Brevet FR2575222A1 — publié le 19860627

La présente invention a pour objet un pro- cédé de montage d'un ensemble de pièces sur un or- gane-support dans des positions et orientations re- latives déterminées, notamment les pièces d'une commande de distribution d'un moteur thermique, ainsi qu'une empreinte de conditionnement pour la mise en oeuvre d-e ce procédé. On sait que sur les lignes de montage ac- tuelles des unités de production de moteurs, les di- verses pièces nécessaires à l'entrainement de l'arbre à cames, et éventuellement d'autres accessoires tels que pompe à injection, sont montées successivement à un ou plusieurs postes de travail. Par exemple, on ef- fectue le montage du pignon de vilebrequin, puis du ou des éléments de tension et de guidage, puis de la roue d'arbre et enfin on pose l'élément de transmission, constitué par une chaine ou une courroie. Au cours de ces opérations de montage, les spécifications de calage relatif entre les divers or- ganes, en particulier le calage entre vilebrequin, arbre à cames et éventuellement pompe à injection, doivent être scrupuleusement respectées. On constate qu'actuellement le montage des pièces d'une commande de distribution de moteur thermique conduit ainsi à: - l'approvisionnement, la manutention, le stockage et la gestion d'un grand nombre de pièces, - un nombre élevé d'opérations de pose nt- cessitant un temps considérable, un personnel nombreux et une place importante, - des opérations multiples difficilement automatisables, - un soin et une attention dans ces opé- rations de pose qui, tout en exigeant un temps im- portant, nécessitent des contrôles pour déceler une éventuelle erreur de montage pouvant provoquer la destruction du moteur à la première mise en marche. L'invention a donc pour but de remédier à ces contraintes et inconvénients en proposant un pro- cédé de montage des pièces sur le support, ainsi qu'une empreinte ou emballage de conditionnement pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui améliore de ma- nière substantielle la productivité et la fiabilité du montage des différents pièces de l'ensemble. Selon l'invention, le procédé de montage est caractérisé en ce qu'on dispose les pièces dans une empreinte ou elles sont prépositionnées, préorientées et maintenues dans des positions correspondant à cel- les qu'elles doivent occuper sur leur organe support, puis on présente cette empreinte, avec les pièces logées dans celles-ci, devant l'organesupport suivant l'orientation appropriée, on fixe lesdites pièces sur l'organe-support sans les extraire de l'empreinte, et après fixation des pièces on arrache l'empreinte. Ce procédé, applicable à chaque cas o un ensemble de pièces doit être assemblé sur un or- gane-support dans des positions et orientations bien définies, trouve de nombreuses applications possibles dans l'industrie mécanique, notamment l'industrie au- tomobile, mais aussi dans d'autres branches indus- trielles diverses telles que la construction élec- trique, l'électronique, le bâtiment, etc. Dans le cas o le procédé visé par l'in- vention est appliqué au montage, sur un moteur ther- mique comportant un arbre à cames et un vilebrequin, des pièces d'une commande de distribution de ce mo- teur, il est caractérisé en ce qu'on conditionne les pièces de la commande dans une empreinte dans laquelle sont ménagés des logements de réception pour les différentes pièces, dimensionnés et agencés de manière a enserrer celles-ci pour les retenir en cas de re- tournement de l'empreinte et à assurer les positions et les orientations des pièces de la commande selon les positions et orientations exactes qu'elles doivent occuper sur le moteur, puis on présente cette em- preinte avec les pièces devant le moteur, on fixe les pièces sur ce dernier, tandis qu'elles sont toujours dans l'empreinte, grace à des ouvertures pratiquées dans cette dernière et qui permettent d'y faire passer des organes de fixation des pièces, puis on arrache l'empreinte. L'invention a également pour objet l'em- 1S preinte permettant la mise en oeuvre de ce procédé et l'ensemble constitué par l'empreinte munie des pièces. Suivant l'invention, l'empreinte de con- ditionnement d'un ensemble de pièces sur un organe support, destinée à la mise en oeuvre de ce procédé, est caractérisée en ce qu'elle c.omprend des logements agencés pour recevoir différentes pièces en les pré- positionnant et en les préorientant les unes par rapport aux autres dans les positions exactes qu'elles doivent occuper sur l'organe-support, et ces logements sont dimensionnés de manière à enserrer les pièces pour les retenir durant la manutention de l'empreinte avant montage des pièces sur l'organe-support, des ouvertures étant de plus prévues dans l'empreinte pour permettre le passage, par l'arrière de l'empreinte, d'éléments de fixation des pièces sur l'organe-sup- port, tandis que ces dernières sont encore dans l'empreinte. Suivant un mode réalisation de l'empreinte, destiné plus particulièrement à recevoir les pièces d'une commande de distribution de moteur thermique, l'empreinte comporte des logements agencés pour re- cevoir les pièces de cette commande, notamment une roue d'arbre à cames, un pignon de vilebrequin, des éléments de tension et de guidage d'une chaine ou courroie de transmission associée au pignon et à la roue, et ces logements sont réalisés de façon que les pièces reçues dans ceux-ci soient prépositionnées et préorientées entre elles suivant les positions exactes qu'elles doivent occuper sur le moteur, afin de per- mettre le montage des pièces simultanément sur ce dernier. L'empreinte étant réalisée par exemple en matière plastique sous la forme d'un bloc en mousse rigide ou d'une plaque thermoformée, les logements sont dimensionnés de façon que leurs parois enserrent les pièces correspondantes, et des ouvertures de passage d'organes de fixation des pièces sont ménages dans l'empreinte, notamment pour des vis de fixation de la roue d'arbre à cames, du pignon de vilebrequin, d'un tendeur et d'un guide de l'élément de transmis- sion, ainsi que le cas échéant pour d'autres acces- soires tels qu'une roue de pompe à injection. Ainsi, toutes les pièces de la commande de distribution étant au préalable prémontées et pré- positionnées les unes par rapport aux autres dans les positions qu'elles doivent occuper une fois montées sur le mateur, il suffit de présenter d'un seul bloc l'empreinte garnie des pièces devant l'extrémité du moteur, puis d'exécuter les opérations de fixation sans extraire au préalable les pièces de l'empreinte, ces opérations pouvant être avantageusement automati- sées et exécutées simultanément. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent deux formes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs: - la Figure 1 est une vue en plan d'une première forme de réalisation de l'empreinte ou em- ballage de conditionnement selon l'invention, con- tenant les différentes pièces d'une commande de dis- tribution d'un moteur thermique, vue du côté à pré- senter sur le moteur; - la Figure 2 est une vue en coupe longi- tudinale de l'empreinte et des pièces de la Figure 1 suivant l'axe X-X; - la Figure 3 est une vue en coupe trans- versale suivant la ligne Y-Y de la FIgure 1; - la Figure 4 est une vue en coupe trans- versale suivant la ligne Z-Z de la Figure 1; - la Figure 5 est une vue en perspective illustrant l'opération de montage sur l'extrémité d'un moteur thermique, des pièces de la commande de dis- tribution visibles aux Figures 1 à 4; - les Figures 6, 7, 8 et 9 sont des vues analogues respectivement aux Figures 1 à 4 d'une se- conde forme de réalisation de l'empreinte selon l'invention. On voit aux Figures 1 à 5 une empreinte ou emballage 1, réaliséu en une -mousse de matière plas- tique rigide appropriée, telle qu'une mousse de polyéthylène, et qui est adaptée pour recevoir les pièces d'une commande de distribution d'un moteur thermique M (Figure 5) muni d'un arbre à cames 22 et d'un vilebrequin 23. L'empreinte 1 comporte des logements agencés pour recevoir les pièces de cette commande, à savoir dans cet exemple: un logement 2a dans lequel peut être placée une roue 2 d'arbre à cames, un logement 3a recevant un pignon 3 de vilebrequin, un logement Sa qui débouche dans les logements 2a, 3a et qui reçoit un élément de transmission du mouvement entre le pi- gnon 3 du vilebrequin 23 et la roue 2 de l'arbre à cames 22, constitué dans cet exemple par une chaine 4 engrenant dans la roue 2 et sur le pignon 3, cette chaine 4 s'étendant par conséquent également dans les logements 2a et 3a. Le logement 5a reçoit aussi une lame 6 faisant partie du tendeur 5 et qui vient s'appliquer sur le brin mou de la chaine 4. De son côté, le brin tendu de la chaine 4 s'étend dans un logement 4a, prolongé latéralement et à sa partie supérieure par un autre logement 'a qui reçoit un guide 7 en forme de cornière, dont une aile s'étend dans le logement 4a et porte une garniture 7b d'appui, en contact avec le brin tendu de la chaine 4. L'empreinte 1 est percée d'une première ouverture ou dégagement 8 d'accès à une vis 10 de fixation de la roue 2 sur l'arbre à cames 22 (repré- senté en traits mixtes à la Figure 2), une seconde ouverture 9 débouchant dans- le logement 3a et qui permet l'accès à une vis 11 de fixation du pignon 3 sur le vilebrequin 23 (en traits mixtes à la Figure 2). Deux autres dégagements 14a, 14b débouchent dans le logement 5a et autorisent l'accès à deux vis 15 de fixation du tendeur 5 sur le moteur'M. deux dégage- ments 16 sont ménagés sous le guide 7 et permettent l'accès deux vis 18 de fixation de ce guide 7 sur le moteur, et enfin une ouverture ou dégagement 17 dé- bouche dans le logement 5a au voisinage du pignon 3, et permet l'accès à une vis 19 d'articulation de la lame 6 autour d'une entretoise 20. Les ouvertures 8, 9, 14a, 14b, 16. 17 for- ment des passages dans l'empreinte 1 et permettent donc l'accès par l'arrière de celle-ci aux vis respectives 10, 11,15, 18 et 19. Un détrompeur, constitué dans cet exemple par un plot 12 de l'empreinte 1, pénètre dans un trou 13 de la roue 2, afin de garantir sans ambiguïté son orientation par rapport au pignon 3. L'extrémité du moteur M est percée de trous filetés 15ai 18a et 19a adaptés pour recevoir respec- tivement les vis 15, 18 et 19, (Figure 5). Tous les logements 2a, 3a, 4a, Sa.... pré- cités sont dimensionnés de façon à ce que les pièces correspondantes 2, 3, 4,... ne puissent y être reçues qu'en exerçant un léger effort, afin que les parois de ces logements enserrent ces pièces et les maintiennent en place quelle que soit l'orientation de l'empreinte 1 équipée des pièces de cette commande de distribution durant sa manutention avant le montage sur le moteur M. En particulier ce serrage empêche les pièces de tomber en cas de retournement complet de l'empreinte 1. Le procedé de montage visé par l'invention, et mis en oeuvre au moyen de l'empreinte 1 qui vient d'être décrite est le suivant. Toutes les pièces décrites ci-dessus ayant été prépositionnées et préorientées convenablement dans leurs logements, dans les positions respectives exactes qu'elles doivent occuper sur l'extrémité du moteur M, on présente l'empreinte 1 avec les pièces verticalement devant le moteur M (Figure 5),- on engage la roue 2 et le pignon 3 respectivement sur l'arbre à cames 22 et le vilebrequin 23 et on procède à leur fixation au moyen des vis 10, 11. On procède ensuite - 2575222 au vissage des éléments de tension 5 et de guidage 7, en vissant les vis correspondantes 15, 18 et 19 dans leurs trous 15a, 18a, 19a. En variante, la présenta- tion de l'empreinte 1 peut être avantageusement ef- fectuée par un robot 25, et tous les vissages peuvent être avantageusement exécutés de manière simultanée et automatique par une visseuse 24 (Figure 5). Enfin, on arrache l'empreinte 1, le montage étant alors terminé. - L invention procure des avantages importants pour les fabricants demoteurs: - l'approvisionnement, la manutention, le stockage et la gestion d-'une seule fourniture: l'empreinte équipée de ses pièces; - le montage de l'ensemble des pièces de la commande de distribution est réalisé simultanément sur un seul poste, ce qui permet un gain de temps, de personnel et de place considérable; - l'opération de montage peut être automa- tisée grâce à un robot tel que 25 et à une visseuse telle que 24, tous les vissages étant alors simultanés; - la mise en oeuvre de l'empreinte ou em- ballage 1 rend toute erreur de montage-impossible, les spécifications de calage relatif entre les diverses pièces étant assurées par l'agencement des logements recevant ces pièces. Le second mode de réalisation de l'empreinte conforme à l'invention, illustré aux Figures 6 à 9, diffère du premier en ce que l'empreinte 1A est ici constituée par.un plaque thermoformée. Dans celle-ci, les logements 2a, 3a,.... des différentes pièces sont identiques à ceux de l'empreinte 1. Par contre, les ouvertures ou dégagements 8A, 9A, 14A, 16A, 17A, cor- respondant aux dégagements 8, 9, 14,.... de la première forme de réalisation, sont ici constituées par de simples lumières dans la plaque 1A, par rapport à laquelle font saillie les vis 10, 11, 18.... Enfin, au plot 12 de l'empreinte 1 correspond dans cette seconde forme de réalisation un bossage creux 12A de centrage de la roue 2. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisations décrites cidessus et peut comporter de nombreuses variantes d'exécution, notamment par le fait que divers autres accessoires non représentés, tels qu'une roue de pompe à injection peuvent être prévus dans des logements aménages à cet effet dans l'empreinte. Enfin, comme déjà indiqué, l'invention est applicable à des domaines autres que l'industrie automobile. REVENDICATIONS 1 - Procédé de montage d'un ensemble de pièces sur un organe support (M) dans des positions et orientations déterminées, caractérisé en ce qu'on dispose les pièces (2, 3, 4, 5, 6, 7....) dans une empreinte (1, 1A) agencée pour qu'elles soient prépo- sitionnées, préorientées et maintenues dans des positions correspondant à celles qu'elles doivent occuper sur leur organe support (M), puis on présente cette empreinte (1, 1A), avec les pièces logées dans celle-ci, devant l'organe support (M) suivant l'orientation appropriée afin de permettre le montage des pièces simultanément sur ce dernier, on fixe lesdites pièces sur l'organe support (M) sans les extraire de l'empreinte (1, lA) et après fixation des pièces on arrache l'empreinte (1, 1A). 2 - Procédé selon la revendication 1, appliqué au montage, sur un moteur thermique (M) comportant un arbre à cames (22) et un vilebrequin (23), des pièces (2-7) d'une commande de distribution de ce moteur, caractérisé en ce qu'on conditionne les pièces (2-7) de la commande dans une empreinte (1, 1A) dans laquelle sont ménagés des logements (2a, 3a, 4a, a) de réception pour les différentes pièces, dimen- sionnés et agencés de manière à enserrer celles-ci pour les retenir en cas de retournement de l'empreinte (1, 1A) et à assurer les positions et les orientations des pièces (2-7) de la commande selon les positions et orientations exactes qu'elles doivent occuper sur le moteur (M), puis on présente cette empreinte avec les pièces devant le moteur, on fixe les pièces (2-7) sur ce dernier tandis qu'elles sont toujours dans l'empreinte (1, 1A) grâce à des ouvertures (8, 9. 14a, 14b, 16, 17) percées dans cette dernière et qui il permettent d'y faire passer des organes-de fixation (10, 11, 15, 18, 19) des pièces, puis on arrache l'empreinte (1, 1A). 3 - Procédé selon la revendication 2, selon lequel on dispose dans l'empreinte: une roue (2), d'arbre à cames (22), un -pignon (3) de vilebrequin (23), un tendeur (5), et un guide (7) d'une chaine ou d'une courroie (4) de transmission associée à la roue (2) d'arbre à cames (22) et au pignon (3) et en appui sur le tendeur (5) et le guide (7), ainsi qu'éven- tuellement d'autres accessoires tels qu'une roue de pompe à injection, ces pièces (2-7) étant positionnées dans leurs logements (2a...5a) en respectant exacte- ment des spécifications de calage entre elles, puis on présente à l'extrémité du moteur (M) les pièces pré- citées ainsi prépositionnées et préorientées, on en- gage la roue (2) sur l'arbre à cames (22) ainsi que le pignon (3) sur le vilebrequin (23), on exécute le vis- sage de toutes les pièces (2, 3, 5, 6, 7) sur le mo- teur (M) à travers les ouvertures (8, 9, 14a, 14b, 16, 17) prévues dans l'empreinte pour le passage des vis de fixation (10, 11, 15, 18, 19), caractérisé en ce que ces opérations de présentation et de vissage sont automatisées grâce à un robot (25) et à une visseuse (24), après quoi on arrache l'empreinte (1, 1A). 4 - Empreinte de conditionnement d'un en- semble de pièces sur un organe support (M) destinée à la mise en oeuvre du procédé selon.la revendication 1, v caractérisée en ce qu'elle comprend des logements (2a, 3a, 4a, 5a) agencés pour recevoir les différentes piè- ces (2-7) en les prépositionnant et en les préorien- tant les unes par rapport aux autres dans les posi- tions exactes qu elles doivent occuper sur l'organe support (M), des ouvertures (8, 9, 16, 17; 8A, 9A, 16A, 17A) étant de plus prévues dans l'empreinte (1, 1A) pour permettre le passage par l'arrière de l'empreinte, d'élements de fixation (10, 11, 15, 18, 19) des pièces sur l'organe support.M), tandis que ces dernières sont encore dans l'empreinte. - Empreinte selon la revendication 4, caractérisée en ce que les logements sont-dimensionnés de manière à enserrer les pièces (2-7) pour les retenir durant la manutention de l'empreinte (1, 1A) avant montage des pièces sur l'organe support (M). S - Empreinte selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un détrompeur tel qu'un plot (12. 12A) apte a s'engager dans un trou (13) de la roue (2) d'arbre à cames (22) afin de préorienter cette roue par rapport au pignon (3). 7 - Empreinte selon l'une des revendications 4 à S. caractérisée en ce qu'elle est réalisée par exemple en matière plastique sous la forme d'un bloc en mousse rigide ou d'une plaque thermoformée.