Brevet FR2774011A1 — publié le 19990730

DISPOSITIF DE PRESERTISSAGE ET/OU DE SERTISSAGE La présente invention concerne une unité de présertissage et/ou de sertissage du bord d'une pièce, en particulier d'une tôle, qui est supportée par une matnce. Une méthode bien connue pour assembler deux tôles est de sertir le bord 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 appelée "présertissage", 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 pinçant. 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. Il est couramment effectué dans le domaine de l'industrie automobile pour le sertissage des portes, des capots et des volets notamment. Le dispositif faisant l'objet de l'invention comporte une tête de travail qui est pourvue d'au moins un outil de présertissage ou de sertissage et qui est articulée sur une paire de biellettes elles-mêmes articulées sur un bati fixe de telle sorte que l'ensemble forme un parallélogramme déformable. Un dispositif de ce genre est bien connu, par exemple par le document FR-A-1 445675. Ce dernier décrit une machine de sertissage comportant une tête de travail unique dont sont solidaires une paire d'outils, I'un de présertissage, et l'autre 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. Dans ce dispositif connu, le déplacement de la tête de travail, qui est animée d'un mouvement de va-et-vient selon une trajectoire en arc de cercle, est réalisé au moyen d'un vérin hydraulique à double effet. Un inconvénient du dispositif, lié à sa commande hydraulique, est qu'il nécessite la présence d'un générateur de pression et de circuits de distribution hydrauli que. De plus, ce genre d'installation est relativement bruyant, pose des problèmes de sécurité du fait des pressions élevées mises en oeuvre, et est sujet à des fuites. Un autre inconvénient se situe dans le fait que le dispositif doit être équipé de détecteurs de position pour réaliser le pilotage du vérin, et notamment l'inversion de son alimentation hydraulique entre ses courses de travail - course "aller" - et de dégagement - course "retour" -. L'invention se propose de résoudre ces difficultés. A cet effet, conformément à l'invention, l'entraînement de la tête de travail est réalisé au moyen d'un motoréducteur électrique dont l'arbre de sortie tourne en continu et dans un seul sens, cet arbre étant connecté à ladite tête par l'intermédiaire d'un système à excentrique et bielle. Ainsi, les problèmes mentionnés plus haut, liés à l'utilisation de circuits hydrauliques, sont évités. Aucun arrêt ni inversion de marche n'est à prévoir puisque le moteur d'entraînement tourne toujours dans le même sens, ce qui permet de réduire le temps de cycle par rapport aux dispositifs à vérins hydrauliques, d'autant plus que la vitesse de rotation peut être relativement élevée. Dans un mode de réalisation préféré, la tête de travail est animée d'un mouvement de va-et-vient selon une trajectoire en arc de cercle dont les courses de travail - dite "aller" - et de dégagement - dite "retour" - correspondent chacune à des rotations successives d'un demi-tour de l'arbre de sortie, le cycle complet de sertissage ou de présertissage correspondant à un tour de cet arbre. Par ailleurs, selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses, non limitatives de l'invention: - au cours de la course "aller", la tête s'abaisse en se rapprochant de la pièce, les biellettes étant sensiblement horizontales à la fin de cette course aller; - la trajectoire en arc de cercle de la tête de travail a une amplitude angulaire inférieure à 90 , de préférence de l'ordre de 60 ; - L'arbre de sortie et l'excentrique sont positionnés en-dessous de la tête de travail, la bielle se dressant suivant une direction voisine de la verticale; - les points morts haut et bas de l'axe d'excentrique autour duquel est articulée la bielle correspondent, respectivement, au début et à la fin de la course "aller" de la tête de travail; - comme cela est connu en soi par le FR-A-1 445 675 cité plus haut, la tête de travail est pourvue de deux outils aptes à réaliser successivement, respectivement, le présertissage et le sertissage de la pièce, la matrice étant déplaçable verticalement entre deux positions décalées, l'une adaptée au présertissage, et l'autre au sertissage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue de côté schématique d'un dispositif de présertissage conforme à l'invention, la tête de travail étant représentée en position dégagée correspondant au commencement de la course "aller"; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, la tête de travail y étant représentée à la fin de la course "aller" - la figure 3 est un schéma cinématique du dispositif; - la figure 4 est une vue analogue aux figures 1 et 2 d'une variante du dispositif, dont la tête de travail comporte deux outils, l'un de présertissage, et l'autre de sertissage, le dispositif y étant représenté en fin de sertissage. Le dispositif illustré par les figures 1 à 3 est un dispositif de présertissage d'une pièce 100 disposée sur une matrice fixe 10, à face supérieure horizontale, sur laquelle elle est convenablement immobilisée par des moyens appropriés, non représentés. Cette pièce 100, dont seulement la zone de bordure à sertir est représentée, est constituée de deux tôles superposées. Le bord de la tôle inférieure déborde latéralement par rapport à la tôle supérieure, et est relevé à angle droit, formant une languette. Celle-ci est destinée à être rabattue vers le bas, contre le bord de la tôle supérieure, pour la pincer, par l'opération de sertissage. Cette opération se fait en deux phases successives, l'une de "présertissage", au cours de laquelle la languette est rabattue à 45" environ, l'autre de "sertissage" proprement dit, au cours de laquelle elle est rabattue complètement (à 9ou) Dans l'exemple illustré, la tête de travail, référencée 2, est équipée d'un outil 20 réalisant ce présertissage. Le dispositif comporte un bâti fixe 1 à la base duquel est monté un motoréducteur électrique 3 dont l'arbre de sortie 30 est dirigé horizontalement, parallèlement au rebord de la pièce 100 à sertir. Cette direction est perpendiculaire au plan des figures. Le motoréducteur 3 fait tourner l'arbre 30 en continu et à vitesse uniforme, dans un sens de rotation déterminé, illustré par la flèche F sur les figures 1 et 2. L'axe (fixe) de l'arbre rotatif 30 est référencé X. L'arbre moteur 30 est solidaire, aussi bien en translation axiale qu'en rotation, d'un disque excentré 4, dont l'axe Y est parallèle, mais décalé, par rapport à l'axe X. Au cours de la rotation de l'arbre 30, cet axe Y effectue par conséquent une rotation autour de l'axe X. Sur le disque 4 s'articule une bielle 5 se dressant vers le haut suivant une direction approximativement verticale. Son extrémité haute est également articulée, autour d'un axe 50 qui est porté par la base de la tête de travail 2. Une paire de biellettes 6a, 6b, d'égales longueurs, disposées l'une audessus de l'autre, servent à la double articulation de la tête 2 sur le bâti 1, du côté opposé àla matrice 10. On a désigné, respectivement, par les références 60a, 6ob et 7a, 7b les axes d'articulation des biellettes 6a, 6b sur la tête 2 d'une part, et sur le bâti 1 d'autre part. L'ensemble des axes 50, 60 et 7 sont disposés horizontalement et transversalement (parallèlement aux axes X et Y). L'excentrique 4, la bielle 5 et/ou les biellettes 6 peuvent éventuellement être dédoublées, c'est-à-dire composés d'une paire d'éléments parallèles (et parallèles au plan des figures) pour améliorer la stabilité et la résistance mécanique de l'ensemble. L'état illustré sur la figure 1 correspond à la position de dégagement maximal de l'outil 20 par rapport à la pièce 100. Il en est écarté à la fois vers le haut et vers l'extérieur (vers la droite du dessin). C'est dans cette position dégagée que s'opèrent successivement l'enlèvement de la pièce qui vient d'être travaillée et la mise en place de la nouvelle pièce. Le dispositif est agencé de telle manière que l'excentrique 4 se trouve alors au point mort "haut", l'axe Y se trouvant au-dessus et à l'aplomb de l'axe X. Les biellettes 6 sont relevées, formant un angle aigu - désigné Q sur la figure 3-de 60 environ par rapport à l'horizontale. La longueur de ces biellettes, et la valeur de l'excentricité du disque 4, c'est-à-dire la valeur du décalage entre les deux axes X et Y, sont telles que lorsque l'excentrique se trouve à son point mort "bas" (position de la figure 2), les biellettes 6 sont sensiblement horizontales, l'outil 20 se trouvant en fin de course de présertissage. La course "aller" de la tête 2, qui comprend une phase d'approche de l'outil suivie d'une action de pressage du bord de la pièce, correspond donc à un demitour de l'axe Y autour de l'axe X, symbolisé par la flèche F1 sur la figure 3 et à une rotation vers le bas et vers l'intérieur des biellettes 6a, 6b sur un angle Q de l'ordre de 600, symbolisée par les flèches G. Sur le schéma de la figure 3, les différents éléments - schématiquement dessinés - ont été représentés en traits forts au début de la course "aller" (qui est aussi la fin de la course "retour"), et en traits mixtes, et leurs références affectées de l'indice "prime", à la fin de la course "aller" (qui est aussi le début de la course "retour"). Pendant cette course "aller", la tête 2 décrit une trajectoire en arc de cercle, en restant constamment parallèle à elle-même. Sa vitesse est d'abord accélérée, sensiblement constante, puis décélérée, pour s'annuler en fin de course. La rotation de l'arbre moteur 30 se poursuivant, c'est la course "retour" qui s'opère ensuite. Le demi-tour de l'excentrique, symbolisé par la flèche en traits interrompus F2 de la figure 3, provoque le relevage et l'écartement de la tête de travail 2 par rapport à la pièce, selon un mouvement en arc de cercle ayant la même trajectoire que sa course "aller", mais de sens contraire. On notera que l'opération de présertissage, qui s'opère à la fin de la trajectoire, correspond à un angle d'attaque particulièrement favorable de la bielle 5 (devenue 5' sur la figure 3) par rapport aux biellettes 6 (devenues 6'). En effet, la bielle se trouve alors à peu près perpendiculaire aux biellettes et la force qu'elle développe sur la tête 2 à partir de l'arbre moteur est maximale, ce qui est intéressant pour l'action de pressage de la pièce. En revanche, lors de la phase d'approche, qui se fait "à vide", une force importante n'est, bien sûr, pas requise. Après présertissage, la pièce est transférée à un dispositif de sertissage. Celui-ci peut être identique à celui qui vient d'être décrit, la tête de travail étant simplement équipée d'un outil de sertissage en lieu et place d'un outil de présertissage. Dans la variante représentée sur la figure 4, la tête de travail 2 est équipée de deux outils à disposition étagée, à savoir un outil de présertissage 20 situé au-dessus d'un outil de sertissage 21. La matrice 10 est mobile verticalement, et peut occuper sélectivement, soit une position haute, illustrée en traits interrompus mixtes, pour l'opération de présertissage, soit une position basse, référencée 10', pour le sertissage subséquent. La course du déplacement vertical de la matrice est égale à la différence de niveau des deux outils 20, 21. Des moyens appropriés non représentés, tels que des vérins par exemple, permettent de déplacer la matrice de l'une à l'autre de ces deux positions de travail, comme cela est symbolisé par la double flèche K. Le présertissage ayant été effectué au moyen de l'outil 20 avec la matrice en position haute, la descente de cette dernière s'effectue lors de la course "retour" de la tête 2. Le sertissage est alors réalisé par l'outil 21. La matrice remonte à nouveau lors de la course "retour" de la tête 2. Un cycle complet de présertissage et de sertissage correspond donc à deux tours successifs de l'arbre moteur. Comme domaine d'application de l'invention, on peut citer, à titre d'exemple non limitatif, l'industrie automobile, pour le sertissage de pièces diverses telles que portes, capots et volets. REVENDICATIONS 1. Dispositif de présertissage et/ou de sertissage d'une pièce (100) supportée par une matrice (10), qui comporte une tête de travail (2) pourvue d'au moins un outil de présertissage (20) ou de sertissage (21), cette tête (2) étant articulée sur une paire de biellettes (6a, 6b) elles-mêmes articulées sur un bâti (1) de sorte que l'ensemble forme un parallélogramme déformable, caractérisé par le fait que l'entraînement de ladite tête (2) est réalisé au moyen d'un motoréducteur électrique (3) dont l'arbre de sortie (30) tourne en continu et dans un seul sens (F), ledit arbre (30) étant connecté à la tête (2) par l'intermédiaire d'un système à excentrique (4) et bielle (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la tête (2) est animée d'un mouvement de va-et-vient selon une trajectoire en arc de cercle dont les courses de travail - dite "aller" - et de dégagement - dite "retour" - correspondent chacune à des rotations successives (F1, F2) d'un demi-tour de l'arbre de sortie (30), le cycle complet de sertissage ou de présertissage correspondant à un tour de cet arbre (30). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'au cours de la course "aller", la tête (2) s'abaisse en se rapprochant de la pièce (100), les biellettes (6a, 6b) étant sensiblement horizontales à la fin de cette course aller. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la trajectoire en arc de cercle de la tête de travail a une amplitude angulaire ( ) inférieure à 90 , de préférence de l'ordre de 60". 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'arbre de sortie (30) et l'excentrique (4) sont positionnés en-dessous de la tête de travail (2), la bielle (5) se dressant suivant une direction voisine de la verticale. 6 . Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les points morts haut et bas de l'axe d'excentrique (Y) autour duquel est articulée la bielle (5) correspondent, respectivement, au début et à la fin de la course "aller" de la tête de travail (2). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la tête de travail (2) est pourvue de deux outils (20, 21) aptes à réaliser successivement, respectivement, le présertissage et le sertissage de la pièce (100), la matrice (10) étant déplaçable verticalement entre deux positions décalées, l'une adaptée au présertissage, et l'autre au sertissage.