Brevet FR2950554A1 — publié le 20110401

DISPOSITIF DE MONTAGE DE DEUX DEMI-CÔNES SUR UNE QUEUE DE SOUPAPE. [0001 La présente invention concerne un dispositif de montage de deux demi-5 cônes sur une queue de soupape. [0002 La liaison entre une soupape d'un moteur à combustion interne, d'un compresseur ou de tout autre machine équivalente, et un ressort de rappel qui rappelle la soupape contre son siège est le plus souvent réalisée au moyen d'une coupelle, qui sert d'appui au ressort de rappel de la soupape. 10 [0003] Pour solidariser la tige de soupape avec la coupelle, on utilise généralement une pièce intermédiaire conique constituée par deux demi-cônes qui se juxtaposent dans la coupelle et bloquent la queue de soupape par coincement au contact de la surface interne conique de la coupelle. Afin d'assurer le bon maintien de la coupelle sur la queue de soupape, cette dernière 15 possède, de manière connue en soi, au moins une gorge annulaire dans laquelle vient s'engager une partie en saillie prévue sur la face interne des demi-cônes. [0004] Le montage des deux demi-cônes sur une queue de soupape d'un moteur à combustion interne, par exemple, s'effectue au moyen d'un dispositif conçu et agencé pour être monté sur une machine ou un robot d'une ligne 20 d'assemblage. [0005] Des dispositifs et des procédés de montage des demi-cônes sur une soupape, de ce type, sont déjà connus de l'art antérieur. [0006] A titre d'exemple, le document FR 2 821 001 décrit un dispositif de montage automatique de deux demi-cônes sur une queue de soupape. Ce 25 dispositif, agencé pour être monté sur une machine d'assemblage, comporte une pince de préhension des demi-cônes, une broche de poussée agencée pour appuyer sur la coupelle et comprimer le ressort de rappel pour réaliser le montage des demi-cônes, et des moyens de commande de la pince de préhension. La pince de préhension et la broche de poussée sont coaxiales. De 30 plus, le dispositif comporte une partie fixe, appelée « porte-outil, » agencée pour être montée sur la machine d'assemblage et une partie amovible, appelée « outil », agencée pour être montée temporairement sur le porte-outil et pour être interchangeable. L'outil comporte un corps dans lequel sont montées la pince de préhension et la broche de poussée. Enfin, le porte-outil comporte une plate- forme dans laquelle sont montés les moyens de commande de la pince de préhension. [0007] A titre d'exemple également, le document EP 1 574 281 B1 décrit un procédé de montage par machine de clavettes de soupape entre une coupelle de ressort et une tige de soupape de moteur à combustion interne. Les clavettes de soupape sont amenées à une unité de montage et sont placées par des leviers de montage associés à l'unité de montage dans la position prévue sur la tige de soupape. La coupelle de ressort est amenée par l'unité de montage et est montée sur la tige de soupape. Lors de l'apport des clavettes, celles-ci s'appuient sur la coupelle de ressort pour leur positionnement, au moins pour être reprises par les leviers de montage. [0008] Un autre exemple est constitué par le document FR 2 760 989, qui décrit un appareil de montage automatique de demi-mors sur une soupape comprenant une tige de poussée qui peut coulisser dans un corps tubulaire et qui aboutit à un bout de coopération avec des mâchoires pour le maintien des deux demi-mors en position divergente jusqu'à ce qu'ils atteignent leur position de montage sur la tige de la soupape. La tige de poussée est montée de manière coulissante dans un manchon délimité par plusieurs pétales longitudinaux qui peuvent fléchir élastiquement vers l'extérieur en direction radiale par contact de la tige de poussée avec l'intérieur d'une partie conique du passage interne délimité entre les pétales. [0009] Enfin, un autre exemple est donné par le document FR 2 835 770, qui décrit un dispositif de réalisation d'un assemblage d'une queue de soupape et d'une coupelle par le moyen de deux demi-cônes. Le dispositif comporte un outillage à partie télescopique mobile dans un fourreau et adapté pour s'appuyer respectivement sur les demi-cônes et sur la queue de soupape. Le fourreau est muni à son extrémité libre d'un organe de retenue de la coupelle et il délimite au- dessus de cet organe un chambrage intérieur pourvu d'éléments radiaux et l'écartement des demi-cônes. L'organe de retenue est formé par une bague d'extrémité pourvue d'aimants axiaux. Enfin, cette bague est ménagée à l'extrémité d'une douille venant coiffer l'extrémité libre du fourreau. [0010] Le but de la présente invention est de fournir un nouveau dispositif de montage de deux demi-cônes sur une queue de soupape, qui soit entièrement mécanique, automatique, plus simple d'installation, de mise en oeuvre et d'entretien que les dispositifs connus de l'art antérieur, parmi lesquels ceux rappelés ci-dessus. [0011] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif, qui soit d'encombrement réduit et qui soit économique. [0012] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif d'assemblage de deux demi-cônes sur une queue de soupape, les deux demi-cônes ayant des nervures internes destinées à se loger dans des gorges externes de la queue de soupape et les deux demi-cônes étant conformés pour venir se bloquer dans un alésage d'une coupelle montée sur la queue de soupape et en appui sur un ressort de rappel de ladite soupape. Ce dispositif comprend les éléments suivants, pris en combinaison : • une broche de chargement de la coupelle et des demi-cônes, agencée également pour appuyer sur la coupelle et comprimer le ressort de rappel, • un fourreau, logé à l'intérieur de la broche, pourvu d'un alésage interne en prolongement vers le haut dudit alésage de blocage des demi-cônes dans la coupelle, destiné à recevoir et maintenir les demi-cônes écartés autour de la queue de la soupape lors de la phase de compression du ressort de rappel et entrée de la queue de soupape à l'intérieur du fourreau, • un poussoir, logé à l'intérieur du fourreau, dont le mouvement axial entraîne la descente des demi-cônes jusque dans l'alésage de blocage de la coupelle, et • une tige, logée à l'intérieur du poussoir, dont le mouvement axial pousse la queue de soupape vers le bas, la coordination du mouvement du poussoir et du mouvement de la tige lors de la détente du ressort de rappel permettant l'assemblage précis des deux demi-cônes sur la queue de soupape. [0013] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, la coordination du mouvement du poussoir et du mouvement de la tige permettant l'assemblage précis des deux demi-cônes sur la queue de soupape est assurée par le réglage de la course du poussoir et de la tige. [0014] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, le maintien des demi-cônes écartés autour de la queue de soupape à l'intérieur du fourreau est réalisé par des aimants prévus dans le corps du fourreau. [0015] Ces aimants peuvent avantageusement être disposés dans des orifices ou perçages radiaux du fourreau qui débouchent sur la surface interne du fourreau. [0016] L'extrémité du poussoir est conique, de façon à permettre la descente des demi-cônes dans la coupelle. [0017] De préférence, la coupelle est maintenue en position dans la broche au moyen d'un jonc annulaire. [0018] De préférence également, les demi-cônes présentent trois nervures sur leur surface interne destinées à se loger dans trois gorges de la surface externe de la queue de soupape. [0019] La coupelle et les demi-cônes peuvent, dé préférence, être réalisés en métal avec un traitement de surface. [0020] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : • la figure 1 représente, de manière schématique, le chargement de l'ensemble formé par une coupelle et deux demi-cônes dans le dispositif de montage selon la présente invention, • la figure 2 représente, de manière schématique, le positionnement préalable de l'ensemble sus-mentionné sur une soupape en position sur une culasse de moteur à combustion interne, • la figure 3 représente, de manière schématique, la séparation des deux demi-cônes par l'introduction de la queue de soupape dans le dispositif de l'invention, lors de la compression du ressort de la soupape, la figure 4 représente, de manière schématique, le mécanisme de poussée des demi-cônes dans la coupelle, et • la figure 5 représente, de manière schématique, l'assemblage terminé des deux demi-cônes sur la queue de soupape. [0021] En référence au dessin de la figure 5, on a représenté la position finale du montage, réalisé grâce au dispositif de la présente invention, de deux demi-cônes référencés 3 sur une queue de soupape, désignée par la référence 1. Comme mentionné précédemment, pour assurer le bon maintien de la coupelle, désignée par la référence 2, sur la queue de soupape 1, cette dernière possède, selon une technique connue, des gorges annulaires 1A dans lesquelles viennent s'engager des nervures 3A prévues sur la face interne des demi-cônes 3. [0022] La coupelle 2 et les demi-cônes 3 sont en métal avec un traitement de surface. [0023] La structure et le fonctionnement du dispositif de montage des demi- cônes 3 sur la queue de soupape 1 selon l'invention sont décrits ci-après. [0024] En référence à la figure 1, le dispositif comprend une tête d'assemblage 8, montée à l'extrémité d'une machine ou d'un robot de montage des soupapes sur une ligne d'assemblage de moteurs ou de véhicules, et une broche 5, montée coaxiale à l'extrémité de la tête d'assemblage 8 et destinée à recevoir, comme représenté sur la figure 1, l'ensemble formé par une coupelle 2 et les deux demi-cônes 3 en position dans l'alésage conique 2A de la coupelle 2. [0025] L'ensemble formé par la coupelle 2 et les deux demi-cônes 3 est chargé manuellement dans le dispositif par un opérateur et est maintenu dans la broche 5 par « clippage » au moyen d'un jonc annulaire 9 logé dans une gorge cylindrique 5A de la broche 5, la coupelle 2 étant en appui par sa face supérieure sur un épaulement conique interne 5B de la broche 5. [0026] En variante, le chargement de l'ensemble formé par la coupelle 2 et les demi-cônes 3 peut être réalisé automatiquement par un mécanisme adapté. [0027] A l'intérieur de la broche 5 est monté un fourreau cylindrique 4, concentrique à ladite broche 5, percé d'un alésage conique 4A dans le prolongement de l'alésage conique 2A de la coupelle 2. [0028] A l'intérieur du fourreau 4 est monté mobile en translation axiale un poussoir 6 qui présente une extrémité 6A sensiblement conique. Le poussoir 6 présente un alésage interne 6B permettant le passage d'une tige de poussée 7, coaxiale au poussoir 6 et montée également mobile en translation selon l'axe X du dispositif. [0029] En référence au dessin de la figure 2, la première étape du montage consiste à positionner directement l'ensemble constitué par la coupelle 2 et les demi-cônes 3 sur la queue de soupape 1 montée sur la culasse (non représentée) d'un moteur à compression interne, l'extrémité inférieure libre de la tige 7 venant se positionner contre la queue de soupape 1 et dans le prolongement axial (axe X) de cette dernière. On notera que cette mise en place se fait, contrairement aux procédés et dispositifs connus de l'art antérieur, sans support intermédiaire pour l'écartement des demi-cônes. [0030] Comme montré sur le dessin de la figure 3, la poussée du dispositif sur la queue de soupape 1 contre l'action du ressort de rappel 10 situé autour de la queue de soupape 1 provoque, d'une part, l'introduction de cette dernière à l'intérieur du dispositif, à savoir à l'intérieur de la coupelle 2, puis du fourreau 4 puis du poussoir 6, et d'autre part la séparation des deux demi-cônes 3 de la coupelle 2. Pour permettre cette séparation des deux demi-cônes 3 et le déplacement de la queue de soupape 1 contre la tige 7, les alésages de la coupelle 2, du fourreau 4 et du poussoir 6 sont dimensionnés. En particulier, le diamètre interne 6B du poussoir 6 est ajusté au diamètre externe de la queue de soupape 1. [0031] L'alésage interne conique 4A du fourreau 4, de diamètre croissant vers la partie supérieure du dispositif, rend possible l'écartement radial des demi-cônes 3 de la queue de soupape 1 traversant le fourreau 4, lors de la compression du ressort de rappel 10 par le dispositif. [0032] La course de compression du ressort 10 atteinte, les gorges 1A de la queue de soupape 1 se trouvent en correspondance avec les nervures 3A des demi-cônes 3 en position référencée. [0033] Les demi-cônes 3 sont maintenus ainsi écartés par la force d'attraction d'aimants 11 situés dans des orifices radiaux du fourreau 4. [0034] En référence au dessin de la figure 4, les demi-cônes 3 sont ensuite assemblés sur la queue de soupape 1 par l'action mécanique de l'extrémité conique 6A du poussoir 6, qui vient pousser les demi-cônes 3 en coulissant selon la direction verticale de l'axe X, et l'action mécanique de la tige 7 qui pousse la queue de soupape 1 également selon la direction verticale de l'axe X. Le poussoir 6 vient pousser les demi-cônes 3 et les placer dans la coupelle 2 en engagement dans les gorges 1A de la queue de soupape. [0035] L'effort de maintien des demi-cônes 3 par les aimants 11 est alors vaincu grâce à l'effort exercé par le ressort 10, comprimé lors de la montée de la queue 25 de soupape 1. [0036] La position d'assemblage est réalisée grâce à la coordination entre le mouvement de descente de la tige 7 et le mouvement de descente du poussoir 6, cette coordination étant assurée par le réglage des courses de la tige 7 et du poussoir 6. [0037] Lors de la détente du ressort les deux demi-cônes 3 se retrouvent solidaires de la soupape par l'intermédiaire de leurs nervures 3A enclenchées dans les gorges 1A de la queue de soupape 1, et maintenus dans la coupelle 2, comme représenté sur la figure 5. [0038] Le dispositif de montage de demi-cônes sur une queue de soupape décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0039] - il est de conception, de fabrication et d'installation simple, • il est d'entretien aisé, • il est d'encombrement réduit, et • et il est fiable et économique. [0040] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS1. Dispositif d'assemblage de deux demi-cônes sur une soupape, les deux demi-cônes (3) ayant des nervures internes (3A) destinées à se loger dans des gorges externes (1A) de la queue de soupape (1) et les deux demi-cônes (3) étant conformés pour venir se bloquer dans un alésage (2A) d'une coupelle (2) montée sur la queue de soupape (1) et en appui sur un ressort de rappel (10) de ladite soupape, caractérisé en ce qu'il comprend : • une broche (5) de chargement de la coupelle (2) et des demi-cônes (3), agencée également pour appuyer sur la coupelle (2) et comprimer le ressort de rappel (10), • un fourreau (4), logé à l'intérieur de ladite broche (5), pourvu d'un alésage interne (4A) en prolongement vers le haut dudit alésage (2A) de blocage des demi-cônes (3) dans la coupelle (2), destiné à recevoir et maintenir les demi-cônes (3) écartés autour de la queue de la soupape (1) lors de la phase de compression du ressort de rappel (10) et d'entrée de la queue de soupape (1) à l'intérieur du fourreau (4), • un poussoir (6), logé à l'intérieur du fourreau (4), dont le mouvement axial entraîne la descente des demi-cônes (3) jusque dans l'alésage (2A) de blocage de la coupelle (2), et • une tige (7), logée à l'intérieur du poussoir (6), dont le mouvement axial pousse la queue de soupape (1) vers le bas, la coordination du mouvement du poussoir (6) et du mouvement de la tige (7) lors de la détente du ressort de rappel (10) permettant l'assemblage précis des deux demi-cônes (3) sur la queue de soupape (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite coordination du mouvement du poussoir (6) et du mouvement de la tige (7) permettant l'assemblage précis des deux demi-cônes (3) sur la queue de soupape (1) est assurée par le réglage de la course du poussoir (6) et de la tige (7). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le maintien des demi-cônes (3) écartés autour de la queue de soupape (1) à l'intérieur du fourreau (4) est réalisé par des aimants (11) prévus dans le corps du fourreau (4). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits aimants (11) sont disposés dans des perçages radiaux du fourreau (4) qui débouchent sur la surface interne (4A) du fourreau (4). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité du poussoir (6) est conique, de façon à permettre la descente des demi-cônes (3) dans la coupelle (2). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupelle (2) est maintenue en position dans la broche (5) au moyen d'un jonc annulaire (9). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les demi-cônes (3) présentent trois nervures internes (3A) destinées à se loger dans trois gorges externes (1 A) de la queue de soupape (1). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la coupelle (2) et les demi-cônes (3) sont en métal avec un traitement de surface.