Brevet FR2698921A1 — publié le 19940610

DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE DE DEUX OBJETS SELON UNE ORIENTATION PRÉDÉTERMINÉE EN VUE D'UNE AUTOMATISATION. La présente invention concerne un dispositif d'assemblage de deux objets selon une orientation relative prédéterminée. Elle s'applique à de nombreux domaines, tels que par exemple, l'horticulture. Ainsi, dans ce type d'application, l'un des deux objets peut consister en un pot de culture en matière plastique moulée tandis que l'autre forme un pied en forme de soucoupe réalisée également dans la même matière. A l'heure actuelle, les dispositifs de fixation connus permettant de fixer une soucoupe sur un pot horticole, nécessitent un positionnement manuel du pot par rapport à la soucoupe, si l'on veut faire coïncider des formes particulières de ces deux objets. De tels dispositifs sont donc peu adaptés à des productions industrielles à cadence élevée. La présente invention a plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients grâce à des dispositions permettant un auto-centrage et une auto-orientation des pièces l'une par rapport à l'autre. A cet effet, elle propose un dispositif d'assemblage de deux pièces l'une sur l'autre caractérisé en ce qu'il fait intervenir un assemblage de type mâle-femelle, dont la partie mâle, de forme sensiblement conique, coopère avec une partie femelle de forme complémentaire de manière à obtenir, lors de l'embottement desdites parties, un auto-centrage des deux pièces, ladite forme conique présentant, au moins sur une partie de sa hauteur, une section droite non circulaire de manière à obtenir, en combinaison avec l'auto-centrage, une autoorientation au moins partielle d'une pièce par rapport à l'autre. Comme la forme tronconique utilisée ne présente pas de symétrie de révolution, les deux pièces ne peuvent pas s'emboiter complètement l'une dans l'autre, si elles ne sont pas correctement orientées. Pour obtenir leur emboîtement complet, l'une des deux pièces doit pivoter par rapport à l'autre autour de l'axe de la partie tronconique jusqu'à ce que l'orientation de la partie mâle coïncide parfaitement avec celle de la partie femelle. Ce pivotement peut être avantageusement assisté dans le cadre d'une installation d'assemblage automatisé. Avantageusement, le dispositif d'assemblage selon l'invention présente une forme tronconique dont la plus grande largeur de la plus petite section de la partie mâle est légèrement inférieure à la plus petite largeur de la plus grande section de la partie femelle. De cette manière, la partie mâle peut s'engager, au moins partiellement, dans la partie femelle, quelque soit l'orientation relative des deux pièces. Dans un tel dispositif, le positionnement des deux pièces l'une par rapport à l'autre s'effectue donc en deux phases - une première phase de centrage, et - une deuxième phase d'orientation au cours de laquelle se déroule l'auto-centrage et l'auto-orientation des deux pièces. Selon une particularité de l'invention, des moyens de fixation des deux pièces arrivent en état de coopération à la fin de la phase d'orientation. Ceux-ci sont, par exemple, constitués par un système de crochets solidaires d'une des deux pièces s'engageant dans des perçages ménagés dans l'autre pièce, de manière à réaliser un encliquetage. Grâce à un tel dispositif, l'assemblage de deux pièces peut être facilement automatisé à l'aide de deux plateaux sur lesquels sont fixés respectivement les deux pièces, l'une en regard de l'autre. Les deux plateaux sont mobiles l'un par rapport à l'autre à la fois - transversalement pour amener la partie mâle en face de la partie femelle, - axialement pour rapprocher les deux pièces de manière à engager, avec auto-centrage, la partie mâle dans la partie femelle, et - en rotation pour permettre l'auto-orientation des deux pièces, de manière à réaliser simultanément l'emboîtement complet des deux pièces et leur fixation l'une sur l'autre par encliquetage. Avantageusement, la surface intérieure de la partie femelle et la surface extérieure de la partie mâle présentent un faible coefficient de frottement de manière à faciliter la rotation d'une pièce par rapport à l'autre. La section des parties tronconiques peut être par exemple elliptique. Dans ce cas, deux orientations d'assemblage des deux pièces sont possibles, l'ellipse présentant deux axes de symétrie. Cette forme prédispose la rotation d'une pièce par rapport à l'autre sous l'effet d'une force tendant à les rapprocher jusqu'à leur emboîtement complet. Ces dispositions sont particulièrement avantageuses dans le cas de la fabrication de pots horticoles dont la forme n'est pas circulaire (par exemple hexagonale) sur lesquels on souhaite fixer, selon la même orientation, une soucoupe de même forme. Un mode de réalisation du dispositif selon l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement en perspective les parties mâle et femelle des pièces à assembler ; la figure 2 illustre schématiquement, suivant une vue de dessous, la partie femelle et plusieurs positions (en traits interrompus) de la partie mâle au cours de l'assemblage les figures 3 et 4 montrent en coupe axiale différents moyens de fixation des deux parties mâle et femelle la figure 5 représente en vue de dessus les moyens de fixation représenté figure 4 la figure 6 montre en coupe axiale un autre moyen de fixation des deux parties mâle et femelle la figure 7 montre en coupe axiale une variante de la forme d'assemblage les figures 8 à 10 montrent schématiquement les différents stades du montage automatisé d'un pot horticole sur une soucoupe. La figure 1 représente deux parties planes de pièces 1,2 à assembler selon une orientation relative prédéterminée. Ces parties planes coïncident respectivement avec des plans OXY et O'X'Y' parallèles. Dans sa partie plane, la pièce 1 présente une partie concave tronconique 3 s'étendant suivant un axe OZ perpendiculaire au plan OXY. Cette partie tronconique 3 est capable d'épouser parfaitement la forme d'une partie convexe 4, formée dans la partie plane de la pièce 2, et s'étendant suivant un même axe O'Z, de manière à constituer un assemblage de type mâle-femelle. Ces deux parties tronconiques, mâle 4 et femelle 3, présentent chacune une grande base 8,7 ouverte, formée respectivement dans les plans OXY et O'X'Y', et une petite base 6,5 fermée. Leur sections droites ne sont pas circulaires. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, celles-ci sont elliptiques de même excentricité (rapport de leur petit axe sur leur grand axe identique). Cependant, il faut noter que les caractéristiques d'assemblage des deux pièces 1,2 restent les mêmes si la forme tronconique présente une section droite non circulaire sur seulement une partie de sa hauteur. La figure 2 représente une vue de la pièce 1 suivant l'axe OZ. La grande base 7 de la partie tronconique femelle 3 possède un grand axe de longueur D1 et un petit axe de longueur dl. Cette figure montre également plusieurs positions possibles 9,10,11 des contours extérieurs de la petite base 6 de la partie mâle 4 (en traits interrompus). La petite base 6 présente également une forme elliptique dont le grand axe de longueur D2 est légèrement inférieur à dl (de 0,1 mm à 0,5 mm). De cette manière, quelque soit l'orientation des deux pièces 1,2, la partie mâle 4 peut toujours s'engager, au moins partiellement, dans la partie femelle 3. Du fait de la forme elliptique (à deux axes de symétrie) des parties mâle 4 et femelle 3, les deux pièces 1,2 ne peuvent s'assembler que suivant deux orientations inverses l'une de l'autre. Ce dispositif comporte donc son propre moyen de détrompage. Toutefois, il faut noter que si l'on exerce une force qui tend à serrer les deux pièces 1,2 l'une contre l'autre, la forme elliptique tend à les faire pivoter jusqu'à leur emboîtement complet. Bien entendu, la fixation des deux pièces 1,2 ne peut avoir lieu que lorsque la partie mâle 4 est orientée de manière à pouvoir s'engager complètement dans la partie femelle 3 (figures 3, 4, 5). Cette fixation peut être réalisée de différentes façons. Par exemple, sur la figure 3, la petite base 5 de la partie femelle 3 comprend, coaxialement, un perçage circulaire 12 dans lequel viennent s'engager des crochets 13, 14 en matière souple et élastique, solidaires de la petite base 6 de la partie mâle 4. Les crochets 13,14 comprennent chacun une face supérieure inclinée 15,16, qui, au cours de l'assemblage des deux pièces 1,2, prend appui sur le bord du perçage 12, et provoque l'effacement des crochets 13,14 en direction du centre du perçage 12. Une fois que les deux pièces 1,2 sont complètement emboîtées, les faces inclinées 12,13 ne portent plus sur les bords du perçage 9, et les crochets 13,14 sont complètement engagés dans le perçage 12 et ont repris leur position initiale pour venir en prise avec les bords du perçage 12. Grâce à la forme circulaire du perçage 12 et à son positionnement coaxialement à la partie femelle 3, la fixation des deux pièces peut se faire selon n'importe quelle orientation. Suivant un principe analogue, les deux pièces 1,2 peuvent être fixées à l'aide de crochets 19,20 et de perçages 17,18 oblongs en arcs de cercle de centre 0, situés en dehors de la partie tronconique (figures 4 et 5). La mise en correspondance des crochets 19,20 et des perçages 17,18 est alors obtenue grâce au processus d'autoorientation précédemment évoqué. La fixation des deux pièces 1,2 peut également être réalisée par un bossage annulaire 21 qui, en position d'assemblage, vient s'engager dans un rainurage 22 de forme complémentaire. Le bossage 21 et le rainurage 22 sont réalisés sur la face conique de chaque pièce 1,2, dans un plan perpendiculaire à l'axe OZ, le bossage 21 étant réalisé, par exemple, sur la face extérieure de la partie tronconique mâle 4, tandis que le rainurage 22 est réalisé sur la face intérieure de la partie tronconique femelle 3. Le bossage 23 formé sur la face extérieure de la partie tronconique femelle en regard du rainurage 22, permet de retenir un cerclage 24 qui serre les deux parties tronconiques 3,4 l'une contre l'autre au niveau de leur grande base 7,8, et qui assure, en conséquence, une meilleure fixation des deux pièces 1,2. Dans l'exemple représenté sur la figure 6, la petite base 6 de la partie mâle 4 présente une forme concave 25 sensiblement coaxiale dans laquelle vient s'engager une forme concave complémentaire ménagée dans la petite base 5 de la partie femelle 3. Cette disposition permet de rigidifier les formes coopérantes des parties mâle 4 et femelle 3 et donc d'améliorer l'efficacité de la fixation. Grâce aux dispositions précédemment décrites, l'assemblage et la fixation de deux pièces peut être facilement automatisée par exemple de la façon illustrée sur les figures 7 à 9. Cet exemple concerne l'assemblage d'un pot 29 horticole sur une soucoupe 28, obtenus par moulage de matière plastique. Le fond du pot 29 forme une cavité correspondant à la partie femelle 3 décrite précédemment, tandis que la soucoupe 28 comprend la partie mâle 4 de forme complémentaire. Le pot 29 et la soucoupe 28 sont tout d'abord fixés respectivement sur deux plateaux 27 et 26 mobiles l'un par rapport à l'autre à la fois transversalement, axialement et en rotation. Le plateau 27 supportant le pot 29 est mobile transversalement pour centrer le pot 29 sur la soucoupe 28 (figure 7). Il est également mobile axialement pour engager la partie mâle 4 située sur la soucoupe 28 dans la partie femelle 3 faisant partie du pot 29 (figure 8). A partir de cette position, une force F est appliquée axialement sur le plateau 27, par l'intermédiaire d'un ressort 30. Du fait des formes particulières des parties mâle 4 et femelle 3, cette force F génère un couple tendant à faire pivoter la soucoupe 28 jusqu'à ce que l'orientation de la partie mâle 4 coïncide parfaitement avec celle de la partie femelle 3. Pour obtenir l'emboîtement complet des parties mâle 4 et femelle 3, le plateau 26 sur lequel est fixé la soucoupe 28, est mobile en rotation. On peut constater, en effet, qu'une forme d'assemblage conique de section droite elliptique conduit naturellement à cette rotation. Au cours de cette rotation, les moyens de fixation sont placés en correspondance et en état de coopérer. On aboutit ainsi à l'assemblage et à la fixation du pot 29 sur la soucoupe 28 selon une orientation prédéfinie sans aucune opération manuelle (figure 9). REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage de deux pièces (1,2) l'une sur l'autre, caractérisé en ce qu'il fait intervenir un assemblage de type mâle-femelle, dont la partie mâle (4), de forme sensiblement conique, coopère avec une partie femelle (3) de forme complémentaire de manière à obtenir, lors de l'emboîtement desdites parties (3,4), un auto-centrage des deux pièces (1,2), ladite forme conique présentant, au moins sur une partie de sa hauteur, une section droite non circulaire de manière à obtenir, en combinaison avec l'auto-centrage, une auto-orientation au moins partielle d'une pièce par rapport à l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que - les parties mâles (3) et femelle (4) sont tronconiques, - la partie mâle (4) comprend une petite base (6) présentant une plus grande largeur (D2), - la partie femelle (3) comprend une grande base (7) présentant une plus petite largeur (dl), et - ladite plus grande largeur (D2) est légèrement inférieure à ladite plus petite largeur (dl). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la section droite des parties mâle (4) et femelle (3) est de forme elliptique. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux pièces (1,2) sont fixées l'une contre l'autre au moyen de crochets (13,14) solidaires d'une des deux pièces (1,2) qui s'engagent dans des perçages (12) ménagés dans l'autre pièce et qui viennent en prise avec les bords de ces derniers. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux pièces (1,2) sont fixées l'une contre l'autre au moyen de crochets (13,14) solidaires d'une des deux pièces (1,2) et d'un perçage circulaire (12) coaxial à la forme elliptique et ménagé dans l'autre pièce, les crochets (13,14) s'engageant dans le perçage (12) et venant en prise avec les bords de ce dernier. 6. Dispositif selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que les deux pièces (1,2) sont fixées au moyen d'un bossage annulaire (21) formé sur la face conique d'une des deux pièces (1,2) qui vient s'engager dans un rainurage (22) de forme complémentaire ménagé dans l'autre pièce. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux pièces (1,2) sont fixées l'une contre l'autre à l'aide d'un cerclage (24) retenu par un bossage annulaire (23) qui les serre l'une contre l'autre au niveau de la grande base (8) des parties coniques. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la petite base (6) de la partie mâle (4) présente une forme concave (25) sensiblement coaxiale dans laquelle vient s'engager une forme convexe complémentaire prévue dans la petite base (5) de la partie femelle (3). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux pièces (28,29) sont fixées respectivement sur deux plateaux (26,27) mobiles l'un par rapport à l'autre à la fois - transversalement pour centrer la partie mâle (4) par rapport à la partie femelle (3), - axialement pour engager avec auto-centrage, au moins partiellement, la partie mâle (4) dans la partie femelle (3), et - en rotation pour permettre l'auto-orientation des deux pièces (28,29) et leur fixation l'une sur l'autre. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les surfaces des parties mâle (4) et femelle (3), qui frottent les unes contre les autres au cours de l'assemblage des deux pièces (1,2), présentent un faible coefficient de frottement.