FR2469242A2 - Automatic screwing and unscrewing of stud-bolts of large dimensions - by device incorporating second means of rotating bolting head when unscrewing effort exceeds predetermined value - Google Patents

Abstract

A device for the automatic screwing and unscrewing of stud- bolts of large dimensions comprises a first means of rotation of the bolting head in one or the other sense of rotation and a second independent means capable of being substituted for the first means when the unscrewing effort of the bolting head exceeds a predetermined value. The invention improves the means of screwing and unscrewing stud bolts of large dimensions described in the parent patent in that it resolves simply and efficiently the problem of overcoming the resistance when a difficult point is encountered e.g. when unscrewing necessitates the development of a couple near to or greater than the max. couple which the jack-free wheel system can develop.

Description

Cinématique de déblocage de goujon Pour automate de gouionnase. Stud release kinematics For automatic gouionnase.

La présente invention concerne plus particulièrement des perfectionnements aux moyens de vissage ou de dévissage de goujons de fortes dimensions et tels que décrits dans la demande de brevet principal. The present invention relates more particularly to improvements to the means for screwing or unscrewing studs of large dimensions and as described in the main patent application.

En effet, les moyens de vissage et/ou de dévissage du goujon constitués par un vérin et une ou deux roues libres sont entraînés à une vitesse constante du début à la fin de chaque opération de vissage ou de dévissage dudit goujon. Par ailleurs, lorsqu'on rencontre un point dur lors de l'une ou l'autre de ces opérations, il faut parfois recourir à d'autres moyens pour vaincre cette résistance. C'est le cas lorsque le dévissage nécessite de développer un couple proche ou supérieur du maximum du couple que peut développer le système vérin-roue libre. Indeed, the means for screwing and / or unscrewing the stud constituted by a jack and one or two freewheels are driven at a constant speed from the start to the end of each screwing or unscrewing operation of said stud. In addition, when one encounters a hard point during one or the other of these operations, it is sometimes necessary to resort to other means to overcome this resistance. This is the case when unscrewing requires developing a torque close to or greater than the maximum of the torque that the free-wheel cylinder system can develop.

La présente invention a pour but de résoudre ce problème et d' apporter une solution à la fois simple dans sa conception et efficace en fonctionnement. The object of the present invention is to solve this problem and to provide a solution which is both simple in design and efficient in operation.

L'invention a pour objet un automate qui est caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens de rotation de la tête de goujonnage dans l'un ou l'autre sens de rotation et des seconds moyens indépendants susceptibles d'être substitués auxdits premiers moyens lorsque l'effort de dévissage de ladite tête de goujonnage dépasse une valeur prédéterminée. The subject of the invention is an automaton which is characterized in that it comprises first means of rotation of the dowel head in one or the other direction of rotation and second independent means capable of being substituted for said first means when the unscrewing force of said dowelling head exceeds a predetermined value.

Ainsi, le système constitué par un excentrique, une bielle et la roue libre permet d'opérer à vitesse réduite, par exemple au début de l'une des opérations de vissage ou de dévissage, ou chaque fois que l'on rencontre un point dur nécessitant de développer un effort important. Par un choix judicieux du rapport des rayons de la roue libre à celui de l'excentrique, on peut développer, si besoin est, un couple pouvant dépasser 3.000 m N
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'automate comprend des seconds moyens à transmission directe indépendante desdits premiers moyens et susceptibles de leur etre substitués.Thus, the system constituted by an eccentric, a connecting rod and the freewheel makes it possible to operate at reduced speed, for example at the start of one of the screwing or unscrewing operations, or each time a hard point is encountered. needing to develop a significant effort. By a judicious choice of the ratio of the spokes of the freewheel to that of the eccentric, we can develop, if necessary, a torque that can exceed 3,000 m N
According to another characteristic of the invention, the automatic device comprises second means with direct transmission independent of said first means and capable of being substituted for them.

Il va de soi que la substitution peut être effectuée dans l'autre sens, des premiers moyens vers les seconds moyens. It goes without saying that the substitution can be made in the other direction, from the first means to the second means.

Dès lors, la transmission directe peut être utilisée lorsque l'opération de vissage ou de dévissage a été amorçée de manière à augmenter la vitesse de rotation du goujon et donc de permettre un gain de temps très appréciable. Therefore, direct transmission can be used when the screwing or unscrewing operation has been initiated so as to increase the speed of rotation of the stud and therefore allow a very appreciable time saving.

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront à la lecture de la description donnée ci-dessous à titre indi
non catif mais/limitatif d'un mode de réalisation préféré de l'invention, ainsi que du dessin annexé sur lequel
La fig. 1 est une vue en coupe du dispositif selon l'invention.Other advantages and characteristics will become apparent on reading the description given below by way of indication.
non-cative but / limiting of a preferred embodiment of the invention, as well as of the appended drawing in which
Fig. 1 is a sectional view of the device according to the invention.

La fig. 2 est une vue schématique partielle du dispositif selon l'invention. Fig. 2 is a partial schematic view of the device according to the invention.

Le dispositif représenté sur les figs. 1 et'2 comprend un moteur d'entraînement 1 associé à un réducteur 2 dont l'arbre de sortie 3 est coaxial à l'axe de rotation du moteur 1. Un excentrique 4 est monté sur l'arbre de sortie 3 du réducteur 2 de façon que son axe 5 soit décalé de l'axe de rotation , L'excentrique 4 est monté par l'intermédiaire de paliers 6 du moto-réducteur 1-2 sur un plateau de support 7. L'excentrique 4 est également monté à l'extrémité 8 d'une bielle-manivelle 12, par l'intermédiaire de roulements à rotule 9, d'une plaque 10 et de circlips 11. Par son extrémité 13, la bielle manivelle 12 est reliée à une chape 14 d'une couronne extérieure 15 montée concentriquement sur l'arbre intérieur de dévissage 16, au moyen de roulements à billes 17.L'arbre de dévissage 16 est solidaire de l'extracteur de goujon, non représenté,au moyen de cannelures 16a
Un disque de commande 18 portant des ergots 19 de support de galets de transmission 20 est solidaire-d'un bras 21 dont le déplacement angulaire est effectué au moyen d'un électroaimant 22 (fig. 2). Les-rayons de courbure des faces d'appui des galets 20 sont déterminés de façon que lesdites faces soient en contact avec la couronne extérieure 15 et l'arbre de commande 16 pour un sens de déplacement de ladite couronne extérieure 15. Dans l'autre sens de déplacement et pour la position neutre du bras 21 et donc du disque de commande 18, les galets 20 ne sont en appui ni sur la couronne extérieure, ni sur l'arbre de commande 16.De ce fait, le mouvement alternatif de la bielle 12 et par suite de la couronne extérieure 15,n'est pas transmis à l'arbre de commande 16
Si r et R sont respectivement les rayons des mouvements de l'excentrique 4 et de la couronne extérieure 15, le rapport R de multiplication du couple est alors égal à R , ledit rap-
r port pouvant être modifié par modification des dimensions de la chappe 14 ou de l'excentrique 4.The device shown in figs. 1 and 2 includes a drive motor 1 associated with a reduction gear 2 whose output shaft 3 is coaxial with the axis of rotation of the motor 1. An eccentric 4 is mounted on the output shaft 3 of the reduction gear 2 so that its axis 5 is offset from the axis of rotation, the eccentric 4 is mounted by means of bearings 6 of the gear motor 1-2 on a support plate 7. The eccentric 4 is also mounted at the end 8 of a connecting rod-crank 12, by means of spherical bearings 9, of a plate 10 and of circlips 11. By its end 13, the connecting rod crank 12 is connected to a yoke 14 of a outer ring 15 mounted concentrically on the inner unscrewing shaft 16, by means of ball bearings 17. The unscrewing shaft 16 is secured to the stud extractor, not shown, by means of grooves 16a
A control disc 18 carrying lugs 19 for supporting transmission rollers 20 is integral with an arm 21, the angular displacement of which is effected by means of an electromagnet 22 (FIG. 2). The radii of curvature of the bearing faces of the rollers 20 are determined so that said faces are in contact with the outer ring 15 and the control shaft 16 for a direction of movement of said outer ring 15. In the other direction of movement and for the neutral position of the arm 21 and therefore of the control disc 18, the rollers 20 are not supported either on the outer ring or on the control shaft 16. As a result, the reciprocating movement of the connecting rod 12 and as a result of the outer ring 15, is not transmitted to the control shaft 16
If r and R are respectively the radii of the movements of the eccentric 4 and of the outer ring 15, the ratio R of multiplication of the torque is then equal to R, said ratio
r port can be modified by modifying the dimensions of the clevis 14 or the eccentric 4.

Des moyens de transmission directe sont également prévus et comprennent un embrayage dont l'armature supérieure 23 est calée sur un arbre 24 entraîné en rotation à partir du moto-réducteur ou par tout autre moyen approprié, ledit calage étant obtenu, par exemple, par une pièce intermédiaire 25 tandis que le centrage de ladite armature supérieure 23 est obtenu par une pièce de centrage 26, lesdites pièces 25 et 26 étant reliées ensemble par tout moyen approprié, telle qu'une vis 27. L'armature inférieure 28 est montée sur un support 29 constitué par exemple par un disque rendu solidaire d'une pièce de liaison 30, par des vis et écrous 31, ladite pièce de liaison 30 étant montée sur l'arbre 24 par l'inter mediaire de paliers 32. Sur l'arbre 24 est montée une poulie motrice 33 solidaire des paliers 32 et fixée sur la pièce de liaison 30 par des vis 34.Un compteur 35 de maillons-de chaîne est associé à la poulie motrice 33 de manière à compter les maillons de la chaîne, non représentée, disposée sur ladite poulie motrice 33. De ce fait, le comptage des maillons de chaîne permet de mesurer la vitesse de la chaîne. L'ensemble de ces moyens de transmission directe est monté sur un plateau support 36 solidaire du plateau 7. Sur l'arbre intérieur de dévissage 16 est clavetée une poulie réceptrice 37 de rapport un demi. Direct transmission means are also provided and comprise a clutch, the upper armature 23 of which is wedged on a shaft 24 driven in rotation from the gear motor or by any other suitable means, said wedging being obtained, for example, by a intermediate piece 25 while the centering of said upper frame 23 is obtained by a centering piece 26, said pieces 25 and 26 being connected together by any suitable means, such as a screw 27. The lower frame 28 is mounted on a support 29 constituted for example by a disc made integral with a connecting piece 30, by screws and nuts 31, said connecting piece 30 being mounted on the shaft 24 by means of bearings 32. On the shaft 24 is mounted a drive pulley 33 integral with the bearings 32 and fixed to the connecting piece 30 by screws 34. A counter 35 of chain links is associated with the drive pulley 33 so as to count the links of the chain, not represented, di sposed on said drive pulley 33. Therefore, the counting of the chain links makes it possible to measure the speed of the chain. All of these direct transmission means are mounted on a support plate 36 integral with the plate 7. On the inner unscrewing shaft 16 is keyed a receiving pulley 37 with a half ratio.

Lors du dévissage d'un goujon, on commence par la transmission directe en excitant les armatures 23 et 28 de l'embrayage. Le couple de dévissage est transmis alors via les armatures 23 et 28, le disque support 29, la pièce de liaison 30, les poulies 33 et 37 jusqu'à l'arbre intérieur de dévissage 16. I1 va de soi que la transmission directe a lieu alors que l'entraînement par roue libre ainsi qu'il va être décrit, est interrompu. When unscrewing a stud, we start with the direct transmission by exciting the frames 23 and 28 of the clutch. The unscrewing torque is then transmitted via the frames 23 and 28, the support disc 29, the connecting piece 30, the pulleys 33 and 37 to the internal unscrewing shaft 16. It goes without saying that the direct transmission has place while the freewheel drive as will be described, is interrupted.

En effet, lorsque le couple à développer est trop important pour qu'il puisse être transmis par l'embrayage, on substitue à ce dernier l'entraînement par roue libre qui va développer un couple important prédéterminé pendant quelques secondes, par exemple 5 secondes. In fact, when the torque to be developed is too great for it to be transmitted by the clutch, the latter is replaced by the free wheel drive which will develop a significant predetermined torque for a few seconds, for example 5 seconds.

La friction de l'embrayage est détectée par le compteur de maillons 35 qui excite automatiquemt l'électro-aimant 22, ce qui entraîne un déplacement du bras/du disque de commande 16 des ergots 19. En raison de la structure et du positionnement des galets 20, le déplacement du bras 21 provoque un arc- boutement des faces externes desdits galets 20 sur la couronne extérieure 15 et l'arbre intérieur de dévissage 16. Ceci est dA au fait que les faces externes des galets 20 sont des arcs de cercle dont les rayons de courbure sont tels qu'il y ait arc-boutement dans un sens de rotation de la couronne extérieure 15 et dégagement dans l'autre sens de rotation.Lorsque les galets 20 sont dégagés, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas en contact avec la couronne extérieure 15 et l'arbre intérieur de dévissage, l'entraînement n'est plus assuré et il s'ensuit donc un débrayage, les galets occupant alors une position dite "en drapeau". Lorsque l'électro-aimant 22 n'est pas excité, les galets 20 occupent toujours la position en "drapeau" de façon à désolidariser la couronne extérieure 15 de l'arbre intérieur de dévissage 16 qui peut, dans ces conditions, être entraîné par la transmission directe de poulies et chaîne. The friction of the clutch is detected by the link counter 35 which automatically excites the electromagnet 22, which results in a displacement of the control arm / disc 16 of the lugs 19. Due to the structure and positioning of the rollers 20, the movement of the arm 21 causes a bracing of the outer faces of said rollers 20 on the outer ring 15 and the inner unscrewing shaft 16. This is due to the fact that the outer faces of the rollers 20 are arcs of a circle whose radii of curvature are such that there is bracing in one direction of rotation of the outer ring 15 and clearance in the other direction of rotation. When the rollers 20 are released, that is to say that 'They are not in contact with the outer ring 15 and the inner unscrewing shaft, the drive is no longer ensured and there is therefore a clutch, the rollers then occupying a position called "flag". When the electromagnet 22 is not energized, the rollers 20 always occupy the "flag" position so as to separate the outer ring 15 from the inner unscrewing shaft 16 which can, under these conditions, be driven by direct transmission of pulleys and chain.

Grâce à la présente invention, on peut donc mettre en oeuvre deux moyens de dévissage en fonction du couple résistant produit par le goujon. Tant que le couple résistant reste inférieur à 30 mkg par exemple, la transmission directe par poulies et chaîne est suffisante pour dévisser le goujon. Thanks to the present invention, it is therefore possible to use two unscrewing means as a function of the resistive torque produced by the stud. As long as the resistive torque remains below 30 mkg for example, the direct transmission by pulleys and chain is sufficient to unscrew the stud.

Pour des couples supérieurs à 30 mkg, c'est la transmission par roue libre et galets, qui est mise en oeuvre et permet, selon la valeur du rapport R , de multiplier le couple moteur
r par un coefficient multiplicateur. Pour une valeur de Rr égale à 10, on constate aisément qu'on peut atteindre un couple exceptionnel de 30 x 10 mkg. For torques greater than 30 mkg, it is the transmission by free wheel and rollers, which is implemented and allows, depending on the value of the ratio R, to multiply the engine torque
r by a multiplying coefficient. For a value of Rr equal to 10, it can easily be seen that an exceptional torque of 30 x 10 mkg can be reached.

I1 est également à noter que le couple développé par la transmission à poulies et chaîne est limité par les seules résistances mécaniques des pièces utilisées et qu'il est impulsionnel ou transmis par saccades données par le mouvement alternatif de la bielle-manivelle 12. Ceci est particulièrement adapté au dévissage. It should also be noted that the torque developed by the pulley and chain transmission is limited only by the mechanical resistance of the parts used and that it is impulse or transmitted by jerks given by the reciprocating movement of the crank-rod 12. This is particularly suitable for unscrewing.

Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans sortir pour cela du cadre de l'invention. Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and shown, it is capable of numerous variants accessible to those skilled in the art, depending on the applications envisaged and without departing from the scope of the invention .

C'est ainsi qu'en lieu et place de l'électro-aimant 20, on peut utiliser un vérin hydraulique, pneumatique ou hydropneumatique dont la commande sera assurée de façon à obtenir les mêmes fonctions que l'électro-aimant de commande 20.  Thus, instead of the electromagnet 20, a hydraulic, pneumatic or hydropneumatic cylinder can be used, the control of which will be ensured so as to obtain the same functions as the control electromagnet 20.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1 - Automate de goujonnage selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens de rotation de la tête de goujonnage dans l'un ou l'autre sens de rotation et des seconds moyens indépendants susceptibles d'être substitués auxdits premiers moyens lorsque l'effort de dévissage de ladite tête de goujonnage dépasse une valeur prédéterminée. 1 - automatic dowelling according to claim 1 of the main patent, characterized in that it comprises first means of rotation of the dowelling head in one or the other direction of rotation and second independent means capable of being substituted for said first means when the unscrewing force of said dowelling head exceeds a predetermined value. 2 - Automate selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens sont constitués par un embrayage dont une armature est solidaire d'un arbre d'entraînement en rotation et dont l'autre armature est reliée à une poulie motrice qui est elle-même reliée mécaniquement à une poulie réceptrice clavetée sur l'arbre de goujonnage. 2 - A machine according to claim 1, characterized in that the first means consist of a clutch, a frame of which is integral with a rotary drive shaft and the other frame of which is connected to a drive pulley which is itself even mechanically connected to a receiving pulley keyed to the dowel shaft. 3 - Automate selon la revendication 2, caractérisé en ce que les seconds moyens sont constitués par un multiplicateur d'effort relié mécaniquement à l'arbre de goujonnage. 3 - A machine according to claim 2, characterized in that the second means are constituted by a force multiplier mechanically connected to the dowel shaft. 4 - Automate selon la revendication 3, caractérisé en ce que le multiplicateur d'effort est constitué par une cinématique comprenant un excentrique calé sur l'arbre de sortie d'un moto-réducteur, une bielle de liaison dudit excentrique avec une couronne extérieure susceptible de transmettre l'effort à fournir à l'arbre de dégoujonnage. 4 - A machine according to claim 3, characterized in that the force multiplier is constituted by a kinematics comprising an eccentric wedged on the output shaft of a gear motor, a connecting rod of said eccentric with an outer ring capable to transmit the effort to be provided to the dunnage tree. 5 - Automate selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couronne extérieure coopère avec une série de galets montés libres sur des ergots solidaires d'une couronne intermédiaire susceptible d'être déplacée angulairement par une commande extérieure lorsque les premiers moyens sont débrayés. 5 - A machine according to claim 4, characterized in that the outer ring cooperates with a series of rollers mounted freely on lugs integral with an intermediate ring capable of being angularly displaced by an external control when the first means are disengaged. 6 - Automate selon la revendisqtion 5, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation de la couronne intermédiaire sont constitués par un électro-aimant. 6 - Automate according to revendisqtion 5, characterized in that the means for driving the intermediate ring in rotation are constituted by an electromagnet. 7 - Automate selon la revendication 5, caractérisé en ce que les galets sont en appui sur la couronne extérieure et l'arbre de dégoujonnage pour un sens de rotation de ladite couronne extérieure et libre de tout appui pour l'autre sens de rotation. 7 - A machine according to claim 5, characterized in that the rollers are supported on the outer ring and the dowel shaft for a direction of rotation of said outer ring and free of any support for the other direction of rotation. 8 - Automate selon la revendication 7, caractérisé en ce que les galets sont libres de tout appui lorsque la couronne intermédiaire est dans sa position de repos. 8 - A machine according to claim 7, characterized in that the rollers are free to press when the intermediate crown is in its rest position. 9 - Automate selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation de la couronne intermédiaire sont constitués par un vérin hydraulique et/ou pneumatique.  9 - A machine according to claim 5, characterized in that the means for driving the intermediate ring in rotation are constituted by a hydraulic and / or pneumatic cylinder.