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Tournevis et procédé pour la pose des vis au moyen de ce tournevis.
La présente invention concerne un tournevis automatique et, plus particulièrement, un tournevis entraîné par un moteur et utilisant des baguettes de vis pour serrer dans un ouvrage ou dispositif en cours de montage des vis à tête sans fente.
On a notamment décrit au brevet principal un tournevis utilisant des baguettes de vis unies entre elles par une partie frangible, c'est-à-dire par une partie de moindre résistance de section réduite, par exemple en forme de gorge et caractérisé en ce qu'il comporte un manche dans lequel se trouve un magasin pour la baguette de vis, ainsi qu'un dispositif, situé près de l'une des extrémités du manche à une distance supérieure à la longueur d'une vis, pour venir en prise avec la tête d'une vis, de manière que la vis à poser dans la pièce soit commandée par une autre vis.
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Suivant une autre caractéristique du brevet princi- pal, le tournevis comporte une extrémité pour appliquer la vis dans la pièce, un dispositif au voisinage de cette extrémité pour venir en prise de commande avec la tête d'une vis autre que la vis à visser pour que celle-ci tourne sous la commande de l'autre vis jusqu'à ce que la partie de section réduite en forme de gorge entre les deux vis se cisaille.
La présente addition a pour objets des perfectionne- ments au tournevis conforme au brevet principal et notamment: - un tournevis qui permette la pose rapide de vis dans un ouvrage; - un tournevis du type précité qui comporte un disposi- tif pour saisir et serrer dans l'ouvrage des vis à tête ronde sans fente fournies au tournevis sous forme d'une baguette de vis attenantes, aussi bien que des vis ayant une tête d'une autre forme, de préférence, d'une forme dérivant de celle des têtes rondes; - un tournevis du type précité qui comporte un organe de manoeuvre simple; - un organe de manoeuvre qui permette de déplacer une vis relativement à l'ouvrage et d'amener automatiquement une au- tre vis en position de vissage, à chaque mouvement du tournevis;
- un dispositif pour maintenir rigoureusement les ba- guettes de vis perpendiculaires au dispositif qui saisit la tête des vis de manière que les têtes fraisées à périphérie relativement mince puissent être efficacement saisies et entraînées.
L'invention concerne un tournevis automatique parti- culièrement conçu pour serrer dans l'ouvrage les vis successives d'une baguette de vis.
Les baguettes de vis sont connues et décrites dans les brevets belges Nos. 468.602 et 468.603 au nom de la demanderesse.
Le tournevis suivant l'invention est du type qui serre chaque vis
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dans l'ouvrage, par application d'un couple de torsion sur la tête de la vis suivante. On fait tourner la vis jusqu'à ce que la partie de section réduite en forme de gorge qui la relie à la vis attenante soit rompue à l'instant où la vis est complète- ment serrée dans l'ouvrage. Des tournevis de ce type sont décrits dans les brevets belges Nos. 466.269, 466.271 et 466. 273 au nom de la demanderesse.
Le tournevis suivant l'invention est particulièrement destiné à la pose de vis à têtes rondes ou analogues, telles que les vis à tête en goutte de suif, les vis à tête fraisée, les vis à tête plate, les vis à tête ovale, les vis à tête cylindri- que., etc. Le tournevis peut aussi visser efficacement de nom- breuses variantes de ces vis, telles que les vis dont la tête ronde comporte une ou plusieurs encoches (généralement destinées à faciliter le desserrage), une périphérie moletée ou même des vis à tête polygonale, bien qu'il soit généralement préférable, dans ce dernier cas, d'utiliser un tournevis tel que décrit dans les brevets précités.
Un tournevis du type précité conforme à l'invention est notamment remarquable en ce qu'il comporte un organe rota- tif de serrage des vis monté coulissant sur un support et compre- nant un mandrin à serrage pour saisir la tête d'une ou plusieurs vis voisines de la vis@à serrer dans l'ouvrage et un dispositif commandé par un levier de manoeuvre pour serrer les mors du man- drin sur la tête de ladite vis ou desdites vis, ledit levier de manoeuvre étant agencé de telle manière que sa manoeuvre puisse libérer ledit dispositif et rapprocher ou éloigner de l'ouvrage l'organe rotatif de serrage des vis.
Au dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple, où les mêmes numéros de référence désignent les mêmes éléments dans toutes les figures:
Fig. 1 représente un tournevis suivant un mode de réa-
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lisation de l'invention;
Fig. 2, analogue à Fig. 1, représente les organes dans la position qu'ils occupent immédiatement, juste avant que le tournevis soit abaissé vers l'ouvrage;
Fig. 3 est une coupe verticale, à plus grande échelle, du tournevis séparé de son support, les organes étant dans la position qui permet le déplacement de la baguette de vis rela- tivement au tournevis;
Fig. 4, analogue à Fig. 3, représente les organes dans la position pour laquelle la baguette de vis est immobilisée relativement au tournevis;
Fig. 5 est une coupe à plus grande échelle, du disposi- tif d'avancement de la baguette de vis, enlevé de son support;
Fig. 6, analogue à Fig. 5, représente le dispositif d'avancement au contact du tournevis;
Fig. 7 représente une baguette de vis typique qui peut être employée dans le tournevis suivant l'invention;
Fig. 8 est une vue en plan d'une des vis de la ba- guette représentée par Fig. 7;
Fig. 9 représente, à plus grande échelle, une baguette de vis d'une autre forme;
Figs. 10, 11 et 12 sont des vues en plan de divers types de têtes de vis que l'on peut employer dans le tournevis suivant l'invention.
Suivant le mode de réalisation particulier représenté au dessin,, le support du tournevis est analogue à celui d'une perceuse montée sur colonne et comporte une colonne verticale 1 portant un plateau porte-ouvrage 2 de hauteur réglable sur la co- lonne 1 ; levier de verrouillage 3 permet de le maintenir à la hauteur voulue. La colonne porte aussi un bras mobile 4 guidé par une clavette 5 solidaire de la colonne 1. Un ressort héli- coïdal 6 bandé de manière appropriée par un collier 7 est main-
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tenu dans la position désirée par une vis de serrage 8. La co- lonne 1 porte un second bras 9 qui est maintenu dans la position désirée par une vis de réglage 10.
Le bras 4 peut faire corps avec le tournevis 11 ou être fixé à ce dernier. Le tournevis 11 contient une baguette de vis S1 qu'il peut faire tourner lorsqu'il est entraîné par la rotation d'une poulie 12 sur laquelle passe une courroie 13. La courroie 13 passe sur un dispositif d'entraînement approprié, tel que la poulie d'un moteur, non indiquée.
Le bras 9 porte un collier 14 qui maintient par une vis de serrage 16 un organe tubulaire 15 d'un dispositif d'avan- cement de la baguette de vis. Le dispositif d'avancement de la baguette de vis et le tournevis constituent deux organes distincts, mais, comme indiqué à la Fig. 1, ils sont dans le prolongement axial l'un de l'autre de telle manière qu'en les déplaçant axialement l'un relativement à l'autre, on puisse les amener en contact (Fig. 2).
L'ouvrage "W" est posé sur le plateau 2 de telle maniè- re qu'un trou taraudé "T" soit dans le prolongement axial de la baguette de vis S1, pour permettre le serrage de la vis termi- nale de la baguette dans l'ouvrage lorsque le tournevis est abaissé par un levier de manoeuvre "H".
On va décrire maintenant le tournevis représenté aux Figs. 3 et 4. Il est constitué de deux parties principales dont l'une est le bras 4 et dont l'autre 18 comporte la poulie 12.
La partie 18 est montée de manière à tourner dans le bras 4 lors- que la poulie 12 est entraînée par la courroie 13. Cette rota- tion de la partie 18 du tournevis est utilisée à serrer une vis de la baguette S1 dans l'ouvrage W, ladite baguette étant saisie par un mandrin à serrage 19. Le mandrin 19 comporte plusieurs mors 20 (trois dans le mode de réalisation représenté) chacun de ces mors pouvant être amené en position de serrage d'une tête de
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vis 21 lorsqu'une paroi inclinée 22 de chaque mors est serrée par une paroi inclinée 23 d'un manchon 24 faisant partie du corps 18 du tournevis et tournant sur des roulements à aiguilles 25.
L'extrémité intérieure du mandrin 19 est vissée à l'extrémité inférieure d'unmanchon 20S qui peut se déplacer axialement relativement au bras 4 sous l'action de leviers à genou 26 et 27 articulés en 28 et terminés par des extrémités hémisphériques 29 et 30. Le déplacement axial du manchon 20S est limité par une goupille 201 portée par le manchon 24 et faisant saillie dans une rainure axiale 200 du manchon 20S. L'extrémi- té hémisphérique 29 des leviers 27 s'appuie sur le fond 31 d'une rainure 32 du manchon 24; le manchon est formé de deux éléments assemblés par un ou plusieurs prisonniers. L'extrémité hémisphé- rique 30 des leviers 26 s'appuie sur un épaulement 32a d'un man- chon 34 fixé sur le manchon 20S.
Un autre manchon 33 dont l'ex- trémité inférieure 33a est chanfreinée intérieurement est monté de manière à pouvoir glisser sur le manchon 34.
Suivant la position des leviers 26 et 27, les mors 20 du mandrin serrent ou non la tête 21 des vis. A la Fig. 3. les mors 20 sont desserrés pour permettre l'avancement de la baguette de vis et les leviers 26 et 27 sont inclinés l'un sur l'autre. A la Fig. 4, les mors 21 serrent la tête 21 des vis et les leviers 26 et 27 sont dans le prolongement l'un de l'autre; le serrage des mors résulte du serrage de la paroi biseautée 23 sur la pa- roi biseautée 22 des mors.
Le raidissement des leviers 26 et 27 est déterminé par le déplacement axial du manchon 33 relativement au manchon 24 (vers le bas, dans les Figs. 3 et 4); pendant ce déplacement, le chanfrein 33a du manchon 33 s'appuie sur les leviers 26 et amené ces derniers dans le prolongement des leviers 27, ce qui déplace les manchons 34 et 20S vers le haut. On déplace axialement le man- chon 33 en manoeuvrant un levier H jusqu'à la position de la Fig.2
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où le bras 35 du levier a tourné sur son pivot 36 monté sur le bras 4. Une fente 37a est formée à la partie supérieure d'un bras 42 fixée au bras 35 et est traversée par une cheville 37 fi- xée à une bague 39 disposée dans une rainure 38 du manchon 33.
Le déplacement du levier 35 vers la position de la Fig. 2 dépla- ce donc le manchon 53 vers le bas et la bague 39 permet au manchon 33 de tourner relativement au bras 4. Le déplacement du manchon 33 en sens opposé fait pivoter les leviers 26 et 27 vers la position représentée à la Fig. 3, du fait de la force centri- fuge due à la rotation du tournevis dans le bras 4. De cette manière, le mandrin à serrage 19 peut se déplacer vers le bas relativement au manchon 24 pour éloigner les mors 20 de la baguet- te de vis lorsque l'organe de manoeuvre H est amené à la posi- tion de la Fig. 1.
Comme indiqué aux Figs. 3 et 4, il est de préférence prévu un bras court 41 lié à la bague 39 et au bras 4 de la même manière que le bras 42. Les leviers 41 et 42 sont réunis par un étrier Y de manière à se déplacer ensemble.
Lorsque les mors 20 du mandrin serrent la tête des vis (Fig. 4) et que les organes sont dans la position de la Fig. 2, une rotation rapide est communiquée aux vis par le tournevis et l'abaissement du levier 35 amène la vis terminale de la baguette de vis Si au contact du trou taraudé T de l'ouvrage W, ce qui pro- voque le vissage dans l'ouvrage jusqu'à ce que la tête prenne son assise sur l'ouvrage et que l'étranglement N (Fig. 7) soit rom- pu. Lorsque ceci se produit l'opérateur doit avancer la baguette de vis Si d'une distance égale à la longueur d'une vis, ce qu'il peut faire de la manière suivante.
On soulève le tournevis par une manoeuvre correspondante du levier 35 et, en déplaçant simultanénent ce levier vers la droite (Fig. 1), comme indiqué par le trait discontinu 100. Le ressort 6 facilite ce mouvement vers le haut et, pendant que le
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levier 35 est déplacé vers la droite, les parois inclinées 22 et 23 s'éloignent l'une de l'autre et les mors du mandrin libè- rent la baguette de vis. Toutefois, la baguette de vis ne peut pas se déplacer, du fait de la friction d'un ressort 45 fixé par une vis 46 au manchon 24 et de préférence, traversant un trou 47 de ce manchon et l'intervalle de deux mors du mandrin pour faire saillie sur la course des vis (Figs. 3 et 4).
Comme indiqué par Fig. 3, le manchon 34 comporte une rainure 48 dans laquelle est engagée une cheville 50 portée par le manchon 33.
Lorsque le tournevis est déplacé vers le haut, l'extrémité supé- rieure filetée 51 du manchon 20S se déplace vers le dispositif d'avancement de la baguette de vis, décrit en détail ci-après.
Des écrous 52 et 53 permettent le réglage axial du manchon 20S relativement au manchon rotatif 24.
Comme indiqué par Figs. 1 et 2, lorsque le tournevis est déplacé vers le bas de manière que la vis terminale de la baguette de vis Si arrive à l'orifice du trou taraudé T pour y être serrée, le tournevis s'éloigne du dispositif d'avancement et est alors complètement séparé dudit dispositif d'avancement.
Mais lorsqu'une vis a été serrée et que le levier 35 aidé du ressort 6 déplace le tournevis vers le haut, ce dernier vient au' contact du dispositif d'avancement de la baguette de vis, puis le déplace de manière que non seulement la baguette de vis S1 por- tée par le tournevis mais aussi une seconde baguette de vis S2 portée par le dispositif d'avancement soient déplacées.
On va maintenant décrire le dispositif d'avancement de la baguette de vis. Ce dispositif comporte un corps tubulaire 15 immobilisé dans le collier 14 du bras 9 et occupant une position fixe réglable sur la colonne 1. Comme indiqué aux Figs. 5 et 6, le corps tubulaire 15 forme à son extrémité supérieure, un épau- lement 60 et à son extrémité inférieure deux épaulement 61 et 62 raccordés par des parois 63 parallèles à l'axe du corps 15.
Un man-
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chon 64 est monté à l'intérieur du corps 15 de manière à glis- ser librement dans ce dernier; ce manchon 64 comporte à sa par- tie inférieure, une butée 65 de plus grand diamètre dont un épau- lement 66 peut venir au contact de l'épaulement 61 du corps 15, tandis qu'une surface de raccordement 67 de cette butée peut glisser contre la paroi 63 du corps 15 (Fig. 6) et empêche la rotation du manchon 64. Le manchon 64 comporte, de préférence, un alésage central 68 tel qu'une baguette de vis S2 puisse y glisser et y être maintenue dans l'axe du dispositif d'avance- ment. Un collier 69 faisant corps avec le manchon 64 est lié au corps 15 par un ressort 71 ancré par des vis 73 et 74.
Un collier 75, maintenu par une vis de pression 76 limite le déplacement axial du manchon 64. Le ressort 71 maintient normalement le contact de l'épaulement supérieur 60 du corps 15 et du collier 75 (Fig. 5).
Le corps 15 comporte une fente 77 dans laquelle un cliquet 78 est monté sur un pivot 79. Un ressort 80 tend à éloi- gner du corps 15 l'extrémité supérieure du cliquet 78 de telle manière que l'extrémité inférieure 81 dudit cliquet soit pressée au contact d'une des vis de la baguette S2 et que ce cliquet entraîne la baguette de vis vers le bas d'une distance égale à la longueur d'une vis chaque fois que le manchon 64 est déplacé relativement au corps 15. La butée 65 du manchon 64 comporte aussi un cliquet 82 normalement pressé élastiquement au contact de la baguette de vis S2 et agencé pour s'appuyer sur la tête 83 de la vis engagée dans un orifice 84 du dispositif d'avancement.
Le dispositif d'avancement de la baguette de vis fonctionne de la manière suivante. L'une des vis de la baguette S2 peut faire saillie dans l'orifice 84 du dispositif d'avance- ment ou même sous son bord inférieur 85, suivant la position de la baguette de vis S2 dans le dispositif d'avancement. Dans cette position, le cliquet élastique 82 empêche la vis terminale de se \
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déplacer vers le haut. Après qu'une vis a été posée dans l'ou- vrage, et lorsque l'opérateur soulève la poignée H, l'écrou 53 du tournevis bute contre le bord inférieur 85 du dispositif d'a- vancement. En même temps, la baguette de vis S2 placée dans l'axe du tournevis bute contre la tête de la vis supérieure de la ba- guette Si disposée dans le prolongement axial de la baguette de vis S2 .
Lorsque l'écrou 53 continue à se déplacer vers le haut avec le tournevis, le manchon 64 est déplacé vers le haut à l'encontre du ressort 71 (Fig. 6) et le cliquet élastique 82 franchit une tête de vis en se rapprochant du cliquet 81. Lorsque le tournevis est de nouveau abaissé et que le ressort 71 entrai- ne le manchon 64 vers le bas, la baguette S2 avance d'une vis. La baguette de vis S2 descend pas à pas dans l'alésage central 68 du dispositif d'avancement et dans l'alésage central du tournevis jusqu'à ce qu'elle remplace la baguette de vis S1 dans le tourne- vis; on peut alors introduire une nouvelle baguette de vis dans le dispositif d'avancement.
Ainsi, dans ce mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'avancement de la baguette de vis reste fixe, tandis que le tournevis se déplace verticalement pour déplacer les vis vers l'ouvrage, et étant donné que le man- drin tourne constamment, pour serrer la vis terminale dans l'ouvra- ge.
Ce tournevis automatique pour baguettes de vis a de nombreux avantages, particulièrement en ce qu'il peut facilement utiliser des vis à tête ronde et même des vis, telles que celles représentées par Fig. 9, dont les têtes sont adaptées pour des trous fraisés.
La fig. 7 représente une baguette de vis S. Chaque vis comporte une tête 21 et un filetage 90 ; gorge N entre le file- tage d'une vis et la tête de la vis adjacente est destinée à être rompue, comme indiqué dans le premier brevet belge précité. Ces têtes peuvent être cylindriques ou tronconiques avec des arêtes
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relativement aiguës comme indiqué en 91 (Fig. 9). Le filetage 92 est lié par une gorge 93 à la tête 91 de la vis suivante. La Fig. 10 représente une tête de vis 95 du type indiqué aux Figs.
7 ou 9 qui comportent en outre, une ou plusieurs encoches 96 qui permettent l'emploi d'une clé pour enlever la vis de l'ou- vrage, lorsque cela est nécessaire. A Fig. 11, la tête 97 de vis peut comporter des méplats 98 diamétralement opposés. A Fig.12, la tête 99 peut comporter un moletage 100. Le tournevis suivant l'invention convient particulièrement bien pour poser tous ces types de vis et aussi de nombreux autres types. Il peut être uti- lisé avec des vis à tête polygonale, car le mandrin saisit étroi- tement la périphérie de la tête et est alors au contact des som- mets du polygone. Toutefois, pour les vis à tête polygonale, il est préférable d'employer un tournevis qui comporte un dispositif de forme complémentaire pour saisir la tête de la vis, comme indi- qué dans les deux derniers brevets belges précités.
La baguette de vis est maintenue également dans l'axe du dispositif d'avancement de la baguette de vis et du tournevis.
On obtient ce résultat en laissant juste assez de jeu pour que les têtes de vis glissent librement, sans qu'elles puissent tou- tefois s'écarter notablement de l'axe de telle manière que la ou les têtes de vis saisies par les mors du mandrin soient tou- jours perpendiculaires à ce derniers et qu'on puisse facilement obtenir une pression suffisante pour serrer la vis dans l'ouvra- ge et rompre la gorge séparant la tête de cette dernière de la vis suivante.
Les vis, telles que celles qui sont représentées par Fig. 10 à 12 peuvent être facilement enlevées si l'on utilise une clé à becs fixes. Lorsqu'on utilise une vis à tête ronde du type représenté aux Figs. 8 ou 9 la vis doit être enlevée au moyen mobiles d'un outil comportant des mors/analogues à ceux qui sont représen- tés par Figs. 3 et 4. Cet outil peut être simple et ne comporter
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que deux pièces mobiles l'une relativement à l'autre pour sai- sir la périphérie de la tête des vis. Si la vis doit être po- sée dans un trou fraisé, il est nécessaire de prévoir un dispo- sitif particulier pour enlever la vis, ce dispositif pouvant être par exemple les encoches représentées à la Fig. 10, puisque la tête de la vis ne peut pas être saisie par un outil du type d'un mandrin, après la pose.
Le fonctionnement du tournevis automatique suivant l'invention est très simple et n'exige pas une main d'oeuvre très spécialisée. Après la mise en mouvement du manchon 24 qui porte le mandrin et qui est entraîné par un moteur auquel il est accouplé par la courroie 13, l'ouvrier place l'ouvrage W sur le plateau 2 et, les organes étant dans la position de Fig. 2, exercent sur la poignée H une traction vers le bas, ce qui com- prime le ressort 6 et amène la vis inférieure à l'orifice du trou taraudé T. Le déplacement de la vis vers le bas et sa rota- tion rapide ont pour effet d'enfoncer la vis dans le trou et de rompre l'étranglement N qui sépare deux vis successives. Cette opération est très rapide et n'exige qu'un très faible effort de la part de l'opérateur.
L'opérateur soulève ensuite la poignée H ce qui, à l'aide du ressort 6,soulève le tournevis ; enmême temps, la poignée H peut être déplacée vers la droite (Fig. 1), ce qui desserre le mandrin et libère la baguette de vis S1. Tou- tefois, du fait du ressort 45, la baguette de vis S1 ne se dépla- ce pas immédiatement et est entraînée avec le tournevis jusqu'à ce que ce dernier arrive au contact du dispositif d'avancement des vis. Ce contact se produit à l'instant que la baguette de vis S2 située dans le dispositif d'avancement bute contre la vis supérieure de la baguette de vis Si; dès lors, le déplacement vers le haut a pour effet d'amener le dispositif d'avancement des vis de la position de Fig. 5 à la position de Fig. 6.
Le cliquet 81 maintient alors la baguette de vis dans sa position tandis que
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le cliquet 82 se déplace vers le haut d'une distance suffisante pour venir s'appuyer sur la tête de la vis suivante. Lorsque le tournevis est de nouveau abaissé, la baguette de vis S2 est abaissée de la longueur d'une vis de telle manière que, lorsque le cycle des opérations précédentes recommence, la baguette de vis S1 soit avancée d'une petite distance.
Ces opérations sont très rapides et un grand nombre de vis peuvent être posées en peu de temps, particulièrement lors- qu'on utilise les dispositifs convenables pour.assurer la mise en place de l'ouvrage de telle manière que les vis arrivent im- médiatement à l'orifice des trous taraudés lorsque le tournevis est abaissé.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple.