Brevet FR2680993A1 — publié le 19930312

PROCEDE ET MACHINE POUR OUVRIR UNE TETE DE BIELLE AVANT SA MISE EN PLACE, NOTAMMENT DANS UN MOTEUR L' invention concerne un procédé pour ouvrir une tête de bielle, notamment d' un moteur à combustion interne, en vue du montage de cette bielle, cette tête comprenant un corps et un chapeau qui définissent ensemble un alésage circulaire et qui sont initialement serrés l'un contre l'autre au moyen d'écrous vissés sur au moins deux goujons filetés s'étendant à partir du corps à travers le chapeau. L'invention concerne également une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Lors de la fabrication des bielles du type susmentionné, le chapeau de la tête de bielle doit être solidement fixé au corps pour permettre d'achever l'usinage de l'alésage de la tête, puis il doit être enlevé pour la mise en place de la bielle, en particulier sur un maneton d'un vilebrequin d'un moteur. En général, le chapeau est solidement fixé au corps à la suite dudit usinage et il est assez difficile de 1 enlever. En raison de 1 existence des goujons parallèles solidaires du corps et traversant le chapeau, ce dernier doit être déplacé parallèlement à luimême. Le jeu entre les alésages ménagés dans le chapeau et les goujons qui sont engagés dans ces alésages étant très faible, le moindre écart angulaire du chapeau provoque un blocage de ce dernier sur les goujons. Le procédé usuel utilise une bague cylindrique à expansion que 1 on insère dans 1 alésage et que 1 on dilate par effet de coin au moyen d un cône central engagé dans la bague. Toutefois ce procédé tend à déformer le chapeau qui peut, d' une part se coincer entre les goujons, et dut autre part subir des déformations plastiques dépassant les tolérances de 1' alésage. De plus, la friction entre la bague et le chapeau rend parfois difficile 1 extraction de la bague à la fin de l'opération. La présente invention a pour objet un procédé et une machine permettant d' éviter les inconvénients mentionnés ci-dessus et se prêtant bien à une mise en oeuvre dans les lignes de fabrication automatisées que l' on connaît actuellement dans les unités de montage de moteurs, en particulier dans l'industrie automobile. Dans ce but, le procédé selon 1 invention est caractérisé en ce qu'après avoir dévissé lesdits écrous, on applique au chapeau une vibration et une force orientée dans une direction opposée au corps, pour dégager le chapeau de ce corps et le déplacer parallèlement à lui-même le long des goujons, et en ce quton enlève ensuite le chapeau de la bielle. Dans une forme préférée du procédé, ladite force comprend une force de pesanteur, la bielle étant suspendue à un support pendant 1 application de la vibration. Ainsi, il n' est pas nécessaire de tenir la bielle qui est sollicitée par une force permanente pendant l'application de la vibration. La vibration peut être appliquée au support qui la transmet à la bielle. De préférence, la bielle étant positionnéee verticalement de façon que le chapeau se trouve en haut, l?on introduit un support dans ledit alésage et lton suspend la bielle grâce à un mouvement relatif entre la bielle et le support, le dévissage des écrous ayant lieu avant ou après l'introduction du support, et l?on applique la vibration jusqu'à ce que le corps de la bielle se sépare du chapeau sous effet de la pesanteur. La bielle peut supporter le poids d?un piston monté sur son extrémité opposée à la tête. Dans une forme avantageuse du procédé, on détecte la séparation du corps par rapport au chapeau au moyen d' un faisceau optique passant sous une surface du chapeau contre laquelle le corps est pressé par les écrous. Par ailleurs, un des avantages du procédé selon l' invention est qu' on applique simultanément lesdites vibrations à plusieurs bielles qui sont suspendues à un support commun. Dans ce cas, le support peut être déplacé uniquement horizontalement et les bielles peuvent être sus pendues ensemble au support par abaissement d'un organe de transport sur lequel les bielles étaient préalablement déposées. Une machine pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus est caractérisée en ce qu' elle comporte un poste de travail agencé pour recevoir une luge ou palette de transport amenée par un convoyeur et portant une bielle ou un groupe de bielles, chaque bielle étant disposée verticalement, des moyens de levage pour lever et abaisser la luge, au moins un support vibrant mobile horizontalement et pourvu d'au moins un organe de soutien pour le chapeau d'une tete de bielle, et des moyens de commande pourvus d' un détecteur signalant une séparation entre le chapeau et le corps de la bielle correspondante. De préférence, ledit organe de soutien est un doigt agencé pour s' engager horizontalement dans 1' alésage de la tête de bielle et présentant une surface supérieure convexe. Le support vibrant peut être pourvu de plusieurs doigts parallèles et d' un unique vibrateur, pour appliquer simultanément la vibration à plusieurs bielles. Dans une forme de réalisation avantageuse, le poste de travail est équipé de moyens de dévissage d' écrous qui sont stationnaires audessus de chaque tête de bielle, les écrous de cette tête étant engagés dans les moyens de dévissage par un mouvement de levage de la luge de transport. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d un exemple de mise en oeuvre de l'invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue frontale schématique d'une machine appliquant le procédé selon 1 invention simultanément à quatre bielles qui sont groupées sur une luge de transport, la figure 2 est une vue latérale, partiellement coupée, de la machine de la figure 1, la figure 3 est une demi-vue frontale d1 un dispositif à support vibrant appartenant à la machine des figures 1 et 2, la figure 4 est une demi-vue en plan du support vibrant, et la figure 5 est une vue en coupe verticale suivant la ligne V-V de la figure 3. En référence aux figures 1 et 2, des groupes de quatre bielles 1 sont transportés sur des luges ou palettes de transport respectives 2 par un convoyeur 3, dans le sens de la flèche A, et sont amenés successivement à un poste de travail dans une machine 5 agencée pour ouvrir les têtes 6 des bielles 1. Les quatre bielles 1 transportées par une luge sont destinées à un moteur à combustion interne à quatre cylindres. Sur la luge 2, elles sont suspendues verticalement par insertion dans des ouvertures d' un plateau supérieur 7 de la luge, leur tête élargie 6 se trouvant donc en haut, de sorte que les écrous (non représentés ) qui tiennent le chapeau de la tête de bielle sont accessibles par le haut. Dans la figure 2, la luge 2 est représentée sans les bielles, afin de clarifier le dessin. La machine 5 comporte un bâti 10 supportant : un mécanisme 11 de levage des luges 2 à partir du convoyeur 3 sur lequel celles-ci reposent librement; un dispositif de dévissage 12 pourvu de huit douilles rotatives verticales 13 agencées pour dévisser et saisir les écrous des bielles 6; un chariot de vibration 14, qui sera décrit plus loin plus en détail, suspendu par des glissières à un élément de bâti 15 de façon à pouvoir coulisser horizontalement comme l' indique la double flèche C; un entonnoir 16 de réception des écrous, sous lequel on peut placer un récipient quelconque; et une armoire de commande 17 agencée pour gérer automatiquement le fonctionnement de la machine 5 en combinaison avec le fonctionnement du convoyeur 3. Dans cette machine 5, les écrous des quatre têtes de bielles 6 sont desserrés, dévissés et enlevés tous ensemble des goujons sur lesquels ils étaient engagés, puis sont lâchés pour tomber dans l' entonnoir 16. Ensuite, le chariot de vibration 14 fonctionne de manière à décoller les chapeaux des têtes de bielles 6 sans les retirer des goujons, puis la luge 2 et son groupe de quatre bielles sont évacués dans le sens de la flèche B sur le convoyeur 3 en direction dut un poste d' assemblage où les quatre bielles seront montées sur le vilebrequin d'un moteur. Le chariot de vibration 14 est illustré plus en détail par les figures 3 à 5. Son bâti est formé par deux longerons d'extrémité 20 et un entonnoir central 21 fixé aux longerons 20 par l' intermédiaire de cornières 22. Chaque longeron 20 est suspendu à un rail 23 monté dans deux coulisses à billes 24 fixées à 1? élément 15, pour permettre le déplacement du chariot suivant la double flèche C. Un support vibrant 25, formé par une plaque métallique raidie par une cornière 26 et portant un vibrateur 27, est suspendu au longeron 20 à laide de quatre blocs amortisseurs en caoutchouc 28. La partie centrale du support 25 est échancrée du côté de l'avant de la machine, pour laisser place à 1? entonnoir 21. Du côté de l'arrière, elle présente quatre doigts horizontaux 30 sur lesquels sont fixés, grâce à des vis 31, quatre éléments de soutien 32 ayant une face supérieure bombée, par exemple à profil cylindrique. Les figures 3 et 5 montrent également la tête des bielles 1, comprenant de manière connue un corps 33, deux goujons 34 à extrémités filetées 35, et un chapeau 36 inséré sur les goujons et bloqué contre le corps 33 au moyen d'écrous non représentés. Le corps 33 et le chapeau 36 ont des surfaces semi-circulaires définissant l'alésage 37 de la tête de bielle. Cette tête est supportée par la plaque supérieure 7 de la luge 2, du fait que la bielle est insérée verticalement dans une ouverture appropriée 38 ménagée dans cette plaque 7 et permettant à la bielle 1 de monter quand elle est soulevée. Dans la figure 3, on a représenté en traits interrompus la possibilité de traiter des bielles 1 dont le pied 39 est déjà assemblé à un piston 40. Cette éventualité demande simplement une légère modification de la luge 2. Pour permettre un fonctionnement automatique de la machine, le chariot de vibration 14 est équipé d1 un détecteur 42 destiné à signaler aux organes de commande que toutes les bielles 1 sont décollées de leur chapeau. A cet effet, il est prévu une barrière lumineuse dont le rayon lumineux 43 a une trajectoire horizontale passant juste audes sous de la surface inférieure des chapeaux 36. Ce rayon 43 est interrompu par chaque corps de bielle 33 encore collé au chapeau, mais il peut passer dès que le corps 33 est retombé sur la luge 2 après s' être décollé. Les opérations suivantes sont exécutées dans la machine 5 décrite cidessus 1) Une luge 2 portant quatre bielles 1 est introduite par le convoyeur 3 dans le poste de travail de la machine. 2) Le mécanisme de levage 11 soulève la luge 2 qui est indexée horizontalement sur ce mécanisme au moyen de plots de centrage. Le levage se fait jusqu'à une position supérieure (indiquée dans la figure 5 par la position 2?) où les écrous des têtes de bielles sont engagées dans les douilles de dévissage 13. 3) Les douilles 13 sont actionnées pour dévisser complètement les écrous et les retenir par des pinces. 4) Le mécanisme 11 abaisse la luge jusqu a une position intermédiaire (figure 5, position 2") où les alésages 37 des têtes de bielles se trouvent en face des doigts 30 du support vibrant 25. 5) Le chariot de vibration 14 recule jusqu' à la position de la figure 5 pour que les doigts 30 et leurs éléments de soutien 32 se placent dans les alésages 37. 6) La luge 2 est abaissée jusqu a une position inférieure (position 2"', figure 5) pour que les bielles soient suspendues par leur chapeau 36 sur les éléments de soutien 32. En même temps, les pinces des douilles de dévissage 13 sont ouvertes pour lâcher les écrous qui tombent dans les entonnoirs 21 et 16. 7) Le vibrateur 27 est mis en action pour faire vibrer le support 25 et les bielles 1 jusqu'à ce que le corps 33 de ces dernières se détache du chapeau 36 et retombe sur le plateau 7 de la luge 2. Les goujons 34 restent engagés dans les orifices correspondants des chapeaux 36. Le faisceau lumineux 43 atteint alors le détecteur 42, ce qui commande l' arrêt du vibrateur. 8) Le mécanisme 11 remonte la luge 2 à sa position intermédiaire 2", de sorte que le corps 33 de chaque bielle soulève légèrement le chapeau 36 pour le dégager du support. 9) Le chariot 14 est avancé pour que les doigts 30 sortent des bielles. 10) Le mécanisme 11 est abaissé pour déposer la luge 2 sur le convoyeur 3. 11) Le convoyeur évacue la luge vers le poste suivant. La présente invention ntest pas limitée aux exemples décrits ci-dessus, mais elle s' étend à toute modification ou variante de réalisation ou d'application qui seront évidentes pour un homme du métier. En particuler, le procédé décrit est applicable non seulement à des bielles de moteur, mais aussi à d'autres types de bielles dont la tête s'ouvre en deux parties. REVENDICATIONS 1. Procédé pour ouvrir une tête de bielle, notamment d' un moteur à combustion interne, en vue du montage de cette bielle dans ce moteur, cette tête comprenant un corps (33) et un chapeau (36) qui définissent ensemble un alésage circulaire (37) et qui sont initialement serrés l'un contre l'autre au moyen d'écrous vissés sur au moins deux goujons filetés (34) s'étendant à partir du corps à travers le chapeau, caractérisé en ce qu'après avoir dévissé lesdits écrous, on applique au chapeau (36) une vibration et une force orientée dans une direction opposée au corps (33), pour séparer le chapeau de ce corps et le déplacer parallèlement à lui-même le long des goujons, et en ce qu' on enlève ensuite le chapeau de la bielle. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite force comprend une force de pesanteur, la bielle (1) étant suspendue à un support (25) pendant l'application de la vibration. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la vibration est appliquée au support qui la transmet à la bielle. 4. Procédé selon lune quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la bielle est positionnée verticalement de façon que le chapeau (36) se trouve en haut, en ce que l?on introduit le support dans ledit alésage (37) et l?on suspend la bielle grâce à un mouvement relatif entre la bielle et le support, le dévissage des écrous ayant lieu avant ou après l' introduction du support, et en ce que l?on applique la vibration jusqu'à ce que le corps (33) de la bielle se sépare du chapeau sous l'effet de la pesanteur. 5. Procédé selon l' une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que, pendant qu'elle est suspendue, la bielle (1) supporte le poids d'un piston (40) monté sur son extrémité opposée à la tête. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l?on détecte la séparation du corps par rapport au chapeau au moyen d'un faisceau optique (43) passant sous une surface du chapeau contre laquelle le corps est pressé par les écrous. 7. Procédé selon 1' une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu' on applique simultanément lesdites vibrations à plusieurs bielles (1) qui sont suspendues à un support commun (25). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support (25) est déplacé uniquement horizontalement et en ce que les bielles sont suspendues ensemble au support par abaissement d'un organe de transport (2) sur lequel les bielles étaient préalablement déposées. 9. Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comporte un poste de travail agencé pour recevoir une luge ou palette de transport (2) amenée par un convoyeur (3) et portant une bielle (1) ou un groupe de bielles, chaque bielle étant disposée verticalement, des moyens de levage (11) pour lever et abaisser la luge, au moins un support vibrant (25) mobile horizontalement et pourvu d'au moins un organe de soutien (30, 32) pour le chapeau d' une tête de bielle, et des moyens de commande pourvus d'un détecteur (42) signalant une séparation entre le chapeau (36) et le corps (33) de la bielle correspondante. 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que ledit organe de soutien (30, 32) est un doigt agencé pour s' engager horizontalement dans l' alésage de la tête de bielle et présentant une surface supérieure convexe. 11. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que le support vibrant (25) est pourvu de plusieurs doigts parallèles (30) et un un unique vibrateur (27), pour appliquer simultanément la vibration à plusieurs bielles (1). 12. Machine selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que le poste de travail est équipé de moyens de dévissage d' écrous (13) qui sont stationnaires au-dessus de chaque tête de bielle, les ecrous de cette tête étant engagés dans les moyens de dévissage (13) par un mouvement de levage de la luge de transport (2).