Brevet FR2284409A1 — publié le 19760409

La présente invention concerne les équipements d'assemblage utilisés dans les industries de construction des machines, des instruments et de l'horlogerie, et destins en yreotier lieu à être utilisés en tant qu'ensembles principaux dans les machines d'assemblage, par exemple en qualité de dispositifs de chargement et d'orientation travaillant en association avec des transporteurs, des machines d'essai et de mesure ou des machines-outils. On connaît l'utilisation de divers dispositifs auxiliaires de guidage, de mandrins et d'autres dispositifs servant à orienter les pièces dans les industries précitées. Par exemple, on connaît bien un dispositif pour l'orientation des pièces lors des opérations de montage, qui comporte une surface de positionnement sur laquelle se trouvent les pièces à orienter, et un mandrin servant à donner aux pièces une position déterminée par rapport à la surface de référence et l'une par rapport à l'autre.L'axe du mandrin coricide avec l'axe commun d'orientation réciproque des pièces (voir le brevet d'invention USA N 3.095.344, classe 756r566), L'un Res inconvénients principaux d'un tel dispositif d'orientation réciproque des pièces consiste en ce qu'ils ne peuvent être utilisés que pour des pièces de forme et de dimensions strictement détermindes. De plus, l'orientation des pièces à l'aide de ce dispositif n'est possible qu'en présence de grands jeux dans l'assemblage desdites pièces. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients précités et d'autres inconvénients des dispositifs connus. A cet effet, la présente invention vise à modifier la conception du mandrin pour obtenir la possibilité d'utiliser un seul mandrin capable d-e contacter et disposer dans la position voulue des pièces de forme et de dimensions différentes, à la seule condition que les parties conjuguées de ces pièces, destinées à être montées coaxialement, aient'-uile forme circonférentielle ou pouvant être inscrite dans une circonférence. Ce problème est résolu gracie à un dispositif pour l'orientation réciproque de pièces installées concentriquement et possédant au moins un élément coaxial par rapport au centre commun d'orientation, ledit dispositif ayant une surface de positionnement sur laquelle on place lesdites pie ces, et un mandrin donnant aux pièces une position déterminée par rapport à la surface de positionnement et l'une par rapport à l'autre, et dont l'axe coSncide avec l'axe commun d'orientation des pièces, ledit dispositif étant caractérisé selon l'invention, en ce que le mandrin en question est réalisé sous forme d'éléments constitutifs distincts adjacents les uns aux autres et dont chacun peut se déplacer indépendamment dans le sens de l'axe d'orientation, est sollicité par un ressort dans le sens des pièces à orienter et possède sur son extrémité de tête une surface inclinée pouvant coopérer avec l'élément coaxial précité de la pièce pour orienter cette dernière suivant l'apte commun. Une telle organisation du dispositif d'orientation de pièces assure l'universalité de son utilisation pour l'orientation de pièces de formes et dimensions différentes comportant des éléments conjugués coaxiaux ayant la forme d'une circonférence ou une autre forme pouvant s'inscrire dans une circonférence. Suivant une variante de réalisation de la présente invention, le dispositif d'orientation de pièces est caractérisé par le fait que le mandrin se présente sous forme d'un ensemble assemblé à partir de tubes accouplés téléscopiquement, dont les extrémités de tête entrant en contact avec les éléments concentriques des pièces à orienter présentent des inclinaisons coniques glissant sur les pièces en les orientant suivant l'axe commun. Cette variante améliorée est optimale du point de vue de la technologie de production et permet d'orienter des pièces de différentes formes et dimensions. Une autre variante de réalisation de la présente invention est caractérisée par le fait que chaque élément du mandrin éstindepandamment sollicité par un ressort dans le sens de mise en contact avec la pièce à orienter. Une telle solution technique permet, en particulier, de serrer d'une manière continue les élcments du mandrin dans le sens de mise en contact avec les pièces à orienter. Conformément à une autre variante de réalisation de la présente invention, le dispositif d'orientation de pièces est caractérisé par le fait que, dans le cas de l'orientation de pièces suivant leurs éléments coaxiaux intérieurs, le diamètre du plus grand élément du mandrin dépasse le diamètre du plus grand orifice des pièces à orienter, le diamètre de l'élément central du mandrin est plus petit que le plus petit orifice des pièces à orienter, et la portée du mandrin par rapport à la surface de positionnement est plus grande que la hauteur totale des deux plus grandes pièces. Ces exigences dimensionnelles permettent l'emploi universel du dispositif pour l'orientation des pièces de différentes dimensions. Encore une autre variante de réalisation de la présente invention est caractérisée par le fait que le mandrin est assemblé de telle façon que lors de l'entrée en contact de son extrémité de tête avec la première pièce d'un groupe de pièces à orienter, au moins l'un des élément du mandrin, sollicité par un ressort, est mis en contact conjugué avec un élément coaxial de la pièce, tandis que lors de l'amenée de la pièce suivante, un autre tube indépendant du mandrin entre en contact avec l'élément concentrique de ladite pièce suivante, en assurant ainsi l'orientation réciproque des pièces amenées. Une telle caractéristique d'assemblage du dispositif proposé permet d'assurer l'entrée en contact successif correct des tubes du mandrin avec les pièces du groupe à assembler, avec comme résultat leur bonne orientation réciproque. Enfin, encore une autre variante de réalisation de la présente invention est caractérisée par le fait que les tubes téléscopiques du mandrin, en entrant en contact avec les pièces, les enveloppent suivant leurs surfaces cylindriques extérieures. Dans ce cas, dans les parois des tubes sont disposées radialement des butées sollicitées par des ressorts et destinées au centrage préliminaire des pièces à orienter. Une telle variante du dispositif permet d'orienter les pièces suivant leurs éléments extérieurs coaxiaux. Plus bas, la présente invention est expliquée par la description détaillée de plusieurs rodes de réalisation illustrés par les dessins annexes qui représentent : - la figure t, une vue d'ensemble du dispositif proposé pour l'orientation réciproque de pièces suivant leurs surfaces intérieures - la figure 2, le dispositif pour l'orientation réciproque de pièces suivant leurs surfaces intérieures, au moment de centrage d'un pignon - la figure 3, le dispositif pour l'orientation réciproque de pièces suivant leurs surfaces intérieures, au moment de centrage d'un palier - la figure 4, le dispositif pour l'orientation réciproque de pièces suivant leurs surfaces intérieures, au moment de l'entrée du mandrin dans le pignon - la figure 5, le dispositif pour l'orientation réciproque ie pièces suivant leurs surfaces intérieures, au moment de l'entrée du mandrin dans le palier - la figure 6, le dispositif pour l'orientation réciproque des pièces suivant leurs surfaces intérieures, à la fin de l'introduction, à la presse, du palier dans le pignon ; - la figure 7, une vue d'ensemble du dispositif pour l'orientation réciproque de pièce suivant leurs surfaces extérieures ; - la figure 8, une partie du mandrin du dispositif pour l'orientation réciproque de pièces suivant leurs surfaces extérieures ; - la figure 9, la position des pièces du dispositif pour l'orientation réciproque de pièces suivant leurs surfaces extérieures, au commencement de l'assemblage d'un pignon en bloc ; ; - la figure 10, la position des pièces du dispositif pour l'orientation réciproque de pièces suivant leurs surfaces extérieures, au moment du centrage du moyeu et de la couronne du pignon en bloc - la figure t1, la position des pièces du dispositif pour l'orientation réciproque de pièces suivant leurs surfaces extérieures, au moment de la mise à la presse du moyeu du pignon en bloc - la figure 12, la position des pièces du dispositif pour l'orientation réciproque de pièces suivant leurs surfaces extérieures, à la fin d'assemblage d'un pignon en bloc. Le dispositif pour l'orientation réciproque de pièces est réalisé suivant plusieurs variantes. Selon une première variante, le dispositif pour l'orientation réciproque de pièces est destiné en premier lieu au montage coaxial de pièces telles que : pignons, douilles, corps et autres, percés d'orifices débouchants suivant lesquels chaque pièce doit titre orientée. A cet effet, le dispositif pour l'orientation réciproque de pièces possède une surface de positionnement 4 faisant partie du corps 1 ou d'une autre pièce de positionnement 2 remplaçant ledit corps ew servant à y disposer la première pièce à orienter (dans l'exemple considéré, un pignon 3), et un mandrin 5 (figures 1-2). Le mandrin 5 et la surface de référence 4 déterminent conjointement la.position du pignon 3 et, en cas de nécessité, celle de la pièce à orienter suivante (palier 6), suivant l'un des éléments coaxiaux de chacune de ces pièces (figure 3). Lesdits éléments coaxiaux du pignon 3 et du palier 6 peuvent être leurs orifices cylindriques ou coniques, ainsi que les chanfreins de ces orifices, disposés suivant un axe d'orientation commun. Le mandrin 5 (figures l, 2, 3) est réalisé sous forme d'éléments constitutifs distincts (tubes 7, 8, 9, 10, 11) assemblés à ajustement glissant. L'élément central 12 a la forme d'un pointeau de centrage. Lesdits éléments constitutifs (tubes 7, 8, 9, 10 et 1f) et le pointeau de centrage 12, fabriqués en aciers de construction, sont soumis à un traitemént thermique et à un chromage dur. Chaque tube 7, 8, 9, 10 et Il et le pointeau de centrage 12 sont sollicités par un ressort respectif 13 vers les pièces à orienter (pignon 3 et palier 6). Les éléments constitutifs (tubes 7, 8, 9, îOet i1 et le pointeau de centrage 12' ont sur leurs extrémités de tête une surface inclinée. En général, c'est un ctne avec un angle au sommet de 60 à 700. La présence de ce cône assure le centrage nécessaire pour l'orientation et le déplacement du pignon 3 sur la surface de référence 4, ainsi que le centrage du palier 6 suivant leur axe commun. De la sorte on assure une position réciproque donnée du pignon 3 et du palier 6, qui est nécessaire pour leur assemblage automatique. Il convient de noter que le diamètre du plus grand tube 7 du mandrin 5 dépasse le plus grand diamètre de l'orifice de n'importe quel pignon 3 à orienter, tandis que le diamètre de l'élément central t2 est plus petit que le plus petit diamètre de tous les orifices du palier 6. La portée du pointeau de centrage 12 du mandrin 5 par rapport à la surface de référence 4 dépasse la hauteur totale des deux plus grands pignons 3 et palier 6, et ce, afin d'assurer un espace libre suffisant pour la disposition de l'une des pièces à orienter (palier 6) sur l'autre pièce (pignon 3). La hauteur du corps 1 est suffisante pour permettre l'assemblage encastré du mandrin 5 et des ressorts de serrage 13, c'est-à-dire qu'elle ne doit pas étre inférieure à la portée des mandrins 5. Si le pignon à orienter 3 nta pas un poids suffisant pour la compression des ressorts 13, on fait appel à une plaque aimantée 14 posée sur la face en bout du corps I ou de la pièce de positionnement 2 pour obtenir une orientation fiable du pignon 3 suivant la surface de positionnement 4. Le fond du corps 1 est parallèle à la surface de référence 4, et le corps lui-même est assez massif pour encaisser les contraintes engendrées lors de l'emmanchement, à la presse, du palier 6 dans le pignon 3. Dans le but de faciliter la fabrication du dispositif pour l'orientation réciproque des pièces et en réduire le prix de revient, on réalise généralement le corps 1, sous forme d'un corps de révolution. il est préférable de fabriquer le corps 1 en acier de construction à haute résistance. L'un des dispositifs pour l'orientation réciproque de pièces, décrits ci-dessus, est installé sur un plateau tournant, un ruban transporteur ou dans le rotor d'une machine à rotation, et se-déplace vers l'auge 15 (figure 4) avec les pignons 3. Au cours de ce déplacement, les éléments à ressort (tubes 7, 8, 9, 10, 11 et pointeau de centrage 12) du mandrin 5 sont enfoncés par la partie inférieure de l'auge inclinée 15. Pendant le déplacement ultérieurs une partie desdits éléments (dans ce cas concret, les tubes 8, 9, 10, 11 et le pointeau de centrage 12), sous l'action des ressorts 13 comprimés, entrent à travers la fente de l'auge 15 dans l'orifice du pignon 3 centré par les arrêts élastiques 16 et pressé d'en haut par un poids 17. Le pignon 3 se déplace conjointement avec le mandrin 5 en surmontant la résistance des arrêts 16 et du poids 17. De la'sorte, il se produit une adaptation du pignon à la surface de positionnement 4 du corps 1 et une orientation dudit pignon le long de lraxe du mandrin 5 à l'aide de l'extrémité de tette conique de l'élément 7 du mandrin 5 (figure 2). Le pignon 3 dans cette position arrive avec le mandrin à une auge suivante 18 (figure 5) avec les paliers 6.Cette deuxième auge est disposée plus haut que l'auge précédente 15, au moins à la hauteur du plus élevé des pignons 3 (figure 5) placés précédemment. Cette disposition de l'auge 18 est nécessaire pour assurer le déplacement libre du mandrin 5 avec le pignon 3, sous la partie inférieure de l'auge incl:née 18, ainsi que la pose et le centrage du palier 6 par l'élément 10 et de son adaptation à la surface de positionnement par l'élément 9 butant contre sa face (figure 3). Ensuite le fonctionnement de l'auge 18 est identique à celui de la précédente. Après l'amenée du mandrin 5 avec les pignons 3 et les paliers 6 sous le poinçon de la presse d9 (figure 6) s'effectue leur assemblage. Une fois l'assemblage fini, on peut disposer d'autres pièces en vue de leur assemblage. A cet effet, il est possible de se servir des tubes saillants 71 et 12 du mandrin 5. L'assemblage de pièces avec un jeu déterminé est aussi possible. Une foi3 l'assemblage terminé, or; enlève les pièces en utilisant dans ce but l'espace libre entre la surface de positionnement 4 du corps 1 et la face du pignon 3. L'utilisation du dispositif proposé pour l'orientation réciproque de pièces permet de constituer, à partir de tels dispositifs, des machines d'assemblage autolnatique à rendement élevé, avec couplage rigide ou élastique entre les différents postes, en combinaison avec n'importe quel dispositif de transport : table tournante, convoyeur, transporteur à chaîne et par ir-.pulsicns ou pas--pas. le dispositif pour ltorientation réciproque de pièces peut être aussi utilisé pour le chargement et le transport de pièces dans d'autres machines et machinesoutils. Une autre variante du dispositif décrit ci-dessus est représentée sur la figure 7. La particularité de ce dispositif pour l'orientation réciproque de pièces consiste en ce que le mandrin 20 constitue un ensemble se composant de tubes téléscopiques 21 et d'un pointeau de centrage 22, dont les extrémités de tête présentent, sur leur surface intérieure ou extérieure cylindrique, des inclinaisons sous forme de chanfreins coniques avec un angle de cône de 10 à 150. Chaque tube 21 et le pointeau de centrage 22 sont sollicités indépendamment par des ressorts dans le sens de leur entrée en contact avec les pièces à orienter (pignon 23 et roulement à aiguilles 24). De plus, pour assurer le ce+ge préalable du pignon 23 et du roulement à aiguilles 24, chaque tube 21 et le pointeau de centrage 22 comportent des butées sollicitées radialement par des ressorts. Le mandrin 20 (figure 7) composé des tubes télesco; piques 21 et d'un pointeau de centrage 22 est mont dans le corps 26 fabriqué en acier de construction traité thermiouerent et revêtu de chrome dur. les tubes 21 et le pointeau de centrage 22 empêchent l'échappement du ressort 27. La compression des ressorts 28 peut être réglée par les vis 29 et la vis de réglage 30, sur la face en bout de laquelle agit, au cours de sa course de travail, la tige 31 d'un vérin 32 fixé sur un montant 33. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. En cas d'assemblage de pièces du type pignon en bloc constitué (figures 9-12) par un moyeu 34 et une couronne 35, le moyeu 34 est disposé au préalable sur une surface de référence 36 (figure 7) appartenant à un transporteur ou à une machine-outil, tandis que la couronne se trouve sur l'auge 37 ou' elle est maintenue par trois arrêts 38 (figures 9-12). Quand l'air ou le liquide sous pression de travail est envoyé dans la chambre du vérin de commande 32 (figure 7), la tige 31 du vérin 32 agit sur la face en bout de la vis 30.En conséquence, l'ensemble du mandrin 20 commence à se déplacer en synchronisme vers la couronne 35 (figures 9-12) retenue par les arrêts 38 de l'auge 37, jusqu a ce qu'une partie des tubes 21 du mandrin 20 centrent la couronne 35 et butent contre sa face et que le pointeau de centrage 22 centre le moyeu 34. Les autres tubes 21, ne rencontrant pas d'obstacle, embrassent la couronne 35 et se déplacent jusqu'à la face du moyeu 34 (figure 11). Après cela, les tubes 21 du mandrin 20 ayant précédemment centré (orienté) la couronne 35 et qui sont venus buter contre sa face recommencent à avancer. Ces tubes 21 surmontent la résistance des arrêts 38. Ainsi s'effectue l'assemblage de la pièce (figure t2). D'une façon analogue, on réalise l'assemblage d'un roulement à aiguilles 24 et d'un pignon 23, à la seule différence près, qu'une partie des tubes 21 sont dans ce cas pourvus non pas d'inclinaisons extérieures (figures 9-12), mais d'inclinaisons intérieures (figure 7), et le centrage du pignon 23 est réalisé par ces inclinaisons et non par le pointeau de centrage 22. Il est à noter que le dispositif pour l'orientation réciproque de pièces au moyen du pointeau de centrage 22 peut être utilisé également pour le centrage des pièces. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'orientation réciproque ou relative de pièces devant être disposées concentriquement et comportant au moins un élément coaxial dont l'axe coMncide avec un centre commun de l'orientation des pièces, du type constitué par une surface de référence ou de positionnement sur laquelle on dispose les pièces à orienter, et par un mandrin donnant aux pièces une position déterminée par rapport à ladite surface de référence ou de positionnement et l'une par rapport à l'autre, l'axe dudit mandrin coïncidant avec ledit axe commun d'orientation des pièces, caractérisé en ce que ledit mandrin est constitué d'éléments distincts adjacents l'un à l'autre et dont chacun peut se déplacer indépendamment suivant la direction dudit rqxe d'orientation, est sollicité par un ressort vers les pièces à orienter et comporte à son extrémité de tête une zone inclinée susceptible de coopérer avec ledit élément coaxial de la pièce pour orienter celle-ci suivant ledit axe commun. 2. Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le mandrin est constitué d'un ensemble de tubes accouplés télescopiquement et comportant, sur leurs extrémités de tête entrant en contact avec les éléments concentriques des pièces, des surfaces inclinées glissant sur lesdites pièces en les disposant en même temps suivant l'axe commun. 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que chaque élément du mandrin est sollicité indépendamment par un ressort dans le sens de son entrée en contact avec la pièce à orienter. 4. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans le cas de l'orientation des pièces suivant leurs éléments coaxiaux intérieurs, le diamètre du plus grand élément du mandrin est supérieur au diamètre du plus grand orifice des pièces à orienter, tandis que le diamètre de l'élément central du mandrin est plus petit que le plus petit orifice des pièces à orienter, la portée du mandrin par rapport à la surface de référence ou de positionnement étant supérieur à la hauteur totale des deux plus grandes pièces. 5. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mandrin est assemblé de telle façon que lors de l'entrée en contact de sa partie de tête avec la première pièce du groupe de pièces à orienter, au moins l'un des éléments du mandrin étant sollicité vers ltextérieur par son ressort, entre en contact conjugué avec l'un desdits éléments coaxiaux d'une pièce, tandis que, quand est amenée la pièce suivante, un autre tube indépendant du mandrin entre en contact conjugué avec l'élément concentrique de celle-ci, en assurant de cette manière l'orientation réciproque des pièces amenées. 6. Dispositif conforme à l'une des revendications 1, 2, 5, caractérisé en ce que les tubes du mandrin accouplés téléscopiquement, en entrant en contact avec les pièces, embrassent celles-ci suivant leurs surfaces cylindriques extérieures, et en ce que des butées sollicitées radialement par des ressorts sont montées dans les parois des tubes pour assurer un centrage préliminaire de la pièce à orienter.