Brevet FR2682446A1 — publié le 19930416

DISPOSITIF DE MONTAGE D'UN JOINT ANNULAIRE ELASTIOUEMENT DEFORMABLE DANS UNE GORGE INTERNE D'UNE PIECE L'invention concerne un dispositif de montage d'un joint annulaire élastiquement déformable dans une gorge interne d'une pièce. La mise en place d'un joint annulaire, par exemple d'un joint torique d'étanchéité, dans la gorge interne d'une pièce est une opération souvent peu commode que l'on cherche depuis longtemps à automatiser de façon simple et rapide, afin de ne pas ralentir les cadences élevées qui peuvent être obtenues actuellement sur des chaînes automatiques de montage ou d'assemblage de pièces. Cependant, les dispositifs automatiques de montage de joints qui ont été proposés jusqu'à présent, sont relativement complexes et coûteux, ou manquent de rapidité et de fiabilité. L'invention a pour objet un dispositif permettant d'automatiser, de façon simple, rapide et fiable, le montage de joints annulaires dans des gorges internes de pièces. L'invention a également pour objet un dispositif de ce type, qui soit facilement intégrable dans une chaîne automatisée de montage ou d'assemblage. L'invention propose, à cet effet, un dispositif de montage d'un joint annulaire élastiquement déformable dans une gorge interne d'une pièce, caractérisé en ce qu'il comprend un élément tubulaire de guidage du joint, ayant une surface interne tronconique dont la grande base a un diamètre au moins égal au diamètre externe du joint à l'état libre et dont la petite base a un diamètre au plus égal au diamètre interne de ladite gorge, des moyens de positionnement de ladite pièce sur la petite base de l'élément de guidage de joint, des moyens de réception de joint prévus au voisinage de la grande base de l'élément de guidage, et des moyens mo biles en translation axiale par rapport à l'élément de guidage pour pousser le joint dans cet élément depuis la grande base de ce dernier jusqu'au niveau de la gorge interne de ladite pièce, ces moyens mobiles comprenant une tige de piston dont l'extrémité est prolongée en direction de la petite base de l'élément de guidage par des doigts longitudinaux flexibles comportant à leur extrémité libre des embouts d'appui sur le joint. Dans ce dispositif, il suffit d'une tige de piston munie à son extrémité de doigts longitudinaux flexibles pour pousser le joint à l'intérieur de l'élément de guidage jusqu'au niveau de la gorge interne de la pièce dans laquelle il doit être monté. Au cours de son déplacement dans l'élément de guidage, le joint est comprimé radialement de façon progressive, de telle sorte qu'il se détend automatiquement lorsqu'il arrive au niveau de la gorge interne de la pièce et se place de luimême dans cette gorge interne. La commande et le réglage du dispositif selon l'invention sont particulièrement simples, en raison du très faible nombre de pièces mobiles. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément de guidage de joint est logé dans un corps fixe comportant un alésage de guidage de ladite tige de piston. Ce corps fixe sert également au support d'un vérin de déplacement de ladite tige de piston. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, l'élément de guidage de joint est monté fixement dans le corps précité. Dans ce cas, on prévoit également des moyens de maintien de la pièce comportant la gorge interne sur l'extrémité de l'élément de guidage de joint. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, cet élément de guidage de joint est mobile en translation dans le corps fixe précité, entre deux po sitions définies respectivement par une butée interne du corps fixe et par l'appui de ladite pièce sur une butée externe portée par le corps fixe. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation et en coupe partielle d'un dispositif selon l'invention; la figure 2 est une vue schématique en coupe partielle selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue schématique partielle à plus grande échelle de l'extrémité de ce dispositif, portant la pièce à gorge interne; la figure 4 est une vue schématique partielle en coupe d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention. On se réfère d'abord aux figures 1 à 3 relatives à un premier mode de réalisation de l'invention. Le dispositif représenté dans les figures 1 et 2 comprend essentiellement un corps fixe 10 dont l'extrémité supérieure sur les dessins comporte un alésage 12 de logement d'un élément tubulaire 14 qui est en appui par son extrémité inférieure sur un épaulement définissant le fond de l'alésage 12 et qui est maintenu dans cet alésage au moyen d'une bague ou rondelle 16 fixée par des vis sur l'extrémité supérieure du corps 10. L'extrémité supérieure de l'élément tubulaire 14 comporte un rebord annulaire 18 orienté longitudinalement et délimitant un logement de réception d'une pièce 20 (mieux visible en figure 3) comprenant une gorge annulaire interne 22 dans laquelle doit être monté un joint torique 24 en élastomère ou en caoutchouc. L'élément tubulaire 14 a une surface interne tronconique 26, dont la grande base est à l'extrémité in férieure de l'élément 14 et la petite base est à son extrémité supérieure ou au voisinage de cette extrémité supérieure. La grande base de la surface tronconique 26 a un diamètre sensiblement égal ou légèrement supérieur au diamètre externe du joint torique 24 à l'état libre, tandis que la petite base de cette surface tronconique 26 a un diamètre sensiblement égal ou légèrement inférieur au diamètre de la paroi interne de la pièce 20 dans laquelle est formée la gorge 22, ou diamètre interne de cette gorge 22. Juste en dessous de l'alésage 12 recevant l'élément tubulaire 14, la paroi du corps 10 présente une fente transversale 28 d'introduction d'un joint torique 24. La partie inférieure du corps 10 comporte un alésage axial 30, qui débouche dans l'alésage 12 précité et à l'intérieur de l'élément tubulaire 14, et dans lequel est guidée en translation une tige cylindrique 32 dont l'extrémité inférieure est solidaire de la tige de piston 34 d'un vérin 36 tel qu'un vérin pneumatique par exemple. Le cylindre 38 du vérin 36 est fixé à son extrémité inférieure entre deux plaques parallèles 40 dont les extrémités supérieures sont fixées sur le corps 10. L'extrémité supérieure de la tige cylindrique 32 porte des doigts longitudinaux flexibles 42 dont les extrémités supérieures comprennent des embouts métalliques 44 à surface plane d'appui sur le joint torique 24 à monter dans la gorge de la pièce 20. De préférence, ces faces planes des embouts 44 définissent un plan d'appui sur le joint torique, ce plan étant perpendiculaire à l'axe de déplacement du joint dans l'élément tubulaire 14. Les doigts longitudinaux flexibles 42 sont par exemple des tronçons de corde à piano, qui sont soudés à leur extrémité inférieure sur l'extrémité supérieure de la tige 32. Ce dispositif fonctionne de la façon suivante: en position initiale ou position d'attente, la tige de piston 34 est rétractée à l'intérieur du vérin 36 de telle sorte que les embouts 44 des doigts flexibles 42 se trouvent juste sous la fente 28 d'introduction du joint. Une pièce 20 comportant une gorge interne 22 dans laquelle un joint torique 24 doit être monté, est placée à l'extrémité supérieure de l'élément tubulaire 14 comme représenté dans les figures 2 et 3 et est maintenue en place par des moyens appropriés 46 d'un type quelconque. Un joint torique 24 est ensuite introduit dans le corps 10 par la fente 28, puis le vérin 36 est alimenté pour déplacer vers le haut la tige 32 dans le corps 10. Le joint torique 24 est alors poussé par les embouts 44 des doigts longitudinaux 42 à l'intérieur de l'élément tubulaire 14. Au cours de sa progression le long de la surface tronconique 26, le joint torique est comprimé radialement, son diamètre externe diminuant tandis que son diamètre de tore augmente de façon correspondante. Grâce à la flexibilité des doigts longitudinaux 42, les embouts 44 restent appliqués sur la surface tronconique 26 et se rapprochent progressivement les uns des autres en formant en permanence un plan transversal d'appui et de poussée sur le joint torique 24. L'angle au sommet de la surface tronconique 26 est relativement faible, pour permettre une compression radiale progressive et régulière du joint torique, et les doigts longitudinaux 42 doivent avoir une certaine raideur en flexion, pour éviter que les embouts 44 passent à l'intérieur du joint torique. Si nécessaire, cette raideur peut être augmentée par augmentation du diamètre des doigts 42, ou par disposition d'un cylindre plein en caoutchouc entre ces doigts 42. De plus, l'élément tubulaire 14 est de préférence en une matière à faible coefficient de frottement sur le joint 24, telle par exemple qu'une résine. Lorsque le joint torique poussé par les embout s 44 arrive au niveau de la gorge interne 22 de la pièce 20, il se détend automatiquement et pénètre de luimême dans cette gorge. Le vérin 36 est alors commandé pour rétracter la tige de piston 34 et ramener les embouts 44 dans leur position initiale représentée en figure 1. Le déplacement vers le haut de la tige 32 à l'intérieur du corps 10 peut être limité par une butée 48 fixée entre les plaques 40 et sur laquelle vient s'appliquer une bride annulaire de l'extrémité inférieure de la tige 32. Dans la variante de réalisation représentée en figure 4, l'élément tubulaire 14 n'est plus monté fixe à l'intérieur du corps 10, mais coulisse librement dans l'alésage axial 12. Par ailleurs, une butée extérieure 50 en forme de L est fixée sur la partie supérieure du corps 10 et comprend une branche horizontale 52 qui s'étend à une certaine distance au-dessus de l'extrémité supérieure du corps 10. Pour le reste, le dispositif est identique à celui représenté dans les figures 1 et 2. Le fonctionnement de cette variante de l'invention est le suivant en position initiale ou position d'attente, la tige de piston 34 est rétractée à l'intérieur du vérin de sorte que les embouts 44 des doigts longitudinaux 42 se trouvent sous la fente 28 d'introduction de joint, et l'élément tubulaire 14 est en position basse dans l'alésage 12. Une pièce 20 est placée sur l'extrémité inférieure de l'élément tubulaire 14, un joint torique est introduit par la fente 28 à l'intérieur du corps 10, puis le vérin est alimenté pour déplacer vers le haut la tige 32 et pousser, par l'intermédiaire des embouts 44, le joint torique à l'intérieur de l'élément tubulaire 14. Lorsque le joint arrive en contact avec la surface interne tronconique 26 de l'élément tubulaire 14, il ne progresse pas le long de cette surface tronconique, mais fait coulisser vers le haut l'élément tubulaire 14 dans l'alésage 12 du corps 10 jusqu'à ce que la pièce 20 portée par l'élément tubulaire 14 vienne s'appliquer sur la branche horizontale 52 de la butée 50. Le joint torique peut alors être poussé le long de la surface tronconique 26 de l'élément 14 par les embouts 44, jusqu'au niveau de la gorge interne de l'élément 20 où il se détend automatiquement et se met en place. Lorsque la tige de piston 34 est rétractée à l'intérieur du vérin, la descente des embouts 44 provoque le coulissement vers le bas de l'élément tubulaire 14 qui revient à sa position initiale inférieure. Dans cette variante de réalisation, la course de la tige de piston 34 est plus importante que dans le premier mode de réalisation, puisqu'il faut tenir compte du coulissement de l'élément tubulaire 14 dans l'alésage 12 du corps 10. La butée 48 montée entre les plaques 40 est donc déplacée pour être rapprochée de l'extrémité inférieure du corps 10. Le dispositif selon l'invention permet de monter des joints annulaires dans des gorges internes à une cadence relativement élevée, de l'ordre de 10 à 20 joints par minute. REVENDICATIONS 1. Dispositif de montage d'un joint annulaire élastiquement déformable dans une gorge interne d'une pièce, caractérisé en ce qu'il comprend un élément tubulaire (14) de guidage du joint, ayant une surface interne tronconique (26) dont la grande base a un diamètre au moins égal au diamètre extérieur du joint à l'état libre et dont la petite base a un diamètre au plus égal au diamètre interne de ladite gorge, des moyens (18) de positionnement de ladite pièce (20) sur la petite base de l'élément de guidage (14) du joint, des moyens (28) d'introduction et de réception de joint prévus au voisinage de la grande base de l'élément de guidage, et des moyens (32,42,44) mobiles en translation axiale par rapport à l'élément de guidage (14) pour pousser le joint dans cet élément de guidage jusqu'au niveau de la gorge interne (22) de ladite pièce, ces moyens mobiles comprenant une tige de piston (32,34) dont l'extrémité libre est prolongée en direction de la petite base de l'élément de guidage par des doigts longitudinaux flexibles (42) comportant à leurs extrémités libres des embouts (44) d'appui sur le joint. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les doigts longitudinaux flexibles (42) sont des tronçons de corde à piano, soudés sur l'extrémité de la tige de piston (32). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits embouts (44) définissent un plan d'appui sur le joint (24), ce plan étant orienté perpendiculairement à l'axe de l'élément (14) de guidage du joint. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de guidage (14) est logé dans un corps fixe (10) comportant un alésage (30) de guidage de ladite tige de piston. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps fixe (10) comprend une fente transversale (28) d'introduction de joint, au voisinage de la grande base de l'élément de guidage (14). 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite tige de piston (32,34) est déplacée en translation axiale par un vérin (36) dont le cylindre (38) est fixé par des plaques (40) au corps (10) précité, à l'opposé de l'élément de guidage (14). 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'élément de guidage (14) est monté fixement dans le corps (10) précité. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (46) de maintien de ladite pièce (20) sur l'élément de guidage (14). 9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'élément de guidage (14) est mobile en translation dans le corps (10) précité, entre deux positions définies respectivement par un épaulement interne du corps (10) et par l'appui de ladite pièce (20) sur une butée extérieure (50) portée par le corps (10).