Brevet FR2125431A1 — publié le 19720929

Il est souvent nécessaire de manipuler une pièce pour l'usiner ou l'examiner. Cette opération est particulièrement délicate en métallurgie, où il faut manipuler de lourdes billettes pour les meuler dans le but d'en retirer les paillettes et les imperfec-5 tions de surface telles que les criques et les coutures qui ont un effet nuisible sur le produit fini. On a crée divers dispositifs utilisant un certain nombre d'éléments mobiles pour mettre .les billettes en placé et les faire tourner. Dans un appareil connu, la billette est retournée par •10 des doigts repoussant de bas en haut celui des côtés de cette billette qui repose sur une-table. Ces doigts sont disposés en avant du centre de gravité de la pièce, de sorte que celle-ci tombe sur-un autre côté en tournant de 90° lorsque lesdits doigts se soulèvent. Dans cet appareil, la billette n'est soutenue que lors-15 qu'un de ses côtés plans repose sur la table. Pendant qu'elle tourne, elle s'appuie sur les extrémités des doigts, ou bien retombe sur un autre côté. On ne peut donc la traiter efficacement pendant ces positions intermédiaires. Un autre appareil compliqué connu comporte pour chaque posi-20 tion des pinces et bras de support disposés sur la longueur de la billette. Le mouvement de chacun de ces éléments doit être synchronisé avec celui des autres pendant que la pièce est retournée. En raison des dimensions et du poids des billettes, lesdits éléments sont soumis à de fortes contraintes, et leur grand nombre 25 augmente les risques de rupture. Si un seul est mal formé ou se rompt, il peut entraîner un grand retard de production, jusqu'à ce qu'on ait déterminé celui qui est défectueux, et qu'on l'ait répare ou remplacé. Les appareils connus ne peuvent utiliser un seul mouvement 30 d'un organe en contact avec la pièce et la maintenant pendant toute la durée du retournement. L'appareil selon l'invention comporte des "rouleaux" ou "bobines" destinés à soutenir la pièce et à la faire tourner, et tournant sur des axes écartés les uns des autres. Chacune de ces 35 bobines comporte une surface périphérique qui est destinée à venir en contact avec la pièce et qui a un contour tel, qu'elle fait tourner cette pièce sur un axe situé dans un plan sensiblement normal à l'axe de rotation de la bobine. 72 04753 2125431 La présente invention concerne également une "bobine" destinée à cet appareil. Dans sa forme de réalisation préférée, elle concerne un appareil destiné à manipuler une pièce au moyen d'un mouvement simple 5 d'un organe qui est en contact avec cette pièce, et qui la soutient pendant qu'elle tourne. Cet appareil est robuste, a une grande durée de service, est simple et fonctionne de manière simple. D'autres caractéristiques et avantages de la présente inven-10 tion ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 est un plan de l'appareil manipulateur de bil-15 lettes; la figure 2 en est une élévation latérale; la figure 3 est une perspective d'une bobine de forme; la figure 4 est un plan d'une partie de cet appareil, portant une billette; 20 les figures 5 à 10 sont des vues en bout d'une bobine et d'une billette, dans diverses positions au cours de la rotation de cette bobine; et la figure 11 est une perspective d'un dispositif utilisé pour fabriquer une bobine. 25 L'appareil 11 représenté sur la figure 1 est monté sur des roues 13, ce qui permet d'effectuer à des emplacements différents le chargement, le meulage, le contrôle et le déchargement de la billette 12. On peut utiliser un dispositif de chargement classique posant cette billette longitudinalement sur l'appareil. Il 30 existe de nombreux équipements de meulage et de manutention de billettes, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'expliquer ce meulage en détail. On peut décharger la billette sur un transporteur ou sur un plateau adjacent à l'appareil. Bien que l'appareil 11 représenté comporte des roues 13 35 montées sous un châssis -].5;"on comprendra que ce châssis peut être tout dispositif de support approprié, pouvant reposer directement sur le sol. Des bobines de retournement 17-20 sont réparties longitudinalement', au-dessus du châssis 15 et sont montées de façon à tourner 72 04753 3 2125431 sur dos axes parallèles, transversaux à ce châssis. Elles comportent des faces d'extrémités radiales 23 et 24 dont sont solidaires des demi-rarbros 25 et 27 disposés sur l'axe'de rotation. Des supports 29 sont disposés par paires le long du châssis. 5 Chacune de ces pairés se compose d'éléments fixés sur les côtés oppor.és de ce châssis.Ils comportent en haut une ouverture 31 lo- 2 p géant des paliers robustes (non représentés)dans lesquels les arbres/ et 27 sont tourillornés. Ces supports sont disposés au-dessus du châssis, de manière que les bobines 17-20 tournent sur des axes 10 situés sensiblement dans un même plan" horizontal. L'appareil 11 comporte un dispositif qui entraîne toutes les bobines de façon qu'elles coopèrent pour faire tourner la billette 12. Les demi-arbres 25 de ces bobines traversent les ouvertures 31 d'un côté du châssis et portent, à l'extérieur des 15 supports, des roues à chaîne 33. Chacune de ces roues est reliée à une chaîne 35 sans fin.^Sl ces chaînes relie la roue qui est solidaire de la bobine 17 à l'une de celles qui sont solidaires de la bobine 18. De même une autre roue 33 coopérant avec cette bobine 18 est reliée à l'une 20 des roues coopérant avec la bobine 19. Les chaînes passent sur ces roues en reliant les bobines l'une à l'autre, ce qui fait tourner simultanément toutes ces bobines. Un organe d'entraînement tel qu'un moteur électrique 37 fait tourner une roue menante 39. Un réducteur de vitesse 4-1 est monté à l'une des roues 33 de la bobine 17 par une chaîne 43. préférence, la puissance motrice est transmise à chaque bobine à partir d'un seul organe d'entraînement. Etant donné que toutes les bobines de retournement 17-20 ont 30 la mêrre forme, on pense que la description ci-dessous de la bobine 18 seulement, représentée sur les figures 3-10, suffira. Conformément à l'invention, la surface" périphérique 45 de cette bobine est conformée de façon à faire tourner une pièce 12 en contact avec elle sur un axe 47 situé dans un plan sensiblement 35 normal à l'axe de rotation 49 de"ladite bobine. Pendant que cette dernière tourne, une partie 51 de sa surface périphérique vient progressivement en contact avec la pièce. Cette partie est de préférence linéaire, ainsi qu'on l'a représenté 25 de préférence entre ce moteur et cette roue^ 72 04753 K 2125431 en tireté sur la figure 3. Etant donné l'irrégularité de forme de cette surface 4-5, et en fonction de la forme do la pièce 12, la partie de la ligne 51 qui vient réellement en contact avec cette pièce peut varier. 5 Les figures 5 à 10 représentent les différentes positions de la billette 12 pendant un tour de la bobine 18. La ligne de contact 51 se trouve sur un ou sur deux plans qui se coupent sous un angle P à sommet 53. La ligne formée par l'intersection de ces deux plans se trouve dans un plan sensiblement normal à l'axe 10 de rotation 4-9 de la bobine. L'un desdits plans fait avec cet axe un angle' 0, qui change lorsque cette bobine tourne, ce qui fait tourner la pièce de cet angle 0. Lorsque ledit angle augmente, le somme de l'angle 0,qui correspond au point où le rayon de concavité est le plus faible, 15 se déplace d'un côté de la bobine à l'autre, en maintenant comme ' ' dans un berceau une arête de la pièce. Ce point et le sommet 53 se déplacent de manière continue d'un côté à l'autre de la bobine pendant qu'elle tourne, en décrivant un arc 55 qui est de préférence sensiblement un arc de cercle. Durant ce déplacement, la 20 longueur de la ligne de contact 51 varie. Elle augmente dans l'un des deux plans qui se coupent, et'elle diminue dan^i'autre, si bien que cette partie soutient la pièce pendant la rotation de la bobine. Dans la position représentée sur la figure 6, l'angle 0 25 augmente et le sommet 53 se déplace vers la position représentée sur la figure 7, où la pièce a tourné de cet angle 0. Puis cette pièce tourne, de la position de la figure 8, dans laquelle une de ses arêtes est mise en évidence, à celle de la figure 10, dans laquelle ladite pièce présente une autre face 57, qui peut donc 30 être traitée. Sur cette figure 10, la bobine a tourné de 36O0 et est revenue à la position de la'figure 5. Quand cette bobine continue à tourner, elle fait encore tourner la pièce en présentant les arêtes et les côtés de cette dernière à la machine de traitement . 35 La surface périphérique 4-5 est caractérisée par le fait qu'elle ne comporte pas de partie plane et qu'elle a une forme concave produite par l'intersection de deux plans qui se rencontrent, avec un corps de révolution tournant sur un axe longitudinal 72 04753 2125431 L'intersection des deux plans forme une droite qui est située dans un plan sensiblement normal à cet axe de rotation,et l'angle P qu'ils forment s'inscrit dans un arc 55 d'un plan passant par ledit axe ou parallèle à ce dernier. Cet arc va d'un côté à l'autre 5 de la bobine, de sorte que sas extrémités se trouvent sensiblement à la même distance de cet axe de rotation 49. Le sommet 53 de l'angle P se déplace le long dudit arc, de l'une de ses extrémités à l'autre pendant que le corps tourne en y sculptant la surface 45. 10 La partie de la bobine qui est comprise entre ses extré mités 23, 24 se compose de deux troncs de cône obliques reliés par leurs petites bases.Leur obliquité est telle, que la surface -. 45 fait tourner la pièce. Ces deux troncs de cône sont symétriques par rapport à un axe, de sorte que leurs projections sont perpen-15 diculaires à cet axe. Celui-ci, qui est perpendiculaire à l'axe 49,passe par le sommet 53 lorsque ce dernier se trouve au point le plus bas de l'arc 55• L'image symétrique est donnée par des lignes de projections obliques passant par cet axe de symétrie. Ainsi qu'on l'a représenté, la bobine est de préférence 20 conformée de manière à s'adapter à des billettes rectangulaires, bien qu'elle puisse faire tourner des billettes de forme différentes. Pour des billettes à section carrée ou rectangulaire, l'angle p est de préférence égal à environ 90° , de façon que la ligne de contact 51 soutienne complètement la'pièce sur toute sa 25 surface inférieure'pendant la rotation. Cet angle est de préférence inscrit dans un demi-cercle qui se trouve dans un plan passant par l'axe 49, ou dans un plan parallèle à ce dernier plan, et dans un corps de révolution cylindrique. Le sommet 53 se déplace de préférence sur un demi-cercle à raison de un degré par deux degrés de 30 rotation de la bobine. Par conséquent, lorsque celle-ci a tourné de 360°, ce sommet s'est déplacé de 180° sur l'arc 55, et la pièce a tourné de 9O0. " La bobine comporte des extrémités radiales 23, 24 sensiblement planes et circulaires. Comme on l'a représenté sur la 25 figure 5, l'axe de rotation 49 est de préférence parallèle à une droite joignant les centres de ces extrémités, ou confondu avec cette droite. Si cet axe est distinct de ladite droite, la concavité de la surface 45 est plus grande, ainsi que la longueur de 72 04753 2125431 la ligne de contact. L'importance de cette concavité est limitée, parce que la résistance' de la bobine, diminue à mesure que l'on enlève de la matière en approfondissant le contour de la surface. 5 Bien que l'on préfère une bobine dans laquelle l'angle Ç> est égal à 90°, cet angle peut avoir une autre valeur. Si par exemple on désire faire tourner de 60° une face d'une pièce hexagonale, tout en lui assurant le soutien maximum sur la partie de contact 51, cet angle p peut être de 120°. Dans ce cas, l'arc 10 plan 55 sera'de 120°. Cette modification'de'la forme de la surface 45, et les modifications analogues sont comprises dans le domaine de l'invention. On peut façonner de diverses manières une bobine 18 selon l'invention. On peut utiliser un outil de coupe pointu monté sur 15 une machine automatique, dans laquelle on peut programmer les équations mathématiques représentant la surface 45. Pendant que la pièce cylindrique tourne, la distance de cet outil à l'axe de rotation 49 varie en fonction du programme, et l'outil usine la pièce à'la forme désirée. 20 Dans un autre procédé, la bobine est usinée dans un cy lindre massif 59. On a représenté sur la figure 11 un appareil destiné à ce travail. Un cadre 67 comporte des parois verticales 69 percées chacune d'une ouverture 71 destinée à laisser passer les demi-arbres 25 et 27. Les bords supérieurs 73 de ces parois 25 se trouvent dans un plan parallèle à l'axe 49. Des doigts 75 sont dans des plans normaux à ce plan, et à une certaine distance de cet axe. Ils sont fixés verticalement sur les bords 73 respectifs. Un gabarit 77 à découpe concave en demi-cercle est placé entre ces bords de' manière que cette découpe se trouve entre les doigts 30 75- On place sur lui une équerre 79, de façon que le sommet de cette équerre puisse se déplacer librement le long du demi-cercle. Pour façonner la surfacej45, on déplace l'équerre, depuis une première position dans laquelle son sommet se trouve contre un doigt 75 et elle forme entre les doigts une droite, jusqu'à ■5^ une seconde position dans laquelle cette équerre a été déplacée de 2° sur le demi-cercle et la bobine a tourné de 4°, une scie 81, travaillant dans un plan normal à la surface formée par les bords 73, découpe celle des parties de .cette bobine qui se trouve 72 04753 2125431 à l'extérieur de 1'équerre. Puis on fait encore tourner la bobine , on fait avancer l'équerre le long de l'arc et on exécute une nouvelle découpe. De cette manière, la surface de la bobine est façonnée par une série de découpes rectilignes. 5 Aux extrémités de la surface 45, la bobine 18 comporte d'un côté une partie de collerette 83. Cette bobine comporte plusieurs de ces parties de collerettes qui sont ménagées aux positions dans lesquelles/désire serrer la pièce 12. Comme on l'a représenté sur la figure 5, une de ces parties"est adjacente à 10 une partie de contact horizontale, et une autre est adjacente à une partie 51 à un emplacement où l'angle 0 est égal à 45° (figure 8). Dans une première position, on peut bloquer contre la .plan collerette des billettes rectangulaires dont un côti^ repose sur la bobine, et dont un côté supérieur plan se présente à la meule. 15 Dans l'autre position, de la figure 8, on peut bloquer la billette de façon à pouvoir en meuler une arête. L'appareil manipulateur 11 comporte aussi un mécanisme 87 de serrage et de déchargement.'Celui-ci comporte un organe 89 à'surface inclinée 90 venant transversalement en contact avec la 20 pièce et la repoussant ver,s le haut et vers l'extérieur. Cet organe 89 est monté sur le châssis et peut pivoter sur un axe fixe. chassxs, Une bielle 91, fixée à l'arbre de cet organe au-dessous au/ est reliée à un vérin 93* destiné à faire tourner cet organe . Celui-ci comporte au-dessus une butée 95 qui vient en contact avec la 25 billette de façon à la bloquer ou à la repousser hors du châssis. Lorsque .la bobine est bloquée, une partie de collerette 83 se trouvant à la partie supérieure de la bobine, le mécanisme 87 bloque cette billette entre la butée et cette collerette, comme' on l'a représenté sur la figure 4. Si la collerette n'est pas ap-30 parente ou si une surface lisse èst présentée à la pièce 12, le mécanisme 87 repousse cette dernière hors du châssis. Ce mécanisme de serrage et de déchargement est décrit plus complètement dans la demande de brevet déposée ce jour par la demanderesse sous le titre "Dispositif de serrage et de dé-35 chargement de pièces ". Pour meuler une billette, on la charge sur l'appareil manipulateur 11. On déplace celui-ci sur une voie de manière à l'amener au poste de meulage. Lorsque la ligne de contact est 72 04753 2125431 rectiligne, on bloque cette billette au moyen du mécanisme de serrage, et la machine meule sa face plane supérieure. Puis on actionne le dispositif d'entraînement 37 de façon à faire tourner les bobines 17-20, ce qui fait tourner la billette, jusqu'à ce 5 qu'une de ses arêtes soit mise en évidence. On bloque alors cette billette et l'on meule cette arête. Ensuite, on fait tourner la billette, on la bloque et on la meule jusqu'à ce que toutes ses faces et toutes ses arêtes aient été traitées. Lorsqu'elle a été complètement traitée, on fait tourner les bobines jusqu'à 10 une orientation intermédiaire et le mécanisme 87 la pousse sur un plateau de déchargement. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et que l'on pourra y apporter diverses variantes, sans sortir de 15 son cadre. 72 04753 9 2125431 REVENDICATIONS 1 - Appareil destiné à manipuler une pièce allongée, caractérisé par le fait qu'il comprend des "bobines" qui sont destinées à soutenir la pièce et à la faire tourner de côté, et 5 qui sont portées par des supports de manière à tourner sur des axes distincts, de préférence parallèles, chacune de ces bobines comportant une surface qui est destinée à venir en contact avec la pièce et qui est conformée de façon à faire tourner cette dernière sur un axe situé dans un plan sensiblement normal à l'a- 10 xe de rotation des bobines, et l'appareil comportant des organes \ destinés à faire tourner les bobines en même temps. 2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les supports se composent d'un châssis portant des éléments disposés le long de ses côtés longitudinaux, les bo- 15 bines portant des demi-arbres qui sont tourillonnés dans ces éléments. 3 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé par une cloison disposée à une extrémité du châssis et destinée à empêcher la pièce de se déplacer longitudinalement lorsque les 20 bobines tournent. b - Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les demi-arbres situés d'un côté du châssis sortent extérieurement des éléments de support et portent à l'extérieur des roues menées. 25 5 - Appareil selon la revendication K, caractérisé par le fait que les organes destinés à faire tourner les bobines sont une roue menante qu'un dispositif d'entraînement fait tourner, et des organes qui relient cette roue menante et les roues menées de façon à faire tourner les bobines simultanément. 30 6 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les bobines comportent d'un côté une collerette partielle qui est adjacente à l'élément de support correspondant disposé d'un côté du châssis. 7 - Appareil- selon la revendication 6, caractérisé par 35 le fait qu'il comporte des organes destinés à appliquer la pièce contre les collerettes. 8 - Bobine caractérisée par le fait qu'elle comporte entre ses extrémités une surface concave qui est conformée de 72 04753 10 2125431 façon à faire tourner une pièce en contact avec elle sur un axe situé dans un plan sensiblement normal à l'axe de rotation de cette bobine. 9 - Bobine selon la revendication 8, caractérisée par 5 le fait que la partie de la surface concave qui se trouve le plus près de l'axe de rotation passe d'un côté à l'autre de cette bobine, en parcourant de préférence un arc, pendant que ladite bobine tourne. 10 - Bobine selon la revendication 8, caractérisée par 10 le fait que la surface concave vient en contact avec la pièce le long d'une ligne de contact qui varie pendant que cette bobine tourne. 11 - Bobine selon la revendication 10, caractérisée par le fait que" la ligne de contact se trouve dans deux plans qui 15 se coupent. 12 - Bobine selon la revendication 10, caractérisée par le fait que, lorsqu'elle tourne, la ligne de contact varie, en étant d'abord en contact avec la pièce dans un plan parallèle à l'axe de rotation de cette bobine, puis en venant en contact avec 20 cette pièce dans un plan, oucfens deux plans qui se coupent, ce ou ces plans étant obliques par rapport à l'axe de rotation de la bobine. 13 - Bobine selon la revendication 12, caractérisée par le fait que les deux plans obliques qui se coupent forment un 25 angle, de préférence droit, dont le sommet se déplace sur la largeur de la bobine lorsque celle-ci tourne, de. manière à modifier la ligne de.contact. 14 - Bobine selon la revendication 13, caractérisée par le fait que'l'angle est inscrit dans un arc, qui est de préféren- 30 ce un demi-cercle, et qui va d'une extrémité à l'autre de cette bobine. 15 - Bobine caractérisée par le fait qu'elle comporte entre ses extrémités une surface constituant une rampe et ayant la forme de deux troncs de cône obliques qui se coupent ou dont 35 les petites bases sont réunies,1'obliquité de ces cônes étant telle,qu'ils fassent tourner une pièce en contact avec eux sur un axe situé dans un plan normal à l'axe de rotation de cette bobine.