Brevet FR2439064A1 — publié le 19800516

La présente invention, due à la collaboration de MN. Jacques GAUTIER et Henri LACROIX, se rapporte à un procédé perfectionné de coupe de ressorts spiraux et à son dispositif de mise en oeuvre. Actuellement, les ressorts spiraux sont formés sur une machine à enrouler, à partir de fil distribué en couronnes. Un système de cames et de rampes enroule le fil en spirale selon un pas variable. Lorsque la longueur du ressort en formation approche la cote prédéterminée, le pas de lthélice est réduit jusqu'à ce que les dernières spires soient jointives. L'opération d'enroulement est alors interrompue pour que le ressort formé soit sectionné, à l'arrêt, à la longueur prédéterminée, au moyen d'un outil coupant monté sur la sortie de 11 enrouleuse. Le tronçonnage du ressort à lieu dans une section droite du fil, c1 est-à-dire dans un plan sensiblement parallèle à l'axe du ressort. Le ressort ainsi coupé à ses deux extrémités n1 est pas exploitable en l'état. Il faut encore dresser ses faces d'appui extrêmes pour les rendre parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe du ressort. Cette opération supplémentaire est réalisée par le meulage des extrémités, opération délicate, longue et coûteuse. Par ailleurs, le meulage des extrémités représente une perte de matière d'environ une spire et demie (trois quarts de spire à chaque extrémité). L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en réduisant considérablement l'opération de meulage des faces d'appui, voire en la supprimant totalement. A cet effet, l'objet de 11 invention est un procédé de coupe de ressorts spiraux en continu, c'est-à-dire sans interruption de l'opération d'enroulement, dans lequel des moyens sont prévus pour sectionner le ressort dans un plan perpendiculaire à son axe de symétrie, de manière à assurer, en une seule opération, le tronçonnage et le dressage des faces d'appui. En fonction de la qualité de la coupe réalisée, il peut s'avérer nécessaire de parfaire le dressage par un léger meulage de finition. Cette dernière opération est alors très rapide, prolonge considérablement la durée de vie des meules et entraîne très peu de perte de matière. Dans le cas le plus favorable où le meulage est définitivement supprimé, il faut, par ailleurs, considérer l'augmentation du rendement de la fabrication et la suppression des stocks intermédiaires qui existaient entre l'enrouleuse et la machine à meuler, dus au fait que les cadences de travail des machines à meuler sont toujours faibles et conditionnent celles de la production globale. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé prévoit un poste de coupe distinct de celui de production de l'enroulement, un système à accumula tion étant prévu entre les deux postes pour absorber d'éventuelles variations des vitesses d'enroulement et de coupe. Pour la coupe proprement dite, le ressort est guidé en translation à l'intérieur de deux têtes tubulaires espacées, entraînées en rotation par un système synchrone. Lorsque l'enroulement progresse d'une longueur prédéterminée et atteint une butée, on bloque momentanément sa translation et on empêche sa compression par un serrage circonférentiel approprié appliqué sur toute la longueur de l'enroulement à l'intérieur des têtes tournantes. A ce moment, on sectionne le ressort entre les deux têtes tournantes, perpendiculairement à son axe de symétrie et dans sa zone à spires jointives, par un moyen de coupe approprié, par exemple une fraise-scie ou une meule montée sur un chariot mobile ou encore une tête fixe émettant un rayon de type LASER. Après la coupe, on escamote la butée, on interrompt le serrage de l'enroulement et le ressort sectionné est éjecté par la poussée de ltenroule- ment accumulé en amont. D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui suit d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 illustre le plan de coupe des ressorts dans la zone d'enroulement à spires jointives, - la figure 2 est une vue en coupe par le plan Il de la figure 1, - la figure 3 est une vue schématique de la chaîne de fabrication des ressorts, - la figure 4 montre le dispositif de coupe selon l'invention. En se rapportant à la figure 3, l'enroulement spirale 1 est formé par une machine à enrouler 2 classique alimentée en couronnes de fil 3. Mais, contrairement aux machines classiques, la coupe des ressorts n'est pas réalisée au niveau de la sortie 4 de l'enrouleuse, mais dans un poste de coupe 5 distinct, situé à distance, avec interposition d'un dispositif à accumulation 6 représenté ici schématiquement par un simple tendeur fonctionnant par gravité. Dès lors, l'enrouleuse 2 peut débiter en continu un enroulement 1 à pas variable comme celui représenté sur figure 1, dans lequel les tronçons de ressorts successifs, de longueur prédéterminée, sont séparés par des zones 7 à spires jointives. Conformément à l'invention, le plan de coupe 8 est periendiculaire à l'axe 9 de l'enroulement (ou du ressort) et se situe dans une telle zone 7 de manière qu'après la coupe, figure 2, la dernière spire 10 soit sectionnée sur environ les trois quarts de sa longueur circonférentielle, en faisant apparaître un arrondi 11 non cassant. Comme on le comprend, une telle coupe, si elle est de bonne qualité, permet d'obtenir directement des faces d'appui 10 parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe 9 et donc exploitables sans retouche à la meule. Le poste de coupe 5 est constitué essentiellement par un moyen de coupe, par exemple une fraise-scie 12 comme représentée sur la figure 4, travaillant dans le plan de coupe 8 défini sur la figure 1, dans l'espace ménagé entre deux têtes 13, 14, de guidage de l'enroulement 1 formé précédemment. il s'agit de deux têtes tubulaires ou mandrins montés à rotation sur une table de coupe non représentée, traversés par l'enroulement 1 continu des ressorts et entraînés en synchronisme par un mécanisme connu en soi. Un serrage approprié assure le maintien de l'enroulement 1 par les mandrins 13, 14 pendant l'opération de 1E coupe. Enfin, une butée 19 réglable et escamotable au moyen d'un vérin 20 ajuste la longueur prédéterminée du ressort la à couper, en faisant apparaître la zone 7 de l'enroulement à spires jointives dans l'espace ménagé entre les mandrins. Le dispositif fonctionne de la façon suivante La butée 19 étant placée dans la position de la figure 4, l'enroule- ment 1 progresse en translation par l'effet de vissage imprimé par le débit de l'enrouleuse. Dès que l'enroulement arrive en butée 19, il est serré par les mandrins 13, 14 pour, d'une part, bloquer sa progression en translation et, d'autre part, éviter sa compression par la poussée exercée, ce qui placerait le plan de coupe en dehors de la zone 17 à spires jointives. La fraise-scie 12 montée sur un chariot mobile 21 solidaire de la table de coupe et lancée à grande vitesse est alors déplacée dans le plan de coupe 8 pendant que l'enroulement 1 continue à tourner sur lui-meme. La course de la fraise est réglable et adaptée pour que la profondeur de pénétration corresponde sensiblement au diamètre du fil à ressort augmenté d'une garde de quelques millimètres. Après le recul rapide de la fraise 12, on interrompt le serrage de l'enroulement par les mandrins 13, 14 tandis que la butée 19 se rétracte par le recul du vérin 20. L'enroulement 1 accumulé en amont reprend sa translation dans les têtes tournantes 13, 14 et éjecte le ressort coupé par simple poussée. Après l'éjection du ressort la, la butée 19 reprend sa place initiale (figure 4) et le cycle recommence. L'invention n'est pas limitée à ltexemple de réalisation décrit, mais englobe également les équivalents simples. C'est ainsi que l'on peut remplacer la fraise-scie 12 par une meule ou, de préférence, par une tête fixe émettant tiri rayon de type LASER. Par ailleurs, le dispositif de coupe qui vient d'être décrit peut être multiplié à la sortie de la machine à enrouler, de manière à assurer une production de ressorts adaptée à la cadence de production de l'enroulement. L'invention est applicable à la fabrication de ressorts spiraux de putes dimensions en vue d'applications très diverses, notamment à la fabrication de ressorts de soupapes qui requièrent des caractéristiques physiques et mécaniques très précises. REVENDICATIONS 1 - Procédé de coupe de ressorts spiraux formés par une machine à enrouler à pas variable, alimentée en fil, caractérisé en ce que l'on alimente un poste de coupe (5) distinct par la sortie continue de l'enrouleuse (2) avec interposition d'un dispositif à accumulation (6) et en ce que l'on section ne les ressorts (la) à intervalles prédéterminés dans leur zone (7) à spires jointives et perpendiculairement à leur axe de symétrie (9), de manière à assurer en une seule opération le tronçonnage et le dressage des faces parallèles d'appui (10) des ressorts. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poste de coupe (5) comprend deux têtes tournantes tubulaires espacées (13, 14), entraînées en synchronisme et traversées par l'enroulement en assurant son blocage (15) momentané en translation et en compression mais avec liberté de rotation, un moyen de coupe (12) agissant perpendiculairement à l'axe (9) du ressort, dans l'espace ménagé entre les deux têtes tournantes et une butée (19) disposée à la sortie des têtes et escamotable après la coupe. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de coupe est une fraise-scie (12) montée sur un chariot mobile (21). 4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de coupe est un émetteur de rayons de type LASER. 5 - Ressort spirale dont les faces d'appui (10) extrêmes sont parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe de symétrie caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon larevendication 1.