Brevet FR2796581A1 — publié le 20010126

La présente invention concerne une machine de sertissage de vis sur des tôles destinées par exemple au domaine automobile. La fixation par sertissage d'une vis sur une tôle consiste à percer la tôle, à introduire la vis dans l'orifice et à déformer les bords de cet orifice pour en forcer la pénétration dans une gorge ménagée sous la tête de vis. Cette déformation est obtenue entre une matrice annulaire soutenant les bords de l'orifice et la tête qui est pressée contre cette matrice avec la tôle entre elles au moyen d'un poinçon. La direction de déplacement du poinçon (direction de sertissage) est celle de l'axe de la vis. L'un des problèmes à résoudre dans cette technique est l'alimentation automatique des vis entre matrice et poinçon. Une solution connue consiste à utiliser une conduite de transport des vis à sertir dont l'extrémité montée entre la matrice et le poinçon est mobile entre une position de service dans laquelle elle s'étend dans le prolongement du poinçon à l'aplomb de l'orifice et une position de dégagement dans laquelle elle est escamotée pour laisser le passage au poinçon. En fonctionnement, une tôle percée d'un trou pour recevoir une vis est disposée entre le poinçon et la matrice. Le poinçon étant écarté de la matrice d'une distance suffisante pour loger entre eux l'extrémité de la conduite d'amenée des vis, chacune de celles-ci tombe par gravité dans l'orifice de la tôle. L'extrémité de la conduite est ensuite escamotée en position de dégagement et le poinçon est appliqué sur la tête de la vis de manière à provoquer une déformation plastique de la tôle, (avec éventuellement celle de la tête de la vis) contre la matrice pour réaliser le sertissage. Une telle machine nécessite une structure complexe pour éviter des interférences de la conduite avec le poinçon pendant le coulissement de celui-ci qui risqueraient d'entraîner une détérioration de la machine. En outre le transport de la vis n'est pas assuré de manière positive (transport gravitaire) ce qui est un inconvénient pour la conduite automatique du fonctionnement d'une telle machine. Par l'invention, on entend proposer une machine de sertissage ayant une structure simple et fiable et mieux adaptée à une commande et un contrôle automatisés. Selon l'invention, on prévoit une machine de sertissage de vis, comprenant une matrice, un poinçon mobile par rapport à la matrice selon une direction de sertissage et un dispositif d'amenée des vis à sertir entre le poinçon et la matrice, comprenant une conduite de transport avec une extrémité de distribution des vis raccordée à un organe de réception des vis à sertir intercalé entre le poinçon et la matrice, lequel organe comporte un élément de manutention de chaque vis reçue comprenant un logement ayant un axe longitudinal et des moyens pour maintenir la vis dans le logement, cet élément étant monté mobile dans l'organe de réception sous l'effet de moyens d'actionnement entre une première position dans laquelle le logement s'étend dans le prolongement de L'extrémité de la conduite de transport de vis et une deuxième position dans laquelle l'axe longitudinal du logement s'étend selon la direction de sertissage. Par cette structure, la vis à sertir est transportée dans la conduite (notamment pneumatiquement) jusqu'à un organe qui la prend en charge positivement pour la présenter sous la tête à sertir, éliminant ainsi toutes les incertitudes de mise en place de la vis par rapport à la tôle, à la matrice et au poinçon. Selon un mode de réalisation particulier, la direction de l'extrémité de la conduite de transport est sécante de la direction de sertissage et la croise selon un angle déterminé de préférence égal à 90 environ et l'élément de manutention est monté dans l'organe de réception pour pivoter de l'angle déterminé autour d'un axe transversal au logement. Une telle réalisation confère au dispositif d'amenée une structure relativement compacte dégageant l'espace environnant la partie supérieure du poinçon. Selon un mode de réalisation particulier le poinçon est porté par un support mobile par rapport à la matrice, l'organe de réception des vis est attelé audit support par l'intermédiaire d'une colonne coulissante dans le support parallèlement à la direction de sertissage, les moyens d'actionnement forment une chaîne de transmission transformant le mouvement linéaire relatif entre l'organe de réception et le poinçon en un mouvement de pivotement de l'élément de manutention par rapport à l'organe de réception, ladite chaîne de transmission comprenant de préférence un ensemble de deux biellettes articulées entre elles et pour l'une à l'élément de manutention et pour l'autre à l'organe de réception, l'une des biellettes comportant un galet coopérant avec 1e poinçon lors de son coulissement pour être déplacé entre deux positions correspondant aux première et deuxième positions de l'élément de manutention. Ainsi, le mouvement du poinçon le long de la direction de sertissage provoque automatiquement la rotation de l'élément de manutention et limite encore les risques d'interférence entre ledit élément de manutention et le poinçon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels - les figures 1 à 5 sont des vues partielles en coupe d'une machine de sertissage conforme à l'invention représentant celle-ci dans différentes positions lors du sertissage, - la figure 6 est une vue partielle en coupe de la machine de sertissage dans une position de réglage, - les figures 7 et 8 sont des vues partielles en coupe de l'organe de réception conforme à l'invention respectivement en position de réception de la vis et en position de sertissage. La machine de sertissage conforme à l'invention est destinée par exemple à sertir sur une tôle 1 préalablement percée d'un trou 2 une vis généralement désignée en 3 comportant une partie filetée 4 destinée à s'étendre dans le trou 2 et une tête 5 pourvue d'empreintes du côté de la partie filetée 4. Le sertissage est réalisé par déformation plastique de la tôle 1 en périphérie du trou 2 de manière que celle-ci pénètre dans les empreintes de la tête 5. La machine de sertissage est montée entre la partie mobile et la partie fixe d'une presse. La partie fixe est ici un bâti 6 auquel est fixée une matrice 7. La machine de sertissage comprend une tête de sertissage généralement désignée en 9 montée sur la partie mobile de la presse non représentée pour s'étendre à l'aplomb de la matrice 7 et pour coulisser avec la partie mobile selon une direction verticale de sertissage 8 entre des positions haute et basse par rapport à la matrice 7. La tête de sertissage 9 comprend un organe support 10 d'un poinçon 11, l'organe support 10 étant monté sur la partie mobile de la presse. Le poinçon il est monté sur l'organe support 10 par son extrémité supérieure 11.1 rigidement fixée sous l'organe support 10 de manière que le poinçon 11 s'étende le long de la direction de sertissage 8 en regard de la matrice 7. La tête de sertissage 9 comprend également un dispositif généralement désigné en 12 d'amenée des vis à sertir entre le poinçon 11 et la matrice 7. Le dispositif d'amenée 12 est solidaire d'une extrémité inférieure d'une colonne de guidage 13 qui est montée sur l'organe support 10 pour coulisser parallèlement à la direction de sertissage 8. L'organe support 10 et le dispositif d'amenée 12 sont ainsi mobiles l'un par rapport à l'autre entre une position écartée et une position rapprochée. Un ensemble élastique 29 s'étend dans la colonne 13 pour écarter l'organe support 10 du dispositif d'amenée 12. Le dispositif d'amenée 12 comprend un organe de réception 14 d'une vis à sertir fixé sur l'extrémité inférieure de la colonne de guidage 13. L'organe de réception 14 comprend un canal interne 15 qui a un axe longitudinal 16 sensiblement perpendiculaire et coplanaire à la direction de sertissage 8 et qui est raccordé à une extrémité d'une conduite souple 17 de transport des vis à sertir. La conduite de transport 17 est reliée à un ensemble non représenté de stockage et de distribution pneumatique des vis à sertir. L'organe de réception 14 comprend un logement 18 dans lequel la partie inférieure 11.2 du poinçon 11 est reçue à coulissement. L'organe de réception 14 a une partie inférieure 27 formant une semelle d'appui. Le dispositif d'amenée 12 comprend en outre un élément de manutention 19 de la vis à sertir comportant un logement 20 de dimensions adaptées pour recevoir la vis à sertir et d'axe longitudinal 21 coplanaire à l'axe longitudinal 16 et à la direction de sertissage 8. L'élément de manutention. 19 comprend des moyens de maintien d'une vis à sertir dans le logement 20. Ces moyens comprennent trois butées 22 montées dans l'élément de manutention 19 pour être mobiles entre une position en saillie dans le logement 20 dans laquelle elles sont rappelées par des éléments élastiques 23 (ici des empilements de rondelles élastiques de type Belleville) et une position escamotée du logement 20. Les butées 22 sont disposées à 120 les unes des autres. Chaque butée 22 comporte une extrémité biseautée 22.1 et un décrochement 22.2 adjacent à l'extrémité biseautée. Pour une position en saillie, les extrémités biseautées 22.1 des butées 22 délimitent un passage de section inférieure à une section transversale du poinçon 11 tandis que les décrochements 22.2 forment un logement pour la tête 5 de la vis à sertir. L'élément de manutention 19 est monté sur l'organe de réception 14 pour pivoter autour d'un axe 24 s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal 16 et à la direction de sertissage 8 à partir du point d'intersection de ceux-ci entre une première position dans laquelle le logement 20 s'étend dans le prolongement du canal 15 et une deuxième position décalée angulairement de 90 dans laquelle le logement 20 s'étend dans le prolongement du logement 18 et du poinçon 11. Un élément de rappel élastique non visible sur les figures s'étend entre l'organe de réception 14 et l'élément de manutention 19 pour assurer le rappel élastique de ce dernier dans sa première position contre une vis 25 formant une butée angulaire réglable définissant la première position de l'élément de manutention 19. L'élément de rappel élastique est par exemple un ressort de torsion. Un ensemble 26 s'étend entre l'organe de réception 14 et l'élément de manutention 19. L'ensemble 26 comprend une première biellette 28 ayant une extrémité articulée à l'organe de réception 14 et une extrémité opposée articulée à une extrémité d'une seconde biellette 30 dont l'extrémité opposée est articulée à l'élément de manutention 19. Un galet 31 est monté sur la biellette 28 entre ses deux extrémités pour pivoter autour d'un axe perpendiculaire à la direction de sertissage 8 et s'étendre en regard du logement 18 lorsque l'élément de manutention 19 est dans sa première position. En fonctionnement, 1a tête de sertissage 9 étant dans sa position haute, le dispositif d'amenée 12 et l'organe support 10 en position écartée et l'élément de manutention dans sa première position (figure 1), une tôle 1 percée d'un trou 2 est disposée entre la matrice 7 et la semelle d'appui 27 de la tête de sertissage 9, par exemple par un opérateur ou un système d'alimentation non représenté, de manière que l'axe central du trou 2 soit aligné avec la direction de sertissage 8. Parallèlement, une vis 3 est soufflée pneumatiquement dans la conduite de transport 17 et est introduite dans le logement 20. La tête 5 écarte alors les extrémités biseautées 22.1 et s'engage dans les décrochements 22.2 des butées 22. La tête 5 de la vis 3 arrive en butée contre le bord aval des décrochements 22.2 en référence au sens d'introduction de la vis 3, les butées 22 étant revenues dans leur position en saillie sous l'action des éléments élastiques 23. Simultanément, ou immédiatement après, la tête de sertissage 9 est amenée vers sa position basse. Lorsque la semelle d'appui 27 vient en contact avec la tôle 1 elle- même en appui contre la matrice 7 (figure 2), la descente de la tête de sertissage 9 provoque un coulissement de la colonne de guidage 13 par rapport à l'organe support 10, de sorte que l'organe support 10 est rapproché du dispositif d'amenée 12. Le poinçon 11 coulisse alors dans le logement 18 et l'extrémité inférieure 11.2 du poinçon 11 vient en contact avec le galet 31 et pousse celui-ci vers le bas provoquant la rotation de l'ensemble 26 qui entraîne le pivotement de l'élément de manutention 19 de sa première position vers sa seconde position. L'ensemble 26 effectue de la sorte une transformation du mouvement linéaire du poinçon 11 en un mouvement de pivotement de l'organe de manutention 19. Le coulissement du poinçon 11 par rapport à l'organe de réception 14 se poursuivant, le galet 31 vient en contact avec la surface longitudinale 11.3 du poinçon 11 achevant ainsi le déploiement de l'ensemble 26 (figures 3 et 7). L'élément de manutention 19 est alors dans sa deuxième position et l'axe longitudinal 21 du logement 20 est confondu avec la direction de sertissage 8. Le poinçon 11 rentre ensuite dans le logement 20 et arrive en appui des extrém-tés biseautées 22.1 des butées 22 du logement 20 et écarte celles-ci libérant ainsi la tête de vis 5 de son appui contre les bords aval du décrochement 22.2 des butées 22 et arrive en appui contre la tête 5 de la vis à sertir 3. Le poinçon 11 pousse la vis à sertir 3 le long de 1a direction de sertissage 8 jusqu'à la réalisation du sertissage (figures 4 et 8). Une fois le sertissage réalisé, la tête de sertissage 9 est remontée. L'organe de support 10 remonte alors en entraînant le poinçon 11 qui coulisse dans le logement 18 de l'organe de réception 14 tandis que le dispositif d'amenée 12 est maintenu en appui contre la tôle 1 par l'ensemble élastique 29 s'étendant dans la colonne de guidage 13 (figure 5). Au fur et à mesure de la remontée du poinçon 11, le galet 31 est amené d'un appui contre la surface longitudinale 11.3 du poinçon 11 vers un appui contre l'extrémité inférieure 11.2 du poinçon 11 puis n'est plus en contact avec celle-ci. Ceci provoque la rotation de l'élément de manutention 19 vers sa première position sous l'effet du ressort de rappel de celui-ci. Une fois que la tête de sertissage est suffisamment remontée, la semelle d'appui 27 est décollée de la tôle 1 et la tôle peut être évacuée. A la figure 6, on peut voir la tête de sertissage 9 dans une position de réglage permettant de réaliser des frappes de sertissage à vide, c'est-à-dire sans qu'une vis soit introduite dans l'élément de manutention 19. Dans cette position de réglage, l'organe support 10 et le dispositif d'amenée 12 sont bloqués dans leur position rapprochée et l'organe de positionnement 19 est dans sa deuxième position interdisant ainsi l'introduction d'une vis dans le logement 20. Le blocage est obtenu par l'intermédiaire d'un doigt 32 monté sur un piston d'un vérin 33 fixé sous l'organe support 10. Le doigt 32 est de la sorte mobile entre une position rétractée dans laquelle il est reçu dans une rainure 34 s'étendant extérieurement le long de la colonne de guidage 13 et une position sortie dans laquelle le doigt 32 est reçu dans un logement 35 ménagé dans le fond de la rainure 34 au niveau de l'extrémité inférieure de la colonne de guidage 13 lorsque l'organe support 10 et le dispositif d'amenée sont dans leur position rapprochée (par exemple à la fin du sertissage, voir figure 4). On remarquera que le doigt 32 dans sa position rétractée immobilise en rotation 1a colonne de guidage 13 autour de sa direction longitudinale par rapport à l'organe support 10. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, l'axe longitudinal 16 du conduit de transport des vis à sertir peut s'étendre parallèlement à la direction de sertissage 8 et l'élément de manutention être monté sur l'organe de réception 14 pour coulisser entre une position dans laquelle le logement 20 s'étend dans le prolongement de l'extrémité du canal 15 et une position dans laquelle le logement 20 s'étend dans le prolongement du poinçon 11. En outre, les moyens d'actionnement peuvent comprendre un ensemble pignons-crémaillère, la crémaillère étant par exemple portée par le poinçon. Les moyens de maintien peuvent inclure un manchon déformable élastiquement pour maintenir les butées en saillie. L'extrémité amont des butées 22 peut être agencée pour arrêter la tête de vis, l'effacement des butées étant provoqué par l'appui du poinçon sur la tête de vis ou être commandé de façon différente. REVENDICATIONS 1. Machine de sertissage de vis, comprenant une matrice (7), un poinçon (11) mobile par rapport à la matrice selon une direction de sertissage (8), et un dispositif d'amenée des vis à sertir entre le poinçon et la matrice comprenant une conduite de transport (17) avec une extrémité de distribution des vis, caractérisée en ce que la conduite de transport de vis (17) possède son extrémité (15) de distribution raccordée à un organe (14) de réception des vis à sertir intercalé entre le poinçon et la matrice, lequel organe comporte un élément (19) de manutention de chaque vis reçue comprenant un logement (20) ayant un axe longitudinal (21) et des moyens (22, 23) pour maintenir la vis dans le logement, cet élément étant monté mobile dans l'organe de réception (14) sous l'effet de moyens d'actionnement (26, 31) entre une première position dans laquelle le logement s'étend dans le prolongement de l'extrémité de la conduite de transport de vis et une deuxième position dans laquelle l'axe longitudinal du logement s'étend selon la direction de sertissage. 2. Machine de sertissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la direction de l'extrémité (15) de la conduite de transport (17) est sécante de la direction de sertissage (8) et la croise sous un angle déterminé et en ce que l'élément de manutention (19) est monté dans l'organe de réception (14) pour pivoter de l'angle déterminé autour d'un axe (24) transversal au logement. 3. Machine de sertissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle déterminé est d'environ 90 . 4. Machine de sertissage selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans laquelle le poinçon (11) est porté par un support (10) mobile par rapport à la matrice (7), caractérisée en ce que l'organe de réception (14) des vis est attelé audit support par l'intermédiaire d'une colonne (13) coulissante dans le support parallèlement à la direction de sertissage (8). 5. Machine de sertissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (26, 31) forment une chaîne de transmission transformant le mouvement linéaire relatif entre l'organe de réception (14) et le poinçon (11) en un mouvement de pivotement de l'élément de manutention (19) par rapport à l'organe de réception. 6. Machine de sertissage selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite chaîne de transmission comprend un ensemble (26) de deux biellettes (28, 30) articulées entre elles et pour l'une (30) à l'élément de manutention (19) et pour l'autre (28) à l'organe de réception (14), l'une des biellettes (28) comportant un galet (31) coopérant avec le poinçon lors de son coulissement pour être déplacé entre deux positions correspondant aux première et deuxième positions de l'élément de manutention. 7. Machine de sertissage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de réception (14) comprend un moyen élastique de rappel de l'élément de manutention (19) dans sa deuxième position. 8. Machine de sertissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent au moins une butée (22) mobile entre une position en saillie dans le logement (20) et une position escamotée, et un élément élastique (23) de rappel de la butée (22) dans sa position en saillie. 9. Machine de sertissage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la butée (22) comprend une partie d'extrémité amont (22.1) en référence à la direction d'introduction des vis dans le logement (20) qui est biseautée et délimite une section de passage dans le logement (20) inférieure à une section transversale du poinçon (11), et une partie adjacente en décrochement (22.2) pour recevoir la tête de la vis à sertir.