| (19) |
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(11) |
EP 1 591 206 B1 |
| (12) |
FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
| (45) |
Mention de la délivrance du brevet: |
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11.02.2015 Bulletin 2015/07 |
| (22) |
Date de dépôt: 01.04.2005 |
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| (54) |
Outil, notamment clé, dynamométrique et procédé de détection de rupture d'équilibre
lors d'un serrage au couple
Drehmoment-Werkzeug, insbesondere Schlüssel und Verfahren zur Detektion des Endes
eines Gleichgewichtszustands während der Aufbringung eines Drehmoments
Torque tool, especially wrench, and method of detecting loss of equilibrium during
a tightening operation
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| (84) |
Etats contractants désignés: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI
SK TR |
| (30) |
Priorité: |
09.04.2004 FR 0403722 09.04.2004 FR 0403724
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| (43) |
Date de publication de la demande: |
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02.11.2005 Bulletin 2005/44 |
| (73) |
Titulaire: Stanley Works (Europe) GmbH |
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8600 Dübendorf (CH) |
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| (72) |
Inventeurs: |
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- Cupif, Bertrand
92160 Antony (FR)
- Praudel, Philippe
91160 Longjumeau (FR)
- Vecchio, Jocelyn
94400 Vitry Sur Seine (FR)
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| (74) |
Mandataire: Kavanagh, Benjamin et al |
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Stanley Black & Decker
European Patent Department
210 Bath Road Slough, Berkshire SL1 3YD Slough, Berkshire SL1 3YD (GB) |
| (56) |
Documents cités: :
EP-A- 1 038 638 DE-A- 10 226 134 US-A- 4 110 829 US-A- 4 562 746 US-A1- 2004 003 683
|
EP-A- 1 068 931 FR-A- 2 842 449 US-A- 4 426 887 US-A- 6 138 539 US-B1- 6 276 243
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 09, 30 septembre 1996 (1996-09-30) & JP 08
118251 A (TONICHI SEISAKUSHO:KK), 14 mai 1996 (1996-05-14)
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication
de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition
au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition
doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement
de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention concerne un outil selon le préambule de la revendication 1,
notamment une clé, dynamométrique mécanique à application manuelle du couple comprenant
des moyens mécaniques aptes à fournir un couple de torsion prédéterminé à une partie
d'entraînement destinée à coopérer avec un organe de vissage pour entraîner un élément
de fixation, lesdits moyens mécaniques étant en équilibre sous l'action de moyens
de sollicitation adaptés, lesdits moyens mécaniques étant libérables par rupture d'équilibre,
et des moyens de détection de la rupture d'équilibre.
[0002] L'invention concerne également un procédé de détection de rupture d'équilibre selon
le préambule de la revendication 17 et un procédé de serrage selon le préambule de
la revendication 21.
[0003] Un tel outil et de tels procédés sont connus du document
FR 2 842 449 A.
[0004] De manière connue, les opérations de serrage d'éléments de fixation dans le milieu
industriel demandent de plus en plus de traçabilité, c'est à dire la connaissance
de l'ensemble des informations et des mesures permettant de suivre et retrouver rapidement
les étapes du processus.
[0005] Pour les opérations de serrage, les constructeurs d'outils dynamométriques proposent
des outils mécaniques, dont le principe est basé sur une rupture d'équilibre fortement
perceptible, permettant de détecter la rupture d'équilibre par un dispositif comportant
un circuit électrique pourvu d'un moyen de commutation dont l'état est modifié par
la rupture d'équilibre, et d'une unité de traitement, adaptée pour exploiter l'information
relative à l'état dudit moyen de commutation. L'ensemble du dispositif de détection
est généralement logé dans un boîtier fixé extérieurement au corps de l'outil.
[0006] Une telle construction ne donne pas entière satisfaction, du fait que le boîtier
définit une protubérance en périphérie du corps de l'outil, potentiellement gênante
pour l'introduction de l'outil dans un organe mécanique sur lequel l'opérateur intervient.
[0007] En outre, une telle construction utilise un interrupteur miniature dont la durée
de vie est relativement faible, et qui pose des problèmes de fiabilité lorsqu'il est
soumis à de brusques actionnements, ce qui est généralement le cas pour les outils
à rupture d'équilibre mécanique.
[0008] Les dispositifs connus ont également pour inconvénient de ne pas prendre en compte
le phénomène de sur-couple exercé lors de l'opération de serrage au couple, une fois
l'équilibre rompu. Cette valeur de sur-couple peut atteindre 50% du couple de consigne
prédéterminé dans certaines conditions d'utilisation de la clé.
[0009] En outre, l'utilisation de clés dynamométriques électroniques n'est pas souhaitée
sur les chaînes de montage car aucune sensation physique de dépassement du couple
de serrage n'est perceptible.
[0010] Un but principal est de remédier à ces inconvénients, et de fournir un outil dynamométrique
mécanique dont l'encombrement n'augmente pas et dont la fiabilité est accrue.
[0011] Un autre but est de fournir un outil dynamométrique mécanique améliorant la traçabilité
des opérations de serrage au couple, en prenant en compte le phénomène de sur-couple.
[0012] A cet effet, dans un outil dynamométrique mécanique suivant l'invention, les moyens
de détection de la rupture d'équilibre mécanique comprennent des moyens de mesure
qui fournissent un signal correspondant à la mesure du couple appliqué à l'élément
de fixation, des moyens de traitement électronique dudit signal et des moyens de traitement
par calcul de données issues du traitement électronique dudit signal.
[0013] Suivant d'autres caractéristiques de l'invention :
- les moyens de calcul détectent le moment de la rupture d'équilibre mécanique par calcul
de dérivé de la valeur de mesure du couple par rapport au temps.
- les moyens de calcul détectent la rupture d'équilibre mécanique par calcul d'intersection
d'une première et d'une seconde courbes, la première courbe représentant la valeur
de mesure du couple par rapport au temps, la seconde courbe étant identique à la première
avec un décalage faible et positif dans le temps;
- les moyens de traitement électronique du signal et les moyens de calcul sont disposés
à l'intérieur de la clé ;
- la clé comporte en outre des moyens de transmission de la mesure du couple de serrage
maximum appliqué à l'élément de fixation à une station extérieure à l'outil, et en
ce que la dite station affiche la valeur de couple de serrage maximum appliqué à l'élément
de fixation ;
- la clé comporte en outre des moyens de transmission de la mesure du couple de serrage
maximum appliqué à l'élément de fixation à des moyens de réception solidaires de l'outil,
et en ce que lesdits moyens affichent la valeur de couple de serrage maximum appliqué
à l'élément de fixation ;
- les moyens de mesure comprennent des éléments sensibles résistifs ;
- les moyens de mesure comprennent plusieurs jauges de contrainte, montées en pont ;
- l'outil dynamométrique est une clé à déclenchement ;
- l'outil dynamométrique est une clé à cassure ;
- l'outil dynamométrique est un tournevis ;
- l'information est transmise par radio-fréquences ;
- les moyens de sollicitation comprennent un ressort dont la compression détermine le
couple de consigne, ledit ressort participant à l'effort axial d'appui sur lesdits
moyens mécaniques, des moyens de mesure fournissent une information correspondant
à la mesure du couple appliqué à l'élément de fixation, et des moyens de mesure (121)
constitués d'éléments sensibles d'organes de mesure, tels que des extensomètres résistifs
ou jauges de contrainte, fournissent une information correspondant à la mesure du
couple appliqué à l'élément de fixation, et une unité de traitement électronique,
intégrée à l'outil, fournit une information correspondant à la mesure du couple maximum
appliqué à l'élément de fixation après que l'équilibre mécanique soit rompu et transmet
à une unité de réception ladite information correspondant à la mesure du couple maximum
appliqué à l'élément de fixation après rupture de l'équilibre mécanique ;
- l'unité de traitement est disposée à l'intérieur de la clé ;
- l'unité de réception est une station extérieure à l'outil, et elle affiche la valeur
de la mesure du couple de serrage maximum appliqué à l'élément de fixation ; et
- l'unité de réception est une unité solidaire de l'outil, et elle affiche la valeur
de la mesure du couple de serrage maximum appliqué à l'élément de fixation.
[0014] L'invention a également pour objet un procédé de détection de rupture d'équilibre
mécanique au cours d'un serrage manuel au couple d'un élément de fixation lorsque
le couple appliqué atteint un couple de consigne prédéterminé, le procédé comprenant
les étapes suivantes:
- la fourniture d'une information correspondant à la mesure du couple appliqué à l'élément
de fixation,
- le traitement électronique de ladite information,
- le traitement par calcul de données numériques issues du traitement électronique de
la dite information.
[0015] L'invention a enfin pour objet un procédé de serrage manuel au couple d'un élément
de fixation par principe de rupture d'équilibre mécanique lorsque le couple appliqué
atteint un couple de consigne prédéterminé, le procédé comprenant les étapes suivantes
- la fourniture d'une information correspondant à la mesure du couple appliqué à l'élément
de fixation,
- le traitement électronique et la fourniture d'une information correspondant à la mesure
du couple maximum appliqué après rupture d'équilibre mécanique,
- la transmission de ladite information correspondant à la mesure du couple maximum
appliqué après rupture d'équilibre mécanique.
[0016] Un mode de réalisation particulier de l'invention va maintenant être décrit plus
en détail en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une clé dynamométrique conforme à l'invention
;
- la figure 2 est une vue en perspective éclatée de la clé illustrée à la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale suivant la ligne III-III illustrée
à la figure 1 ;
- la figure 4a est un graphique d'une courbe de mesure correspondant au serrage en fonction
du temps de la clé illustrée à la figure 1 ;
- la figure 4b est un graphique d'un mode de calcul de la détection de la rupture d'équilibre
de la clé illustrée à la figure 1;
- la figure 5 est un organigramme de fonctionnement de la clé illustrée à la figure
1 ;
- la figure 6a est un organigramme suivant un premier mode de détection de la rupture
d'équilibre de la clé illustrée à la figure 4a ;
- la figure 6b est organigramme suivant un deuxième mode de détection de la rupture
d'équilibre de la clé illustré à la figure 4b ;
- la figure 7 est un schéma électronique de principe de la clé de la figure 1.
[0017] Sur les figures 1 à 3, on a représenté une clé dynamométrique conforme à l'invention,
la clé présentant un axe longitudinal X-X, orienté d'«arrière» en « avant». La clé
1 qui a été représentée comporte essentiellement un ensemble tubulaire 3 de forme
générale cylindrique, définissant un corps creux extérieur, une tête ou élément d'entraînement
5 vers l'avant de la clé, un ensemble poignée 7 de préhension de l'outil, située vers
l'arrière de la clé.
[0018] L'ensemble tubulaire 3 est formé d'un fourreau extérieur 3a défini par un manchon
cylindrique, et d'un tube intérieur 3b, le fourreau 3a étant emmanché de façon ajustée
sur le tube 3b et recouvrant le tube 3b dans la partie avant de ce dernier.
[0019] Le fourreau 3a, le tube 3b et la tête 5 sont de préférence des pièces métalliques.
[0020] La clé représentée est de type clé de production à déclenchement, c'est à dire du
type utilisé en atelier de production pour serrer à la suite un grand nombre d'éléments
de boulonnerie identiques, à un même couple prédéterminé. Pour ce type d'outil, il
n'est pas nécessaire de réajuster fréquemment le couple de déclenchement. Il est entendu
que l'invention s'applique aussi bien à une clé dite de production, notamment à déclenchement
telle que représentée aux figures ou à cassure, qu'à une clé dynamométrique réglable.
[0021] Sur la clé représentée, l'ensemble poignée 7 est montée de façon fixe sur l'ensemble
tube 3, l'extrémité proximale de l'ensemble poignée 7 comprenant un bouchon 111 comportant
un obturateur 119 préservant un passage vers l'intérieur de l'ensemble tubulaire 3.
[0022] On notera qu'une antenne souple 87, dont la fonction sera décrite ultérieurement,
dépasse à l'arrière du bouchon 111.
[0023] Comme cela sera décrit également ultérieurement en référence aux figures 2 et 3,
les organes de réglage du couple de consigne sont accessibles au moyen d'outil à l'intérieur
des ensembles tubulaire 3 et poignée 7, après retrait de l'obturateur 119 du bouchon
111.
[0024] La clé 1 représentée sur les figures 2 et 3 présente un ensemble poignée 7 comprenant
un support-poignée 71 de forme générale cylindrique s'étendant coaxialement à l'axe
X-X de la clé dans lequel un module-support 41 est monté et fixé, ledit support-poignée
71 étant emboîté et fixé sur la partie arrière du tube 3b. L'ensemble poignée 7 comprend
également un manchon 101 recouvrant partiellement le support-poignée 71, et sur lequel
il est fixé. L'extrémité arrière du fourreau 3a s'emboîte avec jeu dans l'extrémité
avant du support poignée 71.
[0025] La tête d'entraînement 5 est une pièce qui comporte un bloc avant 21 en saillie à
l'avant de l'ensemble tube 3, une zone intermédiaire d'articulation 23, et une queue
arrière 25 emmanchée avec jeu dans le tube 3 et montée avec possibilité de pivotement
sur le tube 3 autour d'un axe Z-Z matérialisé par un tourillon 27. La tête d'entraînement
comporte également, située entre le bloc avant 21 et la zone d'articulation 23, un
barreau élastique 26 ayant en section transversale une forme rectangulaire de dimensions
constantes sur toute sa longueur. Le barreau 26 présente des faces latérales 26a réalisées
dans un plan parallèle à l'axe Z-Z, en sorte qu'elles subissent les déformations du
barreau 26.
[0026] Le tourillon 27 traverse diamétralement la zone d'articulation 23, le fourreau 3a
et le tube 3b en étant solidaire des deux derniers.
[0027] Le bloc 21 présente, à partir de son extrémité avant, un attachement 29, dans lequel
peut s'emboîter et se fixer un dispositif d'actionnement (non représenté). Ce dernier
est typiquement une tête de cliquet réversible par retournement, munie d'un carré
d'entraînement sur lequel s'adapte une douille de vissage.
[0028] On notera que sur la figure 3, le plan X-Z de coupe est supposé vertical et l'axe
X-X est supposé horizontal, pour la commodité de la description. L'orientation de
la clé représentée sur cette figure correspond à l'actionnement d'une vis ou d'un
écrou (non représentés) dont l'axe est vertical.
[0029] Dans la configuration d'utilisation de la clé telle que représentée sur la figure
3, les éléments suivants sont disposés coaxialement à l'intérieur du tube 3b, d'arrière
en avant, jusqu'à l'extrémité arrière de la queue 25 :
- un premier cylindre fileté extérieurement 91, pourvu sur sa face d'extrémité arrière
94 d'un alésage 95 central traversant de part en part, et dont un filetage extérieur
coopère avec un filetage interne formé sur au moins une section arrière du tube 3b.
Le cylindre fileté 91 peut ainsi être vissé et définit une butée axiale arrière ;
- un deuxième cylindre fileté extérieurement 31, pourvu d'une forme d'entraînement 33
tourner vers l'extrémité arrière du tube 3b, et dont un filetage extérieur coopère
avec le filetage interne formé sur une section arrière du tube 3b. Le cylindre fileté
31 peut ainsi être vissé ou dévissé à l'intérieur du tube 3b de façon à être déplacé
axialement, et, en position dévissée, vient en butée axiale arrière sur le cylindre
fileté 91;
- un ressort de compression 61 (représenté symboliquement sur les figures 2 et 3) présentant
une raideur élevée, et dont l'extrémité arrière porte sur l'extrémité avant du cylindre
31 ;
- un plateau 63 à bille 64, ce plateau étant solidaire de l'extrémité avant du ressort
61 ;
- un poussoir 65 est de forme générale cylindrique présentant une face arrière en appui
sur la bille 64. Le poussoir peut coulisser axialement en étant guidé dans le tube
3b, sous l'effet de sollicitation du ressort 61, transmise par le plateau 63 et la
bille 64 ;
- un dé cubique 67 s'applique, au repos, sur les fonds de deux évidements, l'un formé
dans la face arrière de la queue 25 et l'autre dans la face avant du poussoir 65,
ces faces étant verticales en regard l'une de l'autre.
[0030] L'ensemble formé du poussoir 65 et du dé 67 définit un moyen d'appui axial sur la
tête d'entraînement 25.
[0031] On comprend que la position axiale du cylindre fileté 31 détermine la compression
du ressort 61, et ainsi l'effort axial d'appui du poussoir 65 sur la queue 25, par
l'intermédiaire du dé 67. Lorsque le couple de consigne déterminé par la compression
du ressort 61 est atteint, le dé 67 s'incline et fait reculer le poussoir. La queue
25, par pivotement autour du tourillon 27, vient alors au contact de la surface intérieure
du tube 3.
[0032] On notera que ce contact relativement violent, dû à une rupture d'équilibre mécanique,
provoque une sensation physique à l'opérateur et lui indique clairement que le couple
de consigne a été atteint.
[0033] Comme représenté sur les figures 2 et 3, l'ensemble poignée 7 comprend un module-support
41 de moyens électriques/électroniques et/ou d'alimentation électrique. Le module-support
41 comporte un support comprenant des évidements et/ou logement et faces d'extrémités
aptes à recevoir respectivement des organes d'alimentation électrique 42, tels que
des piles de type « AAA » et des plaques de circuit électrique/électronique.
[0034] Comme représenté sur la figure 2, l'extrémité proximale 74 du support-poignée 71
présente une section tubulaire s'étendant longitudinalement, de forme et de dimension
adaptées pour recevoir le support-module 41.
[0035] Une lumière allongée 75 est réalisée axialement et à distance de la face d'extrémité
proximale 74, sur une demi circonférence de la paroi externe du support-poignée 71.
[0036] Lors du montage du module-support 41 dans le support-poignée 71, les évidements aptes
à recevoir les organes alimentation électrique 42 sont positionnés en vis à vis de
la lumière allongée 75 du support-poignée 71. Cette configuration permet un accès
rapide aux piles 42.
[0037] Après montage du module-support 41 dans le support-poignée 71, un élément de fixation
86 maintient en position le module-support 41 dans le support-poignée 71.
[0038] Comme représenté sur la figure 2, des moyens de mesure 121 de la déformation du barreau
élastique 26 de la tête d'entraînement 5 sont constitués d'éléments sensibles d'organes
de mesure, tels que des extensomètres résistifs collés (jauges de contrainte) sur
les faces 26a du barreau 26. Des moyens de mesure connus, d'un autre type, peuvent
être utilisés en restant dans le cadre de la présente invention.
[0039] Une mince plaque isolante allongée 121 portant des extensomètres formés et câblés
directement sur elle est fixée rigidement, et manière connue en soi, sur une face
latérale 26a du barreau 26.
[0040] Les extensomètres sont reliés une nappe de fils conducteurs 123. Cette nappe 123
chemine à travers un conduit intérieur de la queue 25 de la tête d'entraînement 5,
juste en arrière de la zone d'articulation 23, en passant par un orifice d'entrée
26b en communication avec un orifice de sortie 26c. La nappe 123 passe ensuite à travers
une lumière oblongue 3c située en partie distale du tube 3b pour continuer son cheminement,
insérée dans une rainure 3d longitudinale réalisée sur la surface externe du tube
3b.
[0041] L'extrémité de la nappe 123 opposée à la plaque 121 portant les extensomètres est
reliée à un connecteur 124, lui même relié à l'une des plaques de circuit électrique
du module-support 41 par l'intermédiaire d'un dégagement 77 réalisé sur le support
poignée 71 entre la lumière 75 et l'extrémité 72 distale, dans la demie circonférence
opposée à celle de la lumière 75.
[0042] En outre, le support-poignée 71 comporte, entre le dégagement 77 et l'extrémité distale
72, une gorge 78 est apte à recevoir un joint d'étanchéité 80, tel qu'un joint torique.
[0043] Le bouchon 111, représenté sur les figures 2 et 3, comprend également un passage
118 s'étendant dans l'axe X-X de la clé 61 et dans le prolongement d'un conduit central
47 du support du module support 41.
[0044] Cet agencement permet à un opérateur d'introduire une lame de tournevis ou une clé
mâle afin d'accéder depuis l'extérieur à la partie d'entraînement 33 du deuxième cylindre
fileté 31 en traversant successivement et depuis l'extérieur, le bouchon 111, le module-support
41, le premier cylindre fileté 91.
[0045] Le bouchon 111 comprend aussi un passage 120 apte laisser passer une antenne souple
87 connecté à l'une des plaques de circuit électrique/électronique du module-support
41.
[0046] Le procédé de détection de rupture d'équilibre mécanique au cours d'un serrage manuel
au couple d'un élément de fixation lorsque le couple appliqué atteint un couple de
consigne prédéterminé suivant l'invention est décomposable selon les étapes suivantes
:
- la mesure de la déformation du barreau d'épreuve 26 liée à l'utilisation d'éléments
sensibles résistifs 121, correspondant à la mesure du couple appliqué à l'élément
de fixation,
- le traitement électronique d'un signal issu de ladite mesure,
- le traitement par calcul de données numériques issues dudit traitement électronique,
traitement par calcul apte à fournir une information relative à la détection de la
rupture d'équilibre mécanique.
[0047] Les éléments sensibles résistifs tels que des extensomètres ou jauges de contraintes
121, sont reliés, de manière connue, dans un circuit en pont de Wheatstone, traduisant
la déformation du barreau d'épreuve 26 en différence de résistance. Les piles ou accumulateurs
42 situés sur le module-support 41 constituent la source de tension alimentant le
circuit en pont.
[0048] Le module-support 41 comprend des moyens électroniques permettant le traitement du
signal issu des jauges de contrainte 121.
[0049] Le module-support 41 comprend également des moyens électroniques de calcul permettant
de détecter si la rupture d'équilibre mécanique à eu lieu ou non. Le module-support
41 comprend aussi des moyens électroniques de transmission d'une information correspondante
à la détection de rupture d'équilibre et/ou à la mesure.
[0050] Comme représenté sur la figure 7, le schéma électronique comprend un circuit de jauges
en pont 121 relié à une ou plusieurs entrées d'amplificateur 201. La sortie de l'amplificateur
est reliée à un dispositif à double conversion analogique/numérique 203 et un microcontrôleur
205. Des moyens de mémoire électroniques 207 permettent de stocker une ou plusieurs
informations. Des moyens 215 permettent d'effectuer des calculs sur des données numériques
issues des dispositifs électroniques précédents. L'alimentation électrique de ces
éléments est assurée par les piles 42.
[0051] Des informations issues de l'équipement électronique de la clé décrit précédemment
peuvent être transmises à distance 217 à un équipement de contrôle 219 par l'intermédiaire
d'un module de transmission 209 et d'une antenne 87. Dans d'autres variantes, ces
mêmes informations peuvent être affichées par l'intermédiaire d'un dispositif d'affichage
tel qu'un écran 211 ou d'un dispositif d'affichage à diodes électroluminescentes 213.
[0052] Le fonctionnement d'une séquence de serrage va maintenant être décrite.
[0053] La figure 4a représente une courbe de mesure du couple Ci de serrage dans le temps
t, caractéristique d'une clé à rupture d'équilibre mécanique. La courbe présente deux
pics 301 et 302 consécutifs, séparés par une forme en vallée 305. Lorsque le couple
de consigne déterminé par la compression du ressort 61 est atteint, la clé subit une
rupture d'équilibre mécanique définissant le déclenchement. La forme en vallée 305
correspond à la rupture d'équilibre mécanique.
[0054] Une fois l'équilibre mécanique rompu, l'opérateur ne relâche pas instantanément l'effort
exercé sur la clé. Un sur-couple, c'est à dire un couple supplémentaire au couple
de consigne est ainsi appliqué à l'élément de fixation après le déclenchement de la
clé.
[0055] Le pic 302 correspond à la mesure du sur-couple appliqué après la rupture d'équilibre,
c'est à dire le couple maximum CM appliqué à l'élément de fixation une fois l'équilibre
rompu. Le pic 301 correspond à la mesure du couple appliqué avant la rupture d'équilibre.
[0056] La figure 5 présente un organigramme d'un cycle de serrage au couple.
[0057] Une phase de paramétrage de l'outil est réalisée avant toute opération. Elle consiste
à mémoriser un numéro d'identification de l'outil, à prédéterminer un premier seuil
bas de mesure C0, un deuxième seuil bas de mesure C1 et à initialiser le nombre de
cycle de serrage.
[0058] La clé dispose d'un mode « veille » à échantillonnage lent 401. Lors de l'échantillonnage
lent, une mesure Ci 403 est réalisée. Cette mesure Ci est stockée et comparée 405
au premier seuil bas C0 prédéterminé.
[0059] Si la mesure Ci est inférieure au seuil C0, le mode « veille » est conservé avec
un échantillonnage lent. Si la mesure Ci est supérieure au seuil C0, la clé passe
alors en mode « travail » 407 à échantillonnage rapide. Le microcontrôleur stocke
dans une mémoire 409 une valeur du couple maximum CM égale à la valeur de seuil C0.
[0060] Durant la phase de serrage, le microcontrôleur échantillonne 410 en permanence la
tension des jauges et compare 411 la valeur de mesure Ci à la valeur de couple maximum
CM. Le microcontrôleur retient la valeur la plus élevée. La valeur du couple maximum
mesuré CM est ainsi stockée dans une mémoire 413.
[0061] La valeur mémorisée est ensuite comparée 415 au second seuil bas C1 prédéterminé.
[0062] Si la valeur Ci est supérieure au seuil C1, le mode « travail » est maintenu avec
un échantillonnage rapide. Si la valeur Ci est inférieure au seuil C1, le microcontrôleur
exécute un test de présence de rupture d'équilibre mécanique 417.
[0063] Si ce dernier test est négatif, le mode « veille » est rétabli.
[0064] Si le test de présence est positif, le microcontrôleur incrémente le nombre de cycle
419. Un test de présence positif conditionne la transmission 421 d'une ou plusieurs
informations relatives à la séquence de serrage, telles que la présence de la rupture
d'équilibre mécanique et/ou la valeur de couple maximum CM, un numéro identificateur
de l'outil, le nombre du cycle.
[0065] La détection de rupture d'équilibre mécanique est réalisée par analyse de la forme
d'onde spécifique créée par la brusque variation de la résistance des jauges au moment
du déclenchement.
[0066] La variation de la tension de jauge se présente sous la forme d'une impulsion dont
le temps de relaxation est caractérisé par la fréquence propre du corps d'épreuve.
Ce temps de relaxation est fixe car lié à la précision de la rupture d'équilibre mécanique.
[0067] La figure 6a présente un organigramme d'un premier mode de détection de la rupture
d'équilibre mécanique.
[0068] Le microcontrôleur échantillonne 501 la tension de sortie des moyens de mesure des
jauges. Un calculateur 215 effectue un calcul de dérivation dCi/dt de la tension de
sortie Ci par rapport au temps t et stocke 503 la valeur de cette dérivée dans une
mémoire m.
[0069] Le calculateur 215 compare 505 la valeur de la dérivée calculée m à une valeur de
pente prédéterminée m0.
[0070] Si la valeur calculée m est inférieure à la valeur prédéterminée de pente m0, le
calculateur 215 effectue un nouveau calcul de dérivée sur l'échantillonnage suivant.
[0071] Si la valeur calculée m est supérieure à la valeur prédéterminée de pente m0, le
microcontrôleur fournit une information de présence de rupture d'équilibre mécanique.
Après conversion numérique/analogique, un signal de présence de déclenchement peut
être transmis 507.
[0072] La figure 6b présente un organigramme d'un deuxième mode de détection de la rupture
d'équilibre mécanique.
[0073] Le microcontrôleur échantillonne 600 la tension de sortie des moyens de mesure des
jauges. Une première courbe 601 de mesure du couple Ci de serrage en fonction du temps
t est mémorisée.
[0074] Une deuxième courbe 602, à l'identique de la première courbe 601, est mémorisée avec
un décalage delta t, positif et faible, dans le temps t.
[0075] Un calculateur exécute un test consistant à identifier la présence d'une intersection
305' entre la première 601 et la deuxième courbe 602.
[0076] Si la réponse à ce test est positive, la rupture d'équilibre mécanique 305' est présente.
Le microcontrôleur fournit une information de présence de rupture d'équilibre mécanique.
Après conversion numérique/analogique, un signal de présence de déclenchement ou rupture
d'équilibre peut être transmis 607.
[0077] Si la réponse à ce test est négative, le microcontrôleur continue l'échantillonnage
600.
[0078] La figure 4b représente une première courbe 601 de mesure du couple Ci de serrage
dans le temps t. La première courbe 601 présente un premier pic 301' caractéristique
d'une clé à déclenchement.
[0079] La deuxième courbe construite 602 présente un pic 301", lui-même décalé d'un intervalle
delta t dans le temps.
[0080] L'intersection 305' des première 601 et deuxième 602 courbes définit l'instant calculé
du déclenchement ou rupture d'équilibre mécanique.
[0081] On comprend que la détection de la rupture d'équilibre mécanique est primordiale
pour comptabiliser le nombre de cycles effectués par un opérateur de production et
ainsi améliorer la traçabilité.
[0082] La transmission peut être une transmission par liaison sans fil 217 à un équipement
de contrôle 219 soit extérieur soit intégré à la clé. Dans ce cas, il peut s'agir
d'une liaison par radio-fréquences dans la bande ISM des 869Mhz. La transmission sans
fil précédente peut être remplacée par une transmission par liaison filaire.
[0083] La valeur du couple maximum mesuré après rupture d'équilibre mécanique de la clé
peut ensuite être affichée sur un écran de l'équipement de contrôle.
[0084] Le procédé de détection selon l'invention permet d'autres étapes telles que, successivement,
la mesure du couple maximum après la rupture d'équilibre mécanique, la transmission
de la mesure du couple maximum après la rupture d'équilibre mécanique et l'affichage
de la valeur de mesure du couple maximum après la rupture d'équilibre mécanique.
[0085] Les étapes du procédé de détection peuvent être précédées d'une étape d'identification
de l'outil.
[0086] Le procédé de serrage selon l'invention est caractéristique en ce qu'il comprend
les étapes de fourniture d'une information correspondant à la mesure du couple appliqué
à l'élément de fixation, le traitement électronique et la fourniture d'une information
correspondant à la mesure du couple maximum appliqué après la rupture d'équilibre
mécanique, la transmission de ladite d'une information correspondant à la mesure du
couple maximum après la rupture d'équilibre mécanique.
[0087] Les étapes du procédé de serrage peuvent être précédées d'une étape d'identification
de l'outil. Ces étapes peuvent être suivies d'une étape d'affichage de la valeur de
mesure du couple maximum après la rupture d'équilibre mécanique.
[0088] On comprend que l'invention s'applique de façon particulièrement adaptée à une clé
dynamométrique à déclenchement, comme décrit précédemment, mais elle pourrait convenir
également à d'autres outils dynamométriques, par exemple une clé à cassure ou un tournevis.
[0089] L'invention qui vient d'être décrite permet de fiabiliser la fonction de détection
de rupture d'équilibre mécanique, sans encombrement supplémentaire pour un outil dynamométrique.
[0090] L'invention qui vient d'être décrite permet d'améliorer la traçabilité d'un serrage
par un outil dynamométrique, en mesurant le sur-couple.
1. Outil, notamment une clé, dynamométrique mécanique à application manuelle du couple
comprenant
des moyens mécaniques (3,7,63,64,65,67) aptes à fournir un couple de torsion prédéterminé
à une partie entraînement (5) destiné à coopérer avec un organe de vissage pour entraîner
un élément de fixation, lesdits moyens mécaniques étant en équilibre mécanique sous
l'action de moyens de sollicitation (31,61) adaptés, lesdits moyens mécaniques étant
libérables par rupture de l'équilibre mécanique, et des moyens de détection de la
rupture d'équilibre mécanique
caractérisé en ce que
les moyens de détection de la rupture d'équilibre mécanique comprennent des moyens
de mesure (121) fournissant un signal correspondant à la mesure du couple appliqué
à l'élément de fixation, des moyens de traitement électronique (201,203,205,207) dudit
signal et des moyens de traitement par calcul (215) de données issues du traitement
électronique dudit signal.
2. Outil dynamométrique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de calcul détectent la rupture d'équilibre mécanique par calcul de dérivé
(501,503,507) de la valeur de mesure du couple par rapport au temps.
3. Outil dynamométrique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de calcul détectent la rupture d'équilibre mécanique par calcul d'intersection
(600,601,602,605,607) d'une première (601) et d'une seconde (602) courbes, la première
courbe représentant la valeur de mesure du couple par rapport au temps , la seconde
courbe étant identique à la première avec un décalage (603) faible et positif dans
le temps.
4. Outil dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les moyens de traitement électronique du signal (201,203,205,207) et les moyens de
calcul (215) sont disposés à l'intérieur de la clé.
5. Outil dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la clé comporte en outre des moyens de transmission (209) de la mesure du couple
de serrage maximum appliqué à l'élément de fixation à une station extérieure (219)
à l'outil, et en ce que la dite station affiche la valeur de couple de serrage maximum appliqué à l'élément
de fixation.
6. Outil dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la clé comporte en outre des moyens de transmission (209) de la mesure du couple
de serrage maximum appliqué à l'élément de fixation à des moyens de réception (211
;213) solidaires de l'outil, et en ce que lesdits moyens de réception affichent une information correspondant à la valeur de
couple de serrage maximum appliqué à l'élément de fixation.
7. Outil dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent des éléments sensibles résistifs (121).
8. Outil dynamométrique suivant la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens de mesure comprennent plusieurs jauges de contrainte (121), montées en
pont.
9. Outil dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'outil est une clé à déclenchement.
10. Outil dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'outil est une clé à cassure.
11. Outil dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'outil est un tournevis.
12. Outil dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11 en combinaison
avec la revendication 5 caractérisé en ce que l'information est transmise par radio fréquences.
13. Outil dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que les moyens de sollicitation comprennent un ressort dont la compression détermine
le couple de consigne, ledit ressort participant à l'effort axial d'appui sur lesdits
moyens mécaniques, en ce des moyens de mesure (121) constitués d'éléments sensibles
d'organes de mesure, tels que des extensomètres résistifs ou jauges de contrainte,
fournissent une information correspondant à la mesure du couple appliqué à l'élément
de fixation, et en ce qu'une unité de traitement électronique (41), intégrée à l'outil, fournit une information
correspondant à la mesure du couple maximum appliqué à l'élément de fixation après
que l'équilibre mécanique soit rompu et transmet à une unité de réception (211,213,219)
ladite information correspondant à la mesure du couple maximum appliqué à l'élément
de fixation après rupture de l'équilibre mécanique.
14. Outil dynamométrique suivant la revendication 13 caractérisé en ce que l'unité de traitement est disposée à l'intérieur de la clé.
15. Outil dynamométrique suivant la revendication 13 ou 14 caractérisé en ce que l'unité de réception est une station extérieure (219) à l'outil, et en ce qu'elle affiche la valeur de la mesure du couple de serrage maximum appliqué à l'élément
de fixation.
16. Outil dynamométrique suivant la revendication 13 ou 14 caractérisé en ce que l'unité de réception est une unité solidaire (211,213) de l'outil, et en ce qu'elle affiche la valeur de la mesure du couple de serrage maximum appliqué à l'élément
de fixation.
17. Procédé de détection de rupture d'équilibre mécanique au cours d'un serrage manuel
au couple d'un élément de fixation lorsque le couple appliqué atteint un couple de
consigne predéterminé,
caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes
- la fourniture d'une information correspondant à la mesure (501 ;600) du couple appliqué
à l'élément de fixation,
- le traitement électronique de ladite information (201,203,205,207),
- le traitement par calcul (503,505 ;601,602,305') de données numériques issues du
traitement électronique de ladite information.
18. Procédé de détection de rupture d'équilibre mécanique au cours d'un serrage manuel
au couple d'un élément de fixation lorsque le couple appliqué atteint un couple de
consigne prédéterminé caractérisé en ce qu'une étape de fourniture (413) d'une information correspondant à la mesure du couple
maximum appliqué à l'élément de fixation, une fois que l'équilibre est rompu, succède
à l'étape de calcul suivant la revendication 17.
19. Procédé de détection de rupture d'équilibre mécanique au cours d'un serrage manuel
au couple d'un élément de fixation lorsque le couple appliqué atteint un couple de
consigne prédéterminé caractérisé en ce qu'une étape de transmission (421) de l'information correspondant à la mesure du couple
maximum appliqué à l'élément de fixation, une fois que l'équilibre est rompu, succède
à l'étape de fourniture suivant la revendication 18.
20. Procédé suivant la revendication 19 caractérisé en ce que l'étape de transmission est une étape de transmission radio-fréquences.
21. Procédé de serrage manuel au couple d'un élément de fixation par principe de rupture
d'équilibre mécanique lorsque le couple appliqué atteint un couple de consigne prédéterminé,
caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes
- la fourniture d'une information correspondant à la mesure (401,403,407,410) du couple
appliqué à l'élément de fixation,
- le traitement électronique (405,409,411,415)et la fourniture (413) d'une information
correspondant à la mesure du couple maximum appliqué après rupture d'équilibre mécanique
(417),
- la transmission (421) de ladite information correspondant à la mesure du couple
maximum appliqué après rupture d'équilibre mécanique.
22. Procédé de serrage caractérisé en ce qu'une étape d'identification de l'outil précède les étapes suivant la revendication
21.
23. Procédé de serrage caractérisé en ce qu'une étape d'affichage de l'outil suit les étapes suivant la revendication 21.
24. Procédé de serrage suivant l'une quelconque des revendications 21 à 23 caractérisé
en ce l'étape de transmission est une étape de transmission par radio-fréquences.
1. Handgeführtes, mechanisches Drehmoment-Werkzeug, insbesondere Drehmomentschlüssel,
umfassend mechanische Mittel (3, 7, 63, 64, 65, 67), die geeignet sind, ein vorbestimmtes
Torsionsmoment an einen Antriebsabschnitt (5) zu liefern, der dazu bestimmt ist, mit
einem Schrauborgan zusammenzuwirken, um ein Befestigungselement anzutreiben, wobei
sich die mechanischen Mittel unter der Einwirkung der angepassten Vorspannmittel (31,
61) im mechanischen Gleichgewicht befinden, wobei die mechanischen Mittel durch das
Beenden des mechanischen Gleichgewichts lösbar sind, und Mittel zur Detektion des
Endes des mechanischen Gleichgewichts
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zur Detektion des Endes des mechanischen Gleichgewichts Mittel zum Messen
(121), die ein Signal liefern, das dem Messen des auf das Befestigungselement aufgebrachten
Drehmoments entspricht, Mittel zum elektronischen Verarbeiten (201, 203, 205, 207)
des Signals und Mittel zum rechnerischen Verarbeiten (215) von Daten, die aus der
elektronischen Verarbeitung des Signals stammen, umfassen.
2. Drehmoment-Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Berechnen das Ende des mechanischen Gleichgewichts durch Berechnen
des (501, 503, 507) Derivats des Messwerts des Drehmoments bezogen auf die Zeit detektieren.
3. Drehmoment-Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Berechnen das Endes des mechanischen Gleichgewichts durch Berechnen
des Schnittpunkts (600, 601, 602, 605, 607) einer ersten (601) und einer zweiten (602)
Kurve detektieren, wobei die erste Kurve den Messwert des Drehmoments bezogen auf
die Zeit darstellt, wobei die zweite Kurve, abgesehen von einem geringen und positiven
Zeitversatz (603), mit der ersten identisch ist.
4. Drehmoment-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum elektronischen Verarbeiten des Signals (201, 203, 205, 207) und die
Mittel zum Berechnen (215) im Innern des Schlüssels angeordnet sind.
5. Drehmoment-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel ferner Mittel zum Übertragen (209) der Messung des maximalen Anzugsdrehmoment,
das auf das Befestigungselement aufgebracht wird, an eine außerhalb des Werkzeugs
liegende Station (219) umfasst, und dadurch, dass die Station den Wert des maximalen
Anzugsdrehmoments, das auf das Befestigungselement aufgebracht wird, anzeigt.
6. Drehmoment-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel ferner Mittel zum Übertragen (209) der Messung des maximalen Anzugsdrehmoment,
das auf das Befestigungselement aufgebracht wird, an Mittel zum Empfangen (211; 213),
die fest mit dem Werkzeug verbunden sind, umfasst, und dadurch, dass die Mittel zum
Empfangen den Wert des maximalen Anzugsdrehmoments, das auf das Befestigungselement
aufgebracht wird, anzeigen.
7. Drehmoment-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Messen empfindliche Widerstandselemente (121) umfassen.
8. Drehmoment-Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Messen mehrere als Brücke angeordnete Dehnmessstreifen (121) umfassen.
9. Drehmoment-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Werkzeug um einen Drehmomentschlüssel mit Auslösung handelt.
10. Drehmoment-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Werkzeug um einen Knick-Drehmomentschlüssel handelt.
11. Drehmoment-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Werkzeug um einen Schraubendreher handelt.
12. Drehmoment-Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 11 in Kombination mit Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über Funkfrequenzen übertragen wird.
13. Drehmoment-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannmittel eine Feder umfassen, deren Kompression das Sollmoment bestimmt,
wobei die Feder zur axialen Kraftbeaufschlagung auf die mechanischen Mittel beiträgt,
dadurch, dass Mittel zum Messen (121), die aus empfindlichen Messorganelementen, wie
etwa Widerstands-Extensometern oder Dehnmessstreifen, bestehen, eine Information liefern,
die der Messung des Drehmoments, das auf das Befestigungselement aufgebracht wird,
entspricht, und dadurch, dass eine Einheit zur elektronischen Verarbeitung (41), die
in das Werkzeug integriert ist, eine Information liefert, die der Messung des maximalen
Drehmoments, das auf das Befestigungselement aufgebracht wird, entspricht, nachdem
das mechanische Gleichgewicht beendet wurde, und an eine Empfangseinheit (211, 213,
219) die Information überträgt, die der Messung des maximalen Drehmoments, das nach
dem Ende des mechanischen Gleichgewichts auf das Befestigungselement aufgebracht wird,
entspricht.
14. Drehmoment-Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit im Innern des Schlüssels angeordnet ist.
15. Drehmoment-Werkzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit eine außerhalb des Werkzeugs liegende Station (219) ist, und
dadurch, dass sie den Messwert des maximalen Anzugsdrehmoments, das auf das Befestigungselement
aufgebracht wird, anzeigt.
16. Drehmoment-Werkzeug nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit eine fest mit dem Werkzeug verbundene Einheit (211, 213) ist,
und dadurch, dass sie den Messwert des maximalen Anzugsdrehmoments, das auf das Befestigungselement
aufgebracht wird, anzeigt.
17. Verfahren zur Detektion des Endes des mechanischen Gleichgewichts während des händischen
Anziehens eines Befestigungselement mit einem Drehmoment, wenn das aufgebrachte Drehmoment
ein vorbestimmtes Sollmoment erreicht,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst
- Liefern einer Information, die der Messung (501; 600) des Drehmoments, das auf das
Befestigungselement aufgebracht wird, entspricht, - elektronisches Verarbeiten der
Information (201, 203, 205, 207),
- rechnerisches Verarbeiten (503, 505; 601, 602, 305') der digitalen Daten, die aus
der elektronischen Verarbeitung der Information stammen.
18. Verfahren zur Detektion des Endes des mechanischen Gleichgewichts während des händischen
Anziehens eines Befestigungselements mit einem Drehmoment, wenn das aufgebrachte Drehmoment
ein vorbestimmtes Sollmoment erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schritt zum Liefern (413) einer Information, die der Messung des maximalen Drehmoments,
das auf das Befestigungselement aufgebracht wird, entspricht, sobald das Gleichgewicht
beendet ist, auf den Schritt zum Berechnen gemäß Anspruch 17 folgt.
19. Verfahren zur Detektion des Endes des mechanischen Gleichgewichts während des händischen
Anziehens eines Befestigungselements mit einem Drehmoment, wenn das aufgebrachte Drehmoment
ein vorbestimmtes Sollmoment erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schritt zum Übertragen (421) der Information, die der Messung des maximalen Drehmoments,
das auf das Befestigungselement aufgebracht wird, entspricht, sobald das Gleichgewicht
beendet ist, auf den Schritt zum Liefern gemäß Anspruch 18 folgt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Übertragen ein Schritt zum Übertragen mittels Funkfrequenz ist.
21. Verfahren zum händischen Anziehen eines Befestigungselements mit einem Drehmoment
durch ein Prinzip des Beendens des mechanischen Gleichgewichts, wenn das aufgebrachte
Drehmoment ein vorbestimmtes Sollmoment erreicht,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst
- Liefern einer Information, die der Messung (401, 403, 407, 410) des Drehmoments
entspricht, das auf das Befestigungselement aufgebracht wird,
- elektronisches Verarbeiten (405, 409, 411, 415) und Liefern (413) einer Information,
die der Messung des maximalen Drehmoments, das nach dem Ende des mechanischen Gleichgewichts
(417) aufgebracht wird, entspricht,
- Übertragen (421) der Information, die der Messung des maximalen Drehmoments, das
nach dem Ende des mechanischen Gleichgewichts aufgebracht wird, entspricht.
22. Verfahren zum Anziehen, dadurch gekennzeichnet, dass den Schritten nach Anspruch 21 ein Schritt zum Identifizieren des Werkzeugs vorausgeht.
23. Verfahren zum Anziehen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Schritte nach Anspruch 21 ein Schritt zum Anzeigen des Werkzeugs folgt.
24. Verfahren zum Anziehen nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Übertragen ein Schritt zum Übertragen mittels Funkfrequenz ist.
1. Mechanical dynamometer tool, in particular a wrench, for manually applying torque,
said tool comprising:
mechanical means (3, 7, 63, 64, 65, 67) suitable for providing a predetermined torsion
torque to a drive portion (5) intended to co-operate with a tightening member for
driving a fastener element, said mechanical means being in mechanical equilibrium
under the action of suitable bias means (31, 61), said mechanical means being releasable
by breaking the mechanical equilibrium,
and means for detecting the break in mechanical equilibrium;
characterised in that the means for detecting the break in mechanical equilibrium comprise measurement
means (121) providing a signal corresponding to the measurement of the torque applied
to the fastener element, means (201, 203, 205, 207) for electronically processing
said signal,
and means (215) for computationally processing data resulting from the electronic
processing of said signal.
2. Dynamometer tool according to claim 1, characterised in that the computation means detect the break in mechanical equilibrium by computing the
derivative (501, 503, 507) of the measured value of the torque in relation to time.
3. Dynamometer tool according to claim 1, characterised in that the computation means detect the break in mechanical equilibrium by computing the
intersection (600, 601, 602, 605, 607) of a first curve (601) and of a second curve
(602), the first curve representing the measured value of the torque in relation to
time, and the second curve being identical to the first curve with a small, positive
offset (603) over time.
4. Dynamometer tool according to any of claims 1 to 3, characterised in that the means (201, 203, 205, 207) for electronically processing the signal and the computation
means (215) are arranged inside the wrench.
5. Dynamometer tool according to any of claims 1 to 4, characterised in that the wrench further comprises means (209) for transmitting, to a station (219) outside
the tool, the measurement of the maximum tightening torque applied to the fastener
element, and in that said station displays the value of the maximum tightening torque applied to the fastener
element.
6. Dynamometer tool according to any of claims 1 to 5, characterised in that the wrench further comprises means (209) for transmitting, to receiving means (211;
213) that are integral with the tool, the measurement of the maximum tightening torque
applied to the fastener element, and in that said receiving means display information corresponding to the value of the maximum
tightening torque applied to the fastener element.
7. Dynamometer tool according to any of claims 1 to 6, characterised in that the measurement means comprise resistive sensor elements (121).
8. Dynamometer tool according to claim 7, characterised in that the measurement means comprise a plurality of strain gauges (121) connected in a
bridge circuit.
9. Dynamometer tool according to any of claims 1 to 8, characterised in that the tool is a disengagement wrench.
10. Dynamometer tool according to any of claims 1 to 8, characterised in that the tool is a break back torque wrench.
11. Dynamometer tool according to any of claims 1 to 8, characterised in that the tool is a screwdriver.
12. Dynamometer tool according to any of claims 7 to 11 in combination with claim 5, characterised in that the information is transmitted by radio frequency.
13. Dynamometer tool according to any of claims 1 to 12, characterised in that the bias means comprise a spring, the compression of which determines the limit torque,
said spring participating in the axial force that bears against said mechanical means,
in that measurement means (121) formed by sensor elements of measurement members, such as
resistive extensometers or strain gauges, provide information corresponding to the
measurement of the torque applied to the fastener element, and in that an electronic processing unit (41), integrated in the tool, provides information
corresponding to the measurement of the maximum torque applied to the fastener element
after the mechanical equilibrium is broken and transmits to a receiving unit (211,
213, 219) said information corresponding to the measurement of the maximum torque
applied to the fastener element after the mechanical equilibrium is broken.
14. Dynamometer tool according to claim 13, characterised in that the processing unit is arranged inside the wrench.
15. Dynamometer tool according to either claim 13 or claim 14, characterised in that the receiving unit is a station (219) outside the tool, and in that it displays the value of the measurement of the maximum tightening torque applied
to the fastener element.
16. Dynamometer tool according to either claim 13 or claim 14, characterised in that the receiving unit is an integral unit (211, 213) of the tool, and in that it displays the value of the measurement of the maximum tightening torque applied
to the fastener element.
17. Method for detecting a break in mechanical equilibrium during manual torque tightening
of a fastener element when the applied torque reaches a predetermined limit torque,
characterised in that the method comprises the following steps:
- providing information corresponding to the measurement (501; 600) of the torque
applied to the fastener element;
- electronically processing said information (201, 203, 205, 207);
- computationally processing (503, 505; 601, 602, 305') digital data resulting from
the electronic processing of said information.
18. Method for detecting a break in mechanical equilibrium during manual torque tightening
of a fastener element when the applied torque reaches a predetermined limit torque,
characterised in that a step of providing (413) information corresponding to the measurement of the maximum
torque applied to the fastener element, once the equilibrium is broken, follows the
computation step according to claim 17.
19. Method for detecting a break in mechanical equilibrium during manual torque tightening
of a fastener element when the applied torque reaches a predetermined limit torque,
characterised in that a step of transmitting (421) the information corresponding to the measurement of
the maximum torque applied to the fastener element, once the equilibrium is broken,
follows the providing step according to claim 18.
20. Method according to claim 19, characterised in that the transmission step is a radio-frequency transmission step.
21. Method for manually torque tightening a fastener element by using the principle of
mechanical equilibrium being broken when the applied torque reaches a predetermined
limit torque,
characterised in that the method comprises the following steps:
- providing information corresponding to the measurement (401, 403, 407, 410) of the
torque applied to the fastener element;
- electronically processing (405, 409, 411, 415) and providing (413) information corresponding
to the measurement of the maximum torque applied after a break in mechanical equilibrium
(417);
- transmitting (421) said information corresponding to the measurement of the maximum
torque applied after a break in mechanical equilibrium.
22. Tightening method, characterised in that a step of identifying the tool precedes the steps according to claim 21.
23. Tightening method, characterised in that a step of displaying the tool follows the steps according to claim 21.
24. Tightening method according to any of claims 21 to 23, characterised in that the transmission step is a radio-frequency transmission step.
RÉFÉRENCES CITÉES DANS LA DESCRIPTION
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