Brevet FR2627115A1 — publié le 19890818

La présente invention se rapporte à un procédé d'introduction et de mise en place à grande cadence.de pièces coniques dans des coupelles correspondantes ser- vant de réceptacles ou de logements. Elle se rapporte également à la machine auto- matique destinée à mettre en oeuvre ce procédé. Des ensembles de ce type formés d'une pièce en forme de douille conique immobilisée dans une coupelle sont employés principalement en automobile. Ils servent de pièces de butée aux ressorts de tige de soupape. Les pièces coniques sont creuses et fendues longitudinale- ment. Elles présentent une saillie périphérique inté- rieure au voisinage de leur extrémité. Elles sont immo- bilisées transversalement dans le passage d'une coupelle servant de rondelle-butée au ressort de soupape. Cet ensemble servant de butée en forme de coupelle garnie intérieurement de la pièce intermédiaire conique est monté à force sur l'extrémité de la tige de soupape et s'y trouve immobilisé longitudinalement, I'encliquetage résultant de la pénétration du bourrelet dans la rainure. Pour des raisons de facilité d'introduction, la pièce de garniture en forme de douille conique est scindée longitudinalement en deux parties identiques. Ces deux demi-douilles sont à introduire auto- matiquement et simultanément côte à côte dans le passage central de chaque coupelle. Ces pièces en nombre équivalent au nombre de soupapes sont à produire et à assembler en quantités in- dustrielles. L'objet de la présente invention concerne un procédé et une machine pour l'assemblage automatique à haute cadence. On connaît déjà des procédés et des machines utilisés aux mêmes buts. Toutefois, les procédés employés aboutissent à des machines d'un encombrement prohibitif et d'un prix élevé peu compatible avec le coût supportable de la pièce ainsi assemblée.. Bien que satisfaisantes sur le plan de la fa- brication en série, ces machines ne constituent pas une solution valable au plan industriel en raison de leur coût et de leur limitation en cadence. De plus, les arrêts provenant des bourrages ou des coincements de pièces dans les circuits d'alimenta- tion font chuter notablement le rythme de production. La présente invention a pour but de remédier à l'ensemble de ces divers inconvénients en proposant un procédé de montage automatique à grande cadence et la machine destinée à le mettre en oeuvre pour introduire automatiquement les douil les dans les coupelles corres- pondantes. Le procédé se montre remarquable en ce qu'il consiste à alimenter les pièces en demi-c6ne debout, orientées et juxtaposées, par deux chemins convergeant vers le bas, à les introduire simultanément côte à côte dans un dispositif de transfert, à les maintenir côte à côte pendant toute la durée du transfert jusqu'à un poste de garnissage, à les évacuer côte à côte et à les introduire dans une coupelle avec l'assistance d'un dispositif d'accompagnement du mouvement jusqu'à leur chargement complet, puis à évacuer les coupelles ainsi garnies. La machine est caractérisée en ce qu'elle se compose d'un poste d'alimentation en pièces biconiques à deux voies symétriques convergeant vers le bas, d'un poste de transfert à organe mobile de réunion et de dis- tribution apportant les pièces orientées et présentées à un poste de garnissage, machine comportant en outre pour le dispositif de garnissage, un support rotatif des coupelles et un dispositif d'éjection des pièces biconi- ques du poste de transfert vers le poste de garnissage avec accompagnement des pièces pendant leur transfert vers le bas, ainsi que divers ensembles d'alimentation et d'évacuation des coupelles. La supériorité de l'invention réside dans son originalité qui lui confère les avantages importants suivants: 5. simplicité des moyens mis en oeuvre fiabilité importante grandes cadences possibles sans ennuis de coincement des pièces encombrement réduit 10. coût particulièrement compétitif. L'invention sera'bien comprise à la lecture de la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence aux des- sins accompagnants dans lesquels: 15. la figure 1 est une vue schématique générale en pers- pective de la machine d'assemblage selon l'invention montrant les différents postes; la figure 2 est une vue en élévation de la partie cen- trale du poste d'alimentation et plus particulièrement des guides d'amenée; la figure 3 est une vue en coupe transversale montrant un exemple de forme de section droite des guides d'a- menée avec une pièce en demi-cone vue en coupe; la figure 4 est une vue schématique de détail en coupe verticale de l'extrémité des guides d'amenée, tiroir chargé et disposé à la sortie des guides; la figure 5 est une vue schématique de détail en coupe transversale verticale du poste d'assemblage au niveau du tiroir de réunion et de distribution en position de dépose des pièces en demi-cône; la figure 6 est une vue schématique en plan du poste de garnissage des coupelles; la figure 7 est une vue générale en plan des postes de distribution, de transfert et de garnissage des cou- pelles la figure 8 est une vue en coupe verticale du poste de chargement des coupelles montrant également l'alimen- -4 tation en pièces de forme en demi-cône; la figure 9 est une vue en coupe verticale du support de garnissage des coupelles et quelques éléments voisins; 5. la figure 10 est un agrandissement sur partie centrale du support de chargement vue en plan; les figures 1l1 a,b,c sont des vues représentant l'en- semble des différentes pièces à monter respectivement en perspective à l'état dissocié et à l'état monté, en perspective et en coupe verticale; les figures 12 à 19 sont des schémas de fonctionnement illustrant les principales phases du procédé selon l'invention à savoir: figure 12: amenée individuelle de chaque pièce en demi-cône; figure 13: descente des coupelles dans le tiroir figure 14: orientation des cavités réceptrices figure 15: présentation des pièces en demi-cône et maintien à l'entrée du poste de garnissage; 20. figure 16: introduction des pièces en demi-cône par le vérin de descente figure 17: retrait du vérin de descente figure 18: mise en place du vérin d'évacuation figure 19: évacuation des coupelles garnies. Le procédé utilisé dans le cadre de la pré- sente invention concerne l'introduction et la mise en place automatiques dans une coupelle d'une pièce de gar- nissage conique scindée longitudinalement en deux par- ties connues sous les termes de demi-c6nes ou bicônes. Il est bien entendu que diverses pièces analogues assemblées de la même façon entrent aussi bien dans le cadre de la présente invention. On décrira ci-après tout d'abord sommairement le procédé selon l'invention puis les moyens destinés à le mettre en oeuvre dans le cadre de l'invention. Afin de mieux comprendre les développements descriptifs ci-après, on décrira tout d'abord les pièces -5 à assembler représentées sur les figures 11a, b, c. Les pièces à assembler se composent de façon générale d'une douille conique 1 scindée en deux demi- -parties longitudinales 2 et 3 qui seront appelées ci- après, pour des raisons d'uniformité de terminologie, demi-cônes. Ces demi-cônes forment une douille complète par juxtaposition latérale de deux pièces semblables et maintien à l'intérieur d'un corps creux récepteur de forme adaptée. Les douilles présentent au niveau de leur bord supérieur une saillie périphérique intérieure 4 conformée en bourrelet 5 dirigé vers. l'intérieur. Cette saillie en bourrelet permet l'immobilisation à l'extré- mité des tiges. Ces corps creux récepteurs sont réalisés sous la forme d'une coupelle 6 présentant une surface supé- rieure 7 conformée en disque 8 dont la partie centrale affecte la forme d'une cuvette 9. Chaque coupelle com- porte un passage central 10 très légèrement conique servant de logement aux douilles coniques 1 formées des demi-cônes qui garniront complètement toute la surface latérale intérieure dudit passage 10 après introduction et mise en place des demi-cônes. La coupelle se poursuit vers le bas par un épaulement 11 servant de surface d'appui et de butée à l'extrémité des ressorts coaxiaux de soupapes sur les tiges desquelles elles sont montées. La coupelle se termine vers le bas par une naissance 12 légèrement conique constituant la zone d'entrée et le tronçon de centrage et de maintien du ressort coaxial de soupape. De façon générale, le procédé consiste à pré- senter, debout et orientés, deux demi-cônes, apportés par deux chemins de glissement séparés et convergents se réunissant vers le bas, à les introduire simultanément côte à côte dans un dispositif de transfert, à les main- tenir ainsi pendant toute la durée du transfert, à les évacuer et à les introduire côte à côte dans une coupelle préalablement admise dans le support d'un poste -6- de garnissage avec l'assistance d'un dispositif d'accompagnement jusqu'-à leur mise en place dans. la coupelle correspondante puis à évacuer latéralement la coupelle ainsi garnie. On décrira maintenant les moyens généraux puis particuliers utilisés pour mettre en oeuvre le procédé décrit de façon générale ci-dessus. La machine automatique d'assemblage selon l'invention comprend les moyens généraux suivants. En se référant à la figure 1, les demi-cônes proviennent d'un poste d'alimentation 13 comprenant deux voies symétriques d'alimentation convergentes 14 et 15 à partir de deux réserves, par exemple des bols vibrants 16 et 17, desquels partent deux guides d'amenée incurvés 18 et 19 convergeant vers un poste central d'assemblage 20. Les guides d'amenée 18 et 19 peuvent être réa- lisés par divers moyens: profilés en gouttière à bords relevés, tubes ouverts... Un mode de réalisation particulier selon l'in- vention se présente sous la forme d'un bloc de distribu- tion 21 formé de deux parties ménageant entre elles deux chemins symétriques curvilignes dont le profil de sec- tion droite est représenté sur la figure 3. Ce profil présente par exemple une partie inférieure plane consti- tuant une surface de glissement et une partie supérieure de forme adaptée à celle des pièces en demi-cône par exemple une saillie supérieure centrale longitudinale bombée 22 permettant un guidage longitudinal suffisant pour permettre de garder l'orientation des pièces et éviter tout coincement. Bien entendu, toute autre forme de guidage convient. Les chemins de g9issement se rejoignent en partie inférieure par un tronçon commun 23. L'a'bsence de matière en extrémité inférieure due à la réunion des deux voies est compensée par une lame longitudinale séparatrice verticale 24 destinée à maintenir individualisés, jusqu'en position basse, les demi-cônes se faisant face. On a réalisé ainsi de façon satisfaisante l'amenée des pièces en demicône jusqu'à un poste de transfert 25. Ces pièces avancent par glissement le long des guides en suite linéaire pour se retrouver en partie inférieure en disposition côte à côte individualisées par la lame séparatrice 24. Le poste de transfert 25 apporte les demi-cônes en présentation verticale côte à côte jusqu'à un poste de garnissage 26 des coupelles situé légèrement au-delà. Le poste de transfet 25 est constitué essen- tiellement d'un tiroir 27 de réunion et de distribution comportant un évidement 2S de forme circulaire adaptée à celle des demi-cones, évidement qui te traverse de part en part. Cet évidement comporte une paroi médiane de séparation 29 destinée à assurer la prolongation de la lame séparatrice.24 en vue de maintenir pendant toute la durée du transfert les pièces en demi-cône en position debout, côte à côte. Le tiroir est actionné en mouvements de va-et- vient-par un vérin de transfert 30 entre une position de chargement dans laquelle il reçoit les pièces en demi-cône dans son évidement et une position de déchar- gement dans laquelle les pièces sont éjectées hors de l'évidement 28 par un dispositif vertical de poussée 31 à vérin de descente 32 et à poussoir 33 à fente 34 venant traverser le tiroir pour éjecter les pièces en demicône, la fente 34 venant glisser sur la paroi de séparation 29 de l'évidement 28 du tiroir. Le tiroir de réunion et distribution 27 cou- lisse entre deux plans-supports: le premier 35 disposé juste en-dessous du bloc de distribution sert d'entre- toise et le second de plan de maintien 36 destiné en outre à obturer la sortie de l'évidement 28. A titre de variante, on prévoit d'équiper le poste de transfert d'un plateau rotatif recevant et distribuant les pièces en demi-cône sans aucun temps mort. En effet, les diverses positions successives du plateau rotatif correspondent à autant de positions actives pour des pièces différentes. La cadence s'en trouve ainsi notablement améliorée. Le poste de garnissage est spécifiquement étudié pour le chargement des pièces en demi-cone dans les coupelles par introduction en partie supérieure, à partir de l'évidement 28 du tiroir. Il comprend spécifi- quement le dispositif vertical de poussée 31, un dispositif de chargement 37, un mécanisme de soutien 38 ainsi qu'un mécanisme d'actionnement en rotation 39. Divers dispositifs voisins complètent le fonc- tionnement de ce poste de garnissage. Il s'agit d'un ensemble d'alimentation 40 en coupelles et d'un ensemble d'évacuation 41 vers un réceptacle extérieur. L'ensemble d'alimentation 40 des coupelles est réalisé par exemple sous la forme d'un rail vibrant d'a- menée 42 à partir d'une réserve extérieure en coupelles par exemple un bol vibrant 43 ou tout autre dispositif du type magasin. On examinera maintenant plus particulièrement le poste de garnissage. Il se situe en position centrale comme on peut le constater sur la figure 1. Il s'agit d'un poste récepteur qui comporte un support porte-coupelles 44 rotatif du type à cavité réceptrice centrale 45 présentant un siège 46 pour les coupelles et un passage latéral 47 d'entrée et de sortie des coupelles ainsi qu'un levier d'actionnement en rotation 48. Un exemple de réalisation est représenté sur la figure 8. Le siège 46 affecte une forme en long à évide- ment longitudinal ouvert 49 le long duquel coulisse la naissance conique inférieure 12 des coupelles lors de -9- leur introduction ou de leur éjection. Les épaulements inférieurs des coupelles repo- sent sur des plats longitudinaux 50 et 51 qui bordent l'évidement 49. Le maintien en position de chargement- est complété par les rebords de la cavité réceptrice 45 sur lesquels repose l'épaulement supérieur des cou- pelles. Le bloc mécanique maintenant le support porte- coupelle 44 présente une partie supérieure en plateau 52 sur lequel repose le plan de maintien 36 ou se trouve en continuation avec celui-ci. Le rail vibrant d'amenée 41 communique en extrémité avec l'entrée de la cavité lorsqu'orientée vers celui-ci. Inversement, cette même entrée de cavité 47 sert de sortie pour communiquer avec l'ensemble d'éjec- tion. Un vérin de rotation 53 entraîne la cavité en rotation sur ellemême, vérin dont l'extrémité de la tige est montée articulée sur le levier de manoeuvre 48. Ce vérin permet de déplacer la cavité par ro- tation entre la position d'admission latérale d'une coupelle avant chargement et sa position d'éjection latérale par un vérin d'éjection 54 situé en disposition diamétralement opposée d'un tapis d'évacuation 55 qui emporte les coupelles garnies vers un réceptacle exté- rieur. Afin d'obtenir une introduction parfaite des pièces en demi-cône dans les coupelles, on prévoit un doigt vertical d'accompagnement 56 de descente des pièces du tiroir jusque dans la coupelle. Le doigt d'accompagnement 56 est actionné par un vérin de descente 57 apportant le maintien et l'amor- tissement nécessaires pendant toute la durée du mouvement de descente. Il traverse la coupelle et soutient les pièces pendant leur descente. La descente des pièces en demi-cône s'effectue - 10 - par la poussée vers le bas apportée par le poussoir fendu 33 actionné verticalement par le vérin de descente 32. Le poussoir 33 traverse le tiroir pour faire glisser simultanément et côte à côte les deux pièces en demi-cône hors du tiroir de transfert 27 dans la coupelle, en vue de son chargement. Le mouvement est guidé par la fente 34 du poussoir qui coulisse le long de la paroi médiane 29 de l'évidement 28 du tiroir. L'ensemble est commandé en mouvements par une centrale pneumatique ou hydraulique chargée de coordonner les différents mouvements. On expliquera maintenant en détail le fonc- tionnement de la machine automatique selon l'invention en se reportant plus particulièrement aux figures de 12 à 19. Ce fonctionnement entièrement automatique per- met, grâce à la combinaison des moyens selon I'invention, de maîtriser parfaitement l'introduction des pièces en demi-cône dans les coupelles à une cadence élevée égale au moins à 40 pièces par minute et notablement plus élevée dans la version à plateau tournant. Pour des raisons de commodité, on décrira si- multanément le procédé mis en oeuvre par la machine automatique d'assemblage indiquée ci-dessus. Les pièces en demi-cône sont chargées en vrac dans les bols vibrants d'o elles ressortent en suites linéaires ininterrompues vers les chemins convergents de glissement 18 et 19. Elles progressent ensuite par pousséeglissement jusqu'en partie basse du bloc de distribution o chaque pièce en demi-cône se trouve disposée en correspondance côte à côte avec une pièce homologue debout verticalement à l'état juxtaposé avec interposition de la lame séparatrice 24 (figure 12). Les pièces en demi-cône sont introduites par -]1 - qravité dans l'évidement du tiroir 27 dans lequel elles se placent côte à c8te grâce à la paroi de séparation et sont retenues prisonnières par le plan de maintien 36 et 52' qui obture son fond et constitue une surface de coulissement. Le tiroir chargé est déplacé latéralement le long de ses surfaces de glissement par le vérin de translation en coulissant sur le plan de maintien 35 jusqu'a sa position de déchargement en dessous du dispositif de poussée 36 et au-dessus de la cavité réceptrice du poste de garnissage (figure 13). Cette cavité est occupée par une coupelle préalablement admise dans celleci par l'ensemble d'ali-: mentation 40 en coupelles à travers son entrée latérale 47 à partir de la voie d'alimentation. La cavité 45 du support porte- coupelle est ensuite immédiatement entraînée en rotation sur elle-même d'un quart de tour pour bloquer l'entrée des autres coupelles. En effet, celles-ci sont apportées en suite continue par le rail vibrant d'amenée 42 et il importe d'individualiser les coupelles. Cette rotation est effectuée jusqu'à présentation de son ouverture devant le tapis d'évacuation 55. L'éjection simultanée des pièces s'effectue par la traversée du tiroir du poussoir fendu 33 actionné par le vérin de descente et par soutien simultané des pièces en demi-cane par le doigt inférieur d'accompagne- ment qui traverse et coulisse à travers la coupelle par son passage central. La poussée par le vérin de descente et le sou- tien simultané par le doigt d'accompagnement permettent une introduction parfaite côte à côte sans décalage dans chacune des coupelles (figure 14, 15 et 16). On dégage ensuite la coupelle garnie par le retrait vers le haut du poussoir fendu 33 et celui vers le bas du doigt d'accompagnement 56 (figure 17). Entre alors en action le vérin d'évacuation - 12 - qui pousse la coupelle à l'extérieur de la cavité. Celle-ci traverse l'ouverture en 91 issant sur les plots de fond de cavité et se trouve chargée sur le tapis d'évacuation (figures 18 et 19). L'invention a été décrite ci-dessus en détail. Il est bien entendu cependant que diverses modifications simples, adjonctions, variantes directes, substitutions par des moyens équivalents entrent dans le cadre de la présente protection. 11 en est ainsi du poste de transfert qui, comme indiqué précédemment, peut être équipé d'un plateau tournant assurant la même fonction de réunion et de distribution des pièces en demi-cône jusqu'au poste de garnissage. Cette substitution confère l'avantage impor- tant de pouvoir augmenter notablement les cadences en raison de l'utilisation efficace des temps morts de dé- placement en aller et en retour du tiroir de transfert. - 13 - REVENDICATIONS 1. Machine automatique pour la mise en place à grande cadence de pièces coniques dans des coupelles correspondantes leur servant de réceptacles ou de loge- ments caractérisée en ce qu'elle se compose d'un poste d'alimentation (13) à deux voies symétriques curvilignes d'amenée des pièces en demi-cônes, voies formées de guides d'amenée (18) et (19) convergeant vers un point bas, d'un poste de tranfert (25) constitué d'un organe mobile de réunion et de distribution permettant les transferts simultanés des pièces en demi-cône et le chargement dans les coupelles correspondantes, machine se composant en outre d'un dispositif d'éjection des pièces en forme de demic6ne, de- l'organe de réunion et de distribution, d'un dispositif d'accompagnement des pièces pendant leur transfert, de l'organe mobile de réunion -et de distribution jusqu'à leur mise en place dans les coupelles correspondantes, d'un poste de garnissage (26) et de divers ensembles d'alimentation en coupelles, d'éjection et d'évacuation des coupelles vers un réceptacle extérieur. 2. Machine selon la revendication 1 carac- térisée en ce que les deux voies d'amenée sont des guides d'amenée (18) et (19) sous la forme de chemins de glissement curvilignes convergeant vers le bas et présentant chacuh une saillie centrale longitudinale (22) de forme adaptée à celle des pièces en demi-cône, les chemins se rejoignant en partie inférieure par un tronc commun (23), individualisés par une lame séparatrice verticale (24). 3. Machine selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que l'organe mobile de réunion et de distribution est un tiroir (27) comportant un évidement central (28) de forme circulaire le traversant de part en part, évidement pourvu d'une paroi médiane de sépara- tion (29) en vue de maintenir, pendant le transfert, - 14 - avec l'aide d'un plan-support inférieur (36) les pièces en demi-cône en position debout côte à côte, ledit tiroir étant actionné en mouvements de translation en va-et-vient par un vérin de transfert entre une position de chargement dans laquelle il reçoit les pièces en demi-cône et une position de déchargement au poste de garnissage (26) dans un organe récepteur. 4. Machine selon la revendication 3 carac- térisée en ce que le tiroir (27) coulisse entre deux plans-supports, le premier (35) disposé en dessous du bloc de distribution sert d'entretoise, le second de plan de maintien (36) permettant en outre d'obturer la sortie de l'évidement (28). 5. Machine selon les revendications précéden- tes caractérisée en ce que le poste de garnissage (26) est décalé par rapport au poste d'alimentation et se compose d'un poste récepteur comprenant le support rotatif porte-coupelle (44) et son levier (48) d'actionnement en rotation, d'un dispositif vertical de poussée et de déchargement (31) et (37), d'un dispositif d'accompagnement (38) des pièces en demi-cône lors du chargement, d'un ensemble d'alimentation (40) en coupelles sous la forme d'un rail vibrant et d'un ensemble d'évacuation (41) des coupelles garnies. 6. Machine selon la revendication 5 carac- térisée en ce que le support porte-coupelle (44) est du type à cavité réceptrice (45) présentant un siège (46) pour les coupelles et un passage latéral (47) d'entrée et de sortie des coupelles, ledit siège affectant une forme en long à évidement longitudinal ouvert (49) bordé de deux plats longitudinaux (50) et (51). 7. Machine selon les revendications précéden- tes caractérisée en ce que le dispositif d'accompa- gnement (38) est un doigt vertical d'accompagnement (56) traversant les coupelles par leur passage central, actionné par un vérin (57). 8. Machine selon les revendications précéden- - 15 - tes caractérisée en ce que le dispositif vertical de poussée et de chargement (31) et (37) est un vérin de descente (32) à poussoir (33) pourvu d'une fente (34) qui traverse le tiroir pour éjecter les pièces en demi-cône, la fente (34) venant glisser sur la paroi de séparation (29) de l'évidement (28) du tiroir (27). 9. Machine selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que le poste de transfert (26) est à plateau rotatif. 10. Procédé automatique de mise en place côte à côte à grande cadence de deux pièces demi-coniques dans des coupelles correspondantes selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à présenter debout, côte à côte et orientées, deux pièces homologues en demi-cône, apportées par deux chemins de glissement séparés et convergeant vers le bas, à les introduire simultanément côte à côte dans un organe de transfert, à les maintenir ainsi pendant toute la durée du transfert, à les introduire dans une coupelle préalablement admise dans le support d'un poste de garnissage avec l'assistance d'un dispositif d'accompagnement, à les pousser vers le bas tout en les soutenant par le bas par le dispositif d'accompagnement jusqu'à leur mise en place dans les coupelles, puis à évacuer latéralement les coupelles ainsi garnies.