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"Procédé de rivetage et machine automatique pour la mise en oeuvre de ce procédé".
La présente invention a pour objet un procédé de rivetage dans lequel on dispose un rivet.en position de présentation au-dessus de l'ouvrage que l'on désire riveter.
Ce procédé se caractérise en ce que le dit rivet est tenu sensiblement immobile depuis sa présentation jusqu'à son pressage.
L'invention comprend également une machine servant à la mise en oeuvre de ce procédé, et dans laquelle un outil supérieur permet la présentation du rivet au-dessus de l'ouvrage à l'origine dtt cycle de fonctionnement, et un
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outil inférieur permet le pressage du rivet en antagonisme avec l'outil supérieur, caractérisée en ce que l'outil supérieur est fixe depuis l'origine du cycle de fonctionnement jusqu'au pressage du rivet et pendant ce pressage, l'outil inférieur étant mobile, tout au moins pendant le pressage du rivet.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution d'une machine pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
La Fig. 1 est une vue de côté de la première forme d'exécution-,
La Fig. 2 montre schématiquement les déplacements des principaux organes de la dite machine au cours d'un cycle de fonctionnement.
Les Figs. 3, 4 et 5 sont des vues de côté représentant schématiquement la machine, montrée à la Fig. 1 dans diverses positions qu'occupent successivement ses organes au cours d'un cycle de fonctionnement.
La Fig. 6 représente de côté une machine pour la pose des rivets en deux pièces.
Les Figs. 7 et 8 montrent un détail.
La Fig. 9 montre de côté une machine dont les deux outils sont mobiles, sauf bien entendu pendant la première partiedu cycle comprenant le pressage du rivet, au cours de laquelle, suivant la présente invention, l'outil supérieur est immobilisé.
Les Figs. 10 et 11 montrent un détail.
Il est à remarquer que dans toutes les figures les flèches montrent le sens des mouvements que prennent les pièces considérées, après qu'elles ont occupé les positions dans lesquelles elles sont représentées.
La machine à poser les oeillets, représentée aux
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Figs. 1 et 3 à 5, comporte un bâti 1 doté d'un col de cygne 2 qui sert d'appui à l'outil supérieur fixe 3, dans lequel coulisse le mandrin 4. L'extrémité supérieure du mandrin 4 comporte des tourillons 5a engagés dans les lumières 5b pratiquées à l'extrémité en forme de fourche d'un levier 5 pivotant autour d'un axe horizontal 6 solidaire du bâti 1; l'autre extrémité du levier 5 est articulée en 7 a sur une extrémité d'un bras 7, dont l'autre extrémité est articulée sur la partie médiane 7b d'un levier 8; une extrémité de ce levier 8 est montée pivotante autour d'un axe 9, solidaire du bâti 1, et l'autre extrémité comporte un galet 10, cons- tamment appuyé contre la came 11 par le ressort 12;
la came
11 est solidaire en rotation de l'arbre 13 de commande du mouvement général de la machine.
L'outil inférieur 14 est fixé à une extrémité du levier
15, monté pivotant autour d'un axe horizontal 16 solidaire du bâti 1; l'autre extrémité du levier 15 est articulée en
17 sur l'extrémité 18 d'un excentrique 19,20, monté sur l'arbre 13.
Le levier 15 comporte un galet 21, coopérant avec une rampe 22 du distributeur 23, également monté pivotant sur un axe horizontal 24 du bâti 1; une pièce 24a contribue au guidage du distributeur 23 qui oscille dans le plan de la figure; un ressort 25 tend constamment à appuyer la rampe
22 du distributeur 23 contre le galet 21; l'extrémité 26a de la glissière 26 du distributeur 23 comporte un verrou élastique 26b et un double bossage 32 s'étendant jusqu'à un niveau inférieur à celui des extrémités des tiges des oeillets distribués sur la glissière 26.
Les principaux organes de la machine occupent successi- vement, au cours d'un cycle complet de fonctionnement, les
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positions dont les niveaux sont -représentés en ordonnées sur la Fig. 2, les temps étant portés en abscisses. Pour une meilleure compréhension de cette figure, les organes en question ont été représentés schématiquement dans chacune des positions considérées.
L'outil inférieur 14 a un mouvement alternatif de montée et de descente, représenté par la sinusoïde 27; l'outil supérieur 3 est fixe; le mandrin 4 coulisse vertica- lement, et les différents niveaux qu'occupe son extrémité inférieure 4a sont représentés par la courbe 28; la, courbe 29 montre les différents niveaux qu'occupe le point le plus bas du double bossage 32 de la glissière 26 du distributeur 23.
Au début du cycle, la, machine est arrêtée dans la position représentée à la fig. 1, les organes occupant les positions (I) du schéma, de la fi.g 2; l'oeillet A (Fig, 2) est enfilé sur le mandrin 4 de l'outil riveur supérieur 3; le distributeur 23 est effacé, et l'outil inférieur 14 est suffisamment éca.rté de l'outil supérieur et de l'extrémité 4a du mandrin 4 pour permettre l'ouvrier de présenter commodément à l'oeillet A le trou de l'ouvrage 31, préalable- ment percé pour le passage de l'oeillet ; en outre, le bossage 32 occupe un niveau suffisamment élevé pour permettre encore à l'ouvrier de soulever l'ouvrage jusqu'à ce que la tige de l'oeillet A soit engagée dans le trou du dit ouvrage.
La machine est alors mise en marche au moyen d'une pédale non représentée qui embraye l'arbre 13; l'outil inférieur 14 monte, le mandrin 4 reste d'abord immobile, puis commence à s'effacer vers le haut, mais ne s'efface complètement qu'après le début de l'embecquetage, c'est-à-dire de la pénétration de l'outil inférieur 14 dans le tube de l'oeillet A, position (II); le mandrin 4 est complètement effacé quand le pressage maximum de l'oeillet est réalisé,
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ainsi qu'on peut le voir sur la Fig. 3 et sur la Fig. 2, position (III).
Une fois terminé le pressage du rivet, l'outil inférieur
14 descend, le mandrin 4 reste tout d'abord immobile dans sa position effacée pour permettre le dégagement de l'ou- vrage, soit par l'opérateur, soit automatiquement sous l'action du bossage 32; en effet, ce dernier se rapproche de l'axe de l'outil supérieur 3 en descendant pendant que le distributeur 23 tourne autour de son axe 24, sous l'action du ressort 25. Le bossage 32 dudit distributeur vient ainsi appuyer sur l'ouvrage 31 de haut en bas et d'arrière en avant (par rapport à l'ouvrier situé devant la machine), ainsi qu'on peut le voir sur la Fig. 4; il entraîne le dit ouvrage de la position (IV) vers la position (V) comme le montre la
Fig. 2.
Le mandri'n: 4 commence ensuite à descendre et le distributeur 23, sur l'extrémité 26a de la, glissière 26 duquel l'oeillet B est arrêté par le verrou élastique 26b, continue à entratner l'ouvrage 31 de la position (V) vers la position (VI) (Fig. 2).
L'opérateur poursuit le mouvement ainsi amorcé par le distributeur 23 et retire l'ouvrage 31. Le distributeur 23, venu au contact de la butée 30, à l'instant défini par l'abscisse X-X, reste immobile en position d'alimentation, tandis que le mandrin 4 enfile l'oeillet B que lui présente la glissière 26 elle-mêmeimmobilisée avec l'ensemble du distributeur 23 depuis l'instant défini par l'abscisse X-X: à cet instant, l'extrémité 4a du mandrin 4 a occupé en x un niveau légèrement supérieur au niveau qu'occupait alors le point le plus haut de l'oeillet B.
Ce dernier, ainsi maintenu immobile dans l'axe du mandrin 4, a donc pu être facilement embroché par celui-ci, comme on peut le voir sur la Fig. 5 et sur la Fig. 2, position (VI); il est à remarquer que l'alimentation pourrait se faire, même si l'ouvrage 31 @
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restait en contact avec le bossa.ge 32, pourvu que l'action de l'opérateur ne contrecarre pas celle du ressort 25.
Une fois son extrémité 4a enga.gée à fond dans la tige du dit oeillet B, le mandrin 4 est légèrement soulevé, suffisamment pour que la. collerette du dit oeillet, solidaire du mandrin 4, cesse d'être appuyée contre l'élément inférieur 33 de la glissière 26 du distributeur 23, mais suffisamment peu pour que le dit oeillet ne vienne pas bùter contre l'élément supérieur 34 de la dite glissière, position (VII); le mandrin 4 s'immobilise dans cette position sensiblement depuis l'instantd'abscisse Y-Y à partir duquel la glissière 26 s'efface, et, dès que cette dernière est suffisamment affacée, c' est-à-dire des l'instant d'abscisse Z-Z, le mandrin 4 chargé de l'oeillet B reprend son mouvement ascensionnel, et vient s'arrêter, comme tous les autres organes de la machine, dans la position (VIII);
le cycle est alors terminé; tous les organes ont repris la. position qu'ils occupaient au début du cycle.
Pour réaliser le mouvementprécipité du mandrin 4, la came 11 (Fig. 1) comporte, d'une part, la saillie llb qui provoque la, pénétration à force de l'extrémité 4a du mandrin 4 dans la tige de l'oeillet B pour l'alimentation de la machine, puis le début de remontée du dit mandrin, d'autre part, le palier lla, qui correspond à l'immobilisation du mandrin, en position (VII), pendant que le distributeur s'efface.
Une caractéristique importante de cette machine réside, ainsi qu'il a été dit précédemment, en ce que le mandrin 4 coulisse à l'intérieur de l'outil 3, après l'alimentation, et avant la fin du cycle, de sorte qu'à la position (VIII) il ne fait saillie hors de l'outil 3 que de la longueur nécessaire pour maintenir enfilé l'oeillet B. Les risques
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de torsion ou de rupture du dit mandrin sont ainsi réduits au minimum. De plus, depuis la position de présentation (I) jusqu'à la position de pressage maximum de l'oeillet (III), l'ouvrage 31 reste sensiblement immobile, ce qui facilite la tâche de l'opérateur.
Enfin, en supposant que la machine fonctionne d'un mouvement continu, sans arrêt en fin de cycle, l'opérateur bénéficiera d'un espace de temps assez long entre l'instant d'abscisse M-M, à partir duquel le point le plus bas du bossage 32 de la glissière 26 atteint un niveau plus élevé que celui occupé par l'extrémité 4a du mandrin 4 alors immobile, et l'instant d'abscisse N-N, à partir duquel le et mandrin/reprend son mouvement vers le haut;
entre ces deux instants, l'opérateur aura le temps nécessaire correspondant ,à'une rotation d'angle a (Fig. 1) de l'arbre 13 de commande du mouvement général de la machine, et un espace libre suffisant pour présenter contre le mandrin 4 et pour engager sur le rivet embroché sur le dit mandrin un trou de l'ouvrage percé d'avance, voison de celui dans lequel vient d'être pressé un rivet.
Une autre aractéristique de cette machine réside en ce que le point le plus bas du bossage 32 du distributeur 23 est situé sensiblement dans le même plan horizontal que la partie inférieure de l'outil supérieur 3, pendant la position de repos, et au début du cycle, au moment où l'opérateur présente l'ouvrage 31; et précisément le dessous de la tête et le point le plus bas du bossage 32 sont dans le même plan.
De ce fait, le dit opérateur pourra plus facilement présenter horizontalement l'ouvrage (supposé plan), en le faisant appuyer à la fois contre la couronne de l'oeillet A et contre le bossage 32 (Fig. 1) qui est double, comme il a été indiqué précédemment.
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Enfin, quand l'ouvrage 31 est chassé par le bossage 32 suivant une trajectoire oblique par ra.pport à l'axe du mandrin 4, ce dernier est entièrement effacé dans l'outil 3; l'ouvrage sort ainsi commodément de la machine et ne risque pas de tordre le mandrin.
La Fig. 6 montre de côté une machine pour la, pose des rivets en deux pièces; cette machine se caractérise notamment en ce que l'axe de l'outil fixe 3 est incliné de haut en ba.s et d'avant en arrière par rapport à l'opérateur, ce qui permet à ce dernier d'incliner l'ouvrage vers lui, tout en le maintenant perpendiculaire à l'axe du dit outil; de plus, l'outil inférieur 14, qui coopère avec le distributeur 32a, coulisse dans un guide rectiligne 40 du bâti 41, ce guide ayant le même axe que le mandrin 4 de l'outil 3; le mouvement de translation de l'outil 14 lui est communiqué par la manivelle 42 calée en bout de l'arbre principal 43 de la machine; sur cet arbre sont en outre calés deux cames 44 et 45, commandant positivement les mouvements respectifs du distributeur 23 etdu mandrin 4, et un embrayage 47, sur lequel l'opérateur agit de façon connue.
La commande positive du mandrin offre entre autres ava,ntages celui de permettre sans inconvénient d'élargir et d'aplatir son extrémité 4a, comme le montrent les Figs. 7 et 8 qui sont des vues en coupe suivant des plans passant par l'axe du rivet et respectivement parallèle et perpendiculaire au plan de la Fig. 6; de la sorte, la dite extrémité élargie du mandrin ne peut traverser le tube tronconique de l'oeillet A qu'en le déformant élastiquement, tandis que la tige du mandrin 4 peut coulisser librement dans le dit oeillet A: le passage à force de l'extrémité aplatie du mandrin à travers l'oeillet ne présente aucune difficulté du fait que le mouve- ment du mandrin est commandé impérativement par le levier 48,
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le galet 49, et la came 45;
aussitôt que l'extrémité aplatie et élargie 4a du mandrin 4 a ainsi traversé le tube tronconique de,l'oeillet, ce tube peut reprendre sa forme normale; l'oeil- let ne risque pas d'échapper, empêché qu'il en est par l'extrémité élargie 4a. Au-dessus de celle-ci, l'oeillet peut coulisser librement sur la tige du mandrin 4; il peut donc être soulevé librement par le distributeur 23, pendant que ce dernier commence son mouvement d'eff acement. Aussi, ne provoque-t-on le début de l'effacement du mandrin qu'après que celui du distributeur; la came 45 ne présente donc pas de palier correspondant au palier lla de la came 11 des Figs. 3 à 5.
Pour le pressage des éléments de rivets A et A' (Figs. 7 et 8), l'extrémité 4a du mandrin pénètre dans la partie tubulaire de l'élément de rivet A' présenté par l'outil inférieur 14, maintient en position le dit élément de rivet A' d'où l'aiguille 99 s'est retirée, et guide ensuite la pénétration de l'élément de rivet A dans le dit élément de rivet A'.
Le double bossage 32 du distributeur 23 est prévu de façon que, lorsque l'opérateur présente l'ouvrage en le faisant appuyer contre la couronne de l'oeillet A et contre ce double bossage 32, le dit ouvrage soit dansun plan perpendiculaire à l'axe des outils 3 et 14; pour concrétiser aussi longtemps que possible ce plan que doit occuper l'ouvrage, la came 44, qui commande positivement le mouvement du distributeur 23, est agencé de façon que le dit distributeur reste fixe depuis la présentation de l'ouvrage jusqu'après le pressage maximum du rivet et qu'il commence ensuite son mouvement vers la position d'alimentation.
/99/
Pour éviter tout contact entre l'aiguille /'de l'outil inférieur 14 et l'extrémité aplatie 4a du mandrin 4, contact
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qui risquerait de faire dévier l'aiguille 99, de la tordre ou de la. casser, on peut provoquer l'effacement de la dite aiguille dans le ditoutil au moyen d'un système de butée 97, 98, coopérant avec un doigt solidaire de l'aiguille, suivantle procédé décritdans le brevet suisse ? 209.692 et ayant pour titre: "Procédé de pose d'un rivet creux et machine pour la mise en oeuvre de ce procédé".
Les Figs. 9 à 11 montrent une machine dont l'outil supérieur est mobile pour les besoins de l'alimentation, le dit outil étant immobilisé pendant la présentation de l'ouvrage et jusqu'à la, fin du pressage du rivet et des détails.
La came 51, commandant le mouvement de l'outil supérieur 52, qui coulisse dans les manchons 53, 69 du bâti 54 de la machine représentée à la fig. 9, comporte un arc de cercle 55, concentrique à l'arbre 56 de commande générale du mouvement des organes de la machine, et d'angle au centre;.3; cet arc de cercle a pour effet d'immobiliser, pendant la présenta,tion de l'ouvrage et jusqu'à la fin du pressage du rivet, le galet 57, et, partant, la. tringlerie 58,59 et l'outil supérieur 52.
Un dispositif de verrouillage, commandé par la, came 60, le galet 61, et la tringlerie 62, 63, entre enjeu pendant que le dit galet 61 coopère avec la partie en a.rc de cercle 61a, d'angle au centre 4, de la came 60, partiecorrespondant à l'immobilisation du verrou 64 en position de verrouillage, tandis que le galet 57, appuyant sur l'arc de cercle 55, d'angle au centre,/.?, immobilise l'outil 52, dans sa position basse.
Le verrouillage est obtenu par pénétration de la pièce 64, en forme de fourche, entre les deux épaulements 65,66 de l'outil 52, et les deux épaulement 53a et 53b du, manchon 53; la pièce 64 est amenée dans sa. position de verrouillage peu après que l'outil 52 s'est immobilisé dans sa position basse: l'angle est en effet intérieur à
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l'angle /3 . La machine produit ensuite le pressage du rivet préalablement alimenté sur l'outil 52. Après le pressage du rivet, la pièce 64 est effacée avant que l'outil 52 commence son mouvement a.scensionnel.
Grâce à ce dispositif, l'effort de rivetage subi par l'outil 52 est transmis directement par l'épaulement 65, la pièce 64, l'épaulement 53b, le manchon 53 au bâti 54 de la machine; la tringlerie 58, 59 ne subit donc pas le contre-coup de l'effort de rivetage et peut être très légère.
Le mouvement de l'outil inférieur 72 est commandé par la tringlerie 73, 74 et l'excentrique 67 claveté sur l'arbre 56.
Le distributeur conjugué avec l'outil supérieur 52 est représenté schématiquement en 68a.
Le mandrin 68 de l'outil supérieur 52 n'est pas commandé positivement, mais peut coulisser dansle dit outil; après l'alimentation, un do. igt 77, solidaire du mandrin 68, recontre une butée 70, fixée sur le bâti 54, et empêche le mandrin d'accompagner l'outil 52 jusqu'au bout de sa course vers le bas; il fait effacer partiellement le dit mandrin à l'intérieur du dit outil, de façon qu'au moment où la machine arrive à sa ,position de repos, la seule extrémité dû-ditmandrin engagée dans la tige du rivet fasse saillie hors du ditoutil, comme le montre en particulier la Fig. 10.
Pour l'embecquetage, l'extrémité 76 de l'outil inférieur 72 vient d'abord en contact avec l'extrémité du mandrin 68, dans laquelle est prévu un évidement de centrage 68b, et chasse ensuite le dit mandrin 68 à l'intérieur de l'outil 52 jusqu'à provoquer son effacement complet (Fig. 11). Le mandrin 68 ne risque pas de se tordre ou de flamber pendant cette opération, du fait que la longueur de son extrémité faisant saillie hors de l'outil 52 est très faible au début
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de la, dite opération, et diminue encore par la suite jusqu'à effacement complet.
Lorsque les outils s'éloignent l'un de l'autre, après le pressage du rivet C, le frotteur 71, porté pa.r l'outil 52 et pressé contre le mandrin 68, oblige ce dernier à accompagner le mouvement de montée de l'outil 52 jusqu'à ce que le doigt 77 rencontre la butée 75 ; lemandrin 68 coulisse alors dans l'outil 52, de façon à saillir hors de celui-ci pour tre à Nouveau en position d'alimentation.
Le rivet à poser pourrait être présenté au contact de l'outil par un organe autre que le mandrin, laissant accessible la tige du rivet et ne nécessita.nt pas que le rivet soit creux; au lieu d'utiliser le distributeur lui-même pour chasser l'ouvrage, après le pressage du rivet et avant l'opération suivante d'alimentation, on peut mtiliser un organe indépendant commandé élastiquement ou positivement.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de rivetage, dans lequel on dispose un rivet en position de présentation au-dessus de l'ouvrage, caractérisé en ce que le dit rivet est tenu sensiblement immobile depuis sa présentation jusqu'à son pressage.