Brevet FR2427172A1 — publié le 19791228

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour retourner des produits divers, tels que des profilés métalliques pour charpente, reposant par l'une quelconque de leurs faces - que celle ci soit constituée par une aile ou qu'elle soit définie par au moins deux bords - sur un élément de support. En général, cet élément de support est le banc fixe d'une installation le long duquel est guidée en translation une perceuse mobile ou autre machine d'usinage ou d'une installation de soudage ou de montage. Dans un autre type d'installation, ledit élément de support est un chariot mobile guidé le long d'un banc fixe sur lequel est montée à demeure une machine d'usinage. Quelle que soit l'installation, le dispositif de retour nuent permet de présenter à l'outil ou à l'opérateur la face du produit à travailler. Plus spécialement, s'il s'agit de percf-r des profilés marchands dans l'installation à perceuse mobile, le dispositif de retournement présente successivement au foret et dans un ordre quelconque, l' me et les ailes d'un profilé en H ou en I par exemple. Deux techniques connues de retournement sont rappelées dans ce qui suit, en se référant aux Fig. 1 et 2 respectivement du dessin annexé. La première technique illustrée par la Fig. 1, consiste à soulever le produit 1 au moyen d'une chaste détendue 2 dont les extrémités sont accrochées à celles situées en haut, de deux crémaillères 3 et 4 sensiblement verticales ; ces crémaillères sont appuyées contre des galets fous 5, 6 respectivement et leurs parties dentées engrènent avec des pignons menants 7, 8 ; ces pignons sont commandés indépendamment l'un de l'autre et provoquent la montée ou la descente des crémaillères correspondantes. Les mouvements de celles-ci, conjugués comme cela ressort de la comparaison des positions schématisées en trait plein et en trait mixte sur la Fig. 1, permettent, grâce à la chatne intermédiaire 2, le retournement du produit 1. Etant donné que l'installation permet d'usiner des profilés de n'importe quelle longueur, un nombre relativement important de dispositifs retourneurs de ce type doivent etre répartis et montés sur toute l'étendue du banc-support 9. Dès lors, le cotit du système est élevé, et c'est là l'inconvénient majeur de cette première technique. La deuxième technique représentée sur la Fig. 2, consiste à passer un channe ou élingue 10 sous le profilé 1 et à former une boucle enroulée sur la poulie folle ll d'un palan 12 ou autre dispositif de levage. Dès que le produit est soulevé et écarté du banc-support, il suffit de tirer sur un brin de la boucle pour effectuer le retournement. L'inconvénient de cette technique est qu'il oblige å poser une chaste ou élingue autour au produit et à le soulever exactement à son centre de gravité, ce qui constitue une manoeuvre longue et peu sure ; d'autre part, le dispositif de levage doit être mobile le long du banc-support. Pour accroître la sécurité, il faut prévoir deux boucles 10 et 13 dont la première 10 est stationnaire et coopère avec un dispositif de levage 12 fixe tandis que la deuxième 13 est réglable longitudinalement et portée par un dispositif de levage 14 mobile le long du banc-support pour s'adapter aux dimensions du produit. L'inconvénient du bouclage subsiste, mais la sécurité se trouve améliorée, au detriment d'ailleurs du coût de l'installation. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de ces techniques connues, en simplifiant l'opération de retournement, en réduisant considérablement le court de l'appareillage et en assurant une sécurité absolue. Elle y parvient en mettant en oeuvre un procédé de retournement original qui consiste à laisser à tout moment, le produit reposer sur ltélément de support de l'installation et le faire pivoter autour de l'une de ses arêtes d'appui, en le pre nant au-dessus de cette arête, avec un moyen de préhension, en appliquant par ce moyen un couple coaxial et en soutenant ledit moyen de telle sorte qu'il puisse cependant pivoter sous l'action de ce couple autour de ladite arête. Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux, le procédé consiste à faire tourner le moyen de préhension autour de son axe et à permettre concomitamment à cet axe de pivoter autour d'un point fixe afin qu'il puisse décrire une trajectoire conique. il consiste également à conférer au moyen de préhension un degré de liberté en translation coaxiale, de façon qu'il puisse prendre le produit avant le retournement et rester en prise avec ce produit pendant le mouvement conique. L'invention concerne également un dispositif mettant en oeuvre ce procédé et permettant de retourner un produit reposant sur l'élément de support, présentant une extrémité toujours amenée en un lieu de référence et comportant au-dessus de cet élément une partie à faces parallèles. Conformément à l'inventionr ce dispositif comprend une pince qui est susceptible de coopérer, au lieu de référence précité, avec la partie à faces parallèles de l'extrémité correspondante du produit et dont l'axe s'étend au-dessus de la surface d'appui de l'élément de support de façon que la pince puisse décrire une trajectoire circulaire centrée sur l'arête de pivotement du produit contre cette surface d'appui ; cette pince est solidaire d'au moins une paire de mors, ceux-ci étant situés symétriquement l'un de l'autre par rapport à l'axe considéré de ladite pince de façon que leur écartement tangentiel soit sensiblement égal à l'épaisseur maximale de la partie considérée du produit pour prendre cette dernière en s'appuyant sur ses faces opposées et que l'écartement diamétral maximal de leurs points de contact soit tel qu'un moment de retournement du produit, qu'il agisse en poussant ou en retenant, puisse apparaître sans risque de rupture desdits mors ; ladite pince est r#e à un moyen d'entraînement en rotation autour de son axe, ce moyen tolérant que la pince décrive la trajectoire circulaire précitée et appliquant cependant le moment de retournement considéré. Suivant une forme de réalisation préférentielle, la pince est solidaire de deux paires de mors-ayant en commun un même plan diamétral de symétrie et ces mors sont séparés par deux fentes perpendiculaires de largeurs différentes pour prendre respectivement deux séries de produits dont l'épaisseur de leur partie de prise est différente ; la pince est portée par ltextrémité libre d'un bras, ce bras prenant appui, vers son extrémité opposée, sur un moyen de support fixe tolérant deux degrés de liberté de pivotement pour que l'axe dudit bras puisse décrire une trajectoire conique lorsque le bras est entraîné en rotation ; la pince est libre de se déplacer radialement par rapport au point fixe d'appui et de pivotement du bras, pour pouvoir rester, lors du mouvement conique de ce bras, dans un plan perpendiculaire au produit. Selon un mode d'exécution intéressant, le bras est relié par un joint à la Cardan, à l'arbre de sortie d'un groupe moto-réducteur monté sur un support fixe ; le bras est telescopique et en deux parties reliées entre elles par l'intermédiaire d'un accouplement coulissant. Divers autres caractéristiques etavantages de l'invE ion ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la Fig. 3 est une perspective illustrant une première forme de réalisation du dispositif de retournement selon l'invention, appliqué au banc-support d'une installation d'usinage à perceuse mobile, - les Fig. 4 et 5 sont des perspectives montrant deux modes d'exécution de la pince de retournement, - la Fig. 6 est une élévation frontale du dispositif selon la Fig. 3, - la Fig. 7 est une élévation latérale prise suivant la ligne VII-VII de la Fig. 6, - la Fig. 8 est une vue analogue à la Fig. 6 concernant une deuxième forme de réalisation du dispositif, - la Fig. 9 est une vue analogue à la Fig. 3, ayant trait à une troisième forme de réalisation du dispositif. Ainsi que cela ressort de la Fig. 3, l'installation de perçage comporte un banc-support 9 dont un marbre longiligne antérieur 15 sert d'appui pour des profilés 1 ou autres produits qui peuvent y reposer par l'une quelconque de leurs faces. Dans l'exemple représenté, il s'agit d'un profilé en I qui peut reposer sur le marbre 15 par l'une ou l'autre de ses ailes la, lb ou bien par les bords de celles-ci définissant des faces perpendiculaires aux précédentes ; l'ame lc du profilé 1 s'étend à l'intérieur de l'espace délimité par lesdites faces et constitue une partie à prendre par un organe de préhension 16 situé à proximité de l'une des extrémités libres dudit profilé ; cette dernière est d'ailleurs mise en contact, ce qui permet de définir sa position, avec une butée 17 solidaire du marbre 15. Le banc-support 9 comporte également, sur sa face avant, une règle 15a qui, en coopération avec le marbre 15 notamment, forme un dispositif de guidage en translation pour une perceuse mobile. Le dispositif de retournement de l'invention est appliqué dans l'exemple choisi à 1 t installation de perçage décrite ci-dessus ; mais il peut l'être. également à une installation d'usinage, de soudage ou de montage à 1'élément de support fixe ou à une installation qui comporte un élément de support mobile susceptible de se retrouver, à un moment donné du cycle de fonctionnement, en staticnnement fixe près de ce dispositif. Suivant la première forme de réalisation illustrée par les Fig. 3, 6 et 7, l'organe de préhension est une pince 16 fixée de préférence de façon démontable par erriboîternent et goupille 16a, sur l'extrémité libre d'un bras télescopique 18. Ce bras comporte un fourreau tubulaire 19 et une tige coaxiale 20 reliés entre eux par l'intermédiaire d'un accouplement coulissant , dans l'exemple représenté, la tige est cannelée extérieurement et coopère avec un manchon 21 cannelé intérieurement, ce manchon étant solidaire du fourreau ; la pince 16 est montée en bout de la tige 20 tandis que l'extrémité opposée du fourreau est reliée, par l'intermédiaire d'un joint à la Cardan 22, à l'arbre de sortie 23 d'un groupe moto-réducteur 24 monté sur un support fixe 25. Près du manchon 21, le bras 18 coopère avec un dispositif a d'équilibrage constitué par une chandelle téles- copique à ressort 26 , cette chandelle comporte deux parties montées coulissantes 1'une par rapport à l'autre et solidaires respectivement, en haut, d'une chape 27 dans laquelle est articulé un anneau 28 entourant le fourreau 19 et, en bas, d'une butée sphérique 29 portant dans une crapaudine fixe 30. Par ailleurs, une traverse 31 du banc-support 9 est équipée de deux butées latérales 32, 33, la traverse et les butées définissant autour du manchon 21 un espace limité dans lequel le bras 18 peut débattre. Quel que soit le type de pince 16 mis en oeuvre, le groupe moto-réducteur 24 fait tourner cette pince autour de l'axe du bras 18. La pince applique donc, si elle est convenablement conformée, un moment sur l' me lc du pr#ofilé I mais du fait que ce bras 18 est relié à l'arbre de sortie 23 du groupe moto-réducteur par l'intermédiaire d'un joint à la Cardan possèdant deux degrés de liberté de pivotement, il est évident que la pince, tout en appliquant le moment précité au profilé, peut décrire une trajectoire circulaire centrée sur l'axe de pivotement de ce profilé 1 par rapport au banc-support 9. Etant donné qu'aucune force ne permet au profilé s'écarter du banc, il est clair alors que l'axe de pivotement précité est l'une des arêtes d'appui de l'aile inférieure lb dudit profilé sur le marbre 15. La pince 16 est destinée à appliquer un moment de retournement sur l'a me du profilé mais il n'est pas utile qu'elle serre cette âme ;d'ailleurs, si l'on considere que le profilé en I 1 repose à l'origine par son aile lb sur le marbre et doit être couché au cours du retournement, on constate que le moment est, au début du pivotement, un couple moteur intervenant dans le sens de ce pivotement et, ensuite, un couple de retenue opposé audit pivotement , de même, s'il s'agit de relever le profilé, on constate que le moment est d'abord un couple moteur et, à la fin du pivotement, un couple de retenue. Deux modes d'exécution de la pince 16 sont illustrés par les Fig. 4#et 5 Ils présentent en commun un corps 34 solidaire d'une bague 35 ménageant un trou diamétral 36 pour le passage de la goupille d'accouplement précitée 16a. Suivant le mode d'exécution de la Fig. 4, le corps 34 comporte deux mors saillants 37 et 38 disposés symétriquement par rapport à l'axe de rotation 39 de la pince. Les faces d'appui de ces mors avec l'âme lc du profilé 1 sont situées dans deux plans qui s'étendent parallèlement à un plan diamétral P.1 et qui délimitent une fente 42 ; la distance E de ces plans correspondant à un écartement tangentiel est sensiblement égale à l'épaisseur maximale de l'amie lc de-la gamme complète des profilés à travailler. Dans l'exemple représenté, les mors 37 et 38 sont disposés rigoureusement en regard l'un de l'autre et ont par conséquent en commun le plan diamétral de symétrie P.2 qui est perpendiculaire au précédent P.1. D'ailleurs, dans cet exemple, un embrèvement 43 est ménagé dans le mors 37 pour séparer dans la face d'appui de celui-ci deux plages de contact , de même, un embrèvement 44 est ménagé dans le mors 38 pour séparer dans la face d'appui de celui-ci deux plages de contact ; dès lors, les plages de contact sont situées deux à deux en regard et leurs centres de poussée sont séparés par un écartement diamétral D, tel que le moment de retournement du profilé puisse apparaître dans un sens ou dans le sens opposé, sans risque de rupture des mors. I1 est bien évident que les mors 37 et 38, s'ils doivent être de préférence symétriques par rapport à l'axe de rotation 39 de la pince, peuvent être dissymétriques par rapport au plan P.2 s'il est prévisible que le moment de retournement dans un sens sera différent du moment de retournement dans le sens opposé. Suivant le mode d'exécution de la Fig. 5, le corps 34 est solidaire de quatre mors 37, 38, 40 et 41 ayant en commun le Sême plan diamétral de symétrie qu'il s'agisse du plan P.1 ou du plan P.2. Ces quatre mors sont situés deux à deux en regard et sont séparés, non seulement par la fente 42 de largeur maximale E se trouvant à cheval sur le plan diamétral P.1, mais également par une fente 45 de largeur plus faible e, s'étendant à cheval sur le plan diamétral perpendiculaire P.2. Ainsi, les mors 37 et 40, en coopérant avec les mors 41 et 38 respectivement, peuvent prendre toute âme de profilé susceptible de pénétrer dans la fente 45 et dont l'épaisseur est par conséquent comprise entre une valeur minimale et une valeur intermédiaire.De même, les mors 37 et 41, en coopérant avec les mors 40 et 38 respectivement, peuvent prendre toute âme de profilé susceptible de pénétrer dans la fente 42 et dont l'épaisseur est par conséquent comprise entre la valeur intermédiaire et une valeur minimale. Suivant une variante non illustrée par le dessin, la première paire de mors 37 et 38, situés en diagonale, peut être solidaire du cor#ps 34 tandis que la deuxième paire de mors 40 et 41 peut être solidaire d'une pièce montée pivotante autour de l'axe 39 dans le corps précité ; un moyen de reglage et de blocage est alors prévu pour déterminer la largeur de la fente 42 en fonction de l'épaisseur de laâme à prendre. Quel que soit le mode d'exécution retenu, un dégagement 46 est ménagé dans le corps 34 pour que la fente 42 y débouche et qu'alors la surface de contact des mors soit suffisamment éloignée de la tranche extrême de l'âme du. profilé, afin d'éviter toute déformation permanente de celle-ci lors du retournement ; d'une manière analogue, un dégagement 47 est prévu pour la fente 45. D'autres formes de réalisation du dispositif de retournement de l'invention peuvent être mises en oeuvre. Dans la deuxième représentée sur la Fig. 8, on retrouve les organes 16 à 21, 24 et 25. Mais, alors, l'arbre de sortie 23 du groupe moto-réducteur 24 est accouplé directement au fourreau 19 du bras 18 et ce groupe est monté oscillant dans un berceau 48 autour de tourillons horizontaux alignés 49, le berceau étant solidaire d'un pied vertical 50 monté tournant dans des paliers 51 du support fixe 25. Ce montage particulier conférant au groupe deux degrés de liberté de pivotement remplace le joint à la Cardan précité. Par ailleurs, un choix judicieux de l'emplacement des tourillons permet a 'équilibrer le système et de supprimer la chandelle télescopique à ressort précitée de la première forme de réalisation. Dans la troisième forme de réalisation ressortant de la Fig.. 9 r on retrouve aussi les organes 16 à 21 et 25. Le fourreau 19 du bras traverse un palier à rotule 52 monté sur le support fixe 25 et conférant les deux degrés de liberté de pivotement recherchés. Ce fourreau est solidaire d'un levier coudé 53 dont le maneton extrême 54 est situé sur un rayon de la rotule du palier, perpendiculaire au fourreau i9. Le dispositif comporte un vérin d'actionnement 55 dont la tige de piston 56 est articulée sur le maneton 54 et dont le cylindre 57 est monté pivotant sur la semelle du support 25. Un prolongement 58 du fourreau fait saillie du palier 52 et supporte un contre poids 59 qui constitue un autre type de dispositif d'équilibrage. Par ailleurs, le bras 18, au lieu d'être télescopique, peut être monolithique et monté coulissant à travers la rotule du palier 52. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation du dispositif et aux modes d'exécution de la pince représentés et décrits en détail car diverses modifications peuvent y être apportées, sans sortir de son cadre. Le dispositif, objet de#1'invention, peut être utilisé pour retourner tout produit longiligne devant rester parallèle à lui-même ; il est applicable plus spécialement au retournement des profilés ou poutrelles de charpente métallique à travailler dans une installation d'usinage, de soudage ou de montage. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour retourner des produits divers, tels que des profilés métalliques pour charpente, reposant par l'une quelconque de leurs faces - que celle-ci soit constituée par une aile ou qu'elle soit définie par au moins deux bords - sur un élément de support, caractérisé en ce qu'il consiste - à laisser, à tout moment, le produit reposer sur l'élément de support, - et à le faire pivoter autour de l'une de ses arêtes d'appui, sans glissement latéral, en le prenant au-dessus de cette arête, avec un moyen de préhension, en appliquant par ce moyen un couple coaxial et en soutenant ledit moyen de telle sorte qu'il puisse cependant pivoter sous l'action du couple autour de ladite arête. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à faire tourner le-moyen de préhension autour de son axe et à permettre concomitamment à cet axe de pivoter autour d'un point fixe afin qu'il puisse décrire une trajectoire conique. 3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à conférer au moyen de préhension un degré de liberté en translation coaxiale, de façon qu'il puisse prendre le produit avant le retournement et rester en prise avec le produit pendant le mouvement conique. 4. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et permettant de retourner un produit reposant sur l'élément de support, présentant une extrémité toujours amenée en un lieu de référence et comportant, au-dessus de cet élément de support, une partie à faces sensiblement parallèles, ce dispositif étant caractérisé - en ce qu'il comprend une pince qui est susceptible de coopérer, au lieu de référence précité, avec la partie à faces parallèles de l'extrémité correspondante du produit et dont l'axe s'étend au-dessus de la surface d'appui de l'élément de support, de façon que la pince puisse décrire une trajectoire circulaire centrée sur l'arête de pivotement du produit contre cette surface d'appui, -- en ce que cette pince est solidaire d'au moins une paire de mors, ceux-ci étant situés symétriquement l'un de l'autre par rapport à l'axe considéré de ladite pince de façon que. leur écartement tangentiel soit sensiblement égal à l'épaisseur maximale de la partie considérée du produit pour prendre cette dernière en s'appuyant sur ses faces opposées et que l'écartement diamétral maximal de leurs poi#nts de contact soit tel qu'un moment de retournement du produit, qu'il agisse en poussant ou en retenant, puisse apparaître sans risque de rupture desdits mors, - et en ce que ladite pince est reliée à un moyen d'entraîne- ment en rotation autour de son axe, ce moyen tolérant que la pince décrive la trajectoire circulaire précitée et appliquant cependant le moment de retournement considéré. 5. - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la pince est solidaire de deux paires de mors ayant en commun un même plan diamétral de symétrie et en ce que les mors sont séparés par deux fentes perpendiculaires de largeurs différentes pour prendre respectivement deux séries de produits dont l'épaisseur de leur partie de prise est différente. 6. - Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'un espace libre est ménagé entre les mors et le corps de la pince pour une pénétration profonde dans celle-ci de la partie de prise des produits. 7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 , caractérisé en ce que la pince est portée par l'extrémité libre d'un bras, ce bras prenant appui, vers son extrémité oppo sée, sur un moyen de support fixe tolérant deux degrés de liberté de piv#otement pour que l'axe dudit bras puisse décrire une trajectoire conique lorsque le bras est entraîné en rotation. 8. - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pince est libre de se déplacer radialement par rapport au point fixe d'appui et de pivotement du bras, lui permettant ainsi de- se mouvoir en translation coaxiale, pour pouvoir rester, lors du mouvement conique de ce bras, dans un plan perpendiculaire au produit. 9. - Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le bras est relié par un joint à la Cardan, à l'arbre de sortie d'un groupe moto-réducteur monté sur un support fixe. 10. - Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le bras est accouplé directement à l'arbre de sortie d'un groupe moto-réducteur, ce groupe étant monté sur un support fixe par l'intermédiaire d'un berceau possèdant deux axes de rotation perpendiculaires. 11. - Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le bras est monté sur un support fixe par l'intermédiaire d'un palier à rotule et est solidaire d'une manivelle déportée de façon que son maneton extrême soit toujours situé sur un rayon de la rotule perpendiculaire au bras, ce maneton étant relié à un vérin d'actionnement. 12. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le bras est télescopique et en deux parties reliées entre elles par l'intermédiaire d'un accouplement coulissant, la pince étant ainsi libre de se déplacer axialement. 13. - Dispositif selon la revendication 8 ou 11, caractérisé en ce que le bras est monté coulissant à travers le moyen de support à deux degrés de liberté de pivotement, tel que le palier à rotule, la pince étant ainsi libre de se déplacer axialement. 14. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le bras équipé coopère avec un dispositif d'équilibrage.