EP1182675A1 - Procédé de montage d'un ressort hélicoidal dans une pièce moulée d'un appareil, notamment un appareil électrique, machine pour la mise en oeuvre de ce procédé et appareil à mécanisme correspondant - Google Patents

Procédé de montage d'un ressort hélicoidal dans une pièce moulée d'un appareil, notamment un appareil électrique, machine pour la mise en oeuvre de ce procédé et appareil à mécanisme correspondant Download PDF

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EP1182675A1
EP1182675A1 EP01402156A EP01402156A EP1182675A1 EP 1182675 A1 EP1182675 A1 EP 1182675A1 EP 01402156 A EP01402156 A EP 01402156A EP 01402156 A EP01402156 A EP 01402156A EP 1182675 A1 EP1182675 A1 EP 1182675A1
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EP
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spring
rod
cavity
hollow barrel
cylindrical cavity
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EP01402156A
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Francois Bardot
Franck Pauzet
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H23/00Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button
    • H01H23/02Details
    • H01H23/12Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H23/16Driving mechanisms
    • H01H23/20Driving mechanisms having snap action
    • H01H23/205Driving mechanisms having snap action using a compression spring between tumbler and an articulated contact plate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/50Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
    • H01H13/52Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state immediately upon removal of operating force, e.g. bell-push switch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches

Definitions

  • the invention relates to a method for mounting a helical spring. in a molded part, in particular a plastic part forming part a device with a mechanism, in particular an electrical device of the type switch or the like.
  • the invention overcomes all these drawbacks.
  • the invention relates to a method of mounting a spring helical in a molded part of an apparatus such as for example an apparatus electric switch type, said molded part having a cavity cylindrical sized to accommodate at least part of said spring and provided with a hollow barrel projecting from its bottom, characterized by the operations consisting in engaging the spring in said cavity so that its end surrounds said hollow barrel and to crush said hollow barrel using a rod forming punch engaged longitudinally in the space delimited by the turns of said spring, so as to form a bead retaining the end of said spring.
  • a said spring is positioned around a rod, which is provided with a shoulder on which comes to rest the end of the spring. Then, the rod-spring assembly is engaged in said cylindrical cavity by continuing this movement by force until the end of said rod causes the hollow barrel to be crushed.
  • the commitment of the rod-spring assembly in the cavity is preferably done by lowering the part plastic material provided with said cavity in the direction of said rod carrying the spring.
  • the invention also relates to any machine for mounting a spring. helical in a molded part of a mechanism device, said part comprising a cylindrical cavity dimensioned to accommodate at least one part of said spring and provided with a hollow barrel projecting from its bottom, characterized in that it comprises at least one punch-forming rod, provided a shoulder capable of receiving such a spring and means for engage the rod-spring assembly in said cylindrical cavity until crushing of said hollow barrel.
  • the end of the rod is substantially frustoconical to allow the formation of a bead of regular shape coming to fall back on the turn spring terminal. This operation is known as the bouterollage.
  • an electrical apparatus with mechanism 11 which is here a rocker-type switch constituted by the assembly of several parts, some made of molded plastic, the others made of metal, in particular copper. or copper alloy.
  • a plastic key 12 coming to be mounted on the upper part of a driver 13 which constitutes the plastic part to which the method of the invention is applied.
  • This trainer carries at least one helical spring 15, metallic.
  • the coach laterally comprises two pins 16 which are engaged in two holes 17 forming rotational bearings of a first support 19 of molded plastic. This first support is fitted onto a second support 20 of molded plastic and is assembled to the latter by screws and / or form connections.
  • Terminal 22 has an extension 25 with a V-shaped profile in which a movable contact element 27 is pivotally mounted. Part of this moving contact element forms a pin 27a capable of coming into contact with a fixed contact 23 defined in an extension of the connection terminal 23.
  • This movable contact member 27 has a small lug 29 which comes to positioning the free end of the spring 15 carried by the tilting trainer 13. It is understood that the tilting of the trainer causes, via the spring, the pivoting of the contact element 27 and that this movement is capable of establishing or not an electrical connection between the connection terminals 22, 23.
  • Figures 2 to 4 better show the structure of the molded part constituting the coach 13. It comprises a hollow column 30 defining a cylindrical cavity 31 shaped and dimensioned to accommodate part of the spring 15, the problem being to maintain the spring in this cavity. He is at note that the cavity defined in the baluster receives the spring 15 which cooperates with the movable contact element 27 to control the tilting thereof.
  • the molded part constituting said coach also comprises two other lateral cavities 32, 33, of the same type, capable of accommodating each a different spring.
  • the electrical device is a switch of the "push button" type.
  • the method of the invention can be applied to the establishment of a spring in one or other of these lateral cavities 32, 33.
  • Such a cylindrical cavity is provided with a hollow barrel 35 projecting from its background. It is the deformation of this barrel which will allow the fixing of the spring in the cavity.
  • the spring 15 is engaged in the cavity so that its end surrounds the hollow barrel 35 and the hollow barrel is crushed using a rod 38 forming a punch itself engaged longitudinally in the defined space by the turns of the spring 15. This forms a bead 40 ( Figure 4) retaining the end of the spring.
  • FIGS 2A to 2C illustrate the process and the main elements of a machine implementing this process.
  • a conveyor 45 (at straight or rotary movement) has a number of rods 38 forming punches, each provided with a shoulder 46 on which can come rest the end of a spring 15.
  • Each punch rod is held upright with said shoulder at the bottom and, when a rod is at a predetermined location, at a loading station for springs, a spring 15 of this kind is engaged around the rod until its lower end rests on the shoulder.
  • the pieces molds 13 are brought under a press whose movable part 48 moves to a location where the cylindrical cavity is above the rod carrying the spring and along the axis thereof.
  • the punch rod is removed from cavity 31 and the plastic part can be routed, with the spring, to another assembly station where it will be assembled with other components of the electrical appliance.
  • the end 38 a of said shaft is substantially frustoconical, which is favorable to the formation of a bead 40 regular trapping the last turn of the spring.
  • the end 38 has either truncated pyramid.
  • the bead 40 would then be less regular, but the impact more effective for the benefit of the deformation of the material.

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  • Springs (AREA)
  • Wire Processing (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)

Abstract

Selon l'invention, la pièce comporte une cavité (31) dont le fond comporte un fût creux (35), on introduit le ressort (15) dans la cavité en même temps qu'une tige (38) formant poinçon et on écrase ledit fût creux (35) jusqu'à ce que celui-ci forme un bourrelet (40) retenant le ressort. <IMAGE>

Description

L'invention se rapporte à un procédé de montage d'un ressort hélicoïdal dans une pièce moulée, notamment une pièce en matière plastique faisant partie d'un appareil à mécanisme, notamment un appareil électrique du type interrupteur ou analogue.
Elle concerne également une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé et vise aussi tout appareil à mécanisme, notamment tout appareil électrique du type interrupteur comportant une pièce moulée à laquelle est fixé un ressort hélicoïdal dont le montage a été réalisé par mise en oeuvre du procédé.
Dans le domaine des appareils à mécanisme, notamment les appareils électriques du genre interrupteur, il est fréquent d'avoir à installer un ressort hélicoïdal dans une cavité d'une pièce en matière plastique moulée, ladite cavité étant conformée et dimensionnée en conséquence.
Cependant, le maintien du ressort hélicoïdal en position, notamment pendant les différentes phases d'assemblage des constituants de l'appareil, nécessite un certain nombre de précautions en raison de l'élasticité même du ressort qui a tendance à sortir de son logement au moindre choc ou à la moindre sollicitation. De ce point de vue, il est souhaitable que le ressort soit fixé au fond de la cavité.
Une solution qui a été envisagée consistait à réduire le diamètre des dernières spires du ressort pour venir, grâce à un outil adapté, l'emboíter à force autour d'un pion faisant saillie du fond de la cavité.
Une autre solution envisagée consistait à prévoir un pion faisant saillie du fond de la cavité, le diamètre de l'extrémité libre du pion étant plus petit que le diamètre intérieur des spires du ressort, le diamètre du pion allant progressivement croissant et étant, à proximité du fond de la cavité, plus grand que le diamètre intérieur des spires du ressort, pour venir, grâce à un outil adapté, emboíter le ressort à force autour du pion.
Cependant, ces processus sont difficiles à mettre en oeuvre et ils introduisent un certain aléa sur le nombre de spires réellement actives, une fois que le ressort a été monté de cette façon. Cette incertitude est préjudiciable lorsque ledit ressort fait partie d'un mécanisme de précision, par exemple lorsqu'il participe à l'actionnement d'un élément de contact mobile d'un interrupteur.
On a aussi proposé d'immobiliser le ressort au fond de la cavité cylindrique dimensionnée pour l'accueillir en déposant dans celle-ci une goutte de graisse retenant le ressort dans la cavité, pendant toutes les opérations d'assemblage des éléments constitutifs de l'appareil. On a constaté qu'un tel produit avait, à long terme, des effets néfastes sur la matière plastique utilisée. De plus, au montage, il est nécessaire de retourner la pièce dans laquelle doit être monté le ressort, pour déposer la goutte de graisse dans la cavité. Cette opération de retournement est difficile à mettre en oeuvre et coûteuse, dans un processus de production automatisé.
L'invention permet de surmonter tous ces inconvénients.
En premier lieu, l'invention concerne un procédé de montage d'un ressort hélicoïdal dans une pièce moulée d'un appareil tel que par exemple un appareil électrique du genre interrupteur, ladite pièce moulée comportant une cavité cylindrique dimensionnée pour accueillir au moins une partie dudit ressort et munie d'un fût creux faisant saillie de son fond, caractérisé par les opérations consistant à engager le ressort dans ladite cavité de façon que son extrémité entoure ledit fût creux et à écraser ledit fût creux à l'aide d'une tige formant poinçon engagée longitudinalement dans l'espace délimité par les spires dudit ressort, de façon à former un bourrelet retenant l'extrémité dudit ressort.
Selon un mode de réalisation préféré, on positionne un ressort précité autour d'une tige, laquelle est munie d'un épaulement sur lequel vient reposer l'extrémité du ressort. Ensuite, on engage l'ensemble tige-ressort dans ladite cavité cylindrique en poursuivant ce mouvement à force jusqu'à ce que l'extrémité de ladite tige provoque l'écrasement du fût creux. L'engagement de l'ensemble tige-ressort dans la cavité se fait de préférence en abaissant la pièce en matière plastique munie de ladite cavité en direction de ladite tige portant le ressort.
L'invention concerne également toute machine de montage d'un ressort hélicoïdal dans une pièce moulée d'un appareil à mécanisme, ladite pièce comportant une cavité cylindrique dimensionnée pour accueillir au moins une partie dudit ressort et pourvue d'un fût creux faisant saillie de son fond, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une tige formant poinçon, munie d'un épaulement, susceptible de recevoir un tel ressort et des moyens pour engager l'ensemble tige-ressort dans ladite cavité cylindrique jusqu'à écrasement dudit fût creux.
L'extrémité de la tige est sensiblement tronconique pour permettre la formation d'un bourrelet de forme régulière venant se rabattre sur la spire terminale du ressort. Cette opération est connue sous le nom bouterollage.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaítront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue en perspective éclatée des principaux éléments d'un appareil électrique dont l'une des pièces porte un ressort hélicoïdal installé par mise en oeuvre du procédé selon l'invention ;
  • les figures 2A-2C illustrent schématiquement le procédé de l'invention appliqué au montage du ressort dans une cavité ménagée dans la pièce en matière plastique moulée de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue de détail à plus grande échelle de l'encadré III de la figure 2 ; et
  • la figure 4 est une vue à plus grande échelle de l'encadré IV de la figure 2.
En considérant plus particulièrement la figure 1, on a représenté un appareil électrique à mécanisme 11, qui est ici un interrupteur du type bascule constitué par l'assemblage de plusieurs pièces, les unes en matière plastique moulée, les autres en métal, notamment en cuivre ou alliage de cuivre. On distingue ainsi une touche 12 en matière plastique venant se monter à la partie supérieure d'un entraíneur 13 qui constitue la pièce en matière plastique à laquelle on applique le procédé de l'invention. Cet entraíneur porte au moins un ressort hélicoïdal 15, métallique. L'entraíneur comporte latéralement deux tourillons 16 qui sont engagés dans deux trous 17 formant paliers de rotation d'un premier support 19 en matière plastique moulée. Ce premier support vient s'emboíter sur un second support 20 en matière plastique moulée et est assemblé à celui-ci par des vis et/ou liaisons de forme. L'assemblage de ces deux supports permet d'emprisonner et maintenir en position des bornes de connexion à serrage automatique 22, 23 prolongées par des éléments de contact fixes. Ces bornes, métalliques, sont maintenues à distance l'une de l'autre entre les deux supports. De telles bornes sont par exemple décrites dans la demande de brevet FR 97.12416. La borne 22 comporte un prolongement 25 à profil en V dans lequel un élément de contact mobile 27 est monté basculant. Une partie de cet élément de contact mobile forme un plot 27a susceptible de venir en contact avec un plot fixe 23a défini dans un prolongement de la borne de connexion 23. Cet élément de contact mobile 27 comporte un petit ergot 29 sur lequel vient se positionner l'extrémité libre du ressort 15 porté par l'entraíneur basculant 13. On comprend que le basculement de l'entraíneur provoque, via le ressort, le pivotement de l'élément de contact 27 et que ce mouvement est susceptible d'établir ou non une liaison électrique entre les bornes de connexion 22, 23.
Les figures 2 à 4 montrent mieux la structure de la pièce moulée constituant l'entraíneur 13. II comporte une colonnette creuse 30 définissant une cavité cylindrique 31 conformée et dimensionnée pour accueillir une partie du ressort 15, le problème étant de maintenir le ressort dans cette cavité. Il est à noter que la cavité définie dans la colonnette reçoit le ressort 15 qui coopère avec l'élément de contact mobile 27 pour commander le basculement de celui-ci.
Cependant, la pièce moulée constituant ledit entraíneur comporte aussi deux autres cavités latérales 32, 33, du même type, susceptibles d'accueillir chacune un autre ressort.
La présence d'un tel ressort dans une cavité latérale 32 ou 33 permet de ramener l'entraíneur en position initiale par rapport au premier support 19. Dans ce cas, le dispositif électrique est un interrupteur du type "poussoir".
Bien entendu, le procédé de l'invention peut s'appliquer à la mise en place d'un ressort dans l'une ou l'autre de ces cavités latérales 32, 33.
Une telle cavité cylindrique est munie d'un fût creux 35 faisant saillie de son fond. C'est la déformation de ce fût qui va permettre la fixation du ressort dans la cavité.
Pour ce faire, on engage le ressort 15 dans la cavité de façon que son extrémité entoure le fût creux 35 et on écrase ledit fût creux à l'aide d'une tige 38 formant poinçon elle-même engagée longitudinalement dans l'espace délimité par les spires du ressort 15. On forme ainsi un bourrelet 40 (figure 4) retenant l'extrémité du ressort.
Les figures 2A à 2C illustrent le procédé ainsi que les éléments principaux d'une machine mettant en oeuvre ce procédé. Ainsi, un convoyeur 45 (à déplacement rectiligne ou rotatif) comporte un certain nombre de tiges 38 formant poinçons, chacune munie d'un épaulement 46 sur lequel peut venir reposer l'extrémité d'un ressort 15. Chaque tige formant poinçon est maintenue dressée verticalement avec ledit épaulement en partie basse et, lorsqu'une tige se trouve à un emplacement prédéterminé, à un poste de chargement des ressorts, on engage un ressort 15 de ce genre autour de la tige jusqu'à ce que son extrémité inférieure repose sur l'épaulement. Parallèlement, les pièces moulées 13 sont amenées sous une presse dont la partie mobile 48 se déplace jusqu'à un emplacement où la cavité cylindrique se situe au-dessus de la tige portant le ressort et suivant l'axe de celle-ci. L'abaissement de la partie mobile 48 portant la pièce moulée 13 provoque l'engagement de l'ensemble tige-ressort dans la cavité cylindrique 31 et ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que l'extrémité de la tige 38 provoque l'écrasement du fût creux 35 au fond de cette cavité. C'est la situation illustrée à la figure 2B et à la figure 3. C'est donc le déplacement relatif entre la pièce moulée portée par la presse et la tige solidaire du convoyeur, suivant la direction axiale de ladite tige, qui provoque l'écrasement dudit fût creux. Autrement dit, on abaisse la pièce après positionnement de celle-ci au-dessus de l'ensemble tige-ressort pour que ladite cavité vienne coiffer le ressort installé sur la tige.
A un autre poste de la machine (figure 2C) la tige formant poinçon est retirée de la cavité 31 et la pièce en matière plastique peut être acheminée, avec le ressort, vers un autre poste de montage où elle va être assemblée à d'autres éléments constitutifs de l'appareil électrique.
Comme on le voit sur la figure 3, l'extrémité 38a de ladite tige est sensiblement tronconique, ce qui est favorable à la formation d'un bourrelet 40 régulier emprisonnant la dernière spire du ressort. On pourrait cependant prévoir que l'extrémité 38a soit tronc-pyramidale. Le bourrelet 40 serait alors moins régulier, mais la frappe plus efficace au bénéfice de la déformation de la matière.

Claims (9)

  1. Procédé de montage d'un ressort hélicoïdal dans une pièce moulée (13) d'un appareil tel que par exemple un appareil électrique du genre interrupteur, ladite pièce moulée comportant une cavité cylindrique (31) dimensionnée pour accueillir au moins une partie dudit ressort et munie d'un fût creux (35) faisant saillie de son fond, caractérisé par les opérations consistant à engager le ressort dans ladite cavité de façon que son extrémité entoure ledit fût creux et à écraser ledit fût creux à l'aide d'une tige (38) formant poinçon engagée longitudinalement dans l'espace délimité par les spires dudit ressort, de façon à former un bourrelet retenant l'extrémité dudit ressort.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on positionne un ressort (15) autour d'une tige (38) précitée munie d'un épaulement (46) et en ce qu'on engage l'ensemble tige-ressort dans ladite cavité cylindrique en poursuivant ce mouvement à force jusqu'à ce que l'extrémité (38a) de ladite tige provoque l'écrasement dudit fût creux.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite tige (38) est maintenue dressée verticalement avec ledit épaulement en partie basse, en ce qu'on engage un ressort (15) précité autour de ladite tige jusqu'à ce que son extrémité inférieure repose sur ledit épaulement et en ce qu'on positionne ladite pièce (13) pour que ladite cavité cylindrique (31) de celle-ci se situe au-dessus de ladite tige suivant l'axe de celle-ci et en ce qu'on provoque un déplacement relatif entre ladite pièce et ladite tige suivant la direction axiale de celle-ci jusqu'à écrasement dudit fût creux.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on abaisse ladite pièce moulée (13) après positionnement de celle-ci, pour que ladite cavité (31) vienne coiffer ledit ressort (15) installé sur ladite tige.
  5. Machine de montage d'un ressort hélicoïdal dans une pièce moulée d'un appareil à mécanisme, ladite pièce comportant une cavité cylindrique (31) dimensionnée pour accueillir au moins une partie dudit ressort et pourvue d'un fût creux faisant saillie de son fond, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une tige (38) formant poinçon, munie d'un épaulement, susceptible de recevoir un tel ressort et des moyens (45, 48) pour engager l'ensemble tige-ressort dans ladite cavité cylindrique jusqu'à écrasement dudit fût creux.
  6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'extrémité (38a) de ladite tige est sensiblement tronconique.
  7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité (38a) de ladite tige est sensiblement tronc-pyramidale.
  8. Appareil à mécanisme, notamment appareil électrique du type interrupteur comportant un ressort (15) assemblé à une pièce moulée (13), cette dernière étant munie d'une cavité cylindrique (31) dimensionnée pour accueillir au moins une partie dudit ressort (15), caractérisé en ce que ledit ressort est fixé au fond de ladite cavité au moyen d'un bourrelet (40) résultant de l'écrasement d'un fût creux (35) solidaire du fond de la cavité, par mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4.
  9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite pièce moulée (13) constitue un entraíneur d'un interrupteur électrique, ledit ressort (15) coopérant avec un élément métallique pivotant (27) formant contact mobile, pour provoquer le basculement de celui-ci.
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