FR2698921A1

FR2698921A1 - Assembly fixture for orienting two parts to be assembled with view to automation of operation - includes two complementary conical forms one male and other female which are engaged male inside female part to ensure correct orientation every time

Info

Publication number: FR2698921A1
Application number: FR9215046A
Authority: FR
Inventors: Cohu Philippe
Original assignee: Soparco
Current assignee: Soparco
Priority date: 1992-12-09
Filing date: 1992-12-09
Publication date: 1994-06-10

Abstract

The two halves of the fixture for the assembly of the two pieces (1,2) are made up of conical forms one male (4) the other female (3) which engage one inside of the other. To ensure the correct orientation, the cross section of each part is in the form of an ellipse. Thus alignment and orientation is provided for the automation of the assembly process. The two parts can be held together by clips (13,14) or (19,20). USE/ADVANTAGE - For the automation of the assembly process of two parts, such as a plant pot and its saucer base, thus speeding up its production.

Description

DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE DE DEUX OBJETS SELON UNE
ORIENTATION PRÉDÉTERMINÉE EN VUE D'UNE AUTOMATISATION.DEVICE FOR ASSEMBLING TWO OBJECTS ACCORDING TO ONE
PREDETERMINED ORIENTATION FOR AUTOMATION.

La présente invention concerne un dispositif d'assemblage de deux objets selon une orientation relative prédéterminée.The present invention relates to a device for assembling two objects in a predetermined relative orientation.

Elle s'applique à de nombreux domaines, tels que par exemple, l'horticulture.It applies to many fields, such as, for example, horticulture.

Ainsi, dans ce type d'application, l'un des deux objets peut consister en un pot de culture en matière plastique moulée tandis que l'autre forme un pied en forme de soucoupe réalisée également dans la même matière.Thus, in this type of application, one of the two objects can consist of a culture pot made of molded plastic material while the other forms a saucer-shaped foot also made of the same material.

A l'heure actuelle, les dispositifs de fixation connus permettant de fixer une soucoupe sur un pot horticole, nécessitent un positionnement manuel du pot par rapport à la soucoupe, si l'on veut faire coïncider des formes particulières de ces deux objets. De tels dispositifs sont donc peu adaptés à des productions industrielles à cadence élevée.At present, known fixing devices for fixing a saucer on a horticultural pot, require manual positioning of the pot relative to the saucer, if we want to make coincide particular shapes of these two objects. Such devices are therefore unsuitable for industrial production at high speed.

La présente invention a plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients grâce à des dispositions permettant un auto-centrage et une auto-orientation des pièces l'une par rapport à l'autre.The object of the present invention is more particularly to eliminate these drawbacks by means of provisions allowing self-centering and self-orientation of the parts with respect to one another.

A cet effet, elle propose un dispositif d'assemblage de deux pièces l'une sur l'autre caractérisé en ce qu'il fait intervenir un assemblage de type mâle-femelle, dont la partie mâle, de forme sensiblement conique, coopère avec une partie femelle de forme complémentaire de manière à obtenir, lors de l'embottement desdites parties, un auto-centrage des deux pièces, ladite forme conique présentant, au moins sur une partie de sa hauteur, une section droite non circulaire de manière à obtenir, en combinaison avec l'auto-centrage, une autoorientation au moins partielle d'une pièce par rapport à l'autre.To this end, it offers a device for assembling two parts one on the other, characterized in that it involves an assembly of the male-female type, the male part of which is of substantially conical shape, cooperates with a female part of complementary shape so as to obtain, during the bottling of said parts, self-centering of the two parts, said conical shape having, at least over part of its height, a non-circular cross section so as to obtain, in combination with self-centering, at least partial self-orientation of one part with respect to the other.

Comme la forme tronconique utilisée ne présente pas de symétrie de révolution, les deux pièces ne peuvent pas s'emboiter complètement l'une dans l'autre, si elles ne sont pas correctement orientées. Pour obtenir leur emboîtement complet, l'une des deux pièces doit pivoter par rapport à l'autre autour de l'axe de la partie tronconique jusqu'à ce que l'orientation de la partie mâle coïncide parfaitement avec celle de la partie femelle. Ce pivotement peut être avantageusement assisté dans le cadre d'une installation d'assemblage automatisé.As the frusto-conical shape used does not have symmetry of revolution, the two parts cannot completely fit into each other, if they are not correctly oriented. To obtain their complete fitting, one of the two parts must pivot relative to the other about the axis of the frustoconical part until the orientation of the male part coincides perfectly with that of the female part. This pivoting can be advantageously assisted in the context of an automated assembly installation.

Avantageusement, le dispositif d'assemblage selon l'invention présente une forme tronconique dont la plus grande largeur de la plus petite section de la partie mâle est légèrement inférieure à la plus petite largeur de la plus grande section de la partie femelle.Advantageously, the assembly device according to the invention has a frustoconical shape, the largest width of the smallest section of the male part is slightly less than the smallest width of the largest section of the female part.

De cette manière, la partie mâle peut s'engager, au moins partiellement, dans la partie femelle, quelque soit l'orientation relative des deux pièces. In this way, the male part can engage, at least partially, in the female part, whatever the relative orientation of the two parts.

Dans un tel dispositif, le positionnement des deux pièces l'une par rapport à l'autre s'effectue donc en deux phases - une première phase de centrage, et - une deuxième phase d'orientation au cours de laquelle
se déroule l'auto-centrage et l'auto-orientation des
deux pièces.In such a device, the positioning of the two parts relative to each other is therefore carried out in two phases - a first centering phase, and - a second orientation phase during which
self-centering and self-orientation of the
two pieces.

Selon une particularité de l'invention, des moyens de fixation des deux pièces arrivent en état de coopération à la fin de la phase d'orientation.According to a feature of the invention, means for fixing the two parts arrive in a state of cooperation at the end of the orientation phase.

Ceux-ci sont, par exemple, constitués par un système de crochets solidaires d'une des deux pièces s'engageant dans des perçages ménagés dans l'autre pièce, de manière à réaliser un encliquetage.These are, for example, constituted by a system of hooks integral with one of the two parts engaging in bores made in the other part, so as to produce a snap-fastening.

Grâce à un tel dispositif, l'assemblage de deux pièces peut être facilement automatisé à l'aide de deux plateaux sur lesquels sont fixés respectivement les deux pièces, l'une en regard de l'autre. Les deux plateaux sont mobiles l'un par rapport à l'autre à la fois - transversalement pour amener la partie mâle en face de
la partie femelle, - axialement pour rapprocher les deux pièces de manière à
engager, avec auto-centrage, la partie mâle dans la
partie femelle, et - en rotation pour permettre l'auto-orientation des deux
pièces, de manière à réaliser simultanément l'emboîtement complet des deux pièces et leur fixation l'une sur l'autre par encliquetage.With such a device, the assembly of two parts can be easily automated using two plates on which the two parts are fixed respectively, one opposite the other. The two plates are movable relative to each other at the same time - transversely to bring the male part opposite
the female part, - axially to bring the two parts together so as to
engage, with self-centering, the male part in the
female part, and - in rotation to allow the self-orientation of the two
parts, so as to simultaneously achieve the complete nesting of the two parts and their attachment to one another by snap-fastening.

Avantageusement, la surface intérieure de la partie femelle et la surface extérieure de la partie mâle présentent un faible coefficient de frottement de manière à faciliter la rotation d'une pièce par rapport à l'autre.Advantageously, the internal surface of the female part and the external surface of the male part have a low coefficient of friction so as to facilitate rotation of one part with respect to the other.

La section des parties tronconiques peut être par exemple elliptique. Dans ce cas, deux orientations d'assemblage des deux pièces sont possibles, l'ellipse présentant deux axes de symétrie. Cette forme prédispose la rotation d'une pièce par rapport à l'autre sous l'effet d'une force tendant à les rapprocher jusqu'à leur emboîtement complet.The section of the frustoconical parts can for example be elliptical. In this case, two directions of assembly of the two parts are possible, the ellipse having two axes of symmetry. This shape predisposes the rotation of a part with respect to the other under the effect of a force tending to bring them together until they fully interlock.

Ces dispositions sont particulièrement avantageuses dans le cas de la fabrication de pots horticoles dont la forme n'est pas circulaire (par exemple hexagonale) sur lesquels on souhaite fixer, selon la même orientation, une soucoupe de même forme.These arrangements are particularly advantageous in the case of the manufacture of horticultural pots whose shape is not circular (for example hexagonal) on which it is desired to fix, in the same orientation, a saucer of the same shape.

Un mode de réalisation du dispositif selon l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels
la figure 1 représente schématiquement en
perspective les parties mâle et femelle des
pièces à assembler ;
la figure 2 illustre schématiquement, suivant
une vue de dessous, la partie femelle et
plusieurs positions (en traits interrompus) de
la partie mâle au cours de l'assemblage
les figures 3 et 4 montrent en coupe axiale
différents moyens de fixation des deux parties
mâle et femelle
la figure 5 représente en vue de dessus les
moyens de fixation représenté figure 4
la figure 6 montre en coupe axiale un autre
moyen de fixation des deux parties mâle et
femelle
la figure 7 montre en coupe axiale une variante
de la forme d'assemblage
les figures 8 à 10 montrent schématiquement les
différents stades du montage automatisé d'un
pot horticole sur une soucoupe.An embodiment of the device according to the invention will be described below, by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings in which
Figure 1 shows schematically in
perspective the male and female parts of
parts to be assembled;
Figure 2 illustrates schematically, according to
a bottom view, the female part and
several positions (in dashed lines) of
the male part during assembly
Figures 3 and 4 show in axial section
different means of fixing the two parts
male and female
Figure 5 shows in top view the
fixing means shown in Figure 4
Figure 6 shows in axial section another
means of fixing the two male parts and
female
Figure 7 shows in axial section a variant
of the form of assembly
Figures 8 to 10 schematically show the
different stages of automated assembly of a
horticultural pot on a saucer.

La figure 1 représente deux parties planes de pièces 1,2 à assembler selon une orientation relative prédéterminée.FIG. 1 shows two flat parts of parts 1, 2 to be assembled in a predetermined relative orientation.

Ces parties planes coïncident respectivement avec des plans OXY et O'X'Y' parallèles.These planar parts coincide respectively with parallel OXY and O'X'Y 'planes.

Dans sa partie plane, la pièce 1 présente une partie concave tronconique 3 s'étendant suivant un axe OZ perpendiculaire au plan OXY. Cette partie tronconique 3 est capable d'épouser parfaitement la forme d'une partie convexe 4, formée dans la partie plane de la pièce 2, et s'étendant suivant un même axe O'Z, de manière à constituer un assemblage de type mâle-femelle.In its flat part, the part 1 has a frustoconical concave part 3 extending along an axis OZ perpendicular to the plane OXY. This frustoconical part 3 is capable of perfectly matching the shape of a convex part 4, formed in the flat part of the part 2, and extending along the same axis O'Z, so as to constitute a male type assembly -female.

Ces deux parties tronconiques, mâle 4 et femelle 3, présentent chacune une grande base 8,7 ouverte, formée respectivement dans les plans OXY et O'X'Y', et une petite base 6,5 fermée.These two frustoconical parts, male 4 and female 3, each have a large open base 8,7, formed respectively in the planes OXY and O'X'Y ', and a small closed base 6,5.

Leur sections droites ne sont pas circulaires. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, celles-ci sont elliptiques de même excentricité (rapport de leur petit axe sur leur grand axe identique).Their straight sections are not circular. In the example shown in FIGS. 1 and 2, these are elliptical with the same eccentricity (ratio of their minor axis to their identical major axis).

Cependant, il faut noter que les caractéristiques d'assemblage des deux pièces 1,2 restent les mêmes si la forme tronconique présente une section droite non circulaire sur seulement une partie de sa hauteur. However, it should be noted that the assembly characteristics of the two parts 1, 2 remain the same if the frustoconical shape has a non-circular cross section over only part of its height.

La figure 2 représente une vue de la pièce 1 suivant l'axe OZ. La grande base 7 de la partie tronconique femelle 3 possède un grand axe de longueur D1 et un petit axe de longueur dl.Figure 2 shows a view of part 1 along the axis OZ. The large base 7 of the female frustoconical part 3 has a large axis of length D1 and a small axis of length dl.

Cette figure montre également plusieurs positions possibles 9,10,11 des contours extérieurs de la petite base 6 de la partie mâle 4 (en traits interrompus).This figure also shows several possible positions 9, 10, 11 of the outer contours of the small base 6 of the male part 4 (in dashed lines).

La petite base 6 présente également une forme elliptique dont le grand axe de longueur D2 est légèrement inférieur à dl (de 0,1 mm à 0,5 mm). De cette manière, quelque soit l'orientation des deux pièces 1,2, la partie mâle 4 peut toujours s'engager, au moins partiellement, dans la partie femelle 3.The small base 6 also has an elliptical shape whose long axis of length D2 is slightly less than dl (from 0.1 mm to 0.5 mm). In this way, whatever the orientation of the two parts 1, 2, the male part 4 can always engage, at least partially, in the female part 3.

Du fait de la forme elliptique (à deux axes de symétrie) des parties mâle 4 et femelle 3, les deux pièces 1,2 ne peuvent s'assembler que suivant deux orientations inverses l'une de l'autre.Due to the elliptical shape (with two axes of symmetry) of the male 4 and female 3 parts, the two parts 1, 2 can only be assembled in two opposite directions from one another.

Ce dispositif comporte donc son propre moyen de détrompage. This device therefore has its own polarization means.

Toutefois, il faut noter que si l'on exerce une force qui tend à serrer les deux pièces 1,2 l'une contre l'autre, la forme elliptique tend à les faire pivoter jusqu'à leur emboîtement complet.However, it should be noted that if one exerts a force which tends to tighten the two parts 1,2 one against the other, the elliptical shape tends to make them pivot until they completely interlock.

Bien entendu, la fixation des deux pièces 1,2 ne peut avoir lieu que lorsque la partie mâle 4 est orientée de manière à pouvoir s'engager complètement dans la partie femelle 3 (figures 3, 4, 5). Cette fixation peut être réalisée de différentes façons.Of course, the fixing of the two parts 1,2 can only take place when the male part 4 is oriented so as to be able to fully engage in the female part 3 (Figures 3, 4, 5). This attachment can be achieved in different ways.

Par exemple, sur la figure 3, la petite base 5 de la partie femelle 3 comprend, coaxialement, un perçage circulaire 12 dans lequel viennent s'engager des crochets 13, 14 en matière souple et élastique, solidaires de la petite base 6 de la partie mâle 4. Les crochets 13,14 comprennent chacun une face supérieure inclinée 15,16, qui, au cours de l'assemblage des deux pièces 1,2, prend appui sur le bord du perçage 12, et provoque l'effacement des crochets 13,14 en direction du centre du perçage 12.For example, in FIG. 3, the small base 5 of the female part 3 comprises, coaxially, a circular bore 12 in which hooks 13, 14 made of flexible and elastic material are engaged, integral with the small base 6 of the male part 4. The hooks 13,14 each comprise an inclined upper face 15,16, which, during the assembly of the two parts 1,2, bears on the edge of the bore 12, and causes the erasure of the hooks 13,14 towards the center of the hole 12.

Une fois que les deux pièces 1,2 sont complètement emboîtées, les faces inclinées 12,13 ne portent plus sur les bords du perçage 9, et les crochets 13,14 sont complètement engagés dans le perçage 12 et ont repris leur position initiale pour venir en prise avec les bords du perçage 12.Once the two parts 1,2 are fully fitted, the inclined faces 12,13 no longer bear on the edges of the bore 9, and the hooks 13,14 are completely engaged in the bore 12 and have returned to their initial position to come engaging the edges of the bore 12.

Grâce à la forme circulaire du perçage 12 et à son positionnement coaxialement à la partie femelle 3, la fixation des deux pièces peut se faire selon n'importe quelle orientation.Thanks to the circular shape of the bore 12 and its positioning coaxially with the female part 3, the fixing of the two parts can be done in any orientation.

Suivant un principe analogue, les deux pièces 1,2 peuvent être fixées à l'aide de crochets 19,20 et de perçages 17,18 oblongs en arcs de cercle de centre 0, situés en dehors de la partie tronconique (figures 4 et 5). La mise en correspondance des crochets 19,20 et des perçages 17,18 est alors obtenue grâce au processus d'autoorientation précédemment évoqué.Following a similar principle, the two parts 1,2 can be fixed using hooks 19,20 and oblong holes 17,18 in arcs of a circle of center 0, located outside the frustoconical part (Figures 4 and 5 ). The matching of the hooks 19,20 and the holes 17,18 is then obtained thanks to the self-orientation process previously mentioned.

La fixation des deux pièces 1,2 peut également être réalisée par un bossage annulaire 21 qui, en position d'assemblage, vient s'engager dans un rainurage 22 de forme complémentaire. Le bossage 21 et le rainurage 22 sont réalisés sur la face conique de chaque pièce 1,2, dans un plan perpendiculaire à l'axe OZ, le bossage 21 étant réalisé, par exemple, sur la face extérieure de la partie tronconique mâle 4, tandis que le rainurage 22 est réalisé sur la face intérieure de la partie tronconique femelle 3.The two parts 1,2 can also be fixed by an annular boss 21 which, in the assembly position, engages in a groove 22 of complementary shape. The boss 21 and the grooving 22 are produced on the conical face of each part 1, 2, in a plane perpendicular to the axis OZ, the boss 21 being produced, for example, on the external face of the tapered male part 4, while the grooving 22 is produced on the inner face of the female frustoconical part 3.

Le bossage 23 formé sur la face extérieure de la partie tronconique femelle en regard du rainurage 22, permet de retenir un cerclage 24 qui serre les deux parties tronconiques 3,4 l'une contre l'autre au niveau de leur grande base 7,8, et qui assure, en conséquence, une meilleure fixation des deux pièces 1,2.The boss 23 formed on the outer face of the female frusto-conical part opposite the grooving 22, makes it possible to retain a hoop 24 which clamps the two frusto-conical parts 3.4 against each other at their large base 7.8 , and which consequently ensures better fixing of the two parts 1,2.

Dans l'exemple représenté sur la figure 6, la petite base 6 de la partie mâle 4 présente une forme concave 25 sensiblement coaxiale dans laquelle vient s'engager une forme concave complémentaire ménagée dans la petite base 5 de la partie femelle 3. Cette disposition permet de rigidifier les formes coopérantes des parties mâle 4 et femelle 3 et donc d'améliorer l'efficacité de la fixation.In the example shown in Figure 6, the small base 6 of the male part 4 has a concave shape 25 substantially coaxial in which engages a complementary concave shape formed in the small base 5 of the female part 3. This arrangement stiffens the cooperating forms of the male 4 and female 3 parts and therefore improves the efficiency of the fixing.

Grâce aux dispositions précédemment décrites, l'assemblage et la fixation de deux pièces peut être facilement automatisée par exemple de la façon illustrée sur les figures 7 à 9.Thanks to the arrangements described above, the assembly and fixing of two parts can be easily automated, for example in the manner illustrated in FIGS. 7 to 9.

Cet exemple concerne l'assemblage d'un pot 29 horticole sur une soucoupe 28, obtenus par moulage de matière plastique.This example relates to the assembly of a horticultural pot 29 on a saucer 28, obtained by molding of plastic material.

Le fond du pot 29 forme une cavité correspondant à la partie femelle 3 décrite précédemment, tandis que la soucoupe 28 comprend la partie mâle 4 de forme complémentaire.The bottom of the pot 29 forms a cavity corresponding to the female part 3 described above, while the saucer 28 comprises the male part 4 of complementary shape.

Le pot 29 et la soucoupe 28 sont tout d'abord fixés respectivement sur deux plateaux 27 et 26 mobiles l'un par rapport à l'autre à la fois transversalement, axialement et en rotation.The pot 29 and the saucer 28 are first of all fixed respectively on two plates 27 and 26 movable relative to each other both transversely, axially and in rotation.

Le plateau 27 supportant le pot 29 est mobile transversalement pour centrer le pot 29 sur la soucoupe 28 (figure 7). Il est également mobile axialement pour engager la partie mâle 4 située sur la soucoupe 28 dans la partie femelle 3 faisant partie du pot 29 (figure 8).The plate 27 supporting the pot 29 is movable transversely to center the pot 29 on the saucer 28 (Figure 7). It is also axially movable to engage the male part 4 located on the saucer 28 in the female part 3 forming part of the pot 29 (Figure 8).

A partir de cette position, une force F est appliquée axialement sur le plateau 27, par l'intermédiaire d'un ressort 30. From this position, a force F is applied axially to the plate 27, by means of a spring 30.

Du fait des formes particulières des parties mâle 4 et femelle 3, cette force F génère un couple tendant à faire pivoter la soucoupe 28 jusqu'à ce que l'orientation de la partie mâle 4 coïncide parfaitement avec celle de la partie femelle 3. Due to the particular shapes of the male 4 and female 3 parts, this force F generates a torque tending to rotate the saucer 28 until the orientation of the male part 4 coincides perfectly with that of the female part 3.

Pour obtenir l'emboîtement complet des parties mâle 4 et femelle 3, le plateau 26 sur lequel est fixé la soucoupe 28, est mobile en rotation.To obtain the complete fitting of the male 4 and female 3 parts, the plate 26 on which the saucer 28 is fixed, is movable in rotation.

On peut constater, en effet, qu'une forme d'assemblage conique de section droite elliptique conduit naturellement à cette rotation.It can be seen, in fact, that a form of conical assembly of elliptical cross section naturally leads to this rotation.

Au cours de cette rotation, les moyens de fixation sont placés en correspondance et en état de coopérer. On aboutit ainsi à l'assemblage et à la fixation du pot 29 sur la soucoupe 28 selon une orientation prédéfinie sans aucune opération manuelle (figure 9). During this rotation, the fixing means are placed in correspondence and able to cooperate. This results in the assembly and fixing of the pot 29 on the saucer 28 in a predefined orientation without any manual operation (Figure 9).

Claims

1. Device for assembling two parts (1,2) one on the other, characterized in that it involves an assembly of male-female type, of which the male part (4), of substantially conical shape , cooperates with a female part (3) of complementary shape so as to obtain, during the fitting of said parts (3,4), a self-centering of the two parts (1,2), said conical shape having, at least over a part of its height, a non-circular cross section so as to obtain, in combination with self-centering, at least partial self-orientation of one part with respect to the other.

2. Device according to claim 1, characterized in that - the male (3) and female (4) parts are frustoconical, - the male part (4) comprises a small base (6)

having a greater width (D2), - the female part (3) comprises a large base (7)

having a smaller width (dl), and - said greater width (D2) is slightly

less than said smallest width (dl).

3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the cross section of the male (4) and female (3) parts is of elliptical shape.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two parts (1,2) are fixed against one another by means of hooks (13,14) integral with one of the two parts (1 , 2) which engage in holes (12) formed in the other part and which engage with the edges of the latter.

5. Device according to claim 3, characterized in that the two parts (1,2) are fixed against each other by means of hooks (13,14) integral with one of the two parts (1,2) and a circular bore (12) coaxial to the elliptical shape and formed in the other part, the hooks (13,14) engaging in the bore (12) and coming into engagement with the edges of the latter.

6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two parts (1,2) are fixed by means of an annular boss (21) formed on the conical face of one of the two parts (1 , 2) which engages in a groove (22) of complementary shape formed in the other part.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two parts (1,2) are fixed against one another by means of a strapping (24) retained by an annular boss (23 ) which clamps them one against the other at the level of the large base (8) of the conical parts.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the small base (6) of the male part (4) has a concave shape (25) substantially coaxial in which engages a complementary convex shape provided in the small base (5) of the female part (3).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the two parts (28,29) are fixed respectively on two plates (26,27) movable relative to each other at the same time - transversely for center the male part (4) by

relative to the female part (3), - axially to engage with self-centering, at least

partially, the male part (4) in the part

female (3), and - in rotation to allow self-orientation of the two

parts (28,29) and their fixing one on the other.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the surfaces of the male (4) and female (3) parts, which rub against each other during the assembly of the two parts (1,2) , have a low coefficient of friction.