WO2023117609A1 - Dispositif de vissage discontinu a moyen d'amortissement - Google Patents

Dispositif de vissage discontinu a moyen d'amortissement Download PDF

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WO2023117609A1
WO2023117609A1 PCT/EP2022/085768 EP2022085768W WO2023117609A1 WO 2023117609 A1 WO2023117609 A1 WO 2023117609A1 EP 2022085768 W EP2022085768 W EP 2022085768W WO 2023117609 A1 WO2023117609 A1 WO 2023117609A1
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WO
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striking
cage
striking surface
output shaft
rotor
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/085768
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English (en)
Inventor
Pierre GUILBAUD
Olivier MEGE
Yvon LESUEUR
Original Assignee
Etablissements Georges Renault
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Publication date
Application filed by Etablissements Georges Renault filed Critical Etablissements Georges Renault
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/006—Vibration damping means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket
    • B25B21/026—Impact clutches

Definitions

  • the field of the invention is that of the design and manufacture of impact screwing devices.
  • the invention relates more particularly to the damping of impacts and the attenuation of the rough generated by such devices.
  • Impact screwdrivers also called impact wrenches or impulse screwdrivers, are commonly used in various industries to screw and/or unscrew assemblies.
  • An impact wrench or an impulse screwing tool conventionally comprises an output shaft and a motor provided with a rotor capable of rotating, continuously or intermittently, an impact mechanism capable of accumulating kinetic energy. during acceleration phases and then to restore it to the output shaft, during successive impact phases, to transmit a torque to the output shaft.
  • the output shaft which drives a drive element able to cooperate with an element to be screwed, thus transmits on each impact a torque to an element to be screwed to ensure its tightening.
  • Impact wrenches and impulse screwdriving tools allow efficient tightening at high torque levels while inducing only a small reaction in the hand of the operator holding the tool.
  • impact wrenches and impulse screwing tools have the disadvantage of generating the emission of noise which can in some cases cause noise pollution.
  • the noises caused by each impact in the impact mechanism can spread by taking several transmission paths, namely: an airway inducing that the acoustic energy is transmitted directly into the air; a solid-borne path inducing that the acoustic energy is transmitted step by step through the solids in contact to be finally radiated and transmitted in the air.
  • One technique described in document DE-A1 -102004032789, consists in placing damping elements between the casing of the impact wrench and the impact mechanism so as to limit the transmission of noise to the casing.
  • Another technique consists in implementing an output shaft comprising two portions joined by a damping element in order to limit the transmission of the resonance of the components of the impact wrench to assembly.
  • the aim of the invention is in particular to provide an effective solution to at least some of these various problems.
  • an objective of the invention is to provide an impulse screwing tool whose transmission of noise generated by the impact mechanism is attenuated.
  • the object of the invention is to provide such an impulse screwing tool which contributes to attenuating the transmission of the noises caused in the striking mechanism as close as possible to the source of emission of these noises.
  • Another object of the invention is, according to at least one embodiment, to provide such a pulsed screwdriving tool making it possible to prevent the airborne transmission of noises from their source of emission, that is to say from the impact mechanism parts knocking together.
  • Another object of the invention is to provide, in at least one embodiment, such an impulse screwdriving tool which is simple and/or compact and/or robust and/or efficient.
  • the invention proposes a discontinuous screwing device comprising: a motor provided with a rotor; an inertia element able to be rotated by said rotor to store kinetic energy during successive acceleration phases; an output shaft capable of rotating an element to be screwed, said output shaft comprising at least a first striking surface; said inertia element comprising: at least one drive element connected to said rotor and incapable of coming into contact with said at least one first striking surface of said output shaft; at least one striking element comprising at least one second striking surface intended to come into contact with said at least one first striking surface of said output shaft during successive impact phases.
  • said at least one drive element and said at least one impact element are interconnected by means of at least one damping element.
  • a damping element is interposed between the striking element and the structure connecting it to the rotor, that is to say at the level of the parts causing the generation of noises in s' clashing.
  • the invention contributes to limiting the generation of noise from its source and to reducing the airborne transmission of noise by the various components of the impact wrench.
  • said inertia element comprises: a cage linked in rotation to said rotor; at least one movable member, comprising said striking element provided with said at least one second striking surface, said movable member comprising a connecting portion to said cage secured to said striking element by said damping element, said movable member being movable relative to said cage between at least: an engagement position in which said at least one second striking surface is capable of coming into contact with said at least one first striking surface to transmit a torque to said output shaft; a disengaged position in which said at least one second striking surface is not likely to come into contact with said at least one first striking surface to allow said element of inertia to accelerate freely.
  • said movable member is rotatable between its engagement and disengagement positions along an axis parallel to the axis of rotation of said motor.
  • said movable member is movable in translation between its engagement and disengagement positions along an axis parallel to the axis of rotation of said motor.
  • said at least one movable member comprises two side plates and a central plate secured to said side plates by said damping elements, said at least one movable member being connected in rotation to said cage by means of needles parallel to the axis of rotation of said motor, said central plate comprising reservations allowing said needles to pass without contact from one side plate to the other.
  • said damping element comprises two sheets of damping material arranged between said central plate and each of said side plates.
  • said at least one movable element comprises an axis comprising said connecting portion to said cage and a striking portion comprising said at least one second striking surface linked together by said damping element, said striking portion not being in contact with said cage in any of the positions of said movable member.
  • said at least one movable element comprises a shaft, said cage comprising a portion for securing to said rotor and a drive portion of said shaft, the two portions of said cage being secured together by means of said damping element .
  • said inertia element comprises: a bell connected in rotation to said rotor; a ring comprising said striking element provided with said at least one second striking surface, said ring and said bell being connected to each other by means of said damping element.
  • said inertia element is capable of rotating in the direction of unscrewing at the end of each of said impact phases.
  • said damping element is made of an elastomeric material.
  • said elastomeric material belongs to the group comprising: natural rubbers; synthetic rubbers; neoprene; nitrile.
  • Figure 1 illustrates a longitudinal sectional view of a screwing/unscrewing device according to a first embodiment comprising a twin hammer type striking mechanism
  • FIG 2 illustrates an exploded view of the striking mechanism of the device of Figure 1;
  • Figure 3 illustrates a sectional view along the axis A-A of the device of Figure 1 whose hammers are in the disengaged position;
  • Figure 4 illustrates a sectional view along the axis A-A of the device of Figure 1 whose hammers are in the engagement position;
  • FIG 5 illustrates a perspective view of a hammer of the mechanism of Figure 2;
  • Figure 6 illustrates an exploded view of the hammer of Figure 5;
  • Figure 7 illustrates a sectional view of the striking mechanism of Figure 2 along a plane passing through the central plate of a hammer
  • Figure 8 illustrates an exploded view of the dog-type striking mechanism put into place. works in a second embodiment
  • Figure 9 illustrates a cross-sectional view of the striking mechanism of Figure 8.
  • Figure 10 illustrates an exploded view of the pin clutch type striking mechanism implemented in a third embodiment.
  • Such an impact wrench 1 comprises a casing 10 housing an electric motor 11, an impact mechanism 12 and a rotating output member, or square, 13 provided to cooperate with a screwing/unscrewing socket.
  • the impact wrench includes an actuating trigger 14.
  • the motor 11 comprises a rotor 111 and a stator 110. It is an electric motor.
  • the motor will preferably be of the synchronous type with permanent magnets. It could alternatively be any other type of electric motor such as a DC motor, an asynchronous motor, a variable reluctance motor, a stepper motor, etc. It could be single or multi-phase. It could possibly be a pneumatic motor.
  • Rotor 11 may or may not be directly connected to the input of impact mechanism 12. If so, the transmission ratio between the rotor and the input of impact mechanism 12 is equal to 1.
  • the impact mechanism 12 is of the “twin hammer” type.
  • the impact mechanism 12 comprises a cage 120 movable in rotation here in direct contact with the rotor 111 to which it is connected in rotation.
  • the connection is therefore rigid between the rotor and the cage.
  • a gear transmission can be interposed between the rotor and the cage.
  • the cage 120 is hollowed out and houses two hammers 121 secured thereto in a rotatable manner about axes substantially parallel to the axis of rotation of the bell; ie of the motor, by means of needles 122 fitted into notches 123 provided for this purpose in the bell 120.
  • the impact mechanism 12 comprises an output shaft 124, extending partly inside the hammers 121 and the bell 120.
  • the output shaft 124 is connected in rotation with the rotary output member 13.
  • the output shaft comprises one or more anvils 125 here each defining two striking surfaces 1250 formed on two opposite sides. This makes it possible to ensure both screwing and unscrewing. A single striking surface may be implemented to ensure only one type of screwing or unscrewing operation.
  • the hammers 121 also include two striking surfaces 1210 which are designed to collide with the corresponding striking surfaces 1250 of the exit square. As with the exit square, the hammers could only include a striking surface.
  • Each hammer comprises passages 121 1 and 1212 allowing passage of the needles 122.
  • the notch 1212 stretches to form a slide so that each hammer is movable relative to the bell between two positions, namely: a disengagement position in which the cage and the hammers can rotate around the output square without the striking surfaces of the hammers colliding with the striking surfaces of the output square; an engagement position in which the striking surfaces of the hammers can collide with the striking surfaces of the exit square.
  • the cage is driven in rotation by the motor and stores kinetic energy while the hammers occupy their disengaged position; due to the shape of the hammers and of the output shaft, the hammers are placed in their engagement position; when the cage and the hammers reach an angular position of impact, due to their placement in the engagement position, the striking surfaces of the hammers come into contact with the striking surfaces of the output square and create a torque impact thereon so that a torque is transmitted to the output shaft which is rotated; due to their shape, the hammers then assume the disengagement position and the cage can then rotate without generating any impact in order to store kinetic energy again.
  • an impact mechanism comprises: an element or flywheel (here the cage 120); anvils 125 (linked to exit square 124); a mechanical connection device between the flywheel and the anvil (here the hammers 121 which constitute moving elements comprising striking elements).
  • Each hammer 121 here comprises two side plates 1213 between which there is a central plate 1214.
  • the side plates 1213 are secured to the central plate 1214 by means of a damping element 1215.
  • This damping element 1215 here takes the form of a sheet. It is made of elastomer and preferably belongs to the group comprising natural rubbers; synthetic rubbers; neoprene; nitrile.
  • the central plate 1214 of each hammer 121 includes a reservation 1216 allowing the needles 122 to pass without contact from one side plate 1213 to the other.
  • the side plates 1213 thus constitute a connection portion to the cage secured, by means of the damping elements 1215, to the striking portion constituted by the central plate 1214.
  • the central plate 12147 is not in direct contact with the needles 122. Only the side plates 1213 are.
  • the impact mechanism comprises a bell 20 constituting the inertia element connected to the motor and a ring 21 comprising the striking element provided with radial projecting portions 210 having striking surface surfaces 211 suitable coming to collide against the striking surfaces 1250 of the output shaft 124.
  • the ring 21 and the bell 20 are linked to each other by means of a damping element 22.
  • the operation of the clutch striking mechanism is as follows: the bell is driven in rotation by the motor and stores kinetic energy during a phase of free acceleration during which the striking surfaces of the ring do not are not in contact with the striking surfaces of the output shaft; when the bell reaches a certain angular position relative to the output shaft, the motor control stops the power supply to the motor then the striking surfaces of the ring come into contact with that of the output shaft which creates a torque impact thereon so that a torque is transmitted to the output shaft which is rotated; the bell and the rotor of the motor "bounce", that is to say that since the motor is no longer powered, they rotate backwards until they reach a rear position; the motor is then re-powered and drives the bell again.
  • the moving parts relative to the cage and comprising the striking surfaces here comprise axes 30 which are movable in translation along the axis of the motor relative to the cage between: a release position in which they are not likely to collide with the striking surfaces 1250 of the output shaft 124, and an engagement position in which they are likely to come into contact with the striking surfaces 1250 of the output shaft 124.
  • Each axis 30 comprises a connecting portion 31 to the cage 120 and a striking portion 32 comprising at least one striking surface 320. These two portions are linked together by a damping element 33, the striking portion not being in contact with the cage in any of the shaft positions.
  • the axles are made in one piece but the cage comprises a portion 121 for securing to the rotor and a drive portion 122 of the axles, to which the axles are movably connected between their two positions. .
  • the two portions of the cage are secured together by the damping element 123.
  • the principle according to the invention which consists in interposing a damping element between the part of the impact mechanism driven by the engine and that which strikes against the output shaft, can be implemented in other types.
  • impact mechanisms such as rocking dogs, 2-jaws, spring loaded cam...

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Abstract

La présente invention concerne un ispositif de vissage discontinu comprenant : - un moteur (11) muni d'un rotor (111); - un élément d'inertie apte à être entraîné en rotation par ledit rotor (111) pour emmagasiner de l'énergie cinétique au cours de phases successives d'accélération; - un arbre de sortie (124) apte à entrainer en rotation un élément à visser, ledit arbre de sortie comprenant au moins une première surface de frappe (1250, 320); ledit élément d'inertie comprenant : - au moins un élément d'entrainement lié audit rotor (111) et inapte à entrer en contact avec ladite au moins une première surface de frappe (1250, 320) dudit arbre de sortie (124); - au moins un élément de frappe comprenant au moins une deuxième surface de frappe (1250, 320) destinée à entrer en contact avec ladite au moins une première surface de frappe dudit arbre de sortie (124) au cours de phases successives d'impact. Selon l'invention, ledit au moins un élément d'entrainement et ledit au moins un élément de frappe sont liés entre eux au moyen d'au moins un élément d'amortissement.

Description

DESCRIPTION
Titre : Dispositif de vissage discontinu à moyen d’amortissement
1. Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention est celui de la conception et de la fabrication des dispositifs de vissage à impact.
L’invention concerne plus particulièrement l’amortissement des impacts et l’atténuation du brut généré par de tels dispositifs.
2. Art antérieur
Les dispositifs de vissage à impact, également appelés clés à choc ou outils de vissage à impulsions, sont couramment utilisés dans divers secteurs pour procéder au vissage et/ou au dévissage d’assemblages.
Une clé à choc ou un outil de vissage à impulsions comprend classiquement un arbre de sortie et un moteur muni d’un rotor capable d’entrainer en rotation, de manière continue ou intermittente, un mécanisme de frappe apte à accumuler de l’énergie cinétique pendant des phases d’accélération puis à le restituer à l’arbre de sortie, au cours de phases successives d’impact, pour transmettre un couple à l’arbre de sortie. L’arbre de sortie, qui entraine un élément d’entrainement apte à coopérer avec un élément à visser, transmet ainsi à chaque impact un couple à un élément à visser pour assurer son serrage.
Les clés à chocs et les outils de vissage à impulsions permettent de réaliser de manière efficace des serrages à des niveaux de couple élevé tout en n’induisant dans la main de l’opérateur maintenant l’outil qu’une réaction de faible ampleur.
Toutefois, les clés à choc et les outils de vissage à impulsions présentent l’inconvénient de générer l’émission de bruits qui peuvent dans certains cas induire des nuisances sonores.
Les bruits occasionnés à chaque impact dans le mécanisme de frappe peuvent se rependre en empruntant plusieurs voies de transmission, à savoir : une voie aérienne induisant que l’énergie acoustique est transmise directement dans l’air ; une voie solidienne induisant que l’énergie acoustique se transmets de proche en proche à travers les solides en contact pour être finalement rayonnée et transmise dans l’air.
Dans le dessein de limiter la propagation de bruit, diverses solutions techniques ont été envisagées. Une technique, décrite dans le document DE-A1 -102004032789, consiste a placer des éléments d’amortissement entre le carter de la clé à choc et le mécanisme d’impact de sorte à limiter la transmission du bruit au carter.
Une autre technique, décrite dans les documents US-A1 -2006225909 et JP-A- 200807379, consiste à mettre en œuvre un arbre de sortie comprenant deux portions réunies par un élément d’amortissement afin de limiter la transmission de la résonnance des composants de la clé à choc à l’assemblage.
Ces solutions permettent de réduire la propagation des bruits occasionnés au cours de la réalisation d’une opération de vissage/dévissage au moyen d’une clé à choc.
Toutefois, elles ne permettent pas d’atténuer les bruits occasionnés par le mécanisme de frappe transmis par les pièces placées en amont des points d’amortissement mis en œuvre.
Il est par conséquent possible de réduire encore davantage la propagation de ces bruits.
3. Objectifs de l'invention
L’invention a notamment pour objectif d’apporter une solution efficace à au moins certains de ces différents problèmes.
En particulier, selon au moins un mode de réalisation, un objectif de l’invention est de fournir un outil de vissage à impulsions dont la transmission des bruits générés par le mécanisme d’impact est atténuée.
Notamment, l’invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de fournir un tel outil de vissage à impulsions qui contribue à atténuer la transmission des bruits occasionnés dans le mécanisme de frappe au plus près de la source d’émission de ces bruits.
Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir un tel outil de vissage à impulsions permettant de prévenir la transmission aérienne de bruits depuis leur source d’émission, c’est-à-dire depuis les pièces du mécanisme d’impact s’entrechoquant.
Un autre objectif de l’invention est de procurer, dans au moins un mode de réalisation, un tel outil de vissage à impulsions qui soit simple et/ou compact et/ou robuste et/ou efficace.
4. Présentation de l’invention
Pour ceci, l’invention propose un dispositif de vissage discontinu comprenant : un moteur muni d’un rotor ; un element d’inertie apte a etre entraine en rotation par ledit rotor pour emmagasiner de l’énergie cinétique au cours de phases successives d’accélération ; un arbre de sortie apte à entrainer en rotation un élément à visser, ledit arbre de sortie comprenant au moins une première surface de frappe ; ledit élément d’inertie comprenant : au moins un élément d’entrainement lié audit rotor et inapte à entrer en contact avec ladite au moins une première surface de frappe dudit arbre de sortie ; au moins un élément de frappe comprenant au moins une deuxième surface de frappe destinée à entrer en contact avec ladite au moins une première surface de frappe dudit arbre de sortie au cours de phases successives d’impact.
Selon l’invention, ledit au moins un élément d’entrainement et ledit au moins un élément de frappe sont liés entre eux au moyen d’au moins un élément d’amortissement.
Ainsi, selon cet aspect de l’invention, un élément d’amortissement est interposé entre l’élément de frappe et la structure le reliant au rotor, c’est-à-dire au niveau des pièces occasionnant la génération des bruits en s’entrechoquant.
De cette manière, l’invention contribue à limiter la génération de bruits dès leur source et à réduire la transmission aérienne de bruit par les différents composants de la clé à choc.
Selon une variante possible, ledit élément d’inertie comprend : une cage liée en rotation audit rotor ; au moins un organe mobile, comprenant ledit élément de frappe muni de ladite au moins une deuxième surface de frappe, ledit organe mobile comprenant une portion de liaison à ladite cage solidarisée audit élément de frappe par ledit élément d’amortissement, ledit organe mobile étant mobile par rapport à ladite cage entre au moins : une position d’engagement dans laquelle ladite au moins une deuxième surface de frappe est susceptible de venir en contact avec ladite au moins une première surface de frappe pour transmettre un couple audit arbre de sortie ; une position de desengagement dans laquelle ladite au moins une deuxième surface de frappe n’est pas susceptible de venir en contact avec ladite au moins une première surface de frappe pour permettre audit élément d’inertie d’accélérer librement.
Selon une variante possible, ledit organe mobile est mobile en rotation entre ses positions d’engagement et de désengagement suivant un axe parallèle à l’axe de rotation dudit moteur.
Selon une variante possible, ledit organe mobile est mobile en translation entre ses positions d’engagement et de désengagement suivant un axe parallèle à l’axe de rotation dudit moteur.
Selon une variante possible, ledit au moins un organe mobile comprend deux plaques latérales et une plaque centrale solidarisée auxdites plaques latérales par lesdits éléments d’amortissement, ledit au moins un organe mobile étant lié en rotation à ladite cage au moyen d’aiguilles parallèles à l’axe de rotation dudit moteur, ladite plaque centrale comprenant des réservations permettant le passage sans contact desdites aiguilles d’une plaque latérale à l’autre.
Selon une variante possible, ledit élément d’amortissement comprend deux feuilles de matériau amortissant disposées entre ladite plaque centrale et chacune desdites plaques latérales.
Selon une variante possible, ledit au moins un élément mobile comprend un axe comprenant ladite portion de liaison à ladite cage et une portion de frappe comprenant ladite au moins une deuxième surface de frappe liées entre elles par ledit élément d’amortissement, ladite portion de frappe n’étant en contact avec ladite cage dans aucune des positions dudit organe mobile.
Selon une variante possible, ledit au moins un élément mobile comprend un axe, ladite cage comprenant une portion de solidarisation audit rotor et une portion d’entrainement dudit axe, les deux portions de ladite cage étant solidarisées entre elles au moyen dudit élément d’amortissement.
Selon une variante possible, ledit élément d’inertie comprend : une cloche liée en rotation audit rotor ; une bague comprenant ledit element de frappe muni de ladite au moins une deuxième surface de frappe, ladite bague et ladite cloche étant liées l’une à l’autre au moyen dudit élément d’amortissement.
Selon une variante possible, ledit élément d’inertie est apte à tourner dans le sens du dévissage à l’issue de chacune desdites phases d’impact.
Selon une variante possible, ledit élément d’amortissement est réalisé dans un matériau élastomère.
Selon une variante possible, ledit matériau élastomère appartient au groupe comprenant : les caoutchoucs naturels ; les caoutchoucs synthétiques ; le néoprène ; le nitrile.
5. Description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnée à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
[Fig 1] la figure 1 illustre une vue en coupe longitudinale d’un dispositif de vissage/dévissage selon un premier mode de réalisation comprenant un mécanisme de frappe de type twin hammer ;
[Fig 2] la figure 2 illustre une vue en éclatée du mécanisme de frappe du dispositif de la figure 1 ;
[Fig 3] la figure 3 illustre une vue en coupe selon l’axe A-A du dispositif de la figure 1 dont les marteaux sont en position de dégagement ;
[Fig 4] la figure 4 illustre une vue en coupe selon l’axe A-A du dispositif de la figure 1 dont les marteaux sont en position d’engagement ;
[Fig 5] la figure 5 illustre une vue en perspective d’un marteau du mécanisme de la figure 2 ; [Fig 6] la figure 6 illustre une vue en éclatée du marteau de la figure 5 ;
[Fig 7] la figure 7 illustre une vue en coupe du mécanisme de frappe de la figure 2 selon un plan passant par la plaque centrale d’un marteau ;
[Fig 8] la figure 8 illustre une vue en éclatée du mécanisme de frappe de type à crabot mis en œuvre dans un deuxieme mode de realisation ;
[Fig 9] la figure 9 illustre une vue en coupe transversale du mécanisme de frappe de la figure 8 ;
[Fig 10] la figure 10 illustre une vue en éclatée du mécanisme de frappe de type pin clutch mis en œuvre dans un troisième mode de réalisation.
6. Description de modes de réalisation particuliers
6.1. Premier mode de réalisation : twin hammer
On présente en relation avec les figures 1 à 7, un premier exemple d’une clé à choc selon l’invention mettant en œuvre un mécanisme d’impact de type « twin hammer ».
Une telle clé à choc 1 comprend un carter 10 logeant un moteur électrique 11 , un mécanisme d’impact 12 et un organe, ou carré, de sortie rotatif 13 prévu pour coopérer avec une douille de vissage/dévissage. La clé à choc comprend une gâchette d’actionnement 14.
Le moteur 11 comprend un rotor 1 11 et un stator 110. Il s’agit d’un moteur électrique. Le moteur sera préférentiellement de type synchrone à aimants permanents. Il pourra alternativement s’agir de tout autre type de moteur électrique comme par exemple un moteur à courant continu, un moteur asynchrone, un moteur à réluctance variable, un moteur pas à pas... Il pourra être mono ou multi-phasé. Il pourrait éventuellement s’agir d’un moteur pneumatique.
Le rotor 1 11 est relié peut-être ou non directement à l’entrée du mécanisme d’impact 12. Dans l’affirmative, le rapport de transmission entre le rotor et l’entrée du mécanisme d’impact 12 est égal à 1 .
Le mécanisme d’impact 12 est du type « twin hammer ».
Le mécanisme d’impact 12 comprend une cage 120 mobile en rotation ici en prise directe avec le rotor 111 auquel elle est liée en rotation. La liaison est donc rigide entre le rotor et la cage. Lorsque la prise n’est pas directe, une transmission par engrenages peut être interposée entre le rotor et la cage.
La cage 120 est évidée et loge deux marteaux 121 solidarisés à celle-ci de manière mobile en rotation autour d’axes sensiblement parallèles à l’axe de rotation de la cloche ; i.e. du moteur, au moyen d’aiguilles 122 emmanchées dans des encoches 123 ménagés à cet effet dans la cloche 120. Le mécanisme d’impact 12 comprend un arbre de sortie 124, s’étendant en partie à l’intérieur des marteaux 121 et de la cloche 120. L’arbre de sortie 124 est lié en rotation avec l’organe de sortie rotatif 13. L'arbre de sortie comprend une ou plusieurs enclumes 125 définissant ici chacune deux surfaces de frappe 1250 ménagées sur deux côtés opposés. Ceci permet d’assurer des vissages comme des dévissages. Une seule surface de frappe pourra être mise en œuvre pour ne permettre d’assurer qu’un type d’opération de vissage ou dévissage.
Les marteaux 121 comprennent également deux surfaces de frappe 1210 qui sont prévues pour venir s’entrechoquer avec les surfaces de frappe 1250 correspondantes du carré de sortie. Tout comme pour le carré de sortie, les marteaux pourraient ne comprendre qu’une surface de frappe.
Chaque marteau comprend des passages 121 1 et 1212 permettant le passage des aiguilles 122. L’encoche 1212 s’étire pour former une glissière de sorte que chaque marteau est mobile par rapport à la cloche entre deux positions, à savoir : une position de désengagement dans laquelle la cage et les marteaux peuvent tourner autour du carré de sortie sans que les surface de frappe des marteaux ne viennent s’entrechoquer avec les surfaces de frappe du carré de sortie ; une position d’engagement dans laquelle les surface de frappe des marteaux peuvent venir s’entrechoquer avec les surfaces de frappe du carré de sortie.
De manière classique, la cage est entrainée en rotation par le moteur et emmagasine de l’énergie cinétique alors que les marteaux occupent leur position de dégagement ; du fait de la forme des marteaux et de l’arbre de sortie, les marteaux se placent dans leur position d’engagement ; lorsque la cage et les marteaux atteignent une position angulaire d’impact, du fait de leur placement dans la position d’engagement, les surfaces de frappe des marteaux entrent en contact avec les surface de frappe du carré de sortie et créent un impact de couple sur celui-ci si bien qu’un couple est transmis à l’arbre de sortie qui est entrainé en rotation ; du fait de leur forme, les marteaux prennent ensuite la position de désengagement et la cage peut alors tourner sans générer d’impact afin de réemmagasiner de l’énergie cinétique.
Plusieurs cycles s’enchaînement ainsi jusqu’à ce que l’assemblage soit convenablement serré ou desserré.
De manière générale, un mécanisme d’impact comprend : un élément ou volant d’inertie (ici la cage 120) ; des enclumes 125 (liées au carré de sortie 124) ; un dispositif de connexion mécanique entre le volant d’inertie et l’enclume (ici les marteaux 121 qui constituent des éléments mobiles comprenant des éléments de frappe).
Chaque marteau 121 comprend ici deux plaques latérales 1213 entre lesquelles se trouvent une plaque centrale 1214. Les plaques latérales 1213 sont solidarisées à la plaque centrale 1214 au moyen d’un élément d’amortissement 1215. Cet élément d’amortissement 1215 prend ici la forme d’une feuille. Il est réalisé en élastomère et appartient préférentiellement au groupe comprenant les caoutchoucs naturels ; les caoutchoucs synthétiques ; le néoprène ; le nitrile.
La plaque centrale 1214 de chaque marteau 121 comprend une réservation 1216 permettant le passage sans contact ées aiguilles 122 d’une plaque latérale 1213 à l’autre.
Les plaques latérales 1213 constituent ainsi une portion de liaison à la cage solidarisée, au moyen des éléments d’amortissement 1215, à la portion de frappe constituée par la plaque centrale 1214.
De ce fait, la plaque centrale 12147 n’est pas en contact direct avec les aiguilles 122. Seules les plaques latérales 1213 le sont.
A l’inverse, seule la plaque centrale 1214 est en contact avec l’arbre de sortie lors des impacts, les plaques latérales 1213 n’ayant pas de surface en contact. Ainsi, la transmission de l’impact aux aiguilles et a la cage se fait via les elements d’amortissement, ce qui limite fortement la transmission de l’énergie acoustique. De cette façon, on réduit les bruits occasionnés dès leur source.
6.2. Deuxième mode de réalisation : Crabot
On présente en relation avec les figures 8 et 9, un deuxième exemple d’une clé à choc selon l’invention mettant en œuvre un mécanisme d’impact de type à crabot.
Seules les principales différences entre les premier et deuxième modes de réalisation sont décrits ci-après.
Dans ce mode de réalisation, le mécanisme d’impact comprend une cloche 20 constituant l’élément d’inertie relié au moteur et une bague 21 comprenant l’élément de frappe muni de portions en saillie radiales 210 ayant des surfaces surface de frappe 211 aptes à venir s’entrechoquer contre les surfaces de frappe 1250 de l’arbre de sortie 124.
La bague 21 et la cloche 20 sont liées l’une à l’autre au moyen d’une élément d’amortissement 22. Celui-ci prend ici la forme d’une bague cylindrique en élastomère.
De manière classique, le fonctionnement du mécanisme de frappe à crabot est le suivant : la cloche estentrainée en rotation parle moteur et emmagasine de l’énergie cinétique au cours d’une phase d’accélération libre pendant laquelle les surfaces de frappe de la bague ne sont pas en contact avec les surfaces de frappe de l’arbre de sortie ; lorsque la cloche atteint une certaine position angulaire par rapport à l’arbre de sortie, le pilotage du moteur stoppe l’alimentation du moteur puis les surfaces de frappe de la bague entrent en contact avec celle de l’arbre de sortie ce qui crée un impact de couple sur celui-ci si bien qu’un couple est transmis à l’arbre de sortie qui est entrainé en rotation ; la cloche et le rotor du moteur « rebondissent », c’est-à-dire que puisque le moteur n’est plus alimenté, ils tournent en arrière jusqu’à atteindre une position arrière ; le moteur est alors réalimenté et entraine de nouveau la cloche.
Plusieurs cycles s’enchaînement ainsi jusqu’à ce que l’assemblage soit convenablement serré ou desserré.
Dans la mesure où la cloche 20 reliée au moteur et la bague 21 , qui comprend les surfaces de frappe entrant en collision avec l’arbre de sortie, sont séparées par l’élément d’amortissement 21 , l’énergie acoustique est absorbée au plus près des chocs, ce qui limite leur transmission aux pièces plus en aval et limite ainsi la propagation de bruit. 6.3. Troisième mode de réalisation : pin clutch
On présente en relation avec la figure 10, un deuxième exemple d’une clé à choc selon l’invention mettant en œuvre un mécanisme d’impact de type « pin clutch ».
Seules les principales différences entre les premier et deuxième modes de réalisation sont décrits ci-après.
Les organes mobiles par rapport à la cage et comportant les surfaces de frappe comprennent ici des axes 30 qui sont mobiles en translation suivant l’axe du moteur par rapport à la cage entre : une position de dégagement dans laquelle ils ne sont pas susceptibles d’entrer en collision avec les surface de frappe 1250 de l’arbre de sortie 124, et une positon d’engagement dans laquelle ils sont susceptibles d’entrée en contact avec les surfaces de frappe 1250 de l’arbre de sortie 124.
Chaque axe 30 comprend une portion de liaison 31 à la cage 120 et une portion de frappe 32 comprenant au moins une surface de frappe 320. Ces deux portions sont liées entre elles par un élément d’amortissement 33, la portion de frappe n’étant en contact avec la cage dans aucune des positions de l’axe.
De manière alternative ou en complément, les axes sont réalisés d’un seul tenant mais la cage comprend une portion de solidarisation 121 au rotor et une portion d’entrainement 122 des axes, à laquelle les axes sont liés de manière mobile entre leurs deux positions. Les deux portions de la cage sont solidarisées entre elles par l’élément d’amortissement 123.
6.4. Autres variantes
Le principe selon l’invention, qui consiste à interposer un élément d’amortissement entre la partie du mécanisme d’impact entrainée par le moteur et celle venant frapper contre l’arbre de sortie, peut-être mis en œuvre dans d’autres types de mécanismes d’impact comme notamment les rocking dogs, 2-jaws, spring loaded cam...

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de vissage discontinu comprenant : un moteur muni d’un rotor ; un élément d’inertie apte à être entrainé en rotation par ledit rotor pour emmagasiner de l’énergie cinétique au cours de phases successives d’accélération ; un arbre de sortie apte à entrainer en rotation un élément à visser, ledit arbre de sortie comprenant au moins une première surface de frappe ; ledit élément d’inertie comprenant : au moins un élément d’entrainement lié audit rotor et inapte à entrer en contact avec ladite au moins une première surface de frappe dudit arbre de sortie ; au moins un élément de frappe comprenant au moins une deuxième surface de frappe destinée à entrer en contact avec ladite au moins une première surface de frappe dudit arbre de sortie au cours de phases successives d’impact, caractérisé en ce que ledit au moins un élément d’entrainement et ledit au moins un élément de frappe sont liés entre eux au moyen d’au moins un élément d’amortissement.
2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit élément d’inertie comprend : une cage liée en rotation audit rotor ; au moins un organe mobile, comprenant ledit élément de frappe muni de ladite au moins une deuxième surface de frappe, ledit organe mobile comprenant une portion de liaison à ladite cage solidarisée audit élément de frappe par ledit élément d’amortissement, ledit organe mobile étant mobile par rapport à ladite cage entre au moins : une position d’engagement dans laquelle ladite au moins une deuxième surface de frappe est susceptible de venir en contact avec ladite au moins une première surface de frappe pour transmettre un couple audit arbre de sortie ; une position de désengagement dans laquelle ladite au moins une deuxième surface de frappe n’est pas susceptible de venir en contact avec ladite au moins une premiere surface de frappe pour permettre audit élément d’inertie d’accélérer librement.
3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel ledit organe mobile est mobile en rotation entre ses positions d’engagement et de désengagement suivant un axe parallèle à l’axe de rotation dudit moteur.
4. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel ledit organe mobile est mobile en translation entre ses positions d’engagement et de désengagement suivant un axe parallèle à l’axe de rotation dudit moteur.
5. Dispositif selon la revendication 3 dans lequel ledit au moins un organe mobile comprend deux plaques latérales et une plaque centrale solidarisée auxdites plaques latérales par lesdits éléments d’amortissement, ledit au moins un organe mobile étant lié en rotation à ladite cage au moyen d’aiguilles parallèles à l’axe de rotation dudit moteur, ladite plaque centrale comprenant des réservations permettant le passage sans contact desdites aiguilles d’une plaque latérale à l’autre.
6. Dispositif selon la revendication 5 dans lequel ledit élément d’amortissement comprend deux feuilles de matériau amortissant disposées entre ladite plaque centrale et chacune desdites plaques latérales.
7. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel ledit au moins un élément mobile comprend un axe comprenant ladite portion de liaison à ladite cage et une portion de frappe comprenant ladite au moins une deuxième surface de frappe liées entre elles par ledit élément d’amortissement, ladite portion de frappe n’étant en contact avec ladite cage dans aucune des positions dudit organe mobile.
8. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 dans lequel ledit au moins un élément mobile comprend un axe, ladite cage comprenant une portion de solidarisation audit rotor et une portion d’entrainement dudit axe, les deux portions de ladite cage étant solidarisées entre elles au moyen dudit élément d’amortissement.
9. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit élément d’inertie comprend : une cloche liée en rotation audit rotor ; une bague comprenant ledit élément de frappe muni de ladite au moins une deuxième surface de frappe, ladite bague et ladite cloche étant liées l’une à l’autre au moyen dudit élément d’amortissement.
10. Dispositif selon la revendication 9 dans lequel ledit élément d’inertie est apte à tourner dans le sens du dévissage à l’issue de chacune desdites phases d’impact.
11. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel ledit élément d’amortissement est réalisé dans un matériau élastomère.
12. Dispositif selon la revendication 11 dans lequel ledit matériau élastomère appartient au groupe comprenant : les caoutchoucs naturels ; - les caoutchoucs synthétiques ; le néoprène ; le nitrile.
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