EP4420824A1 - Tirefonneuse à variation de vitesse automatique - Google Patents

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Publication number
EP4420824A1
EP4420824A1 EP24158546.2A EP24158546A EP4420824A1 EP 4420824 A1 EP4420824 A1 EP 4420824A1 EP 24158546 A EP24158546 A EP 24158546A EP 4420824 A1 EP4420824 A1 EP 4420824A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
continuously variable
screw
drive
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24158546.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vincent BENDRISS-TORRES
Olivier GASPARD
Ahmid Tabte
Guillaume HANOUZET
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Geismar SAS
Original Assignee
Geismar SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Geismar SAS filed Critical Geismar SAS
Publication of EP4420824A1 publication Critical patent/EP4420824A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B25B21/002—Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose for special purposes
    • 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
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/141—Mechanical overload release couplings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B29/00—Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • E01B29/24—Fixing or removing detachable fastening means or accessories thereof; Pre-assembling track components by detachable fastening means
    • E01B29/28—Fixing or removing detachable fastening means or accessories thereof; Pre-assembling track components by detachable fastening means the fastening means being of screw-and-nut type; Apparatus therefor, adapted to additionally drilling holes

Definitions

  • the present invention relates to a screw driver, in particular intended for railway construction sites.
  • the screw driver is a machine designed to selectively screw or unscrew the fasteners which fix the rails on the railway sleepers.
  • the screw driver comprises a motor connected to a screw driving head with a rotating tip for the desired screwing or unscrewing.
  • bit torque is appropriately chosen.
  • this screwing must end with a lasting tightening over time: the bit torque must then be adapted.
  • one or more hard points may have to be passed, which also requires sufficient torque.
  • it is possible to maximize the bit torque however this would be to the detriment of the rotation speed and therefore the productivity of the screw gun on site.
  • the screw driver To improve the productivity of the screw driver, it is known to use a gearbox with manual gear change in the case of a screw driver with mechanical transmission or automatic in the case of a screw driver with hydraulic transmission.
  • the gearbox then includes a slow speed to promote the torque of the tip of the screw driver head and a fast speed to promote the screwing or unscrewing speed.
  • the hydraulic screw driver has the following disadvantages: it is expensive due to its construction, compared to the solution of a screw driver with mechanical transmission; it is complex to maintain.
  • the high speed can be used as long as the fastener is not in the tightening phase and the low speed can be used to tighten the fastener to the correct torque at the end of the tightening.
  • the slow speed can be used to loosen the fastener and the fast speed can then be used following loosening to remove the fastener.
  • a hard point may appear, such as when the fastener seizes, so it is advisable to change gear to pass the hard point, which implies that the torques operating speeds of the screw tap, for each of the slow and fast speeds, are well adapted.
  • the flywheel does not allow to respond to a continuous demand for torque but allows to obtain sufficient torque, linked to its inertia, to pass the hard point only at low speed.
  • the aim of the present invention is to selectively screw or unscrew the fasteners which make it possible to fix the rails to the railway sleepers, in particular whilst respecting certain productivity and ergonomic constraints.
  • Such a screw gun is advantageous in the sense that the automatic adaptability of the rotation speed of the bit makes it easier to pass a hard point, if necessary when screwing or unscrewing the fastener, and makes it possible to increase productivity on site.
  • the screw tap may further include one or more of the following features.
  • a continuously variable transmission has the advantage of continuously varying the gear ratio of the drive shaft, in particular the drive unit, to the driven shaft coupled to the screw driving head (and therefore ultimately to the end piece) resulting in an automatic adaptation of the rotation speed of the end piece depending on the resistance that the attachment opposes to the end piece during the screwing or unscrewing the fastener, thus facilitating the passage of a hard point.
  • a continuously variable transmission has the following advantages, particularly in comparison with a hydraulic transmission: the limitation of the manufacturing cost of the screw driver, the simplicity of maintenance of the screw driver, the cleanliness of the screw driver, as well as the lightness of the screw driver.
  • the size of the screw driver is reduced, which facilitates its use by an operator.
  • the continuously variable transmission is configured to allow a variation in the value of its transmission ratio as a function of a variation in the engine speed of the drive group and/or a resistive torque of the driven shaft.
  • the continuously variable transmission adapts, while seeking to tend to the conservation of the engine speed of the drive group, to overcome this resistive torque. This remains true up to a critical point where the engine power is exceeded and the continuously variable transmission is no longer sufficient; of course, this is a case to be avoided because it does not represent normal operation.
  • the continuously variable transmission thus aims to maintain the drive group at its optimum operating speed in order to obtain the best efficiency of the drive group and increased durability.
  • the fourth flange is mounted relative to the driven shaft according to a helical connection.
  • This helical connection makes it possible to pass a hard point linked to the resistant torque caused by the cooperation of the tip of the screw head with the fastener and propagating from the tip to the driven shaft without causing a drop in speed. engine, thus allowing the drive unit to be maintained at its optimum operating speed in order to obtain the best drive unit efficiency and increased durability.
  • the continuously variable transmission comprises at least one guide ramp, fixed relative to the driven shaft, in contact with which is placed a contact member belonging to the fourth flange so as to define, with the translational mobility of the fourth flange along the driven shaft, the helical connection.
  • the use of the contact member and the guide ramp makes it possible to adjust the value of the transmission ratio of the continuously variable transmission by increasing or decreasing it in order to tend to eliminate the resistive torque and to pass the associated hard point when screwing or unscrewing the fastener without necessarily requiring a variation in the engine speed in the event of a torque peak which could lead to stalling of the drive unit.
  • the screw driver includes a tip rotation direction reverser.
  • the inverter allows you to adapt the operation of the screw gun whether you want to screw or unscrew a fastener.
  • the transmission device here makes it possible to choose the direction of rotation of the tip of the screw driving head downstream of the continuously variable transmission according to the direction of propagation of the rotational movement between the drive unit and the tip. This specific positioning makes it possible to avoid jolts linked to the reversal of the direction of rotation and thus to make the operation of the screw driving machine smoother.
  • the screw driver comprises a single-speed gearbox forming a reducer placed downstream of the continuously variable transmission and upstream of the screw driver head, or placed in the screw driver head.
  • This configuration with a single-speed gearbox makes it possible to simplify the design, reduce the cost and simplify the use, in particular the improvement of the comfort of use, of the screw driver.
  • the screw driver comprises a gearbox comprising a first transmission ratio and a second transmission ratio, the gearbox being distinct from the continuously variable transmission, the screw driver is configured to selectively engage the first ratio or the second ratio so as to influence the rotational speed of the bit.
  • This configuration with a gearbox comprising two transmission ratios allows the use of a lower power engine. This has advantages in terms of engine costs and energy consumption and makes it possible to lighten the screw driver (thus improving its ergonomics).
  • the continuously variable transmission is directly coupled to a first shaft and a second shaft such that, in the operational mode, rotation of the first shaft drives, via the continuously variable transmission, the second shaft, the first shaft and the second shaft being offset.
  • This architecture has advantages in terms of the size of the screw driver and the proximity of the drive unit to the operator who can more easily interact with the drive unit if necessary.
  • two elements are "coupled” or “linked”, for example mechanically, when they are associated with each other by a connection, for example mechanical, causing the behavior of one of the two elements to affect that of the other element.
  • This connection may be direct when the two elements considered are in contact, or indirect when the two elements considered are linked via one or more intermediate elements such as drive shafts or the like.
  • a screw tap 100 according to the invention, a particular embodiment of which is illustrated in the Figures 1 to 5 , comprises a screw driving head 3 comprising a tip 35, a drive group 1 for driving the tip 35 of the screw driving head 3 in rotation and a continuously variable transmission 7.
  • the tip 35 of the screw driving head 3 is capable of screwing or unscrewing a fastener 101 of a railway track 102 in particular depending on the direction of rotation of the tip 35.
  • the fastener 101 may be any type of mounting element used for attaching a rail 103 of the railway track 102, such as for example a lag screw or a threaded fastener, to a sleeper 104 of the railway track 102.
  • the tip 35 may be a tightening key, for example hexagonal, having a shape adapted to cooperate with a head of the fastener 101, the fastener 101 then being able to comprise a threaded body screwed into the crosspiece 104.
  • the drive group 1 has in particular the role of generating mechanical energy that it transmits to the outside by means of an output shaft of the drive group 1, preferably rotating.
  • the screw driver 100 can then be configured to exploit, in an operational mode (also called operational configuration) described in more detail below, the mechanical energy from the output shaft of the drive group 1 in order to ensure the appropriate rotation of the tip 35 of the screw driver head 3 to ensure the desired screwing or unscrewing of the fastener 101.
  • the continuously variable transmission 7 also known as CVT, which stands for “Continuously Variable Transmission” in English, is configured to automatically adapt the rotation speed of the bit 35 in the operational mode of the screw driver 100.
  • the continuously variable transmission 7 is, in the operational mode, linked (i.e. coupled, for example mechanically) with the drive group 1 and the screw driver head 3 (and therefore in particular the bit 35).
  • the screw driver 100 is configured to present/understand the operational mode, preferably in which the tip 35 of the screw driving head 3 is rotated by the drive group 1 and in which the continuously variable transmission 7, in connection with the drive group 1 and the screw driving head 3, automatically adapts the rotation speed of the tip 35 of the screw driving head 3.
  • a movement, in particular rotation can propagate from the drive group 1 to the end piece 35 of the screw driving head 3, passing at least through the continuously variable transmission 7 which automatically adapts the rotation speed of the end piece 35.
  • the automatic adaptation of the rotation speed of the bit 35 makes it easier to pass a hard point when screwing or unscrewing the fastener 101 and to increase productivity on a construction site.
  • Productivity in this context is linked to an increase in the rotation speed of the bit 35 while having punctually adapted torques to the different screwing and unscrewing operations, in order to make the screwing or unscrewing operation of a corresponding fastener 101 faster.
  • a transmission system is defined directly coupled, on the one hand, to the drive group 1, and, on the other hand, to the screw driving head 3 or at least to a part of the screw driving head 3 in order to ensure the rotation of the end piece 35 in the operational mode of the screw driving machine 100.
  • This transmission system makes it possible to define a propagation path of a movement, in particular rotation, from the drive group 1 to the screw driving head 3.
  • This transmission system comprises at least the continuously variable transmission 7, preferably in direct coupling with the drive group 1.
  • the transmission system can be seen as the set of the component(s), for example mechanical, (therefore including the continuously variable transmission 7) by which the movement from the drive group 1 is propagated.
  • a corresponding component can have an influence on the way in which the movement propagates, for example by slowing it down or speeding it up, by changing the direction of rotation (depending on whether the fastener 101 is to be screwed in or unscrewed).
  • the drive group 1 may comprise a motor 18 whose motor shaft forms the output shaft of the drive group 1 or may comprise the motor 18 and a reduction mechanism (not shown) coupled, for example mechanically, to the motor shaft of the motor 18 in order to present the output shaft of the drive group 1 with a predefined reduction in rotation in the operational mode of the screw tap 100.
  • the engine 18 can be an electric, thermal, hydraulic or hydrogen engine.
  • the 100 screw tap is generally used in the following manner: screw driver 100 is arranged on the railway track 102 to move along the latter in order to position it in a suitable manner to screw or unscrew a corresponding fastener 101.
  • the screw driver 100 may comprise a rolling carriage 105 configured to roll on the railway track 102 and configured to allow a part of the screw driver 100 comprising at least the screw driving head 3 to tilt in order to position it to allow cooperation of the end piece 35 with a corresponding fastener 101 to be screwed or unscrewed and/or to release it from the fastener 101 once this fastener 101 has been screwed.
  • the rolling carriage 105 may comprise parts 105a, 105b each provided with wheels and positioned to roll on rails 103 of the railway track 102.
  • the parts 105a, 105b of the carriage can be connected to each other by a crosspiece 105c of the carriage 105 on which said part of the screw driver 100 is mounted to tilt and rotate orthogonally to the tilt axis to allow fasteners 101 to be screwed or unscrewed on either side of the same rail 103.
  • the screw driver 100 may comprise a control station 34 comprising two guide arms each equipped with a handle 20, 21 allowing the handling of the screw driver 100 by an operator and in particular allowing the tilting mentioned above to be guided.
  • the latter in the operational mode of the screw driver 100, the latter is preferably positioned so that the tip 35 is oriented towards the ground S ( figure 2 ), in particular so as to authorize its cooperation with a corresponding attachment 101.
  • the screw tap 100 comprises a drive shaft 2 and a driven shaft 5.
  • the drive shaft 2 and the driven shaft 5 are rotating shafts, i.e. mounted to rotate along their extension axes within the screw tap 100.
  • the continuously variable transmission 7, as illustrated in more detail and by way of example in Figures 1 to 5 is coupled, for example mechanically, on the one hand, to the drive shaft 2 (in particular by direct coupling) and, on the other hand, to the driven shaft 5 (in particular by direct coupling) in particular to ensure, in the operational mode, the automatic adaptation of the rotation speed of the end piece 35.
  • the rotation of the drive shaft 2 can then cause, via the continuously variable transmission 7, the rotation of the driven shaft 5.
  • the driven shaft 5 is coupled, for example mechanically, to the screw driving head 3 and more particularly to the end piece 35.
  • This thus results in an automatic adaptation of the rotation speed of the screw driving head 3 as a function of the resistance that the fastener 101 opposes to the end piece 35 of the screw driving head 3 during the screwing or unscrewing of the fastener 101, which facilitates the passage of a possible hard point.
  • the continuously variable transmission 7 ensures the automatic adaptation of the rotation speed of the tip 35 of the screw driving head 3 by continuously varying the gear ratio/transmission from the drive shaft 2 to the driven shaft 5.
  • the drive shaft 2 may be the output shaft of the drive group 1, and, if applicable, may be the motor shaft.
  • the drive shaft 2 may alternatively be coupled to the output shaft of the drive group 1 either in its extension or in an offset manner by any means suitable to the skilled person.
  • the driven shaft 5 is used to propagate the movement from the drive group 1 downstream of the continuously variable transmission 7. It is therefore part of the transmission system mentioned above.
  • the continuously variable transmission 7 is arranged at the output of the drive group 1 (i.e. the continuously variable transmission 7 is directly coupled to the drive shaft 2 which preferably forms the output shaft of the drive group 1 or which extends the output shaft of the drive group 1) to have a maximum of centrifugal force (and therefore a maximum of speed), which makes it possible to maximize the operation of the continuously variable transmission 7.
  • the continuously variable transmission 7 comprises a drive pulley 8, a driven pulley 11, a first return member 14a (shown schematically in figure 5 ), a second 14b return organ ( figure 5 ) and a belt 15 connecting the drive pulley 8 and the driven pulley 11.
  • the drive pulley 8 is mounted on the drive shaft 2 and comprises a first flange 9 fixed relative to the drive shaft 2 and a second flange 10 movable in translation along the drive shaft 2, for example according to a sliding connection.
  • the first return member 14a constantly urges the second flange 10 in a direction opposite to the first flange 9, thus tending to move the second flange 10 away from the first flange 9.
  • the driven pulley 11 is mounted on the driven shaft 5 and comprises a third flange 12 fixed relative to the driven shaft 5 and a fourth flange 13 movable in translation along the driven shaft 5.
  • the second return member 14b constantly urges the fourth flange 13 towards the third flange 12, thus tending to bring the fourth flange 13 closer to the third flange 12.
  • Such a continuously variable transmission 7 according to this arrangement has the following advantages, in particular in comparison with a hydraulic continuously variable transmission which is a possible variant: the limitation of the manufacturing cost of the screw driver 100, the simplicity of maintenance of the screw driver 100, the cleanliness of the screw driver 100, as well as the lightness of the 100 screw driver. Furthermore, thanks to the architectural arrangement with pulleys described above, the size of the 100 screw driver is reduced, which makes it easier for an operator to use.
  • the first return member 14a and the second return member 14b may be a compression spring or any type of return member controlled via an actuator.
  • FIG 5 the function of the first return member 14a is shown schematically, the first return member 14a being able to be in reality housed in a dome 41 of the drive pulley 8.
  • the belt 15 may be made of a flexible material such as rubber or synthetic polymers.
  • the role of the belt 15 is to transmit the movement of the drive pulley 8 to the driven pulley 11 by connecting them together when the drive shaft 2 rotates along its axis.
  • the primitive diameter is understood as the diameter of the corresponding pulley (i.e. the driving pulley 8 or the driven pulley 11) at the bottom of the groove as a function of the width of the belt 15.
  • first flange 9 is closer to the motor 18 of the drive group 1 than is the second flange 10
  • fourth flange 13 is closer to the motor 18 of the drive group 1 than is the third flange 12.
  • the continuously variable transmission 7 is advantageously configured to allow, in particular in the operational mode, a variation in the value of its transmission ratio as a function of a variation in the engine speed of the drive group 1 and/or of a resistive torque of the driven shaft 5.
  • a hard point linked to the resistive torque caused by the cooperation of the end piece 35 of the screw driver head 3 with the fastener 101 and propagating from the end piece 35 to the driven shaft 5, may appear.
  • it is conventional to increase the engine torque of the drive group 1.
  • the use of the continuously variable transmission 7 to reduce the rotation speed (at the moment of passing a hard point) by varying the value of its transmission ratio from the drive shaft 2 to the driven shaft 5 advantageously makes it possible to maintain the engine speed of the drive group 1.
  • the engine 18 of the drive group 1 can be maintained at its optimum operating speed in order to obtain the best efficiency of the drive group 1 and increased durability (in particular with respect to the service life of the engine 18 of the drive group 1).
  • the continuously variable transmission 7 adapts, while seeking to tend towards the conservation of the engine speed of the drive group 1, to overcome this resistive torque. This remains true up to a critical point where the power of the drive group 1 is exceeded and the continuously variable transmission 7 is no longer sufficient; of course, this is a case to be avoided because it does not represent normal operation.
  • maintaining the engine speed helps to ensure constant consumption of drive group 1, thus avoiding overconsumption of the latter, for example in fuel.
  • the fourth flange 13 of the driven pulley 11 is mounted relative to, and in particular on, the driven shaft 5 according to a helical connection.
  • the fourth flange 13 and the driven shaft 5 have a combined rotational and translational movement forming a helical connection between them.
  • This helical connection facilitates the passage of a hard point while tending to avoid a drop in the engine speed of the drive group 1 in the operational mode.
  • the continuously variable transmission 7 comprises at least one guide ramp 17, fixed relative to the driven shaft 5, in contact with which is placed a contact member 16 belonging to the fourth flange 13 so as to define, with the translational mobility of the fourth flange 13 along the driven shaft 5, the helical connection.
  • the guide ramp 17, because it is fixed relative to the driven shaft 5, participates in particular in the rotational drive of the driven shaft 5.
  • the permitted rotation of the fourth flange 13 around the driven shaft 5 is limited in amplitude, as is the translation amplitude of the fourth flange 13 along the driven shaft 5.
  • These amplitudes are adapted for the application and will depend in particular on the characteristics of the continuously variable transmission 7.
  • the use of the contact member 16 and the guide ramp 17 makes it possible to adjust the value of the transmission ratio of the continuously variable transmission 7 by increasing or decreasing it in order to tend to eliminate the resistive torque and to pass the associated hard point when screwing or unscrewing the fastener 101 without necessarily requiring a variation in the engine speed of the drive group 1 in the event of a torque peak which could lead, if necessary, to the stalling of the drive group 1.
  • the continuously variable transmission 7 comprises three guide ramps 17 each intended to cooperate by contact with a corresponding contact member 16 of the fourth flange 13 (i.e. the fourth flange comprises three contact members 16).
  • the number of guide ramps 17 and contact members 16 can be adapted to make the design more robust (the more the number of guide ramps 17 and contact members 16 increases, the more the contact forces between the guide ramps 17 and the contact members 16 are reduced).
  • the or each guide ramp 17 may be formed in a part 28, also called a “cam” in the field ( figure 8 ), for example cast or machined.
  • the part 28 is fixed to the driven shaft 5.
  • the or each contact member 16 may adopt the form of a finger formed on the side of a first face of the fourth flange 13 opposite a second face of the fourth flange 13 participating in delimiting the groove 25 of the driven pulley 11.
  • the second return member 14b may be a compression spring crossed by the driven shaft 5 and bearing, on the one hand, against the fourth flange 13 and, on the other hand, against the part 28 mentioned above.
  • the value of the transmission ratio of the continuously variable transmission 7 is variable depending on the input rotation speed, i.e. that of the drive shaft 2 on which the drive pulley 8 is mounted.
  • the second mode of operation is not mandatory, but it allows the continuously variable transmission 7 to fulfill the role of a centrifugal clutch. Some continuously variable transmissions have this second mode, others do not and the drive is done directly without going through this acceleration phase where the speed of the drive shaft 2 must exceed the engagement speed of the continuously variable transmission 7.
  • the preferred operating scheme described above is not limiting in the sense that its description applies to a particular embodiment of the 100.
  • Some continuously variable transmissions may be smaller and more compact and/or may be simpler in their operation and/or do not have the guide ramp 17 which allows a variation in the value of the transmission ratio of the continuously variable transmission 7 according to the resistive torque. These simplified systems are simply controlled by the variation of the engine speed (the engine 18 will slow down in the event of a torque peak).
  • some continuously variable transmissions do not allow the belt 15 to be free when the engine speed is low; these systems must be coupled with a centrifugal clutch.
  • the screw driver 100 comprises a reverser 29 for the direction of rotation of the end piece 35 ( figure 4 ). This makes it possible to adapt the operation of the screw driver 100 to screw or unscrew the fastener 101 by choosing the direction of rotation of the end piece 35.
  • the direction inverter 29 is in particular a component, for example mechanical, of the transmission system and is located after the continuously variable transmission 7 on the path of propagation of the movement between the drive group 1 and the end piece 35.
  • the reverser 29 for the direction of rotation of the end piece 35 can be controlled from a selector, for example located at/formed by one of the handles 20, 21 for controlling the screw tap 100.
  • the handles 20, 21 being each arranged at the end of a corresponding arm of the control station 34, one of the arms can be movable and thus forms the selector so that the position of said arm can induce the appropriate control of the reverser 29 for the direction.
  • the transmission device 4 makes it possible in particular to choose the direction of rotation of the end piece 35 of the screw-driving head 3 downstream of the continuously variable transmission 7 according to the direction of propagation of the rotational movement between the drive group 1 and the screw-driving head 3. This specific positioning makes it possible to avoid jolts linked to the reversal of the direction of rotation and thus to make the operation of the screw-driving machine 100 smoother.
  • the screw tapping machine 100 may comprise a single-speed gearbox 40 forming a reducer placed downstream of the continuously variable transmission 7 and upstream of the screw tapping head 3, in particular on the path of propagation of the movement ( figure 4 ), or placed in the screw driving head 3.
  • This box 40 can be integrated into the transmission device 4 between the input shaft and the output shaft 6 so that in the first and second operating modes the coupling between the input shaft and the output shaft 6 is done at least via the direction inverter 29 and the box 40. If the drive group 1 is powerful enough, the single-speed box 40 may be sufficient.
  • the continuously variable transmission 7 is preferably configured to adapt the rotation speed of the bit 35 between a first rotation speed and a second rotation speed, for example the first rotation speed is equal to 70 rpm and the second rotation speed is equal to 250 rpm.
  • the screw driver 100 comprises a gearbox 30 comprising a first transmission ratio and a second transmission ratio, the gearbox 30 being distinct from the continuously variable transmission 7.
  • the screw driver 100 is then configured to selectively engage, either manually using a lever (not shown) extending from the gearbox 30 or automatically on command. of an actuator (not shown) for example arranged on one of the handles 20, 21, the first gear or the second gear so as to influence the rotation speed of the tip 35.
  • an actuator for example arranged on one of the handles 20, 21, the first gear or the second gear so as to influence the rotation speed of the tip 35.
  • the transmission device 4 comprises the first and second transmission ratios.
  • Each of the first and second operating modes of the transmission device 4 comprises a first state, in which the first ratio is engaged between the driven shaft 5 and the output shaft 6, and a second state, in which the second ratio is engaged between the driven shaft 5 and the output shaft 6.
  • the gearbox 30 can be integrated into the transmission device 4 and is coupled, in the first operating mode and in the second operating mode, to the input shaft and to the output shaft 6.
  • the 30 speed gearbox is integrated into the tie rod head.
  • the use of the first and second transmission ratios allows a lower power engine to be fitted into the 100 screw tap, which reduces the costs of the engine and energy consumption (petrol, electricity or other) and makes the screw tap lighter.
  • the continuously variable transmission 7 is configured to adapt the rotation speed of the bit 35 between a first rotation speed and a second rotation speed in the first operating state, for example the first rotation speed is equal to 70 rpm and the second speed is equal to 250 rpm; in the second operating state, the continuously variable transmission 7 is configured to adapt the rotation speed of the bit 35 between a third rotation speed and a fourth rotation speed, for example the third rotation speed is equal to 35 rpm and the fourth rotation speed is equal to 125 rpm.
  • This embodiment makes it possible to pass one or more hard points without having to change gear between the first gear and the second gear. The operator can select the first gear during screwing to implement the tightening phase or during unscrewing to implement the loosening phase, then for the rest of the screwing or unscrewing the second gear will be sufficient and will adapt to optimize work productivity automatically.
  • the drive group 1, the continuously variable transmission 7 and the driven shaft 5 can be mounted according to Z or L architectures.
  • the locations of the drive group 1 and the continuously variable transmission 7 vary according to the architecture considered.
  • the drive group 1 can be directly above the driven shaft 5 in the operational mode and the continuously variable transmission 7 connects the driven shaft 5 to the drive group 1.
  • This architecture makes it possible to limit the length of the screw tap 100, the size of the screw tap 100 is thus limited.
  • the location of the drive group 1 is such that the latter forms a first end of the screw driver 100 opposite a second end of the screw driver 100 formed by the screw driver head 3.
  • the drive group 1 forms a first end of the screw driver 100 opposite a second end of the screw driver 100 formed by the screw driver head 3.
  • the continuously variable transmission 7 and the driven shaft 5 may be such that they overlap in a direction given by the height in the operational mode. This makes it possible, for example, to use a drive group 1 whose output shaft would be oriented downwards in a configuration for using the drive group 1.
  • the arrangement of elements of the screw tap 100, participating in the propagation of the rotational movement from the drive shaft 2 and up to the end piece 35 can vary in terms of the order of positioning of these elements as long as they perform their function.
  • the transmission device 4 and the continuously variable transmission 7 can have different orders of arrangement than that described above along the propagation path of the movement.
  • the motor 18 is an electric or hydraulic motor
  • the latter can directly reverse its direction of rotation. Therefore, the inverter 29 mentioned above is no longer necessary and is therefore not present within the screw tap 100 downstream of the motor 18 along the path of propagation of the movement.
  • the continuously variable transmission 7 will be adapted to operate regardless of the direction of rotation of the drive shaft 2.
  • the screw head 3 may include an angle return 33, notably visible in figure 4 , allowing the desired rotational movement to be propagated to the tip 35 then oriented towards the ground S in figure 2 .
  • the screw driving head 3 may comprise an input shaft 36 coupled to the output shaft 6 of the transmission device 4, the angle gear 33 which can provide a reduction and be arranged in a housing 38, and an output shaft 37, connected to the angle gear 33 in the housing 38, at the end of which the tip 35 is arranged.
  • the transmission device 4 is at a distance from the casing 38.
  • the transmission device 4 can be located in the housing 38 or fixed to the housing 38 (the transmission device 4 is thus integrated into the screw driving head 3).
  • the present invention finds an industrial application in the field of railways, in particular by allowing an operator to speed up the screwing or unscrewing of fastener(s) 101.

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Abstract

La tirefonneuse (100) comprend : une tête (3) de tirefonnage comprenant un embout (35) apte à visser ou dévisser une attache (101) de voie (102) ferrée, et un groupe (1) d'entraînement pour entraîner l'embout (35) en rotation. La tirefonneuse (100) comprend une transmission (7) à variation continue configurée pour adapter automatiquement la vitesse de rotation de l'embout (35) dans un mode opérationnel de la tirefonneuse (100), la transmission (7) à variation continue étant, dans le mode opérationnel, en lien avec le groupe (1) d'entraînement et la tête (3) de tirefonnage.

Description

    Domaine technique de l'invention
  • La présente invention concerne une tirefonneuse, notamment destinée aux chantiers ferroviaires. En particulier, la tirefonneuse est une machine conçue pour sélectivement visser ou dévisser les attaches qui fixent les rails sur les traverses de voie ferrée.
    • Etat de la technique antérieure
  • Dans le domaine des chantiers ferroviaires, il est connu d'utiliser une tirefonneuse pour visser ou dévisser des attaches. La tirefonneuse comprend un moteur relié à une tête de tirefonnage à embout rotatif pour le vissage ou dévissage souhaité.
  • Tant pour le vissage que pour le dévissage, le couple de l'embout est convenablement choisi. Par exemple, pour un vissage d'attache, ce vissage doit se terminer par un serrage durable dans le temps : le couple de l'embout doit alors être adapté. Par exemple, dans le cadre d'un desserrage, ou même d'un serrage, un ou des points durs peuvent être à passer, ce qui nécessite aussi un couple suffisant. A puissance constante du moteur de la tirefonneuse, il est possible de maximiser le couple de l'embout, cependant ceci se ferait au détriment de la vitesse de rotation et donc de la productivité de la tirefonneuse sur chantier.
  • Pour améliorer la productivité de la tirefonneuse, il est connu d'utiliser une boîte de vitesses à changement de vitesses manuelle dans le cas d'une tirefonneuse à transmission mécanique ou automatique dans le cas d'une tirefonneuse à transmission hydraulique. La boîte de vitesses comprend alors une vitesse lente pour favoriser le couple de l'embout de la tête de tirefonnage et une vitesse rapide pour favoriser la vitesse de vissage ou de dévissage. La tirefonneuse hydraulique présente les inconvénients suivants : elle est chère de par sa construction, en comparaison à la solution de tirefonneuse à transmission mécanique ; elle est complexe à entretenir.
  • Lors du vissage de l'attache, la vitesse rapide peut être utilisée tant que l'attache n'est pas en phase de serrage et la vitesse lente peut être utilisée pour serrer l'attache au bon couple en fin de vissage.
  • Lors du dévissage de l'attache, la vitesse lente peut être utilisée pour desserrer l'attache et la vitesse rapide peut ensuite être utilisée consécutivement au desserrage pour retirer l'attache.
  • Cependant, tant lors du vissage que du dévissage de l'attache, un point dur peut apparaître, comme par exemple lors d'un grippage de l'attache, il convient donc de changer de vitesse pour passer le point dur, ce qui implique que les couples de fonctionnement de la tirefonneuse, pour chacune des vitesses lente et rapide, soient bien adaptés. A cet effet, il est connu de surdimensionner le moteur ou d'utiliser un volant d'inertie dans le cas où il ne serait pas cherché à surdimensionner le moteur. Le volant d'inertie ne permet pas de répondre à une demande continue de couple mais permet d'obtenir un couple suffisant, lié à son inertie, pour passer le point dur uniquement en petite vitesse.
  • Le surdimensionnement du moteur ou la présence d'un volant d'inertie se fait au détriment du poids de la tirefonneuse, ce qui induit une baisse de son ergonomie d'utilisation sur chantier.
  • Dès lors, il existe un besoin d'améliorer la gestion du couple de l'embout de la tête de tirefonnage au cours du vissage ou du dévissage d'une attache.
    • Objet de l'invention
  • La présente invention a pour but de sélectivement visser ou dévisser les attaches qui permettent de fixer les rails sur les traverses de voie ferrée, notamment tout en respectant certaines contraintes de productivité et d'ergonomie.
  • A cet effet, l'invention est relative à une tirefonneuse comprenant :
    • une tête de tirefonnage comprenant un embout apte à visser ou dévisser une attache de voie ferrée ;
    • un groupe d'entraînement, pour entraîner l'embout en rotation ;
    la tirefonneuse comprend une transmission à variation continue configurée pour adapter automatiquement la vitesse de rotation de l'embout dans un mode opérationnel de la tirefonneuse, la transmission à variation continue étant, dans le mode opérationnel, en lien avec le groupe d'entraînement et la tête de tirefonnage.
  • Une telle tirefonneuse est avantageuse dans le sens où l'adaptabilité automatique de la vitesse de rotation de l'embout permet de passer plus facilement un point dur, le cas échéant lors du vissage ou du dévissage de l'attache, et permet d'augmenter la productivité sur chantier.
  • La tirefonneuse peut en outre comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la tirefonneuse est telle que :
    • la tirefonneuse comprend un arbre d'entraînement et un arbre mené ;
    • la transmission à variation continue est couplée, d'une part, à l'arbre d'entraînement et, d'autre part, à l'arbre mené, l'arbre mené étant couplé à l'embout dans le mode opérationnel.
  • Une transmission à variation continue présente l'avantage de varier continûment le rapport de démultiplication de l'arbre d'entraînement, notamment du groupe d'entraînement, à l'arbre mené couplé à la tête de tirefonnage (et donc in fine à l'embout) d'où il résulte une adaptation automatique de la vitesse de rotation de l'embout en fonction de la résistance qu'oppose l'attache à l'embout au cours du vissage ou du dévissage de l'attache, facilitant ainsi le passage d'un point dur.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la transmission à variation continue comprend :
    • une poulie motrice montée sur l'arbre d'entraînement, la poulie motrice comprenant un premier flasque fixe par rapport à l'arbre d'entraînement et un deuxième flasque mobile en translation le long de l'arbre d'entraînement ;
    • une poulie menée montée sur l'arbre mené, la poulie menée comprenant un troisième flasque fixe par rapport à l'arbre mené et un quatrième flasque mobile en translation le long de l'arbre mené ;
    • un premier organe de rappel sollicitant constamment le deuxième flasque dans une direction opposée au premier flasque ;
    • un deuxième organe de rappel sollicitant constamment le quatrième flasque en direction du troisième flasque ;
    • une courroie reliant la poulie motrice et la poulie menée.
  • Le recours à une transmission à variation continue selon cet agencement présente les avantages suivants, notamment en comparaison avec une transmission hydraulique : la limitation du coût de fabrication de la tirefonneuse, la simplicité d'entretien de la tirefonneuse, la propreté de la tirefonneuse, ainsi que la légèreté de la tirefonneuse. En outre, grâce à cet agencement architectural, l'encombrement de la tirefonneuse est réduit ce qui en facilite l'utilisation par un opérateur.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la transmission à variation continue est configurée pour permettre une variation de la valeur de son rapport de transmission en fonction d'une variation du régime moteur du groupe d'entraînement et/ou d'un couple résistant de l'arbre mené.
  • Cela permet de passer un point dur lié au couple résistant provoqué par la coopération de l'embout de la tête de tirefonnage avec l'attache et se propageant de l'embout à l'arbre mené. La transmission à variation continue s'adapte, tout en cherchant à tendre à la conservation du régime moteur du groupe d'entraînement, pour vaincre ce couple résistant. Cela reste vrai jusqu'à un point critique où la puissance moteur est dépassée et la transmission à variation continue ne suffit plus ; bien entendu, il s'agit là d'un cas à éviter car il ne représente pas un fonctionnement normal. La transmission à variation continue a ainsi comme objectif de maintenir le groupe d'entraînement à son régime de fonctionnement optimal afin d'obtenir le meilleur rendement du groupe d'entraînement et une durabilité augmentée.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, le quatrième flasque est monté par rapport à l'arbre mené selon une liaison hélicoïdale.
  • Cette liaison hélicoïdale permet de passer un point dur lié au couple résistant provoqué par la coopération de l'embout de la tête de tirefonnage avec l'attache et se propageant de l'embout à l'arbre mené sans provoquer de baisse du régime moteur, permettant ainsi de maintenir le groupe d'entraînement à son régime de fonctionnement optimal afin d' obtenir le meilleur rendement du groupe d'entraînement et une durabilité augmentée.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la transmission à variation continue comprend au moins une rampe de guidage, fixe par rapport à l'arbre mené, au contact de laquelle est placé un organe de contact appartenant au quatrième flasque de sorte à définir, avec la mobilité en translation du quatrième flasque le long de l'arbre mené, la liaison hélicoïdale.
  • L'utilisation de l'organe de contact et de la rampe de guidage permet d'ajuster la valeur du rapport de transmission de la transmission à variation continue en l'augmentant ou en le diminuant pour tendre à faire disparaître le couple résistant et passer le point dur associé lors du vissage ou du dévissage de l'attache sans nécessiter obligatoirement une variation du régime moteur en cas de pic de couple qui pourrait mener au calage du groupe d'entraînement.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la tirefonneuse comprend un inverseur de sens de rotation de l'embout.
  • L'inverseur permet d'adapter le fonctionnement de la tirefonneuse que l'on veuille visser ou dévisser une attache.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la tirefonneuse comprend un dispositif de transmission comprenant :
    • un arbre d'entrée formé par l'arbre mené ou couplé à l'arbre mené, et
    • un arbre de sortie, l'arbre de sortie étant en lien avec l'embout pour l'entraîner en rotation dans le mode opérationnel,
    le dispositif de transmission comprenant l'inverseur configuré pour présenter sélectivement:
    • un premier mode de fonctionnement dans lequel l'arbre mené est couplé à l'arbre de sortie pour entraîner l'embout dans un premier sens de rotation ;
    • un deuxième mode de fonctionnement dans lequel l'arbre mené est couplé à l'arbre de sortie pour entraîner l'embout dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation.
  • Le dispositif de transmission permet ici de choisir le sens de rotation de l'embout de la tête de tirefonnage en aval de la transmission à variation continue selon le sens de propagation du mouvement de rotation entre le groupe d'entraînement et l'embout. Ce positionnement spécifique permet d'éviter les à-coups liés à l'inversion du sens de rotation et de rendre ainsi le fonctionnement de la tirefonneuse plus fluide.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la tirefonneuse comprend une boîte à une unique vitesse formant un réducteur placé en aval de la transmission à variation continue et en amont de la tête de tirefonnage, ou placé dans la tête de tirefonnage.
  • Cette configuration avec une boîte à une unique vitesse permet de simplifier la conception, de réduire le coût et de simplifier l'utilisation, notamment l'amélioration du confort d'usage, de la tirefonneuse.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la tirefonneuse comprend une boîte de vitesses comprenant un premier rapport de transmission et un deuxième rapport de transmission, la boîte de vitesses étant distincte de la transmission à variation continue, la tirefonneuse est configurée pour engager sélectivement le premier rapport ou le deuxième rapport de sorte à influer sur la vitesse de rotation de l'embout.
  • Cette configuration avec une boîte de vitesses comprenant deux rapport de transmission permet d'utiliser un moteur de plus faible puissance. Cela présente des avantages par rapport aux coûts de la motorisation et de la consommation énergétique et permet d'alléger la tirefonneuse (en améliorant ainsi son ergonomie).
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, le dispositif de transmission comprend les premier et deuxième rapports de transmission et chacun des premier et deuxième modes de fonctionnement du dispositif de transmission comprend :
    • un premier état dans lequel le premier rapport est engagé entre l'arbre mené et l'arbre de sortie ;
    • un deuxième état dans lequel le deuxième rapport est engagé entre l'arbre mené et l'arbre de sortie.
  • En combinant la transmission à variation continue avec une boîte de vitesses à deux rapports de transmission, cela permet d'augmenter la diversité de choix des moteurs utilisables dans le groupe d'entraînement. Il sera alors possible de réduire la puissance du groupe d'entraînement en vue d'alléger la tirefonneuse.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la transmission à variation continue est configurée pour, dans le mode opérationnel :
    • adapter la vitesse de rotation de l'embout entre une première vitesse de rotation et une deuxième vitesse de rotation dans le premier état de fonctionnement, par exemple la première vitesse de rotation est égale à 70 tr/min et la deuxième vitesse de rotation est égale à 250 tr/min ;
    • adapter la vitesse de rotation de l'embout entre une troisième vitesse de rotation et une quatrième vitesse de rotation dans le deuxième état de fonctionnement, par exemple la troisième vitesse de rotation est égale à 35 tr/min et la quatrième vitesse de rotation est égale à 125 tr/min ;
  • Cela permet de passer un ou des points durs sans avoir à changer de rapport entre le premier rapport et le deuxième rapport. L'opérateur pourra sélectionner le premier rapport au cours du vissage pour mettre en oeuvre la phase de serrage ou au cours du dévissage pour mettre en oeuvre la phase de desserrage, ensuite pour le reste du vissage ou du dévissage le deuxième rapport sera suffisant et s'adaptera pour optimiser la productivité de travail automatiquement.
  • Selon une caractéristique de la tirefonneuse, la transmission à variation continue est couplée directement à un premier arbre et à un deuxième arbre de sorte que, dans le mode opérationnel, la rotation du premier arbre entraîne, via la transmission à variation continue, le deuxième arbre, le premier arbre et le deuxième arbre étant décalés.
  • Cette architecture présente des avantages par rapport à l'encombrement de la tirefonneuse et au rapprochement du groupe d'entraînement de l'opérateur qui peut plus aisément interagir avec le groupe d'entraînement si besoin.
  • D'autres avantages et caractéristiques pourront ressortir de la description détaillée qui suit.
    • Brève description des dessins
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés et listés ci-dessous.
    • La figure 1 représente schématiquement une vue en perspective d'une tirefonneuse selon un mode de réalisation particulier.
    • La figure 2 représente schématiquement la tirefonneuse de la figure 1 équipée d'un chariot et agencée sur une voie ferrée et notamment dans un mode opérationnel de la tirefonneuse.
    • La figure 3 représente une vue latérale de la tirefonneuse de la figure 1.
    • La figure 4 représente une vue en coupe de la tirefonneuse pratiquée parallèlement au plan de la figure 3 de sorte que le plan de coupe passe par un arbre mené de la tirefonneuse.
    • La figure 5 représente une vue partielle de la tirefonneuse de la figure 3 où la tirefonneuse comprend une transmission à variation continue, ladite vue montrant de manière éclatée le montage de la transmission à variation continue au sein de la tirefonneuse avec une courroie de la transmission à variation continue retirée afin de montrer de manière plus claire des composants de la transmission à variation continue.
    • La figure 6 représente schématiquement selon une vue latérale, de manière isolée et selon un mode de réalisation particulier une poulie menée de la transmission à variation continue montée sur l'arbre mené.
    • La figure 7 représente schématiquement, selon un mode de réalisation, une vue en perspective d'un flasque mobile de la poulie menée.
    • La figure 8 représente schématiquement, selon un mode de réalisation, une vue en perspective d'une pièce de la transmission à variation continue, la pièce comprenant des rampes de guidage pour le flasque mobile de la poulie menée.
    • La figure 9 représente un schéma-bloc décrivant schématiquement une architecture en C.
    • La figure 10 représente un schéma-bloc décrivant schématiquement une architecture en Z.
    • La figure 11 représente un schéma-bloc décrivant schématiquement une architecture en L.
  • Sur ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Les éléments représentés sur les différentes figures ne sont pas nécessairement réalisés à l'échelle afin de faciliter la compréhension des figures.
    • Description détaillée
  • Dans la présente description, deux éléments sont « couplés » ou « liés », par exemple mécaniquement, lorsqu'ils sont associés l'un à l'autre par une liaison, par exemple mécanique, faisant en sorte que le comportement de l'un des deux éléments affecte celui de l'autre élément. Cette liaison peut être directe lorsque les deux éléments considérés sont en contact, ou indirecte lorsque les deux éléments considérés sont liés via un ou plusieurs éléments intermédiaires comme des arbres d'entraînement ou autre.
  • Une tirefonneuse 100 selon l'invention, dont une réalisation particulière est illustrée sur les figures 1 à 5, comprend une tête 3 de tirefonnage comprenant un embout 35, un groupe 1 d'entraînement pour entraîner l'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage en rotation et une transmission 7 à variation continue. L'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage est apte à visser ou dévisser une attache 101 de voie 102 ferrée en particulier en fonction du sens de rotation de l'embout 35.
  • L'attache 101 peut être tout type d'élément de montage utilisé pour la fixation d'un rail 103 de la voie 102 ferrée, comme par exemple un tirefond ou une attache à filet, à une traverse 104 de la voie 102 ferrée.
  • L'embout 35 peut être une clé de serrage, par exemple hexagonale, présentant une forme adaptée pour coopérer avec une tête de l'attache 101, l'attache 101 pouvant alors comprendre un corps fileté vissé dans la traverse 104.
  • Le groupe 1 d'entraînement a notamment pour rôle de générer une énergie mécanique qu'il transmet vers l'extérieur au moyen d'un arbre de sortie du groupe 1 d'entraînement, de préférence rotatif. La tirefonneuse 100 peut alors être configurée pour exploiter, dans un mode opérationnel (aussi appelé configuration opérationnelle) décrit plus en détail ci-après l'énergie mécanique issue de l'arbre de sortie du groupe 1 d'entraînement dans le but d'assurer la rotation idoine de l'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage pour assurer le vissage ou le dévissage recherché de l'attache 101.
  • La transmission 7 à variation continue, aussi connue sous la dénomination CVT qui est le signe de « Continuously Variable Transmission » en langue anglaise, est configurée pour adapter automatiquement la vitesse de rotation de l'embout 35 dans le mode opérationnel de la tirefonneuse 100. La transmission 7 à variation continue est, dans le mode opérationnel, en lien (i.e. couplée, par exemple mécaniquement) avec le groupe 1 d'entraînement et la tête 3 de tirefonnage (et donc notamment l'embout 35).
  • Ainsi, la tirefonneuse 100 est configurée de sorte à présenter/comprendre le mode opérationnel, de préférence dans lequel l'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage est entraîné en rotation par le groupe 1 d'entraînement et dans lequel la transmission 7 à variation continue, en lien avec le groupe 1 d'entraînement et la tête 3 de tirefonnage, adapte automatiquement la vitesse de rotation de l'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage. Autrement dit, dans le mode opérationnel et selon l'exemple de réalisation de la figure 1, un mouvement, en particulier de rotation, peut se propager depuis le groupe 1 d'entraînement à l'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage, en passant au moins par la transmission 7 à variation continue qui adapte automatiquement la vitesse de rotation de l'embout 35.
  • L'adaptation automatique de la vitesse de rotation de l'embout 35 permet de passer plus facilement un point dur lors du vissage ou de dévissage de l'attache 101 et d'augmenter la productivité sur un chantier. La productivité dans ce contexte est liée à une augmentation de la vitesse de rotation de l'embout 35 tout en ayant ponctuellement des couples adaptés aux différentes opérations de vissage et de dévissage, afin de rendre l'opération de vissage ou de dévissage d'une attache 101 correspondante plus rapide.
  • En particulier, il est défini un système de transmission couplé directement, d'une part, au groupe 1 d'entraînement, et, d'autre part, à la tête 3 de tirefonnage ou au moins à une partie de la tête 3 de tirefonnage afin d'assurer la rotation de l'embout 35 dans le mode opérationnel de la tirefonneuse 100. Ce système de transmission permet de définir un chemin de propagation d'un mouvement, notamment de rotation, depuis le groupe 1 d'entraînement jusqu'à la tête 3 de tirefonnage. Ce système de transmission comprend au moins la transmission 7 à variation continue, de préférence en couplage directe avec le groupe 1 d'entraînement. Le système de transmission peut être vu comme l'ensemble du ou des composants, par exemple mécaniques, (incluant donc la transmission 7 à variation continue) par lequel ou lesquels se propage le mouvement issu du groupe 1 d'entraînement. Un composant correspondant peut avoir une influence sur la manière dont le mouvement se propage, par exemple en le ralentissant ou en l'accélérant, en changeant le sens de rotation (selon que l'attache 101 soit à visser ou à dévisser).
  • Le groupe 1 d'entraînement peut comprendre moteur 18 dont l'arbre moteur forme l'arbre de sortie du groupe 1 d'entraînement ou peut comprendre le moteur 18 et un mécanisme de réduction (non représenté) couplé, par exemple mécaniquement, à l'arbre moteur du moteur 18 afin de présenter l'arbre de sortie du groupe 1 d'entraînement avec une réduction prédéfinie de rotation dans le mode opérationnel de la tirefonneuse 100.
  • Le moteur 18 peut être un moteur électrique, thermique, hydraulique ou à hydrogène.
  • La tirefonneuse 100 est généralement utilisée de la manière suivante : la tirefonneuse 100 est agencée sur la voie 102 ferrée pour se déplacer le long de cette dernière afin de la positionner de manière idoine pour procéder au vissage ou au dévissage d'une attache 101 correspondante. A cet effet, la tirefonneuse 100 peut comprendre un chariot 105 de roulement configuré pour rouler sur la voie 102 ferrée et configuré pour autoriser un basculement d'une partie de la tirefonneuse 100 comprenant au moins la tête 3 de tirefonnage dans le but de la positionner pour permettre une coopération de l'embout 35 avec une attache 101 à visser ou à dévisser correspondante et/ou de la libérer de l'attache 101 une fois cette attache 101 vissée. Le chariot 105 de roulement peut comprendre des parties 105a, 105b chacune munie de roues et positionnée pour rouler sur des rails 103 de la voie 102 ferrée. Les parties 105a, 105b du chariot peuvent être reliées entre elles par une traverse 105c du chariot 105 sur laquelle ladite partie de la tirefonneuse 100 est montée à basculement et à rotation orthogonalement à l'axe de basculement pour permettre de visser ou dévisser des attaches 101 de part et d'autre d'un même rail 103.
  • En particulier, et dans le but de faciliter sa manipulation, la tirefonneuse 100 peut comprendre un poste 34 de commande comprenant deux bras de guidage équipés chacun d'une poignée 20, 21 permettant la manipulation de la tirefonneuse 100 par un opérateur et notamment permettant de guider le basculement évoqué ci-avant.
  • Notamment, dans le mode opérationnel de la tirefonneuse 100, cette dernière est de préférence positionnée de sorte que l'embout 35 soit orienté vers le sol S (figure 2), notamment de sorte à autoriser sa coopération avec une attache 101 correspondante.
  • Selon un mode de réalisation, la tirefonneuse 100 comprend un arbre 2 d'entraînement et un arbre 5 mené. Notamment, l'arbre 2 d'entraînement et l'arbre 5 mené sont des arbres rotatifs, i.e. montés à rotation selon leur axes d'extension au sein de la tirefonneuse 100. La transmission 7 à variation continue, comme illustrée de manière plus détaillée et à titre d'exemple en figures 1 à 5, est couplée, par exemple mécaniquement, d'une part, à l'arbre 2 d'entraînement (notamment par couplage direct) et, d'autre part, à l'arbre 5 mené (notamment par couplage direct) notamment pour assurer, dans le mode opérationnel, l'adaptation automatique de la vitesse de rotation de l'embout 35. La rotation de l'arbre 2 d'entraînement peut alors entraîner, via la transmission 7 à variation continue, la rotation de l'arbre 5 mené. Bien entendu, dans le mode opérationnel, l'arbre 5 mené est couplé, par exemple mécaniquement, à la tête 3 de tirefonnage et plus particulièrement à l'embout 35. Il en résulte ainsi une adaptation automatique de la vitesse de rotation de la tête 3 de tirefonnage en fonction de la résistance qu'oppose l'attache 101 à l'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage au cours du vissage ou du dévissage de l'attache 101, ce qui facilite le passage d'un éventuel point dur. Autrement dit, dans le mode opérationnel de la tirefonneuse 100, la transmission 7 à variation continue assure l'adaptation automatique de la vitesse de rotation de l'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage en variant continûment le rapport de démultiplication/transmission de l'arbre 2 d'entraînement à l'arbre 5 mené.
  • L'arbre 2 d'entraînement peut être l'arbre de sortie du groupe 1 d'entraînement, et, le cas échéant, peut être l'arbre moteur. L'arbre 2 d'entraînement peut alternativement être couplé à l'arbre de sortie du groupe 1 d'entraînement soit dans son prolongement, soit de manière décalé par tout moyen adapté à la portée de l'homme du métier.
  • L'arbre 5 mené permet de propager le mouvement issu du groupe 1 d'entraînement en aval de la transmission 7 à variation continue. Il fait donc partie du système de transmission évoqué ci-avant.
  • De préférence, la transmission 7 à variation continue est agencée à la sortie du groupe 1 d'entraînement (i.e. la transmission 7 à variation continue est directement couplée à l'arbre 2 d'entraînement qui forme préférentiellement l'arbre de sortie du groupe 1 d'entraînement ou qui prolonge l'arbre de sortie du groupe 1 d'entraînement) pour avoir un maximum d'effort centrifuge (et donc un maximum de vitesse), ce qui permet de maximiser le fonctionnement de la transmission 7 à variation continue.
  • Il est à présent décrit une réalisation particulière de la transmission 7 à variation continue, comme illustrée sur les figures 1 à 5. Selon cette réalisation, la transmission 7 à variation continue comprend une poulie 8 motrice, une poulie 11 menée, un premier organe 14a de rappel (schématisé en figure 5), un deuxième organe 14b de rappel (figure 5) et une courroie 15 reliant la poulie 8 motrice et la poulie 11 menée. La poulie 8 motrice est montée sur l'arbre 2 d'entraînement et comprend un premier flasque 9 fixe par rapport à l'arbre 2 d'entraînement et un deuxième flasque 10 mobile en translation le long de l'arbre 2 d'entraînement par exemple selon une liaison glissière. Le premier organe 14a de rappel sollicite constamment le deuxième flasque 10 dans une direction opposée au premier flasque 9, tendant ainsi à écarter le deuxième flasque 10 du premier flasque 9. La poulie 11 menée est montée sur l'arbre 5 mené et comprend un troisième flasque 12 fixe par rapport à l'arbre 5 mené et un quatrième flasque 13 mobile en translation le long de l'arbre 5 mené. Le deuxième organe 14b de rappel sollicite constamment le quatrième flasque 13 en direction du troisième flasque 12, tendant ainsi à rapprocher le quatrième flasque 13 du troisième flasque 12.
  • Une telle transmission 7 à variation continue selon cet agencement présente les avantages suivants, notamment en comparaison avec une transmission à variation continue hydraulique qui est une variante possible : la limitation du coût de fabrication de la tirefonneuse 100, la simplicité d'entretien de la tirefonneuse 100, la propreté de la tirefonneuse 100, ainsi que la légèreté de la tirefonneuse 100. En outre, grâce à l'agencement architectural à poulies décrit ci-avant, l'encombrement de la tirefonneuse 100 est réduit ce qui en facilite l'utilisation par un opérateur.
  • Le premier organe 14a de rappel et le deuxième organe 14b de rappel peuvent être un ressort de compression ou bien tout type d'organe de rappel piloté via un actionneur.
  • En figure 5, la fonction du premier organe 14a de rappel est schématisée, le premier organe 14a de rappel pouvant être en réalité logé dans un dôme 41 de la poulie 8 motrice.
  • La courroie 15 peut être en un matériau souple comme par exemple en caoutchouc ou en polymères synthétiques. Le rôle de la courroie 15 est de transmettre le mouvement de la poulie 8 motrice à la poulie 11 menée en les reliant ensemble lorsque l'arbre 2 d'entraînement tourne selon son axe.
  • De manière connue en soi pour une transmission à variation continue, la transmission 7 à variation continue comprenant la poulie 11 menée et la poulie 8 motrice (figures 4 et 5) est notamment telle que :
    • la poulie 8 motrice comprend une gorge 22 délimitée par deux flancs 23, 24 convergeant l'un vers l'autre en direction de l'axe de l'arbre 2 d'entraînement, ces deux flancs 23, 24 étant respectivement délimités par le premier flasque 9 et le deuxième flasque 10 ;
    • la poulie 8 motrice comprend un diamètre primitif variable, orthogonalement à l'axe de l'arbre 2 d'entraînement, dépendant de la largeur de la courroie 15, selon la position du deuxième flasque 10 par rapport au premier flasque 9 ;
    • la poulie 11 menée comprend une gorge 25 délimitée par deux flancs 26, 27 convergeant l'un vers l'autre en direction de l'axe de l'arbre 5 mené et respectivement délimités par le troisième flasque 12 et le quatrième flasque 13 ;
    • la poulie 11 menée comprend un diamètre primitif variable, orthogonalement à l'axe de l'arbre 5 mené, dépendant de la largeur de la courroie 15, selon la position du troisième flasque 12 par rapport au quatrième flasque 13.
  • Le diamètre primitif s'entend comme le diamètre de la poulie correspondante (i.e. la poulie 8 motrice ou la poulie 11 menée) en fond de gorge en fonction de la largeur de la courroie 15.
  • Notamment, le premier flasque 9 est plus proche du moteur 18 du groupe 1 d'entraînement que ne l'est le deuxième flasque 10, et le quatrième flasque 13 est plus proche du moteur 18 du groupe 1 d'entraînement que ne l'est le troisième flasque 12.
  • La transmission 7 à variation continue est avantageusement configurée pour permettre, notamment dans le mode opérationnel, une variation de la valeur de de son rapport de transmission en fonction d'une variation du régime moteur du groupe 1 d'entraînement et/ou d'un couple résistant de l'arbre 5 mené. En effet, dans le mode opérationnel de la tirefonneuse 100, tant lors du vissage que du dévissage de l'attache 101, un point dur, lié au couple résistant provoqué par la coopération de l'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage avec l'attache 101 et se propageant de l'embout 35 à l'arbre 5 mené, peut apparaître. Pour vaincre ce couple résistant (et donc passer le point dur), il est classique d'augmenter le couple moteur du groupe 1 d'entraînement. Cependant, une grande augmentation du couple peut mener à la baisse du régime moteur du groupe 1 d'entraînement, d'où la nécessité de maintenir la puissance du groupe 1 d'entraînement (proportionnelle au couple moteur et à la vitesse de rotation de l'arbre 2 d'entraînement) à une valeur sensiblement constante : ce que permet la transmission 7 à variation continue.
  • L'utilisation de la transmission 7 à variation continue pour diminuer la vitesse de rotation (au moment de passage d'un point dur) en variant la valeur de son rapport de transmission de l'arbre 2 d'entraînement à l'arbre 5 mené permet avantageusement de conserver le régime moteur du groupe 1 d'entraînement. Ainsi, le moteur 18 du groupe 1 d'entraînement peut être maintenu à son régime de fonctionnement optimal afin d'obtenir le meilleur rendement du groupe 1 d'entraînement et une durabilité augmentée (notamment par rapport à la durée de vie du moteur 18 du groupe 1 d'entraînement). Autrement dit, la transmission 7 à variation continue s'adapte, tout en cherchant à tendre à la conservation du régime moteur du groupe 1 d'entraînement, pour vaincre ce couple résistant. Cela reste vrai jusqu'à un point critique où la puissance du groupe 1 d'entraînement est dépassée et la transmission 7 à variation continue ne suffit plus ; bien entendu, il s'agit là d'un cas à éviter car il ne représente pas un fonctionnement normal.
  • En outre, la conservation du régime moteur permet de tendre à assurer une consommation constante du groupe 1 d'entraînement évitant ainsi une surconsommation de ce dernier, par exemple en carburant.
  • Selon un mode de réalisation, le quatrième flasque 13 de la poulie 11 menée est monté par rapport à, et notamment sur, l'arbre 5 mené selon une liaison hélicoïdale. Autrement dit, le quatrième flasque 13 et l'arbre 5 mené présentent un mouvement combiné de rotation et de translation formant une liaison hélicoïdale entre eux. Cette liaison hélicoïdale facilite le passage d'un point dur tout en tendant à éviter une baisse du régime moteur du groupe 1 d'entraînement dans le mode opérationnel.
  • Il résulte de ce qui a été décrit ci-avant un besoin de mettre en oeuvre de manière adaptée la liaison hélicoïdale. A cet effet, comme il est possible de le voir sur les figures 3 à 6, la transmission 7 à variation continue comprend au moins une rampe 17 de guidage, fixe par rapport à l'arbre 5 mené, au contact de laquelle est placé un organe 16 de contact appartenant au quatrième flasque 13 de sorte à définir, avec la mobilité en translation du quatrième flasque 13 le long de l'arbre 5 mené, la liaison hélicoïdale. La rampe 17 de guidage, du fait qu'elle soit fixe par rapport à l'arbre 5 mené, participe notamment à l'entraînement en rotation de l'arbre 5 mené.
  • En fonction de la rampe 17 de guidage, la rotation permise du quatrième flasque 13 autour de l'arbre 5 mené est limitée en amplitude, tout comme d'ailleurs l'amplitude en translation du quatrième flasque 13 le long de l'arbre 5 mené. Ces amplitudes sont adaptées pour l'application et dépendront notamment des caractéristiques de la transmission 7 à variation continue.
  • L'utilisation de l'organe 16 de contact et de la rampe 17 de guidage permet d'ajuster la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue en l'augmentant ou en le diminuant pour tendre à faire disparaître le couple résistant et passer le point dur associé lors du vissage ou du dévissage de l'attache 101 sans nécessiter obligatoirement une variation du régime moteur du groupe 1 d'entraînement en cas de pic de couple qui pourrait mener, le cas échéant, au calage du groupe 1 d'entraînement.
  • Selon un exemple de réalisation tel qu'il est possible de le déduire des figures 6, 7 et 8, la transmission 7 à variation continue comprend trois rampes 17 de guidage destinées chacune à coopérer par contact avec un organe 16 de contact correspondant du quatrième flasque 13 (i.e. le quatrième flasque comprend trois organes 16 de contact). Le nombre de rampes 17 de guidage et d'organes 16 de contact peut être adapté pour rendre la conception plus robuste (plus le nombre de rampes 17 de guidage et d'organes 16 de contact augmente, plus les efforts de contact entre les rampes 17 de guidage et les organes 16 de contact sont réduits).
  • La ou chaque rampe 17 de guidage peut être formée dans une pièce 28, aussi appelée « came » dans le domaine (figure 8), par exemple moulée ou usinée. La pièce 28 est fixée à l'arbre 5 mené.
  • Le ou chaque organe 16 de contact peut adopter la forme d'un doigt ménagé du côté d'une première face du quatrième flasque 13 opposée à une deuxième face du quatrième flasque 13 participant à délimiter la gorge 25 de la poulie 11 menée.
  • Le deuxième organe 14b de rappel peut être un ressort de compression traversé par l'arbre 5 mené et prenant appui, d'une part, contre le quatrième flasque 13 et, d'autre part, contre la pièce 28 évoquée ci-avant.
  • Bien entendu, la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue est variable suivant la vitesse de rotation d'entrée, i.e. celle de l'arbre 2 d'entraînement sur lequel est montée la poulie 8 motrice.
  • Il est à présent décrit un schéma de fonctionnement préféré de la transmission 7 à variation continue du côté de la poulie 8 motrice et du côté de la poulie 11 menée.
  • Selon ce schéma de fonctionnement préféré, vu du côté de la poulie 8 motrice, la poulie 8 motrice est conçue de telle sorte que le premier flasque 9 du côté du groupe 1 d'entraînement soit fixe sur l'arbre 2 d'entraînement et que le deuxième flasque 10 soit mobile en translation suivant l'axe de rotation de l'arbre 2 d'entraînement, notamment selon une liaison glissière. Il y a alors trois modes de fonctionnement au niveau de la poulie 8 motrice :
    • un premier mode de fonctionnement dans lequel la transmission 7 à variation continue est au repos (i.e. qu'elle ne tourne pas car le groupe 1 d'entraînement est à l'arrêt) : un ressort (i.e. le premier organe 14a de rappel) de la poulie 8 motrice pousse sur les premier et deuxième flasques 9, 10 pour les séparer, la courroie 15 est libre et il n'y a pas de transmission ;
    • un deuxième mode de fonctionnement dans lequel la vitesse de l'arbre 2 d'entraînement est strictement inférieure à la vitesse d'enclenchement de la transmission 7 à variation continue ; la rotation de la poulie 8 motrice provoque une force centrifuge qui agit sur des masselottes/cames de la poulie 8 motrice (par exemple logées dans le dôme 41) ; les masselottes/cames viennent appuyer sur le deuxième flasque 10 et pousser contre le ressort de la poulie 8 motrice ; la vitesse étant encore trop faible, l'effort presseur des masselottes/cames n'est pas suffisant pour vaincre le ressort de la poulie 8 motrice, les premier et deuxième flasques 9, 10 restent donc séparés et il n'y a pas d'entraînement de la poulie 11 menée via la courroie 15 ;
    • un troisième mode de fonctionnement dans lequel la vitesse de l'arbre 2 d'entraînement est strictement supérieure à la vitesse d'enclenchement de la transmission 7 à variation continue, l'effort presseur des cames/masselottes est suffisant pour vaincre le ressort de la poulie 8 motrice et le deuxième flasque 10 est donc poussé vers le premier flasque 9 ; il y a alors entraînement de la courroie 15 et la transmission commence (i.e. la poulie 11 menée se met en rotation entraînant ainsi l'arbre 5 mené) ; plus la vitesse de rotation de l'arbre 2 d'entraînement augmente, plus le deuxième flasque 10 se rapproche du premier flasque 9, ce qui grâce à l'inclinaison des flancs 23, 24 de la gorge 22 de la poulie 8 motrice, a pour conséquence de faire varier le diamètre primitif de la poulie 8 motrice et donc la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue ; plus la vitesse de l'arbre 2 d'entraînement augmente, plus le diamètre primitif de la poulie 8 motrice augmente et plus la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue diminue ce qui provoque une accélération de l'arbre 5 mené.
  • Le deuxième mode de fonctionnement n'est pas obligatoire, mais il permet à la transmission 7 à variation continue de remplir le rôle d'un embrayage centrifuge. Certaines transmissions à variation continue ont ce deuxième mode, d'autres ne l'ont pas et l'entraînement se fait directement sans passer par cette phase d'accélération où la vitesse de l'arbre 2 d'entraînement doit dépasser la vitesse d'enclenchement de la transmission 7 à variation continue.
  • Selon ce schéma de fonctionnement préféré, vu du côté de la poulie 11 menée, la poulie 11 menée comprend deux flancs 26, 27 (délimités par les troisième et quatrième flasques 12, 13. Cette fois ci, c'est le quatrième flasque 13, côté groupe 1 d'entraînement, qui est mobile, notamment selon une liaison hélicoïdale, par rapport à l'arbre 5 mené tandis que le troisième flasque 12 est fixe par rapport à l'arbre 5 mené ; cette inversion du mouvement vis-à-vis des premier et deuxième flasques 9, 10 permet de maintenir la courroie 15 sur le même plan et constamment plaquée entre les troisième et quatrième flasques 12, 13 de la poulie 11 menée. Le mouvement du quatrième flasque 13 est opposé au mouvement du deuxième flasque 10, c'est-à-dire que lorsque les premier et deuxième flasques 9, 10 se rapprochent, les troisième et quatrième flasques 12, 13 s'éloignent, et inversement ; si les flasques mobiles étaient du même côté, la courroie 15 ne serait plus plaquée correctement lorsque le deuxième flasque 10 de la poulie 8 motrice s'éloignerait et il n'y aurait plus de transmission. Pour cette poulie 11 menée, les troisième et quatrième flasques 12, 13 sont constamment sollicités l'un en direction de l'autre sous l'action d'un ressort de la poulie 11 menée (i.e. le deuxième organe 14b de rappel). Le mouvement du quatrième flasque 12 a lieu lorsque, sous l'effet des cames/masselottes de la poulie 8 motrice, la courroie 15 se tend et tire sur le quatrième flasque 13 de la poulie 11 menée, ce qui résulte dans un effort sur les flancs 26, 27 inclinés de la poulie 11 menée et vient lutter contre le ressort de la poulie 11 menée. Il y a alors quatre modes de fonctionnement au niveau de la poulie 11 menée :
    • un premier mode de fonctionnement dans lequel la transmission 7 à variation continue est au repos, comme les masselottes de la poulie 8 motrice n'ont pas vaincu l'effort du ressort de la poulie 8 motrice, la courroie 15 n'est pas tendue : les troisième et quatrième flasques 12, 13 restent proximaux, par exemple plaqués l'un contre l'autre ;
    • un deuxième mode de fonctionnement dans lequel la vitesse de l'arbre 2 d'entraînement est strictement inférieure à la vitesse d'enclenchement de la transmission 7 à variation continue : comme les masselottes de la poulie 8 motrice n'ont pas vaincu l'effort du ressort de la poulie 8 motrice, les troisième et quatrième flasques 12, 13 restent proximaux, par exemple plaqués l'un contre l'autre ;
    • un troisième mode de fonctionnement dans lequel la vitesse de l'arbre 2 d'entraînement est strictement supérieure à la vitesse d'enclenchement de la transmission 7 à variation continue : les masselottes/cames de la poulie 8 motrice ont vaincu l'effort du ressort de la poulie 8 motrice ; le deuxième flasque 10 vient se plaquer sur la courroie 15 qui grimpe sur son flanc incliné ; la courroie 15 se tend et tire sur les flancs 26, 27 de la poulie 11 menée et vainc l'effort du ressort de la poulie 11 menée ce qui met en mouvement le quatrième flasque 13 et réduit le diamètre primitif de la poulie 11 menée ; plus la vitesse de l'arbre 2 d'entraînement augmente et plus le diamètre primitif de la poulie 11 menée diminue ; donc plus la vitesse de l'arbre 2 d'entraînement augmente, plus la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue diminue ;
    • un quatrième mode de fonctionnement dans lequel la poulie 11 menée voit/subit un couple résistant, la poulie 11 menée dispose d'un système permettant de s'adapter aux couples résistants, à cet effet, le mouvement du quatrième flasque 13 est indexé sur la rampe 17 de guidage (rampe hélicoïdale participant à former la liaison hélicoïdale) qui a pour but de repousser le quatrième flasque 13 vers le troisième flasque 12 (et donc de faire ré-augmenter la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue) ; le principe est que la rampe 17 de guidage est fixe par rapport à l'arbre 5 mené tandis que le quatrième flasque 13 est libre en rotation selon une amplitude prédéterminée ; sa rotation est arrêtée par un patin (l'organe 16 de contact) qui vient glisser sur la rampe 17 de guidage ; si le couple résistant est suffisamment faible, sous l'effet de la tension de la courroie 15 qui pousse le quatrième flasque 13, ce dernier va se visser le long de la rampe 17 de guidage et le diamètre primitif de la poulie 11 menée va se réduire et la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue diminue ; si maintenant le couple résistant augmente, la rampe 17 de guidage va subir un frein à sa rotation, tandis que là le quatrième flasque 13 continue de tourner, il y a donc un mouvement relatif qui va permettre au quatrième flasque 13 de glisser le long de la rampe 17 de guidage ; en suivant la rampe 17 de guidage, le quatrième flasque 13 va tendre à se rapprocher du troisième flasque 12 par exemple jusqu'à se plaquer contre le troisième flasque 12, ce qui va faire augmenter le diamètre primitif de la poulie 11 menée, et donc faire augmenter la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue, cette hausse de la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue va se poursuivre jusqu'à ce que le couple résistant sur la transmission disparaisse, ou s'il ne disparait pas, jusqu'à ce que le groupe 1 d'entraînement cale ou que la courroie 15 patine (cas où le couple résistant est supérieur au couple de la transmission).
  • Le schéma de fonctionnement préféré décrit ci-dessus n'est pas limitatif dans le sens où sa description vaut pour un mode de réalisation particulier de la tirefonneuse 100. Certaines transmissions à variation continue peuvent être plus petites et compactes et/ou peuvent être plus simples dans leur fonctionnement et/ou ne disposent pas de la rampe 17 de guidage qui permet une variation de la valeur du rapport de transmission de la transmission 7 à variation continue suivant le couple résistant. Ces systèmes simplifiés sont simplement pilotés par la variation du régime moteur (le moteur 18 va ralentir en cas de pic de couple). Qui plus est, certaines transmissions à variation continue ne permettent pas à la courroie 15 d'être libre lorsque que le régime moteur est faible ; ces systèmes doivent être couplés avec un embrayage centrifuge.
  • Il a été décrit ci-avant un mode de réalisation particulier de transmission à variation continue à courroie, et notamment commandée de manière interne via des premier et deuxième organes de rappel de type ressort et des masselottes/cames. Alternativement, la transmission 7 à variation continue peut être choisie parmi :
    • une transmission 7 à variation continue à courroie avec pilotage externe (en utilisant un actionneur pneumatique, électrique ou hydraulique par exemple en remplacement des premier et deuxième organes de rappel de type ressort et des masselottes/cames) ;
    • une transmission 7 à variation continue hydraulique par exemple avec un visco-coupleur ou un convertisseur de couple ;
    • une transmission 7 à variation continue mécanique par exemple toroïdale, conique, ou par train épicycloïdal.
  • Selon un mode réalisation, la tirefonneuse 100 comprend un inverseur 29 de sens de rotation de l'embout 35 (figure 4). Cela permet d'adapter le fonctionnement de la tirefonneuse 100 pour visser ou dévisser l'attache 101 en choisissant le sens de rotation de l'embout 35. L'inverseur 29 de sens est notamment un composant, par exemple mécanique, du système de transmission et se situe après la transmission 7 à variation continue sur le chemin de propagation du mouvement entre le groupe 1 d'entraînement et l'embout 35.
  • Comme illustré sur les figures de 1 à 5 et 9, la tirefonneuse 100 peut comprendre un dispositif 4 de transmission comprenant :
    • un arbre d'entrée formé par l'arbre 5 mené ou couplé à l'arbre 5 mené par exemple dans son prolongement, et
    • un arbre 6 de sortie formant alors notamment un composant, par exemple mécanique, du système de transmission évoqué ci-avant.
  • L'arbre 6 de sortie est en lien, par exemple mécanique, avec l'embout 35 pour l'entraîner en rotation dans le mode opérationnel. En outre, le dispositif 4 de transmission comprend l'inverseur 29 de sens de rotation de l'embout 35 configuré pour présenter sélectivement :
    • un premier mode de fonctionnement dans lequel l'arbre 5 mené est couplé, par exemple mécaniquement, à l'arbre 6 de sortie pour entraîner l'embout 35 dans un premier sens F1 de rotation ;
    • un deuxième mode de fonctionnement dans lequel l'arbre 5 mené est couplé, par exemple mécaniquement, à l'arbre 6 de sortie pour entraîner l'embout 35 dans un deuxième sens F2 de rotation opposé au premier sens F1 de rotation.
  • Selon un mode de réalisation, l'inverseur 29 de sens de rotation de l'embout 35 peut être commandé depuis un sélecteur par exemple situé à/formé par l'une des poignées 20, 21 de commande de la tirefonneuse 100. Les poignées 20, 21 étant agencées chacune en extrémité d'un bras correspondant du poste 34 de commande, l'un des bras peut être mobile et forme ainsi le sélecteur de sorte que la position dudit bras puisse induire la commande adaptée de l'inverseur 29 de sens.
  • Le dispositif 4 de transmission permet notamment de choisir le sens de rotation de l'embout 35 de la tête 3 de tirefonnage en aval de la transmission 7 à variation continue selon le sens de propagation du mouvement de rotation entre le groupe 1 d'entraînement et la tête 3 de tirefonnage. Ce positionnement spécifique permet d'éviter les à-coups liés à l'inversion du sens de rotation et de rendre ainsi le fonctionnement de la tirefonneuse 100 plus fluide.
  • Selon un mode de réalisation, la tirefonneuse 100 peut comprendre une boîte 40 à une unique vitesse formant un réducteur placé en aval de la transmission 7 à variation continue et en amont de la tête 3 de tirefonnage notamment sur le chemin de propagation du mouvement (figure 4), ou placé dans la tête 3 de tirefonnage. Cette boîte 40 peut être intégrée dans le dispositif 4 de transmission entre l'arbre d'entrée et l'arbre 6 de sortie de sorte que dans le premier et le deuxième mode de fonctionnement le couplage entre l'arbre d'entrée et l'arbre 6 de sortie se fasse au moins par l'intermédiaire de l'inverseur 29 de sens et de la boîte 40. Si le groupe 1 d'entraînement est assez puissant, la boîte 40 à une seule vitesse peut suffire.
  • Dans le cas où la tirefonneuse 100 comprend la boîte 40 à une unique vitesse, la transmission 7 à variation continue est, de préférence, configurée pour adapter la vitesse de rotation de l'embout 35 entre une première vitesse de rotation et une deuxième vitesse de rotation, par exemple la première vitesse de rotation est égale à 70 tr/min et la deuxième vitesse de rotation est égale à 250 tr/min.
  • Selon un mode de réalisation, la tirefonneuse 100 comprend une boîte 30 de vitesses comprenant un premier rapport de transmission et un deuxième rapport de transmission, la boîte 30 de vitesses étant distincte de la transmission 7 à variation continue. La tirefonneuse 100 est alors configurée pour engager sélectivement, soit manuellement en utilisant un levier (non représenté) s'étendant depuis la boîte 30 de vitesses soit automatiquement sur commande d'un actionneur (non représenté) par exemple agencé sur l'une des poignées 20, 21, le premier rapport ou le deuxième rapport de sorte à influer sur la vitesse de rotation de l'embout 35. Avantageusement, en combinant la transmission 7 à variation continue avec une boîte 30 de vitesses à deux rapports de transmission, cela permet d'augmenter la diversité de choix des moteurs utilisables. Il sera alors possible de réduire la puissance du moteur 18 du groupe 1 d'entraînement en vue d'alléger la tirefonneuse 100.
  • Selon un mode de réalisation, le dispositif 4 de transmission comprend les premier et deuxième rapports de transmission. Chacun des premier et deuxième modes de fonctionnement du dispositif 4 de transmission comprend un premier état, dans lequel le premier rapport est engagé entre l'arbre 5 mené et l'arbre 6 de sortie, et un deuxième état, dans lequel le deuxième rapport est engagé entre l'arbre 5 mené et l'arbre 6 de sortie. Autrement dit, la boîte 30 de vitesses peut être intégrée au dispositif 4 de transmission et est couplée, dans le premier mode de fonctionnement et dans le deuxième mode de fonctionnement à l'arbre d'entrée et à l'arbre 6 de sortie.
  • Il est aussi possible que la boîte 30 de vitesses soit intégrée dans la tête de tirefonnage.
  • L'utilisation des premier et deuxième rapports de transmission permet de monter au sein de la tirefonneuse 100 un moteur de plus faible puissance, ce qui réduit les coûts de la motorisation et la consommation énergétique (essence, électricité ou autre) et allège la tirefonneuse.
  • Selon un mode de réalisation et dans le mode opérationnel de la tirefonneuse 100, la transmission 7 à variation continue est configurée pour adapter la vitesse de rotation de l'embout 35 entre une première vitesse de rotation et une deuxième vitesse de rotation dans le premier état de fonctionnement, par exemple la première vitesse de rotation est égale à 70 tr/min et la deuxième vitesse est égale à 250 tr/min ; dans le deuxième état de fonctionnement, la transmission 7 à variation continue est configurée pour adapter la vitesse de rotation de l'embout 35 entre une troisième vitesse de rotation et une quatrième vitesse de rotation, par exemple la troisième vitesse de rotation est égale à 35 tr/min et la quatrième vitesse de rotation est égale à 125 tr/min. Ce mode de réalisation permet de passer un ou des points durs sans avoir à changer de rapport entre le premier rapport et le deuxième rapport. L'opérateur pourra sélectionner le premier rapport au cours du vissage pour mettre en oeuvre la phase de serrage ou au cours du dévissage pour mettre en oeuvre la phase de desserrage, ensuite pour le reste du vissage ou du dévissage le deuxième rapport sera suffisant et s'adaptera pour optimiser la productivité de travail automatiquement.
  • Par « entre deux vitesses » associées à des valeurs de vitesse, il est entendu que la plage définie entre ces deux valeurs s'entend bornes incluses.
  • Selon un mode de réalisation, la transmission 7 à variation continue est couplée, par exemple mécaniquement, et directement à un premier arbre et à un deuxième arbre de sorte que la rotation du premier arbre entraîne, via la transmission 7 à variation continue, le deuxième arbre, le premier arbre et le deuxième arbre étant décalés. Par « décalé », il est ici entendu que les premier et deuxième arbres ne sont pas alignés l'un à l'autre ou coïncidant/coaxiaux. Le premier arbre peut être, dans l'exemple de réalisation décrit des figures 3 à 5, l'arbre 2 d'entraînement et le deuxième arbre peut être l'arbre 5 mené. Ainsi, le groupe 1 d'entraînement, la transmission 7 à variation continue et le dispositif 4 de transmission peuvent être agencés de différentes manières ce qui augmente le champ des possibles en terme de structure de la tirefonneuse 100. Par exemple, en figure 3, la tirefonnseuse 100 est telle que le groupe 1 d'entraînement, la transmission 7 à variation continue, et l'arbre mené 5 notamment associé au dispositif 4 de transmission forment un C (schématiquement représenté en figure 9), notamment ouvert en direction du poste 34 de commande (non représenté en figure 9) ; cela permet par exemple de rapprocher le groupe 1 d'entraînement de l'opérateur qui peut plus aisément interagir avec le groupe 1 d'entraînement par exemple :
    • avec un lanceur 31 (notamment visible en figures 1, 2, 3 et 5) du groupe 1 d'entraînement permettant de lancer le moteur 18 du groupe 1 d'entraînement ;
    • avec un réservoir 32 (notamment visible en figures 1 à 5) du groupe 1 d'entraînement pour le remplir de carburant si le moteur 18 est un moteur thermique alimenté en carburant par le réservoir 32.
  • Selon d'autres modes de réalisation, le groupe 1 d'entraînement, la transmission 7 à variation continue et l'arbre 5 mené peuvent être montés selon des architectures en Z ou en L. Les emplacements du groupe 1 d'entraînement et de la transmission 7 à variation continue varient selon l'architecture considérée.
  • Par exemple, pour l'architecture en C déjà évoqué ci-avant, le groupe 1 d'entraînement peut être à l'aplomb de l'arbre 5 mené dans le mode opérationnel et la transmission 7 à variation continue relie l'arbre mené 5 au groupe 1 d'entraînement. Cette architecture permet de limiter la longueur de la tirefonneuse 100, l'encombrement de la tirefonneuse 100 est ainsi limité.
  • Par exemple, pour l'architecture en Z, comme le montre la figure 10, l'emplacement du groupe 1 d'entraînement est tel que ce dernier forme une première extrémité de la tirefonneuse 100 opposée à une deuxième extrémité de la tirefonneuse 100 que forme la tête 3 de tirefonnage. On retrouve alors selon la longueur de la tirefonneuse 100 le groupe 1 d'entraînement, la transmission 7 à variation continue, l'arbre 5 mené et la tête 3 de tirefonnage. Cette architecture permet une bonne latitude dans le cadre de l'ajustement du centre de gravité de la tirefonneuse 100.
  • Par exemple, pour l'architecture en L, comme le montre la figure 11, les emplacements du groupe 1 d'entraînement, de la transmission 7 à variation continue et de l'arbre 5 mené peuvent être tels qu'ils se superposent selon une direction donnée par la hauteur dans le mode opérationnel. Ceci permet par exemple d'utiliser un groupe 1 d'entraînement dont l'arbre de sortie serait orienté vers le bas dans une configuration d'utilisation du groupe 1 d'entraînement.
  • Selon d'autres modes de réalisation et selon la solution envisagée, l'agencement d'éléments de la tirefonneuse 100, participant à la propagation du mouvement de rotation depuis l'arbre 2 d'entraînement et jusqu'à l'embout 35, peut varier en matière d'ordre de positionnement de ces éléments du moment qu'ils assurent leur fonction. Par exemple, le dispositif 4 de transmission et la transmission 7 à variation continue peuvent présenter des ordres d'agencement différents que celui décrit ci-avant le long du chemin de propagation du mouvement.
  • Lorsque le moteur 18 est un moteur électrique ou hydraulique, ce dernier peut directement inverser son sens de rotation. Dès lors, l'inverseur 29 évoqué ci-avant n'est plus nécessaire et n'est donc pas présent au sein de la tirefonneuse 100 en aval du moteur 18 selon le chemin de propagation du mouvement. Dans ce cas, la transmission 7 à variation continue sera adaptée pour fonctionner quel que soit le sens de rotation de l'arbre 2 d'entraînement.
  • La tête 3 de tirefonnage peut comprendre un renvoi 33 d'angle, notamment visible en figure 4, permettant de propager le mouvement de rotation souhaité à l'embout 35 alors orienté vers le sol S en figure 2. En fait, la tête 3 de tirefonnage peut comprendre un arbre 36 d'entrée couplé à l'arbre 6 de sortie du dispositif 4 de transmission, le renvoi 33 d'angle qui peut assurer une réduction et être agencé dans un carter 38, et un arbre 37 de sortie, connecté au renvoi d'angle 33 dans le carter 38, au bout duquel est agencé l'embout 35. Dans ce cas, et comme illustré en figure 4, le dispositif 4 de transmission est à distance du carter 38.
  • Selon un mode de réalisation non représenté, le dispositif 4 de transmission peut être situé dans le carter 38 ou fixé sur le carter 38 (le dispositif 4 de transmission est ainsi intégré dans la tête 3 de tirefonnage).
  • Les modes de réalisation décrits ci-avant peuvent, le cas échéant, être combinés.
  • La présente invention trouve une application industrielle dans le domaine des voies ferrées, notamment en permettant à un opérateur d'accélérer le vissage ou le dévissage d'attache(s) 101.

Claims (13)

  1. Tirefonneuse (100) comprenant :
    • une tête (3) de tirefonnage comprenant un embout (35) apte à visser ou dévisser une attache (101) de voie (102) ferrée ;
    • un groupe (1) d'entraînement pour entraîner l'embout (35) en rotation ;
    caractérisée en ce que la tirefonneuse (100) comprend une transmission (7) à variation continue configurée pour adapter automatiquement la vitesse de rotation de l'embout (35) dans un mode opérationnel de la tirefonneuse (100), la transmission (7) à variation continue étant, dans le mode opérationnel, en lien avec le groupe (1) d'entraînement et la tête (3) de tirefonnage.
  2. Tirefonneuse (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que :
    • la tirefonneuse (100) comprend un arbre (2) d'entraînement et un arbre (5) mené ;
    • la transmission (7) à variation continue est couplée, d'une part, à l'arbre (2) d'entraînement et, d'autre part, à l'arbre (5) mené, l'arbre (5) mené étant couplé à l'embout (35) dans le mode opérationnel.
  3. Tirefonneuse (100) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la transmission (7) à variation continue comprend :
    • une poulie (8) motrice montée sur l'arbre (2) d'entraînement, la poulie (8) motrice comprenant un premier flasque (9) fixe par rapport à l'arbre (2) d'entraînement et un deuxième flasque (10) mobile en translation le long de l'arbre (2) d'entraînement ;
    • une poulie (11) menée montée sur l'arbre (5) mené, la poulie (11) menée comprenant un troisième flasque (12) fixe par rapport à l'arbre (5) mené et un quatrième flasque (13) mobile en translation le long de l'arbre (5) mené ;
    • un premier organe (14a) de rappel sollicitant constamment le deuxième flasque (10) dans une direction opposée au premier flasque (9) ;
    • un deuxième organe (14b) de rappel sollicitant constamment le quatrième flasque (13) en direction du troisième flasque (12) ;
    • une courroie (15) reliant la poulie (8) motrice et la poulie (11) menée.
  4. Tirefonneuse (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisée en ce que la transmission (7) à variation continue est configurée pour permettre une variation de la valeur de son rapport de transmission en fonction d'une variation du régime moteur du groupe (1) d'entraînement et/ou d'un couple résistant de l'arbre (5) mené.
  5. Tirefonneuse (100) selon la revendication 3 ou selon la revendication 3 et 4, caractérisée en ce que le quatrième flasque (13) est monté par rapport à l'arbre (5) mené selon une liaison hélicoïdale.
  6. Tirefonneuse (100) selon la revendication 5, caractérisée en ce que la transmission (7) à variation continue comprend au moins une rampe de guidage (17), fixe par rapport à l'arbre (5) mené, au contact de laquelle est placé un organe (16) de contact appartenant au quatrième flasque (13) de sorte à définir, avec la mobilité en translation du quatrième flasque (13) le long de l'arbre (5) mené, la liaison hélicoïdale.
  7. Tirefonneuse (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un inverseur (29) de sens de rotation de l'embout (35).
  8. Tirefonneuse (100) selon les revendications 2 et 7, caractérisée en ce que la tirefonneuse (100) comprend un dispositif (4) de transmission comprenant :
    • un arbre d'entrée formé par l'arbre (5) mené ou couplé à l'arbre (5) mené, et
    • un arbre (6) de sortie, l'arbre (6) de sortie étant en lien avec l'embout (35) pour l'entraîner en rotation dans le mode opérationnel,
    le dispositif (4) de transmission comprenant l'inverseur (29) configuré pour présenter sélectivement :
    • un premier mode de fonctionnement dans lequel l'arbre (5) mené est couplé à l'arbre (6) de sortie pour entraîner l'embout (35) dans un premier sens (F1) de rotation ;
    • un deuxième mode de fonctionnement dans lequel l'arbre (5) mené est couplé à l'arbre (6) de sortie pour entraîner l'embout (35) dans un deuxième sens (F2) de rotation opposé au premier sens (F1) de rotation.
  9. Tirefonneuse (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la tirefonneuse (100) comprend une boîte (40) à une unique vitesse formant un réducteur placé en aval de la transmission (7) à variation continue et en amont de la tête (3) de tirefonnage, ou placé dans la tête (3) de tirefonnage.
  10. Tirefonneuse (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la tirefonneuse (100) comprend une boîte (30) de vitesses comprenant un premier rapport de transmission et un deuxième rapport de transmission, la boîte (30) de vitesses étant distincte de la transmission (7) à variation continue, et en ce que la tirefonneuse (100) est configurée pour engager sélectivement le premier rapport ou le deuxième rapport de sorte à influer sur la vitesse de rotation de l'embout (35).
  11. Tirefonneuse (100) selon la revendication 10 et la revendication 8, caractérisée en que le dispositif (4) de transmission comprend les premier et deuxième rapports de transmission et en ce que chacun des premier et deuxième modes de fonctionnement du dispositif (4) de transmission comprend :
    • un premier état dans lequel le premier rapport est engagé entre l'arbre (5) mené et l'arbre (6) de sortie ;
    • un deuxième état dans lequel le deuxième rapport est engagé entre l'arbre (5) mené et l'arbre (6) de sortie.
  12. Tirefonneuse (100) selon la revendication 11, caractérisée en ce que la transmission (7) à variation continue est configurée pour, dans le mode opérationnel :
    • adapter la vitesse de rotation de l'embout (35) entre une première vitesse de rotation et une deuxième vitesse de rotation dans le premier état de fonctionnement, par exemple la première vitesse de rotation est égale à 70 tr/min et la deuxième vitesse de rotation est égale à 250 tr/min ;
    • adapter la vitesse de rotation de l'embout (35) entre une troisième vitesse de rotation et une quatrième vitesse de rotation dans le deuxième état de fonctionnement, par exemple la troisième vitesse de rotation est égale à 35 tr/min et la quatrième vitesse de rotation est égale à 125 tr/min.
  13. Tirefonneuse (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en que la transmission (7) à variation continue est couplée directement à un premier arbre et à un deuxième arbre de sorte que, dans le mode opérationnel, la rotation du premier arbre entraîne, via la transmission (7) à variation continue, le deuxième arbre, le premier arbre et le deuxième arbre étant décalés.
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