Brevet FR2647700A1 — publié le 19901207

SUPPORT DE MACHINE, NOTAMMENT HACHINE DE RIVETAGE, POUR LE MAINTIEN DE DEUX OUTILS APPELES A SE DEPLACER L'UN VERS L'AUTRE L'invention concerne un support de machine destiné à maintenir en regard au moins deux outils appelés à se déplacer l'un vers l'autre et à subir des efforts d'action et de réaction. Elle peut en particulier s'appliquer aux machines de rivetage mais également à d'autres types de machines telles que presse de découpage, presse de poinçonnage, presse de formage, presse de sertissage, etc... Ces types de machines comprennent généralement un hàti en forme de cé qui est composé de deux branches en regard et d'un corps de liaison : l'une des branches porte des moyens de déplacement pour manoeuvrer l'un des outils (le plus souvent un vérin), cependant que l'autre branche porte l'autre outil positionné dans l'alignement du oremier. Parfois les branches possèdent chacune des moyens de déplacement propres, qui permettent de mouvoir chacun des outils simultanément ou successivement. Dans ces machines, lorsque l'on actionne les moyens de déplacement et que l'on met les outils en pression, les efforts d'action et de réaction qui s'exercent sur ceux-ci peuvent autre élevés et tendent à provoquer l'ouverture du bati et, par voie de conséquence, un décalage des outils qui ne travaillent plus suivant un axe commun. Sur certaines machines, ce défaut est limité par un surdimensionnement du cé afin de réduire les déformations subies par celui-ci, mais cette solution est tres coûteuse en poids. Une autre solution consiste à prévoir un cé parfaitement symétrique dont les branches se déforment de façon identique sous les efforts. On évite ainsi que les outils subissent un décalage de position puisque leurs axes demeurent toujours sécants dans la zone de travail ; toutefois, lorsque le cé s'ouvre, ces axes ne sont plus alignés : cette solution est donc inapte à supprimer l'apparition d'un décalage anqulaire lorsque les efforts d'action et de réaction s'exercent sur les outils. L'invention se propose de fournir un nouveau support de machine apte à supprimer àla fois le décalage de position des outils et le décalage angulaire entre leurs axes lorsqu'ils sont soumis aux efforts de travail. Le support de machine visé par l'invention comprend, comme les supports connus, un båti en forme de cé pourvu de deux branches en regard. Ce bati sera désigné par la suite par "bâti principal" ; il peut être de tout type : bâti creux nervuré, bâti à colonnes, etc... L'une des branches de ce bêti principal porte, de façon classique, des moyens de déplacement de l'un des outils ; pour rendre la description plus claire, cette branche sera désignée ci-après par "branche supérieure", mais il est hien entendu que cette terminologie ne doit pas être interprétée de façon limitative quant à l'orientation dans l'espace du support et à la localisation des moyens de déplacement ; généralement, l'autre branche dudit bêti (qui sera désignée par "branche inférieure") est statique, l'outil correspondant étant solidarisé directement sur celle-ci ; toutefois, cette branche inférieure peut le cas échéant elle-m8me comporter des moyens de déplacement propres afin de permettre de manoeuvrer l'outil concerné. Le support conforme à la présente invention se caractérise en ce que - un deuxième bête, dit bâti de guidage, est associé au båti principal en forme de cé ci-dessus défini, - ce bâti de guidaqe possède une branche indépendante du bati principal, qui s'étend au moins en partie au voisinage de la branche supérieure de celui-ci, - ladite branche du bati de guidage est équipée d'au moins un coulisseau et de moyens de guidage de celui-ci parallèlement à la direction de déplacement des outils, - ledit coulisseau est agencé en regard des moyens de déplacement portés par la branche supérieure du bSti principal, de façon que lesdits moyens de déplacement soient aptes à coopérer avec ledit coulisseau pour lui transmettre un effort axial de translation, - l'outil correspondant à la branche supérieure est fixé sur le coulisseau en regard de l'autre outil, lequel est porté par la branche inférieure du bâti principal. Ainsi, dans l'invention, on sépare la fonction de guidage des outils et la fonction de mise en pression de ceux-ci. Le bàti de guidage qui remplit la première fonction ne subit aucun effort notable (à l'exception des efforts de guidage très faibles) et, donc, aucune déformation : les outils demeurent einsi parfaitement alignés sans apparition d'un décalaqe angulaire entre leurs axes. Le bâti principal supporte les efforts de pression entre outils, mais ses déformations n'ayant aucune influence sur le positionnement des outils, il peut demeurer de structure relativement légère et en particulier peut être sousdimensionné par rapport à un bati classique appelé à subir les mêmes efforts. Selon un mode de réalisation préféré, le bêti de guidage est lui-mrne un bati en forme de cé, comportant - une branche dite supérieure, portant le coulisseau et ses moyens de guidage et s'étendant le long de la branche supérieure du bbti principal, tout en restant indépendante de celle-ci, - une branche dite inférieure, située au voisinage de la branche inférieure du bêti principal et avantageusement solidarise à celle-ci. Il est à noter que cette branche inférieure du båti de guindage peut, le cas échéant, etre elle-meme indépendante du bati principal et être équipée (é l'instar de la branche supérieure) d'au moins un coulisseau et de moyens de guidage de ce coulisseau selon l'axe de déplacement des outils ; l'outil correspondent est alors soliderisé audit coulisseau. Dans ce cas, le bêti de guidage et le bâti principal sont avantageusement solidarisés au niveau des corps de bêti (qui relient les deux branches de ceux-ci). Cette disposition est en particulier intéressante dans le cas d'une machine pourvue pour chaque outil- de moyens de déplacement propres, car elle garantit qutaucun effort parasite ne viendra s'exercer sur le bati de guidage lorsque les outils sont mis en pression par l'action de leurs moyens de déplacement. Par ailleurs, selon un mode de réalisation avantageux, le coulisseau qui est porté par le bati de guidage et les moyens de déplacement qui sont portés par le bbti principal coopèrent par des surfaces d'appui sphériques situées en regard, ces surfaces étant rectifiées de façon à présenter un état de surface leur permettant un glissement transversal à frottement réduit. L'invention s'applique à toute machine comportant des outils alignés qui sont appelés à subir des efforts d'action et de réaction. La description qui suit en référence aux dessins annexés présente, à titre d'exemple non limitatif, une application de l'invention dans le cas d'une machine de rivetage ; sur ces dessins qui font partie intégFçnte de la présente description - la figure 1 est une coupe par un plan vertical axial d'une machine de rivetage équipée d'un support conforme à l'invention, - la figure 2 en est une coupe partielle à échelle plus grande, - les figures 3 et 4 sont des coupes transversales respectivement selon AA et BB montrant la section dudit support au niveau des branches inférieures et des branches supérieures, - les figures Sa et 5b sont des schémas explicatifs du fonctionnement de la machine. La machine de rivetage représentée à titre d'exemple aux figures comprend un premier b8ti 1 en forme de c é, dit b à t i principal, qui présente la structure traditionnelle des bâtis de ce type de machine ; il est en particulier constitué d'une branche inférieure la, d'un corps de liaison vertical lb et d'une branche supérieure lo, présentant une section transversale rectanqulaire creuse nervurée. Ce bati peut toutefois être allégé par rapport aux bâtis classiques similaires appelés à supporter les mêmes efforts. On peut par exemple admettre que ledit bêti principal subisse une déformation de l'ordre de 4 à 5 fois supérieure à celle de ces bâtis classiques. Selon l'invention, à ce bati principal est associé un bâti de guidage 2 lui-même en forme de cé, présentant une branche inférieure 2a, un corps de liaison vertical 2b et une branche supérieure 2c. En l'exemple, le bâti de guidage 2 présente une section en forme générale de U venant chevaucher le bâti principal 1 par l'intérieur du cé que forme ce dernier. La branche inférieure 2a du bâti de guidage est appliquée contre la branche inférieure la du bâti principal et fixée sur celle-ci par des organes de fixation tels que vis 3. Par contre, les autres membrures dudit bâti de guidage sont indépendantes du bâti principal afin de ne pas subir de contraintes lors des déformations de celui-ci. En particulier, la branche supérieure 2c du bâti de guidage est séparée de la branche supérieure lc du bâti principal, d'une part, dans le sens vertical, par un jeu -jl- suffisant pour éviter tout contact desdites branches lors des déformations du bâti principal, d'autre part, au niveau des flancs, par un jeu fonctionnel -j2-. A son extremité, la branche supérieure du bâti de guidaqe 2 comporte un déport 2d dont la portion extrême pleine est située en regard et au-dessous de l'extrémité de la branche supérieure du bâti principal 1. En partie basse, la branche inférieure la du bâti principal 1 est dotée de moyens de fixation d'un premier outil 5 ; en l'exemple, cet outil est constitué par un tas servant à fournir la contrepression de rivetage, les moyens de fixation consistant en un téton Sa doté d'un joint de friction 5b, au i vient s'insérer dans un logement conjugué 4 de la branche la. Cette fixation permet de disposer l'outil 5 selon un axe vertical déterminé X, dit axe de déplacement des outils. En partie haute, la branche supérieure du bâti principal 1 est dotée d'un vérin 6 dont le corps 6a est vissé au-dessus de ladite branche et dont la tige 6b s'étend verticalement vers le bas selon l'axe X. En l'exemple, cette tige porte une bague 7 de fin de course haute. Le déport 2d de la branche supérieure du bâti de guidage est percé, selon l'axe X, d'un alésage vertical dans lequel est disposé un chemin à billes B. En l'exemple, celui-ci repose sur un épaulement 9 du déport et est emprisonné en partie haute par un écrou 10. Le chemin à billes 8 guide en translation verticale le long de l'axe X, un coulisseau 11 qui comporte un épaulement lie de fin de course hautenet une tête d'appui llb visse à son extrémité supérieure. Un ressort 12 maintient le coulisseau en position haute contre la tige 6b de vérin lorsque celle-ci est rétractée. La tête d'appui llb présente une surface supérieure d'appui sphérique lic qui est rectifiée de façon à etre parfaitement lisse ; de même, le chant inférieur de la tige 6b de vérin est constitué par une surface sphérique 6c rectifiée : la tige 6b de vérin est ainsi apte à transmettre un effort axial au coulisseau 11 sans que s'exercent sur celui-cj des efforts transversaux ou efforts de flexion. Dans ces conditions, aucune contrainte ne s'exerce sur le bâti de quidage qui ne subit aucune déformation, et la manoeuvre du vérin 6 ne peut enqendrer ou 'un déplacement rigoureusement axial du coulisseau 11. A sa partie inférieure, le coulisseau 11 est doté de moyens de fixation du second outil 13 ; en l'exemple, cet outil est constitué par une bouterolle nui sert à fournir la pression de rivetage et à écraser l'extrémité de la tiqe de rivet pour former la seconde tete. Comme précédemment, ces moyens de fixation consistent en un téton 13a oui est doté d'un joint de friction 13b et vient s'insérer dans un logement conjugué 14 du coulisseau. La figure 5 a schématise la machine de rivetage conforme à l'invention au repos, avant une opération de rivetage. On a dessiné en T les tales à riveter et en R le rivet. La figure 5b schématise la machine au cours du rivetage, avec une forte exaqération de la déformation du bAti principal 1. Celui-ci s'ouvre d'un angle OC sous l'effet des efforts d'action et de réaction qui s'exercent sur ses branches. En conséquence, l'axe de la tiqe de vérin 6b s écarte du même angle i de l'axe X (avec un décalage de position -e- de l'extrémité de ladite tige en cas de dissymétrie du système comme c'est le cas sur les figures). Par contre le bâti de guidage 2-qui ne subit aucun effort (è part les efforts de frottement négligeables transmis par le chemin de billes 8), ne se déforme pas et le coulisseau il demeure rigoureusement positionné selon l'axe X tout au long de son déplacement, quels que soient les efforts axiaux transmis. Les outils 5 et 13 restent donc alignés selon cet axe au cours du rivetage et les forces de rivetage ne subissent aucun décalage susceptible de nuire à la qualité du rivetage réalisé. Rien entendu, l'invention s'étend à toute autre forme de bâti (bâti à colonnes, bâti à col de cygne...) et aux machines réalisant d'autres types de travail poinçonnage, matriçage, découpe, sertissage, emboutissage, formage... Elle peut s'appliquer quelles que soient les dimensions des machines (machines de grande puissance, ou machines portatives ou manuelles). De plus, pour des machines à outils multiples, le bâti de guidage porte plusieurs coulisseaux, chaque coulisseau étant équip d'un outil. REVENDICATIONS 1/ - Support de machine destiné à maintenir en regard au moins deux outils (5, 13) appelés à se déplacer l'un vers l'autre et à subir des efforts d'action et de réaction, ce support comprenant un bâti en forme de cé (1) pourvu de deux branches en regard (la, lc) dont l'une au moins, dite branche supérieure (lc), porte des moyens (6) de déplacement d'un outil par rapport à l'autre, ledit support étant caractérisé en ce que : 9 - un deuxième bâti, dit bâti de guidage (2), est assòcié au bati en forme de cé, dit bâti principal (1), - ledit bâti de guidage possède une branche indépendante (2c) du bâti principal s'étendant au moins en partie au voisinage de la branche supérieure (lc) de celui-ci, - ladite branche (2c) du hâti de guidage est équipée d'au moins un coulisseau (11) et de moyens (8) de quidage de celui-ci parallèlement à la direction de déplacement des outils, - ledit coulisseau est agencé en regard des moyens de déplacement (6) portés par la branche supérieure (lc) du bâti principal, de façon que lesdits moyens de déplacement soient aptes à coopérer avec ledit coulisseau pour lui transmettre un effort axial de translation, - un des outils (13) est fixé sur le coulisseau (il) en regard de l'autre outil (5), lequel est porté par la seconde branche du bâti principal, dite branche inférieure (la). 2/ - Support de machine selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bâti de guidage (2) est lui-meme un bâti en forme de cé, comportant une branche dite inférieure (2a) solidarisée à la branche inférieure (la) du bâti principal, et une branche supérieure (2c) en regard, indépendante de la branche supérieure (tic) dudit bâti principal. 3/ - Support de machine selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bâti de guidage (2) présente une section en forme générale de U venant chevaucher le bâti principal (1), la branche supérieure (2c) dudit bâti de guidage étant dotée à son extrémité d'un déport (2d) portant le coulisseau (11) et ses moyens de guidage (8). 4/ - Support de machiné selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent un chemin à billes (8) assujetti à la branche supérieure (2c) du bâti de guidage de sorte que son axe coincide avec l'axe de déplacement des outils (X). 5/ - Support de machine selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (6) et le coulisseau (11) présentent des surfaces d'appuis sphériques situées en regard (6c > lic), lesdites surfaces étant rectifiées de façon à pouvoir coopérer à frottement réduit. 6/ - Machine de rivetage ayant un support conforme à l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le coulisseau (11) du bâti de guidage (2) et la branche inférieure (la) du bâti principal (1) sont pourvus de moyens (14, 4) de fixation d'une bouterolle (13) et d'un tas (5).