Brevet FR2958869A1 — publié le 20111021

PROCEDE DE TRANSPORT DE PIECES MECANIQUES METALLIQUES [0001] L'invention concerne la production de pièces mécaniques selon des processus de transformation et d'assemblage complexes, et en particulier la production de culasses de moteurs à combustion interne, impliquant de nombreuses étapes d'usinage et d'assemblage. [0002] La culasse d'un moteur à combustion présente une très grande complexité et doit satisfaire à des tolérances de fabrication très réduites, induisant de très nombreuses phases de fabrication. Le procédé de fabrication d'une culasse comprend le plus souvent la formation d'un brut en fonderie, le brut subissant alors différentes étapes d'usinage puis d'assemblage de différents composants. [0003] Durant son processus de fabrication, la culasse peut être préalablement disposée sur un adaptateur. L'adaptateur sert à assurer un positionnement précis et une protection de certaines surfaces de la culasse durant l'ensemble des phases d'usinage. L'adaptateur peut notamment servir à protéger la face combustion de la culasse après son usinage. L'adaptateur forme une interface pour des machines d'usinage et d'assemblage, ainsi qu'une interface pour un montage sur des luges de transport permettant de déplacer la culasse en la faisant rouler. Pour garantir un bon maintien de la culasse en position, celle-ci est fixée par vissage sur l'adaptateur. Durant des opérations d'assemblage ou d'usinage, il peut s'avérer nécessaire de manipuler la culasse et par conséquent de séparer celle-ci de l'adaptateur. [0004] À la fin des phases d'usinage, la culasse est transférée sur une platine. Différents composants à assembler sur la culasse sont également disposés sur la platine. La culasse subit alors différentes opérations d'assemblage des composants disposés sur la platine. [0005] En pratique, de tels procédés d'assemblage et d'usinage d'une culasse (et de façon générale d'un composant mécanique métallique issu de fonderie) présentent un certain nombre d'inconvénients. La manipulation de la culasse munie de son adaptateur est relativement délicate. Des manipulations manuelles sont notamment nécessaires lors d'étapes de contrôle de qualité en fin de processus de fabrication. De telles manipulations posent de réels problèmes d'ergonomie du fait du poids manipulé. Ce poids nécessite également l'utilisation de convoyeurs de forte puissance pour assurer le transport des culasses. La gestion des flux des adaptateurs, leur maintenance (notamment le remplacement périodique de leurs pièces d'usure) ainsi que leur lavage sont relativement lourds à mettre en oeuvre industriellement et complexifient encore l'aménagement des lignes de fabrication. De plus, les contraintes qu'elles induisent sur la conception des phases d'usinage sont également assez importantes. Par ailleurs, les opérations de montage/démontage de la culasse par rapport à l'adaptateur rallongent le processus de fabrication. [0006] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un procédé de transport d'une pièce mécanique métallique de moteur issue de fonderie vers un poste d'usinage ou d'assemblage, dans lequel le transport de ladite pièce est assuré par un roulement de première et deuxième surfaces de guidage de la pièce métallique sur des galets rotatifs d'un convoyeur, ces première et deuxième surfaces de guidage étant ménagées au niveau d'extrémités transversales de la pièce mécanique et étant des surfaces brutes de fonderie. [0007] Selon une variante, les première et deuxième surfaces de guidage sont planes et coplanaires. [0008] Selon une autre variante, le convoyeur comprend un premier groupe de galets rotatifs alignés selon une direction perpendiculaire à leur axe de rotation et un deuxième groupe de galets rotatifs alignés selon une direction perpendiculaire à leur axe de rotation, les premier et deuxième groupes de galets rotatifs étant décalés l'un par rapport à l'autre selon la direction de leur axe de rotation, un renfoncement étant ménagé entre ces premier et deuxième groupes de galets. [0009] Selon encore une variante, la pièce métallique présente une surface usinée disposée entre les deux surfaces de guidage, la surface usinée faisant face au renfoncement. [0010] Selon encore une autre variante, la première surface de guidage est constituée de plusieurs surfaces disjointes et coplanaires, la distance entre deux surfaces disjointes consécutives étant supérieure à la distance entre deux galets consécutifs du premier groupe de galets. [0011] Selon une variante, lesdites surfaces disjointes sont alignées selon une direction de transport de la pièce mécanique. [0012] Selon encore une variante, le positionnement de la pièce mécanique par rapport au convoyeur par l'intermédiaire d'une butée transversale solidaire du convoyeur. [0013] Selon une autre variante, la première surface s'étend jusqu'aux extrémités axiales de la pièce mécanique. [0014] Selon encore une autre variante, la pièce mécanique transportée est une culasse de moteur à combustion interne. [0015] L'invention porte également sur un procédé d'usinage d'une pièce mécanique métallique, comprenant le transport préalable de ladite pièce vers une machine d'usinage par un procédé de transport tel que décrit ci-dessus. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : • la figure 1 est une vue de dessous d'une culasse conformée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; • la figure 2 est une vue de dessous d'une première surface de guidage de la culasse ; • la figure 3 est une vue de dessous d'une deuxième surface de guidage de la culasse ; • la figure 4 est une vue de derrière d'une culasse disposée sur un convoyeur; • la figure 5 est une vue de dessus de la figure 4 ; • la figure 6 est une vue en coupe de derrière du convoyeur de la figure 4. [0017] L'invention propose de transporter une pièce mécanique métallique d'un moteur à combustion interne issue de fonderie durant un processus de fabrication. La pièce métallique présente des première et deuxième surfaces de guidage, ces surfaces de guidage roulant sur des galets rotatifs d'un convoyeur. Les surfaces de guidage sont ménagées au niveau d'extrémités transversales de la pièce mécanique et sont des surfaces brutes de fonderie. [0018] L'invention permet d'éviter le montage de la pièce mécanique sur un adaptateur et de disposer cet adaptateur sur une luge à roulettes roulant sur un convoyeur. La logistique et la maintenance de tels adaptateurs peut ainsi être supprimée. De plus, l'investissement nécessaire pour la ligne de fabrication est également réduit. Par ailleurs, les temps de montage/démontage entre l'adaptateur et la pièce mécanique sont supprimés. La manipulation de la pièce mécanique est également plus simple et plus ergonomique du fait du poids réduit en l'absence d'adaptateur, et les risques de blessures en cas de chute de la pièce mécanique sont également sensiblement réduits. En outre, le dispositif de convoyage peut-être dimensionné au plus juste pour entraîner les pièces mécaniques, du fait du poids réduit à entraîner. Les pièces mécaniques à transporter peuvent aisément être conçues pour conférer un tel guidage sans induire de surcoûts. [0019] La figure 1 est une vue de dessous d'une culasse 1 d'un moteur à combustion interne. La pièce mécanique pour laquelle l'invention sera détaillée par la suite sera donc cette culasse 1, sans pour autant que l'invention soit limitée au transport d'une culasse. La culasse 1 comprend de façon connue en soi une face de combustion 13, destinée à être usinée et à être accolée à un bloc-moteur. La culasse 1 est une pièce métallique issue de fonderie. La culasse 1 peut notamment être réalisée en alliage d'aluminium ou en fonte. La culasse 1 doit subir différentes opérations de transformation, notamment l'usinage de la face de combustion 13 ou l'usinage de sa face supérieure. La culasse 1 doit ainsi être acheminée vers différents postes d'usinage d'une ligne de fabrication. La culasse 1 doit également recevoir un certain nombre de composants, tels que des soupapes. La culasse 1 doit ainsi également être acheminée vers différents postes de la ligne de fabrication pour l'assemblage de ces composants. [0020] La culasse 1 présente des surfaces de guidage 11 et 12. Ces surfaces de guidage 11 et 12 sont des surfaces brutes de fonderie, et sont donc obtenues à moindre coût. Les surfaces 11 et 12 sont ménagées au niveau d'extrémités transversales de la culasse 1, de part et d'autre de la face de combustion 13. Les surfaces 11 et 12 s'étendent selon la direction axiale ou direction de transport prévue pour la culasse 1. La direction transversale (Y) correspond à la direction transversale à la direction de transport (X) prévue pour la culasse 1. Les surfaces 11 et 12 sont incluses dans les zones en traits discontinus de la figure 1. [0021] Les figures 2 et 3 sont des vues agrandies respectives des surfaces de guidage 11 et 12. En pratique, la surface de guidage 11 est constituée de plusieurs surfaces disjointes 111 à 114. Les surfaces 111 à 114 sont coplanaires, de façon à garantir un transport de la culasse 1 avec un minimum de heurts. Les surfaces 111 à 114 sont alignées selon la direction de transport de façon à fournir un guidage optimal selon cette direction. De façon similaire, la surface de guidage 12 est constituée de surfaces disjointes 121 et 122. Les surfaces 121 et 122 sont coplanaires, de façon à garantir un transport de la culasse 1 avec un minimum de heurts. Les surfaces 121 et 122 sont alignées selon la direction de transport de façon à fournir un guidage optimal selon cette direction. [0022] Les surfaces de guidage 11 et 12 sont avantageusement planes pour faciliter le transport sans heurts de la culasse 1. Les surfaces de guidage 11 et 12 sont avantageusement coplanaires, afin de faciliter la conception et la réalisation du convoyeur de transport (détaillé ultérieurement) recevant la culasse 1. Avantageusement, la surface de guidage 11 s'étend jusqu'au extrémités axiales de la culasse 1. Ainsi, le transport de la culasse 1 peut être réalisé en maintenant celle-ci de façon très stable. Avantageusement, les surfaces de guidage 11 et 12 sont sensiblement au même niveau qu'une surface usinée, en l'occurrence la face de combustion 13. Avantageusement, les surfaces de guidage 11 et 12 sont légèrement en retrait par rapport à cette surface usinée, pour faciliter les opérations d'usinage. [0023] La figure 4 est une vue de derrière représentant schématiquement une culasse 1 durant son transport sur un convoyeur 2. Le convoyeur 2 est fixé sur une armature métallique 3. Le convoyeur 2 s'étend selon la direction de transport de la culasse 1. Le convoyeur 2 peut également définir des virages que la culasse 1 emprunte pour changer de direction. Le convoyeur 2 comprend un cadre inférieur 202 dans lequel des galets sont montés à rotation autour d'un axe perpendiculaire à la direction de transport de la culasse 1. Le convoyeur 2 comprend un cadre supérieur 201. Le cadre supérieur 201 présente des butées 203 et 204. Les butées 203 et 204 permettent de définir la position transversale de la culasse 1 par rapport au convoyeur 2, par contact avec cette culasse 1. La butée 203 s'étend transversalement depuis une extrémité transversale du cadre supérieur 201, la butée 204 s'étendant verticalement depuis une extrémité supérieure de la butée supérieure 201. [0024] La figure 5 est une vue schématique de dessus du convoyeur 2 supportant la culasse 1. Plusieurs galets 207 sont alignés sur la première extrémité transversale du convoyeur 2 pour former un premier groupe 205 de galets. Plusieurs galets 208 sont alignés sur la deuxième extrémité transversale du convoyeur 2 pour former un deuxième groupe 206 de galets. [0025] Les premier et deuxième groupes 205 et 206 de galets rotatifs sont décalés l'un par rapport à l'autre selon la direction transversale. Les surfaces de guidage 11 et 12 viennent respectivement en contact avec les premier et deuxième groupes de galets 205 et 206. Le décalage transversal entre les deux groupes de galets 205 et 206 correspond donc sensiblement à l'écartement entre la surface de guidage 11 et la surface de guidage 12. Le pas entre les galets consécutifs 207 ou 208 est avantageusement inférieur à la distance entre deux surfaces consécutives disjointes, soit de la surface de guidage 11, soit de la surface de guidage 12. Ainsi, la culasse 1 peut être maintenue à une même hauteur lors du glissement des surfaces 11 et 12 sur les galets 207 et 208, sans variations préjudiciables au transport ou au positionnement de la culasse 1. [0026] Un renfoncement 211 est ménagé entre ces premier et deuxième groupes de galets. Comme illustré à la figure 6, la face de combustion usinée 13 fait face au renfoncement 211. Ainsi, cette face 13 est protégée des agressions extérieures durant son transport sur le convoyeur 2. Le transport de la culasse 1 ne risque pas non plus de détériorer cette face 13, le convoyeur 2 n'ayant aucun élément pouvant entrer en contact avec cette face durant le transport. [0027] Les galets 207 et 208 sont montés à rotation par l'intermédiaire d'arbres respectifs 209 et 210. Les arbres 209 et 210 sont montés dans des étriers ménagés dans la partie supérieure du cadre inférieur 202. La rotation des galets 207 et 208 peut soit être entraînée par une motorisation électrique, soit induite par le contact avec la culasse 1, du fait d'une disposition permettant l'entraînement de la culasse 1 par gravité le long du convoyeur 2. REVENDICATIONS1. Procédé de transport d'une pièce mécanique métallique de moteur (1) issue de fonderie vers un poste d'usinage ou d'assemblage, dans lequel le transport de ladite pièce est assuré par un roulement de première et deuxième surfaces de guidage (11,12) de la pièce métallique sur des galets rotatifs (207,208) d'un convoyeur (2), ces première et deuxième surfaces de guidage étant ménagées au niveau d'extrémités transversales de la pièce mécanique et étant des surfaces brutes de fonderie. 2. Procédé de transport selon la revendication 1, dans lequel les première et deuxième surfaces de guidage (11,12) sont planes et coplanaires. 3. Procédé de transport selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le convoyeur comprend un premier groupe (205) de galets rotatifs alignés selon une direction perpendiculaire à leur axe de rotation et un deuxième groupe (206) de galets rotatifs alignés selon une direction perpendiculaire à leur axe de rotation, les premier et deuxième groupes de galets rotatifs étant décalés l'un par rapport à l'autre selon la direction de leur axe de rotation, un renfoncement (211) étant ménagé entre ces premier et deuxième groupes de galets. 4. Procédé de transport selon la revendication 3, dans lequel la pièce métallique présente une surface usinée (13) disposée entre les deux surfaces de guidage (11,12), la surface usinée (13) faisant face au renfoncement (211). 5. Procédé de transport selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la première surface de guidage est constituée de plusieurs surfaces disjointes (111, 112, 113,114) et coplanaires, la distance entre deux surfaces disjointes consécutives étant supérieure à la distance entre deux galets consécutifs du premier groupe de galets. 6. Procédé de transport selon la revendication 5, dans lequel lesdites surfaces disjointes (111, 112, 113,114) sont alignées selon une direction de transport de la pièce mécanique. 7. Procédé de transport selon l'une quelconque de revendications précédentes, comprenant le positionnement de la pièce mécanique (1) par rapport au convoyeur (2) par l'intermédiaire d'une butée transversale (203) solidaire du convoyeur. 8. Procédé de transport selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première surface s'étend jusqu'aux extrémités axiales de la pièce mécanique. 9. Procédé de transport selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce mécanique transportée (1) est une culasse de moteur à combustion interne. 10. Procédé d'usinage d'une pièce mécanique métallique, comprenant le transport préalable de ladite pièce vers une machine d'usinage par un procédé de transport selon l'une quelconque des revendications précédentes.