lequel la tête de vissage (2) est montée solidaire en rotation et coulissante entre une position limite en saillie dudit élément (11) et une position limite où elle est en partie rétractée dans ledit élément (11), contre l’effet d’un moyen de rappel élastique (3).
2. Embout (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de vissage (2) comprend une tige (22) et l’élément tubulaire (11) est pourvu dans sa paroi d’une lumière axiale (12) dans laquelle s’étend un ergot (23) ménagé sur la tige (22) de la tête de vissage (2) de sorte que la course de déplacement de la tête de vissage (2) entre ses deux positions limites est guidée.
3. Embout selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l’élément tubulaire (11) est pourvu de moyens de fixation à un mandrin d’une visseuse (8).
4. Embout selon l’une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la tige (22) porte une empreinte (21) de vissage à une extrémité et à son extrémité opposée se présente sous forme d’un manchon tubulaire (23), de section complémentaire à la section de l’élément tubulaire (11).
5. Visseuse (8) comprenant un corps de visseuse, caractérisé en ce qu’elle comporte un embout de vissage (1) selon l’une des revendications 1 à 4.
6. Visseuse (8) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’elle comporte un support (9) comprenant un moyen de fixation (91) du corps de la visseuse et comprenant, en outre, une zone d’appui (92) rigidement fixée au moyen de fixation (91 ) du corps de la visseuse (8) et située au droit de la tête de vissage (2), ladite zone (92) étant configurée pour prendre appui sur une surface avoisinant un élément à visser (7) avec ladite visseuse (8).

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7. Procédé de mise en place et de vissage d’une visseuse selon la revendication

4, caractérisé en ce qu’on positionne la visseuse (8) en regard d’une pièce à visser (7), de sorte que la tête de vissage (8) est en appui contre l’empreinte de la pièce à visser (7) et est rétractée dans l’élément tubulaire (11), si les empreintes (21) ne coïncident pas, on entraîne en rotation la tête de vissage 10 (2), de préférence dans le sens inverse du sens de vissage, jusqu’à ce qu’une valeur de consigne de couple soit détectée et on commande l’entraînement en rotation de l’embout (1) dans le sens de travail de la visseuse.