Brevet FR2766392A1 — publié le 19990129

DISPOSITIF COMBINE DE SERTISSAGE ET DE PRESERTISSAGE La présente invention concerne une unité de présertissage et de sertissage du bord d'une pièce, en particulier d'une tôle, qui est supportée par une matrice fixe. Une méthode bien connue pour assembler deux tôles est de sertir les bords de l'une d'entre elles contre celui de l'autre. Au départ, le bord qui doit être serti est plié à 900 par rapport au reste de la tôle. L'opération de sertissage consiste, dans une première étape, à le rabattre partiellement - généralement sur un angle de 45" - en direction de l'autre tôle. Le sertissage proprement dit, réalisé dans une seconde étape, correspond au rabattement complet du bord de tôle qui vient s'appliquer contre le bord de l'autre en le pionçant. Ce genre d'opération se fait traditionnellement sous presse, sur table ouverte avec matrice mobile hydraulique, ou sur matrice fixe à l'aide de chariots portelames basculants. Ce genre d'opération est couramment effectué notamment dans le domaine de l'industrie automobile pour le sertissage des portes, des capots et des volets notamment. Généralement, les outils de présertissage et de sertissage sont portés chacun par une tête mobile distincte dont les mouvements sont commandés par voie mécanique, à partir d'un moteur, ou par voie hydraulique ou pneumatique à l'aide de vérins. On peut citer à titre exemple le dispositif décrit dans le WO 93t05 902 ou dans les brevets français 1 283 054 et 2734 184. Ce genre de dispositif connu, qui nécessite deux têtes dc travail distinctes, est relativement complexe, coûteux, et délicat à régler. Dans un autre type de dispositif, les outils de présertissage et de sertissage sont portés par une tête unique, mais l'un des outils peut être déplacé par rapport à l'autre, par exemple au moyen d'un piston hydraulique. Ce type de dispositif, qui est décrit par exemple dans le DE-A 1198313 est également complexe, et délicat à régler. Enfin, on connaît également, par le FR-A 1 445 675, une machine de sertissage comportant une tête de travail unique dont sont solidaires chacun des outils de présertissage et de sertissage. La pièce à sertir est portée par une table - ou matrice - qui est mobile en direction verticale, son mouvement d'abaissement et de relevage étant commandé par des vérins hydrauliques. Selon la position en hauteur de la matrice, c'est l'un ou l'autre des deux outils qui vient s'appliquer contre le bord de la pièce. Ce genre de machine est extrêmement lourde et coûteuse, du fait que l'ensemble de la matrice doit être déplacé au cours de l'opération. L'invention vise à résoudre ces problèmes en proposant un dispositif du type mentionné qui utilise une seule tête de travail portant les outils de sertissage et de présertissage, ainsi qu'une matrice fixe. Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que la tête de travail unique porte un outil étagé apte à effectuer successivement des opérations de présertissage et de sertissage sur le bord d'une pièce supportée par une matrice fixe, la tête étant montée articulée autour d'un axe, et son mouvement de basculement autour de ce dernier étant commandé par un vérin hydraulique, cet axe pouvant occuper sélectivement deux positions différentes adaptées l'une au présertissage, et l'autre au sertissage du bord de la pièce. Le dispositif a donc une structure particulièrement simple, légère et peu coûteuse ; elle permet de travailler à des cadences élevées, sans risque - ou pratiquement sans risque - de déréglages inopinés. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses, non limitatives de l'invention: - ledit axe est matérialisé par un arbre qui porte des tourillons excentrés guidés en rotation dans des paliers fixes; - l'un au moins des tourillons est solidaire en rotation d'un levier de commande actionné par un vérin pneumatique; - ledit arbre est solidaire d'un doigt de positionnement coopérant avec des butées de fin de course qui définissent chacune de ses deux positions de travail, de présertissage et de sertissage; - ladite matrice présentant une face réceptrice sensiblement horizontale pour la pièce à sertir, l'outil étagé présente deux faces de travail l'une - dite première face - pour le présertissage, et l'autre - dite seconde face - pour le sertissage, et la seconde face est située à un niveau plus bas, et plus vers l'extérieur par rapport à la pièce, que la première face; - en position de travail, la première face forme un angle d'environ 45" par rapport à l'horizontale, tandis que la seconde face est sensiblement horizontale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description et des dessins annexés, qui en présentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue de côté schématique du dispositif conforme à l'invention, ce dispositif étant représenté avant l'opération, dans une position propice à la mise en place de la pièce à sertir et à l'enlèvement de la pièce sertie; - les figures 2 et 3 sont des vues similaires à la figure 1, qui représentent le dispositif à la fin des opérations de présertissage et de sertissage respectivement; - la figure 4 est une vue de gauche des figures 1 à 3, certains éléments ayant été coupés pour une meilleure lisibilité de la figure; - la figure 5 est une vue schématique en perspective qui représente l'arbre d'articulation de la tête de travail, et son levier de commande. Le dispositif représenté sur les figures comporte un bâti 1 et une matrice 100, toutes deux fixes. La face supérieure de la matrice, dans l'exemple illustré, est plane et horizontale, et est destinée à supporter une pièce de tôle 8. Comme le montre la figure 1, celle-ci est composée de deux éléments superposés: une tôle inférieur 80 et une tôle supérieur 82 ; le bord de la tôle 80 est relevé à angle droit, formant une languette 81 qui est destinée à être rabattue contre le bord de la tôle 82, pour la pincer, par l'opération de sertissage. Le dispositif comporte une tête de travail 2 qui comporte un outil 20 apte à effectuer cette opération en venant s'appliquer contre la partie 81. Comme on le voit sur la figure 1, l'outil 20 est un outil mixte ayant deux parties étagées, constituées par deux faces de travail planes, une face supérieure 200 servant au présertissage et une face inférieure 201 servant au sertissage. Comme on le voit à l'observation des figures 2 et 3, en position de travail, la face 200 est inclinée par rapport à l'horizontale, d'un angle sensiblement égal à 45 , tandis que dans cette même position, la face 201 est sensiblement horizontale. La tête 2 est articulée autour d'un axe YY ' matérialisé par un arbre 6. Comme le montre la figure 5, l'arbre 6 comprend une partie centrale 62 de section carrée, bordée de chaque côté par des tronçons cylindriques 61 d'axe YY', qui se prolongent vers l'extérieur par des parties cylindriques excentrées 60, d'axe ZZ'. La tête 2 est guidée en rotation sur les tronçons 61, tandis que la partie 69 est en prise avec une pièce 7, que l'on désignera plus loin par "doigt de positionnement". Cette pièce présente une ouverture carrée de même forme que la section de la partie 62, qui la traverse, assurant sa solidarisation avec l'arbre 6 en rotation. Les tourillons d'extrémité 60 sont guidés en rotation, par l'intermédiaire de bagues de guidage appropriées, dans des flasques 10 constitutifs du bâti 1. L'un des tourillons est solidaire en rotation d'un petit levier 5 dont l'extrémité libre porte un axe 41. Le dispositif comporte deux vérins de commande, un vérin principal 3 à commande hydraulique et un vérin auxiliaire 4 à commande pneumatique. La tête 2 est une pièce allongée qui est articulée en sa partie centralc sur les parties d'arbre 61. Cette pièce a une orientation généralement oblique, s'étendant vers le haut et en direction du bord de la matrice 100. L'outil 20 est monté à l'extrémité haute de la pièce 6, tandis que son extrémité basse est reliée à la tige 30 du vérin principal 3, au moyen d'un élément de liaison articulé 31 d'axe XX'. Le corps du vérin 3 est articulé par un axe 32 au bâti 1. Le vérin 3 a une direction longitudinale approximativement perpendiculaire à la direction longitudinale de la tête 2. Le vérin auxiliaire 4, sensiblement plus petit que le vérin 3, a une disposition proche de la direction verticale. Le corps du vérin 4 est articulé, à son extrémité basse, par un axe 42, sur une pièce fixe 13, solidaire du bâti. La tige de ce vérin est connectée au levier 5 par l'intermédiaire de l'axe 41 déjà mentionné. A l'observation de la figure 5, on comprend qu'en faisant tourner l'arbre 6 autour de l'axe fixe ZZ' à l'aide du levier 5 on peut modifier la position de l'axe YY' qui fait office d'axe d'articulation pour la tête de travail 2. Bien entendu, les positions relatives des faces de travail 200 et 201 sont choisies en fonction de la valeur de l'écartement entre les axes YY' et ZZ'. Dans la position de la figure 1, l'outil 20 est relevé, et escamoté, pour permettre la mise en place d'une nouvelle pièce à sertir sur la matrice. Cette mise en place peut se faire d'une manière usuelle, manuellement ou mécaniquement. Dans cet état, le vérin 3 se trouve rétracté tandis qu'au contraire, le vérin 4 est en extension. Le dimensionnement et le positionnement des différents éléments qui viennent d'être décrits sont tels que l'axe ZZ' se trouve au-dessus de l'axe YY', sensiblement à l'aplomb de ce dernier. On notera que, dans cette position, l'extrémité 70 du doigt de positionnement 7 se trouve en appui contre une pièce fixe 1 1 faisant office de butée. Cette position angulaire de l'arbre 6 est donc parfaitement définie, et ne dépend donc pas de la course effective du vérin 4. En pratique, la butée 11 est positionnée de telle manière que le vérin ne soit pas tout à fait en fin de course lorsque le doigt 7 vient en butée. On commande, en vue du présertissage, le vérin 3 dans le sens de son extension, symbolisé à la figure 2 par la flèche F1. il en résulte un mouvement de basculement de la tête 2, symbolisé par la flèche F2, autour de l'axe YY'. La face 200 de l'outil 20 vient alors s'appliquer contre le rebord 81 de la pièce 8, réalisant un prépliage à 45 , ou présertissage, de la pièce 8. L'étape suivante consiste à rétracter les tiges des vérins 3 et 4, soit simultanément, soit successivement. On observe alors un basculement en sens inverse de la tête 2 autour de son axe YY', ce qui a pour effet d'écarter à nouveau l'outil 20 de la pièce. La rétraction de la tige du vérin 4, symbolisée par la flèche G 1 sur la figure 3, provoque un pivotement de l'arbre 6 autour de l'axe fixe ZZ', symbolisé par la flèche 02. L'amplitude de cette rotation est de 90 , son sens étant tel qu'en fin de course l'axe YY' se trouve dans le même plan horizontal que l'axe ZZ', et est dirigé du côté de la matrice 100 (par rapport à cet axe fixe ZZ'). En fin de course, l'extrémité 70 du doigt de positionnement 7 vient en appui contre une butée fixe 12 également solidaire du bâti. Cette position de fin de course se trouve donc également calibrée. L'opération de sertissage peut alors s'effectuer. Pour cela, on commande à nouveau le vérin principal 3 dans le sens de son extension, comme symbolisé par la flèche H1 sur la figure 3, tandis que le vérin auxiliaire 4 est maintenu à l'état rétracté. La tête 2 pivote ( flèche H2), et l'outil vient s'appliquer contre le bord de la pièce 8 ; cependant, en raison du décalage différent des axes YY' et ZZ', c'est la partie 201 qui vient cette fois écraser le bord de tôle préplié, réalisant le sertissage (voir figure 3). Ce genre de dispositif est particulièrement adapté au sertissage de pièces à cadences moyennes à chaque fois que le profil de l'outil combiné est compatible avec la section de la pièce ; les outils sont extrêmement simples et d'un faible prix de revient. Un système dc commande approprié, tel qu'un automate programmable par exemple, pilote l'actionnement séquentiel des deux vérins, éventuellement en synchronisme avec le dispositif de mise en place et d'évacuation des pièces. REVENDICATIONS 1. Dispositif combiné de sertissage et de présertissage, qui comporte une tête de travail unique (2) portant un outil étagé (20) apte à effectuer successivement des opérations de présertissage et de sertissage sur le bord d'une pièce (8) supportée par une matrice (100), cette tête (2) étant montée articulée autour d'un axe (YY'), et son mouvement de basculement autour de ce dernier étant commandé par un vérin hydraulique (3), caractérisé par le fait que: - d'une part, ladite matrice (100) est fixe; - d'autre part, ledit axe (YY') peut occuper sélectivement deux positions différentes adaptées l'une au présertissage, et l'autre au sertissage du bord (81) de la pièce. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit axe (YY') est matérialisé par un arbre (6) qui porte des tourillons excentrés (60) guidés en rotation dans des paliers fixes (10). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'un au moins des tourillons (60) est solidaire en rotation d'un levier de commande (5) actionné par un vérin pneumatique (4). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit arbre (6) est solidaire d'un doigt de positionnement (7) coopérant avec des butées de fin de course (11, 12) qui définissent chacune de ses deux positions, de présertissage et de sertissage. 5 . Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite matrice (100) présente une face réceptrice sensiblement horizontale pour la pièce (8) à sertir, caractérisé par le fait que l'outil étagé (20) présente deux faces de travail, l'une (200) - dite première face - pour le présertissage, et l'autre (201) - dite seconde face pour le sertissage, et que la seconde face (201) est située à un niveau plus bas, et plus vers l'extérieur par rapport à la pièce (8), que la première face (200). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'en position de travail, la première face (200) forme un angle d'environ 45" par rapport à l'horizontale, tandis que la seconde face (201) est sensiblement horizontale.