Brevet FR2244581A1 — publié le 19750418

La présente invention concerne un dispositif d'usinage mécanique des extrémités de ressorts de compression hélicoTdaux en forme de barre et appartenant à des séries différentes par leur longueur axiale. Pour accroître la force radiale des segments de pistons, on sait utiliser des ressorts de compression hélicoidaux logés dans des rainures appropriées du dos du segment. Pour cela, des ressorts à axe rectiligne sont bobinés en ressorts de compression, découpés à une longueur déterminée et logés, pliés en forme annulaire, dans la rainure du segment de piston dans laquelle ils s'immobilisent par leur tension propre. UQe broche enfilée dans les deux extrémités du ressort hélicoïdal sert généralement à en arrêter la poussée.Pour obtenir une tension radiale définie, préalablement déterminée, il est nécessaire, pour un diamètre donné de segment de piston, de maintenir une longueur détermi- née du ressort de compression hélicordal dans les limites d'une gamme de tolérances relativement étroite. En outre, pour arriver à un fonctionnement sar du ressort hélicoidal, il importe, comme on le sait, que ses extrémités soient incurvées et surfacées pour éviter aux deux extrémités du ressort de s'accrocher l'une dans l'autre. La réalisation de tels ressorts est d'autant plus difficile que le rapport longueur/diamètre est anormalement grand en comparaison des ressorts de compression hélicoldaux ordinaires. Jusqu'ici on réalisait ces ressorts de compression héli coidaux en les bobinant avec un surplus de longueur, en raccourcissant ensuite le ressort à une longueur déterminée, puis en l'incurvant et en le surfaçant. On se servait pour cela de dispositifs auxiliaires spécialement conformés ne permettant qu'un usinage mi-manuel mi-mécanique. La présente invention a pour objet de réaliser un dispositif d'usinage purement mécanique des extrémités de ressorts de compression hélicoidaux en forme de barre, permettant l'usinage automatique simultané des deux extrémités de ressort, susceptible d'adaptation facile à des séries de ressorts différant par leur longueur, et permettant en outre un rythme élevé de production de ces ressorts. L' invention consiste en un dispositif de longueur variable de maintien de ressort, de chaque caté duquel sont disposés des outils d'usinage appropriés. Un tel dispositif permet de monter des ressorts de compression hélicotdaux, appartenant à des séries différentes par leur longueur axiale, de façon à ne laisser saillir du dispositif, dans chaque cas, que les extrémités de ressort à usiner. En outre, en disposant de part et d'autre du dispositif de maintien des outils d'usinage, on peut simultanément effectuer mécaniquement les mimes opérations d'usinage au moyen d'outils disponibles en double. De préférence, le dispositif de maintien de ressort se compose de deux paires de mâchoires de serrage disposées réglables parallèlement à l'axe du ressort de façon à rendre le dispositif adaptable à n'importe quelle longueur de ressort. L'invention propose en outre que les faces frontales, éloignées les unes des autres, des paires de mâchoires de serrage soient situées dans des plans séparés l'un de l'autre par une distance légèrement inférieure à la longueur définitive du ressort. L'avantage de cette conformation est que le ressort à usiner pourra entre serré presque dans sa longueur définitive et ne pourra donc pas céder sous l'action des forces d'usinage, ce qui pourrait entraîner une modification dimensionnelle fâcheuse de la longueur du ressort. Pour l'exécution de la première opération dite de wtmnçonnage" à effectuer d'abord sur le ressort bobiné et amené avec un surplus de longueur, l'invention propose de disposer une paire de couteaux devant chaque face frontale des mâchoires de serrage. De préférence, les couteaux de chaque paire oscilleront autour d'un point de rotation de façon à pouvoir être écartés les uns des autres, sans guidage rectiligne particulier, après tronçonnage des extrémités de ressort, et à permettre d'approcher facilement les autres outils d'usinage des extrémités du ressort. On peut concevoir ici que les couteaux des deux paires seront montés oscillants autour d'un ase commun et actionnés danse même sens par un mécanisme dentratnement commun.L'expérience a en outre révélé qu'il y avait avantage à ce que les-couteaux soient fixés déplaçables, transversalement à l'axe du ressort, sur des bras de support appropriés. Ceci permet d'amener au point de coupe, par déplacement du couteau transversalement à l'axe du ressort, un nouveau tranchant affilé, après usure du tranchant, sans devoir remplaeer chaque fois le couteau. Il y a également avantage à ce que les cou tenus puissent outre déplacés dans le sens de l'axe du ressort pour pouvoir faire varier, pour des séries de ressort différentes par leur longueur, l'importance du surplus de longueur nécessaire pour le refoulement et le urfaçage. L'invention propose enfin que les tranchants des couteaux de chaque paire de couteaux se fassent exactement vis-à-vis. On obtient ainsi un écrasement du fil métallique constituant le ressort semblable à celui que produit une pince coupante et qui présente 1 1avantage de ne pas produire de bavures radiales comme il arriverait en cas de cisaillement. En outre1 ce sectionnement n1 exerce pas de couple de flexion sur Il ex- trémité de ressort dépassant librement. L'exécution de la phase opérationnelle suivante dite wrefoulement" s'effectue au moyen de deux dispositifs de refoulement mobiles chacun dans le sens de l'axe du ressort en direction de l'extrémité de ressort correspondante, constitués chacun par une broche interne et une douille externe suscepti- ble atun déplacement élastique axial par rapport à la broche. En faisant glisser la donille par dessus l'extrémité de ressort saillant du dispositif de maintien, on obtient un centrage mutuel de l'extrémité de ressort et de la broche de refoulement. La douille s'applique à la face frontale du dispositif de maintien tanais que la broche imprime une déformation permanente auz trois-quarts environ de la dernière spire du ressort en la faisant passer du plan incliné de bobinage des spires à un plan perpendiculaire à l'axe du ressort. La dernière opération à effectuer est le wsurfaçage". SLLe s'accomplit de chaque coté au moyen d'une meule à rectifier rotative, pouvant se déplacer transversalement à l'axe du ressort et dont l'axe est orienté parallèlement à celui de ce dernier. fl est également possible, en vue d'une solution constructive simple, que les meules à rectifier soient montées oscillantes sur un axe commun. La meule sera, de préférence, une meule boisseau disposée de façon qu'en progressant devant l'extrémité du ressort elle s'use régulièrement sur toute sa largeur radiale et permette ainsi une usure régulière de la meule et l'obtention d'une face frontale de ressort bien plane. L'invention est décrite ci-après en détail au moyen d'un exemple préféré, non limitatif, de réalisation, représenté aux dessins annexés dans lesquels - la Fig. I est une coupe longitudinale montrant un ressort serré dans un dispositif selon l'invention en vue de l'exé- cution des trois opérations à effectuer - la Fig. 2 est une coupe transversale du dispositif dans la situation de la Fig. 1 - la Fig. 3 est une coupe longitudinale du dispositif de la Fig. 1 pendant l'exécution de l'opération de tronçonnage - la Fig. 4 est une coupe transversale du dispositif dans la situation de la Fig. 3 - la Fig. 5 est une coupe longitudinale du dispositif de la Fig. 1-pendant l'exécution de ltopdration de refoulement - la rig. 6 est une coupe transversale du dispositif dans la situation de la rig. 5 - la Fig. 7 est une coupe longitudinale du dispositif de la Fig. I pendant 11 exécution de l'opération de surfaçage ; et - la Pig. 8 est une coupe transversale du dispositif dans la situation de la Fig. 7. On voit, sur les-Fig. 1 et 2, que le ressort de compression hélicotdsl 1, amené individuellement depuis un magasin non représenté, tel que celui décrit dans le Brevet Allemand N 1.288.007, est serré dans le sens des flèches, par deux m3hhoi- res de serrage 2, 3 contre les supports fixes de ressort 15, 16 de façon que les extrémités de ressort, préalablement bobinée8 à une plus grande longueur1 dépassent à peu près de la mse longueur de part et d'autre du dispositif de maintien. La distance séparant les deux faces frontales éloignées 1'une de ltautre 24, 25 est choisie légèrement inférieure à la longueur théorique du ressort. Â coté de chacune des faces frontales 24 ou 25 du support de ressort se trouve une paire de couteaux 4 ou 5, un dispositif de refoulement 6 ou 7, et une meule à rectifier 8 ou 9 constituant les outils d'usinage des deux extré- mités de ressort. Les Fig. 9 et 4 illustrent l'opération de tronçonnage. Le ressort de compression hElicoYdil 1 est tronçonné simulta- nément des deux côtés à une longueur déterminée, légèrement supérieure à la longueur nominale du ressort. Pour cela, les paires de couteaux 4 et 5 se déplacent dans le sens des flèches en oscillant autour d'un axe commun 26. Ils réalisent donc, non le cisllement habituel, mais le sectionnement transversal du fil métallique constituant le ressort, les deux aptes des couteaux restant constamment en vis-à-vis. On évite ainsi que 1 'opération de tronçonnage ne produise des bavures, et les extrémités tronçonnées 10, 10' du ressort s'échappent latéralement du fait de la résistance mécanique assez élevée de la matière constitutive du ressort. Les Fig. 5 et 6 illustrent la seconde opération, dite "refoulement", Les dispositifs de refoulement 6 et 7 sont constitués chacun par une douille de centrage 13 ou 14 montée élastiquement sur une broche de refoulement 17 ou 18 par un ressort 11 ou 12. Le refoulement s'amorce en déplaçant les deux dispositifs de refoulement 6, 7 vers les extrémités de ressort correspondante. Les deux douilles de centrage 13, 14 maintenues par les ressorts de compression 11, 12, appuient d'abord contre les dispositifs de serrage de ressort 2, 3 et centrent les extrémités du ressort 1 préalablement tronçonné avec des surcotes de refoulement et de surfaçage.L'opération de refoulement proprement dite commence ensuite, les broches 17 ou 18 des dispositifs de refoulement 6 ou 7 dans les douilles de centrage 13 ou 14 s'appuyant axialement contre les extrémités de ressort et les refoulant du surplus de longueur du ressort, clest-A-dire de l'intervalle 19 ou 20. L'emploi des douilles de centrage 13, 14 évite l'épanouissement des extrémités du ressort pendant le refoulement. Les dispositifs de refoulement 6, 7 passent, pour effectuer l'opération de refoulement, entre les paires de couteaux 4, 5 dont les couteaux se sont écartés llun de l'autre. Les Fig. 7 et 8 illustrent la troisième opération, dite "surfaçage1. Pour effectuer cette opération, les deux dispositifs de tronçonnage ainsi que les deux dispositif s de refoulement sont déplacés transversalement à l'axe du ressort, de la quantité 27. Puis les deux meules boisseau à rectifier 8, -9, maintenues en rotation constante dans le sens de la flèche pendant- le déroulement des autres opérations, décrivent un mouvement oscillant de va-et-vient dans le sens de la flèche, autour de l'axe d'oscillation 28, tangentiellement aux extrémités du ressorts entre la position représentée en traits pleins et celle représentée en traits interrompus. Du fait du déplacement tangentiel de la face frontale annulaire 21 ou 22 de la meule, la largeur totale 29 de cette face frontale annulaire est aménée en contact, ce qui assure un surfaçage absolu des deux extrémités de ressort ainsi qu'une usure régulière de la meule. Après la fin du surfaçage, les deux dispositifs de tron çonnage et de refoulement reviennent à leur position de départ, puis le dispositif de maintien de ressort 2, 3 ou 15, 16, qui était resté fermé pendant la totalité de l'usinage, s'ouvre de façon à permettre l'évacuation du ressort usiné 1 et l'introduction d'un nouveau ressort. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'usinage mécanique des extrémités de ressorts de compression hélicotdaux en forme de barres, appartenant à des séries de longueur axiale différente, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de maintien de ressort dont la longueur est variable et des outils d'usinage disposés des deux cotés de ce dernier dispositif, 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de maintien de ressort se compose de deux mâchoires de serrage et de deux supports de ressort 3. Dispositif selon la revendication t ou 2, caractérisé en ce que les faces frontales éloignées l'une de outre du dispositif de maintien de ressort sont situées chacune dans un plan. 4. Diositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la distance entre lesdites faces frontales est légèrement inférieure à la longueur définitive du ressort. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce qu'une paire de couteaux est disposée devant chacune desdites faces frontales. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractrisé en ce que les couteaux de chaque paire de couteaux sont montés oscillants autour d'un point de rotation commun. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les couteaux des deux paires de couteaux sont montés oscillants autour d'un axe commun. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7,-caractérisé en ce que les couteaux sont déplaçables transversalement et/ ou paralLèlement par rapport à l'are du ressort. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les tranchants des couteaux de chaque paire de couteaux se font exactement vis-à-vis. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de refoulement mobile dans le sens de l'axe du ressort en direction de chaque extrémité du ressort. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque dispositif de refoulement se compose d'une broche interne et d'une douille externe élastiquement mobile axialement par rapport à la broche. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 1, caractérisé en ce qu'il comporte, de chaque côté, une meule à rectifier rotative, déplaçable transversalement par rapport à l'axe du ressort. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les meules à rectifier sont montées oscillantes autour d'un axe commun. 14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13, caracté- risé en ce que les meules à rectifier sont des meules boisseaux. 15. DiApositi;E selon l'une quelconque des revendications t à 11, caractérisé en ce que les paires de couteaux, ainsi que les dispositifs de refoulement, sont déplaçables transversalement par rapport à l'axe du ressort.