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PERFECTIONNEMENTS AUX M ACHINES POUR ASSEMBIER DES ECROUS ET
DES BOULONS.
La présente invention est relative à l'opération d'assemblage d' écrous sur des boulons en vue de l'expédition aux usagers et concerne, plus particulièrement, la construction de machines permettant d'exécuter cette opération de manière expéditive et efficiente, en comparaison de la méthode ordinaire à la main,consistant à présenter les écrous aux boulons avec les doigts des deux mains et à les faire tourner jusqu'à ce qu'ils soient suffi- samment vissés l'un sur l'autre. La machine est du type, dans lequel chaque boulon est maintenu dans l'impossibilité de tourner, tandis qu'un écrou est mis en place par rotation sur le filet du boulon.
L'invention procure à la fois un dispositif rotatif perfectionné pour la présentation des écrous aux boulons et pour le vissage de ces écrous sur ces boulons, ainsi que des ma- chines contenant un tel dispositif, ces machines étant elles-mêmes conçues dans leur ensemble pour être de fabrication relativement peu coûteuse,et pour n'entraîner que des frais modiques de fonctionnement et d'entretien, tout en étant susceptibles d'être adaptées à l'assemblage d'écrous et de boulons de divers calibres.
Suivant l'invention, dans une machine servant au but sus-indi- qué et du type décrit ci-dessus, des écrous et des boulons sont amenés res- pectivement à une paire d'organes mobiles, dans l'un desquels les écrous' sont successivement animés d'une rotation à grande vitesse autour de leurs axes, tout en subissant un mouvement d'avancement le long de leurs axes, jus- qu'à l'endroit où ils doivent venir en prise avec les extrémités des boulons, l'autre organe mobile servant à présenter successivement les boulons coaxia- lement aux écrous audit endroit, cette présentation des boulons ayant lieu au moment où les écrous arrivent à l'endroit précité, les écrous et boulons ainsi présentés l'un à l'autre étant amenés en prise, après quoi les écrous sont éloignés par les boulons de l'endroit susdit,
par un mouvement de rappro-
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chement relatif desdits organes, suivi d'un mouvement de retrait conduisant à l'éjection des boulons munis de leur écrou, hors dudit autre organe mobile.
Plus particulièrement, les écrous avancent, pan contre pan, en un courant continu,en ayant leurs alésages taraudés disposés en travers de la ligne d'avancement et sont, tour à tour, écartés latéralement de cette ligne, par un piston à mouvement alternatif, qui les amène dans une extrémi- té et le long de l'alésage d'un organe rotatif, jusque dans une position où ils se trouvent à l'intérieur d'un agencement en étoile de doigts ou dispo- sitifs analogues portés à l'extrémité opposée de l'organe rotatif et agen- cés pour saisir élastiquement l'écrou par ses pans, en vue de le faire tour- ner autour de son propre axe en même temps que ledit organe, tandis que le piston se retire alors, pour répéter cette opération sur l'écrou suivant de la série continue d'écrous.
L'organe rotatif opérant de la manière indiquée ci-dessus sera désigné, dans la duite du présent mémoire, comme étant le "plateau de présentation des écrous ou simplement comme étant le "plateau".
Les particularités précitées ainsi que d'autres particularités et détails de l'invention seront décrites à présent en référence aux dessins ci-annexés, qui représentent deux formes d'exécution de machines comportant lesdites particularités. Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue en élévation, en bout, d'une machine entièrement automatique suivant l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation, correspondant à la figu- re 1 et montrant certains dispositifs de commande; - la figure 3 est une vue en plan fragmentaire dans la direction de la flèche III de la figure 1; - la figure 4 est, après coupe partielle, une vue en élévation fragmentaire dans la direction des flèches IV aux figures 1 et 3; - la figure 5 est une coupe verticale fragmentaire suivant la ligne V-V de la figure 3 ;
- la figure 6 est une vue en plan du plateau de présentation et de mise en rotation des écrous, tel qu'en comporte la machine représentée dans les figures précédentes; - la figure 7 est une coupe axiale dudit plateau ; - la figure 8 est une vue en perspective d'un arbre à cames et d'un système de cames inclus dans la machine, pour engendrer diverses ac- tions dans celle-ci; - les figures 9, 10, 10a, 11 et 12, sont des coupes verticales fragmentaires à travers l'arbre à cames, suivant les plans IX, X, XI et XII de la figure 8, ces coupes montrant respectivement les divers dispositifs de commande à cames; - les figures 10b et 10c, ainsi que la figure 12a sont des vues en plan fragmentaires correspondant aux figures 10 et 12;
- la figure 13 est une vue en élévation frontale d'un type semi- automatique de machine suivant l'invention (cette vue montrant deux appareil- lages ou ensembles placés dans un châssis commun); - la figure 14 est une vue en bout de la machine représentée à la figure 13 ; - la figure 15 est une vue en plan d'un dispositif de présenta- tion de boulons, commandé par une pédale (le dispositif en question étant des- siné dans la position où il est en relation opérative avec le plateau de la
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figure 7); - la figure 16 est une vue en bout dans la direction de la flèche XVI de la figure 15;
- la figure 17 est une coupe fragmentaire suivant la ligne XVII- XVII de la figure 15, et - les figures 18 et 19 sont des coupes verticales longitudinales, correspondant à la figure 15 et montrant l'action d'avancement des boulons, par rapport à l'écrou présenté et mis en rotation, engendrée par le mécanis- me à pédale des figures 13 et 14.
La machine entièrement automatique représentée aux figures 1 à 12 inclusivement comporte un châssis 1 muni d'une table 2 inclinée vers l'a- vant et supportant une trémie 3, à partie de laquelle des écrous sont amenés, à travers une goulotte 4, par simple gravité, de la manière expliquée dans le présent mémoire, jusqu'à un plateau 5, par lequel les écrous sont mécani- quement véhiculés vers l'endroit mentionné plus haut. Une trémie 6 sert à a- mener,par simple gravité, à travers une goulotte 7, des boulons jusqu'à un disque rotatif 8, qui les présente au-dessus de l'endroit précité en regard et dans l'axe du plateau 5.
La position relative du plateau 5 et du disque 8 apparaît le mieux aux figures 3 et 4. Dans ces figures, les boulons animés d'un mouvement par le disque 8 sont désignés par la... notation A, tandis que les écrous vissés sur ces boulons ou en cours de vissage sur ceux-ci sont dé- signés par la notation B.
On décrira à présent la manière dont les boulons sont amenés au disque 8 et dont ces boulons sont entraînés par ce disque dans la région ou l'endroit précité et hors de ce dernier. En se référant, en premier lieu, aux figures 3 à 5, on remarque que les boulons, qui sont tous désignés par la no- tation A et sont avantageusement disposés de façon à présenter leurs têtes vers le haut et leurs tiges filetées vers le bas, sont amenés l'un derrière l'autre dans la goulotte 7, d'où ils sont déchargés dans des encoches 9 sensiblement semi-circulaires, ménagées à intervalles réguliers à la péri- phérie du disque 8.
Ce disque est monté de manière à pouvoir tourner autour d'un arbre 10 dirigé vers le haut et avantageusement de manière à surplom- ber en partie le plateau 5 de présentation des écrous, en sorte que la cir- conférence décrite par les axes des encoches du disque 8 coïncide avec un prolongement vers le haut de l'axe du plateau 5.
Ainsi insérés dans les en- coches 9 du disque 8, de préférence de façon que les têtes des boulons repo- sent dans des évidements correspondants de forme appropriée, les bouts file- tés des boulons font saillie sous le disque, qui est animé d'un mouvement de rotation intermittent dans le sens de la flèche x, de façon à présenter, tour à tour, l'extrémité.ou bout fileté de chaque boulon coaxialement au-des- sus du plateau 5, le disque étant alors arrêté momentanément, pendant la période durant laquelle le plateau 5 présente un écrou tournant B sous le boulon et en face de celui-ci.
Dans cette position, dont chaque boulon s'ap- proche et s'éloigne en étant retenu latéralement par une bande de retenue 8a en arc de cercle, le boulon est maintenu contre toute rotation dans son encoche 9, notamment à l'aide d'un dispositif de blocage ou un dispositif analogue 11, sollicité par un ressort et amené radialement en position opéra- tive par un dispositif de commande à came convenablement réglé (voir figure 9).
Selon le mode de construction préféré du plateau de présentation des écrous, celui-ci peut consister, ainsi que le montrent le mieux les fi- gures 6 et 7, en un corps tubulaire 5a, à travers l'alésage 5b duquel les écrous peuvent avancer librement, le corps étant tourillonné dans des paliers à billes 5c ou d'autres paliers appropriés et comportant au dessus de ceux- ci, c'est-à-dire vers l'extrémité d'évacuation des écrous, une,poulie 5d pour une courroie de transmission. L'extrémité supérieure, c'est-à-dire l'extrémi- té d'évacuation du corps du plateau se termine par des paires de pattes espa- cées 5e dirigées radialement, ces paires étant, par exemple, au nombre de trois.
Entre chaque paire de pattes, un doigt métallique 12, affectant la for-
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me d'un levier coudé, est monté sur une broche de pivotement 5f. Cette bro- che de pivotement 5f est, danschaque cas, disposée plus près de la face su- périeure de la poulie d'entraînement que de 1 extrémité du corps tubulaire 5a, le levier coudé 12 présentant une branche 5g s'étendant en direction radiale à partir de la broche de pivotement, tandis que l'autre branche du levier coudé forme le doigt 12 généralement.dirigé vers le haut et vers 1' intérieur par dessus l'extrémité de l'alésage du corps tubulaire, le doigt 12 présentant un bord faiblement en pente et cémenté, pour le passage des écrous.
Chaque levier coudé est sollicité par un ressort de compression hé- licoidal 5h, logé dans une poche 5j ménagée dans la poulie 5d et agissant sur le bras radial 5g du levier coudé. Lorsqu'un écrou est poussé par le piston 14 dans l'intervalle séparant les doigts 12, ceux-ci saisissent l'é- crou par trois de ses pans, dans une mesure suffisante pour que la rota- tion du plateau soit communiquée à l'écrou, sans que, toutefois, celui-ci soit dans l'impossibilité d'être dégagé desdits doigts, lorsqu'il est vissé sur le boulon. Deux doigts diamétralement opposés de ce type peuvent suffire pour maintenir similaitement des écrous carrés.
On peut aussi imaginer n'im- porte quel système équivalent de doigts d'agrippage ou analogues, agencés de façon à s'adapter, par exemple, à des écrous de calibres et/ou de profils différents.
En ce qui concerne le fonctionnement des pièces décrites ci-des- sus, le plateau 5 de présentation des écrous, outre qu'il tourne dans la di- rection propre à visser un écrou sur un boulon,est monté de façon à s'élever et à s'abaisser, sur une courte distance, correspondant sensiblement à l'é- paisseur ou hauteur des écrous.
La course d'élévation, qui amène le plateau 5 dans la position approximative où il est représenté en B1 à la figure 4, est réglée de manière à avoir lieu chaque fois qu'un écrou est poussé, à travers le passage ménagé dans le plateau 5, jusque dans l'intervalle entre les doigts d'agrippage 12, où l'écrou est soumis à une rotation finale, l'é- crou étant ainsi appliqué contre le boulon présenté, au-dessus de lui, par le disque 8 et finalement vissé sur ce boulon, de la manière déjà décrite en référence à la figure 4. Le moment de rotation de l'écrou suffit à vis- ser complètement celui-ci sur le filet du boulon, pendant que les doigts 12 subissent un mouvement de retrait vers le bas et s'éloignent de l'écrou, pen- dant la course de retour vers le bas du plateau 5.
Lorsqu'un écrou à ainsi été vissé sur un boulon, le disque de présentation des boulons est à nouveau admis à effectuer une rotation cor- respondant à la distance séparant deux encoches 9, le dispositif de blocage 11 étant dégagé, au moment voulu, du disque 8, de manière à relâcher sa pri- se sur le boulon muni d'un écrou,tel que A1, lequel boulon, après s'être éloigné du.-plateau 5 d'une distance correspondant à deux fois la distance séparant deux encoches, jusque dans la position A3' est ensuite éjecté dans une goulotte d'évacuation ou un dispositif similaire 3a, par simple gravité ou par un mécanisme approprié, tel qu'un doigt 13, réglé et agencé de façon à soulever le boulon de son évidement lorsqu'un tel évidement est prévu, et un bras éjecteur ou déflecteur 13a.
Pendant ce temps le plateau 5a présenté un autre écrou à un autre boulon et les opérations décrites ci-dessus se ré- pètent aussi longtemps qu'il y a des boulons et des écrous dans les trémies ou dispositifs analogues et que l'alimentation en boulons et en écrous peut, dès lors, se poursuivre. Le mode d'actionnement des éléments 13 et 13a est représenté en partie aux figures 3 et 4.
Pour parer à l'éventualité d'une continuation de la présentation d'écrous par le plateau 5, lorsque, pour une cause quelconque,, les boulons ne sont pas présentés correctement au-dessus des écrous, la course du piston 14., couplée à la course du plateau 5 lui-même, est rendue suffisante pour chasser complètement les écrous à travers les doigts 12, à tel point que ces écrous sont alors expulsés du plateau 5, d'où ils peuvent être amenés, en passant sur une tôle ou un dispositif similaire servant en même temps de dis- positif de protection placé au-dessus du dispositif de commande du plateau 5, à un collecteur approprié 3d, se trouvant en dehors des parties mobiles
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de la machine.
Similairement, des moyens peuvent être prévus pour empêcher l'amenée, au-dessus du plateau 5, de boulons qui, pour une cause quelconque, peuvent être improprement placés dans les encoches ou évidements ménagés dans le disque 8. A cet égard, le dispositif de blocage 11, destiné à main- tenir les boulons correctement en place, pendant l'application des écrous, peut être agencé et réglé, en ce qui concerne ses mouvements, pouragir comme dispositif d'arrêt lorsque des boulons occupent une position défectueuse ou lorsque des encoches sont démunies de boulons, de telle sorte que le mouvement d'avancement intermittent du disque 8 peut être arrêté, jusqu'à ce que le dé- rangement ait été constaté et qu'il y ait été remédié.
De même, des moyens peuvent être prévus pour empêcher que des boulons ne portant pas d'écrous soient déchargés dans le récipient recueillant les boulons et écrous assem- blés, ainsi que pour empêcher les dommages que pourrait subir le mécanisme, par suite de la présence de boulons incorrectement placés dans le disque à encoches ou dans une autre partie quelconque du mécanisme.
En général, pour protéger le mécanisme contre des endommagements, les diverses opérations sont effectuées, ainsi qu'il est d'usage dans les ma- chines automatiques, à l'intervention de dispositifs de liaison élastiques ou d'autres dispositifs de commande de ce genre. Un tel dispositif de pro- tection est incorporé dans le dispositif de commande du dispositif de blocage 11, comme le montre la figure 4. Sur cette figure, on voit qu'une tige de commande 15 est propulsée sur des bras parallèles 16 par un système de com- mande à came (voir figure 9) et ramené en arrière par un ressort de rappel 17. Un dispositif de protection affectant la forme d'un ressort de compres- sion 18 est prévu dans ce dispositif.
De même, un ressort de liaison 13b est prévu dans le dispositif de soulèvement des boulons, auquel il a été fait référence ci-dessus.
Les dispositifs de commande des diverses parties mobiles de la machine peuvent comporter une courroie 19, servant à faire tourner le pla- teau 5 de présentation des écrous à des vitesses élevées, par exemple de 3000 tours par minute. D'autres dispositifs de commande peuvent être montés comme décrit ci-après, sur un arbre de couche 20 (ou sur une série d'arbres engrenant l'un avec l'autre) portant des cames ou dispositifs analogues de forme convenable, à partir desquels les mouvements d'élévation et d'abaisse- ment du plateau 5 à une vitesse de, par exemple, à 100 cycles par minute, le mouvement de va-et-vient du piston d'amenée des écrous et le mouvement d'avan- cement intermittent du disque de présentation des boulons, ainsi que le fonc- tionnement intermittent du dispositif de blocage 11 des boulons, tous ces mouvements s'exécutant à la même périodicité,
peuvent être transmis de toute autre manière appropriée, eu égard à la protection des pièces mobiles de la machine et à la possibilité d'accéder à ces pièces en vue de leur entretien.
Les trémies à écrous et boulons ou dispositifs analogues sont, de préférence, équipés d'agitateurs mécaniques, notamment du type à table basculante ou à clapet agencés pour orienter correctement les écrous ou les boulons dans les goulottes, auges ou dispositifs similaires, par lesquels ces écrous ou ces boulons sont amenés respectivement au plateau 5 et au disque 8. Ces disposi- tifs d'agitation peuvent être connectés de manière à agir en synchronisme avec les autres mouvements décrits ci-dessus.
Les actions mécaniques utilisées dans la forme d'exécution préfé- rée de machine suivant l'invention sont illustrées aux figures 8 à 12a. Sur l'arbre de couche 20 est montée une roue d'entraînement 21 pour cet arbre, cette roue étant, par exemple, entraînée par une courroie passant sur un ar- bre principal 22 (voir figures 1 et 2). Les notations de référence 23, 24, 25, 26 et 27 désignent des cames servant à l'actionnement (une fois par ré- volution) de divers dispositifs, ainsi qu'il sera décrit, en particulier, en référence aux figures 9, 10, 10a, lOb, 10c, 11, 12 et 12a..
A la figure 9, la came 23 fait osciller un bras 28, un bras 29 articulé audit bras 28 et, par l'intermédiaire d'une liaison à vis réglable 30, le bras 16a (voir figure 4) du levier coudé 16, de manière à actionner
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la tige de blocage élastique 15.
Aux figures 10 et lOb, la came 24 fait osciller un bras 31, qui, d'une part, commande, par l'intermédiaire d'une bielle 32, un dispositif a- gitateur 33 monté dans la trémie 3 servant à la distribution d'écrous, et d' autre part, fait subir au corps du plateau 5 un mouvement de va-et-vient, par l'intermédiaire d'un système de basculement 34, comportant des connexions à fourche et broche 35, dans lesquelles le piston 14 peut être actionné (voir plus loin).
A la figure 10a, la came 25 fait osciller un bras 36 de manière à actionner un cliquet 37 et une roue à rochet 10a, qui tourne, dent par dent, autour de l'arbre 10 portant le disque 8 muni d'encoches destinées à recevoir les boulons.
A la figure 11, la came 26 fait osciller par son bossage 26a, un bras 38 ayant pour effet de ramener le piston 14 (ou un prolongement dudit piston par l'intermédiaire d'une buselure de guidage 14a) en arrière, de la manière déjà expliquée, le ressort 38a servant, dans ce cas, à provoquer la course d'avancement du piston, de manière à pousser les écrous entre les doigts du plateau 5.
Aux figures 12 et 12a, la came 27 fait osciller le bras 39,pour amener en correspondance et bloquer le disque 8 contre toute rotation dans l'intervalle entre chaque rotation partielle intermittente de ce disque, la liaison de commande entre le bras 39 et le disque 8 étant réalisée par l'in- termédiaire d'un système 40 de cliquet et de roue à rochet.
Les diverses pièces composant la machine, sont, de préférence, agencées de manière à pouvoir être simplement et rapidement remplacées, se- lon les dimensions des écrous et des boulons à traiter. Ainsi, bien que les axes de rotation du plateau de rotation, et de présentation des écrous et du disque de présentation des boulons puissent être dans des parties fixes du châssis de la machine, ces organes peuvent être prévus en différents cali- bres et/ou les parties inférieures du plateau 5 et des encoches 9 du disque 8 peuvent être susceptibles d'être ajustées en dimensions, d'une manière sim- ple, pour adapter la machine au traitement de divers calibres d'écrous et de boulons.
De même, la goulotte ou le dispositif analogue servant à guider les éorous à partir de la trémie ou dispositif d'alimentation analogue et/ou les dispositifs d'agitation et de décharge associés à ces trémies ou dispositif analogues, peuvent, de préférence, être remplaçables et prévus en plusieurs dimensions. Des moyens peuvent également être prévus dans les dispositifs de commande pour permettre, au besoin, de régler la cadence des mouvements de va-et-vient et autres mouvements, selon les nécessités pour obtenir une pré- sentation correcte des écrous aux boulons.
Avec certains types de boulons, il peut être souhaitable de pré- senter l'extrémité filetée du boulon à l'écrou tournant, par des méthodes manuelles. Les boulons peuvent être chargés à la main dans un réceptacle ap- proprié, de façon que leurs extrémités filetées soient alignées et présentées correctement à l'écrou tournant. L'éjecteur d'écrous décrit ci-dessus peut être commandé au pied, de façon que l'écrou soit amené en prise et vissé sur le boulon au moment correct. L'opérateur peut alors enlever le boulon muni de son écrou.
Une machine semi-automatique permettant d'opérer de la manière décrite ci-avant est représentée aux figures 13 et 14. Dans ces figures, le châssis 1 supporte un plateau 5 d'alimentation et de mise en rotation d'écrous.
Ce plateau 5, qui est du type déjà décrit ci-dessus et dont l'axe s'étend ho- rizontalement, est alimenté de l'arrière par un courant d'écrous amenés de la trémie 3 par une goulotte 4, jusqu'en un endroit où le piston 14 pousse l'écrou, de la manière représentée à la figure 7. Dans ce cas, un prolongement
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arrière du piston 14 (figure 14) subit un avancement lorsqu'on appuie sur une pédale 41, la pédale 41 étant reliée au prolongement du piston 14 par une bielle 42, un levier coudé 43 et une articulation 44, Le même mouvement de la pédale est utilisé pour la fourniture des boulons, d'une manière qui se-;
ra décrite ci-dessous, par l'intermédiaire d'une seconde bielle 45, d'un le- vier coudé 46 et d'une bielle finale 47, qui comporte une section élastique de protection correspondant aux organes 15 et 18 de la figure 4.
Aux figures 15 à 19, un piston 48 muni d'un ressort de rappel et pouvant avancer le long de guides 49 à rouleaux, de position fixe, d'une ossature fixe et rigide 49a sous la commande positive de la bielle 47, lors- que la pédale 41 est abaissée à l'encontre de l'action du ressort 4-La-, est agencé pour pousser en avant une boîte coulissante 50, par l'intermédiaire d'un ressort de compression 51, jusqu'à ce que cette boîte 50 soit en con- tact avec un plateau 53, cette boîte faisant avancer ce dernier à l'encontre de l'action des ressorts de rappel 52. La boîte coulissante peut ainsi être avancée vers l'écrou B (comparer les figures 18 et 19).
La boîte coulissante 50 est agencée pour recevoir un boulon A, les pans inférieurs de la tête du boulon, qui occupe une position horizonta- le,reposant dans une cavité de forme complémentaire 50a et l'extrémité file- tée du boulon A étant dirigée de la manière représentée à la figure 18. Com- me il ressort des figures 18 et 19, le piston 48 comporte une tête 48a qui, lorsque la boîte a été amenée jusque dans une position limite, comme à la fi- gure 19, chasse le boulon à travers une fente 53a ménagée dans le plateau 53.
Pendant son mouvement d'approche de cette position, la tête du boulon pénètre dans une partie 50b, affectant une forme correspondant entièrement au contour de la tête du boulon, de la boîte, en sorte que le boulon est as- sujetti contre toute rotation, pendant que l'écrou est vissé sur lui, ainsi qu'il ressort clairement de la figure 19.
A ce moment,le piston est admis (par relâchement de la pédale 41) à se retirer avec la boîte coulissante 50, le boulon muni de son écrou ayant été mis à même de quitter la position dans laquelle il est représen- té à la figure 19, et étant sorti de la boîte 50 à travers la fente 53a mé- nagée dans le plateau 53, ce dernier ayant été suffisamment écarté de l'avant de l'organe 49a, pour laisser passer la tête du boulon.
La courroie d'entraînement du plateau de présentation et de ro- tation des écrous apparaît en 19 aux figures 13 et 14, ces figures montrant également un dispositif agitateur d'un type tel que celui représenté à la figure 10 en 32, 33.
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