« Dispositif pour le montage d'une pièce sur la caisse d'un véhicule automobile »
L'invention concerne un dispositif pour le montage d'une pièce sur la caisse d'un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif pour le montage d'une pièce, tel qu'un support de montage d'un élément de carrosserie, sur la caisse d'un véhicule automobile, du type comportant des moyens de positionnement de la pièce par rapport à la caisse dans une position déterminée, dite de fixation, qui est définie géométriquement dans un trièdre (X, Y, Z) de référence formé par l'axe longitudinal X, l'axe transversal Y et l'axe vertical Z de la caisse, de manière à procéder notamment à la fixation de la pièce, ainsi positionnée, sur la caisse du véhicule. On connaît de nombreux dispositifs de ce type qui sont mis en œuvre aux postes d'une chaîne de montage destinée à la fabrication du véhicule afin d'y réaliser le montage de diverses pièces sur la caisse d'un véhicule, tels que des supports, des éléments de carrosserie ou des ouvrants. Pou r ce faire, on uti lise généralement des dispositifs automatisés comportant notam ment des outi ls très complexes comme des bras robotisés qui sont montés mobiles pour effectuer des montages "au défilé", c'est-à-dire qui sont susceptibles de se déplacer le long de la chaîne de montage en même temps que la caisse.
De tels dispositifs de montage sont par exemple capables de prélever une pièce grâce à des moyens de préhension du type à ventouses à partir d'un poste de stockage et de venir positionner cette pièce par rapport à la caisse dans une position géométrique déterminée qui est définie par rapport à la caisse afin de fixer la pièce sur la caisse.
En effet, dans le cas du montage d'une pièce, telle qu'un support d'élément de carrosserie, on procède d'abord à son positionnement par rapport à la caisse, puis on procède à sa
fixation sur la caisse par l'intermédiaire de moyens de fixation conventionnels appropriés.
Dans le cas d'une pièce de support pour un élément de carrosserie, il est impératif de maîtriser avec précision et de manière répétitive le bon positionnement de la pièce à fixer sur la caisse puisque cela détermine en outre le positionnement de l'élément de carrosserie qui sera monté ultérieurement.
Ainsi, la précision dans le positionnement de la pièce de support lors du montage et dans la fixation permet de garantir l'obtention d'une bonne qualité d'assemblage des éléments, en particulier leur positionnement en affleurement les uns par rapport aux autres dans le cas d'un élément de carrosserie tel qu'une aile latérale ou encore un capot moteur.
Or, les dispositifs de montage selon l'état de la technique nécessitent de nombreux asservissements, souvent d'étude et de conception complexes, qui requièrent un temps de mise au point important sur la chaîne de montage.
De plus, bien qu'ayant une autonomie de fonctionnement, de tels dispositifs demandent des opérations de maintenance régulières qui provoquent alors des arrêts du poste, voire de la chaîne de montage, lesquels sont préjudiciables en terme de productivité et sont donc particulièrement coûteux.
De surcroît, chaque dispositif est généralement dès sa conception dédié au montage d'une pièce particulière à un poste donné sur une chaîne de montage déterminée de sorte que les dispositifs ne sont pas ou peu réadaptables à nouveaux postes de nouvelles chaînes destinées notamment à la production d'un nouveau véhicule.
Par conséquent, les dispositifs comportant des moyens de positionnement qui sont connus de l'état de la technique ne donnent pas entière satisfaction.
L'invention a pour but de proposer un dispositif pour le montage d'une pièce sur la caisse comportant des moyens de
position nement qui soient notam ment économiques, fiables, flexibles d'uti lisation et faciles à mettre en oeuvre.
Dans ce but, l'i nvention propose un dispositif pour le montage d'une pièce su r la caisse d'un véhicu le automobi le du type décrit précédemment, caractérisé en ce que les moyens de position nement comportent u ne structu re provisoi re de montage comportant des premiers moyens pou r monter la structure sur la caisse dans une position d'uti lisation don née dans laquelle des seconds moyens de la structure coopèrent avec la pièce pour la position ner par rapport à la caisse dans ladite position déterminée de fixation qui est définie selon un référentiel de position nement (X', Y', T) don né correspondant à la position d'uti lisation de la structu re su r la caisse.
Grâce à l'i nvention , les moyens de positionnement sont susceptibles d'être facilement et rapidement mis en œuvre, en particu lier lors du démarrage de la production d'un nouveau véhicule, et garantissent u ne qualité et une fiabi lité de montage quels que soient les types de pièces, notamment les supports des ai les latérales avant ou les ferrures du capot moteu r. Selon d'autres caractéristiques de l'i nvention :
- les premiers moyens comportent des moyens d'accrochage temporai re de la structu re su r la caisse de manière à position ner la structure par rapport à la caisse selon au moi ns u n premier des trois axes du référentiel de positionnement (X', Y', T), tel que l'axe vertical T, qui détermi ne la position de fixation de la pièce par rapport au trièdre (X, Y, Z) de référence de la caisse ;
- les moyens d'accrochage sont constitués par des pions qui sont reçus dans des trous complémentaires de la caisse ; - au moi ns l'un des pions d'accrochage comporte des moyens de butée transversale de la structure par rapport à la caisse ;
- les premiers moyens comportent des moyens de verrouillage pour i m mobi liser la structure sur la caisse selon au
moi ns u n dernier X' et/ou Y' des trois axes dudit référentiel de position nement (X', Y', T) ;
- les moyens de verroui llage comportent des premiers moyens de verroui llage de la structu re en position d'utilisation sur la caisse qui sont montés mobi les en rotation entre :
• u ne position de repos dans laquelle les moyens sont positionnés de manière à ne pas i nterférer avec la caisse lors du montage de la structure su r la caisse, et • u ne position de verroui llage dans laquelle les moyens sont position nés de manière à i mmobi liser la structure par rapport à la caisse selon l'axe transversal Y' ;
- les moyens de verroui llage comportent des seconds moyens de verroui llage de la structu re en position d'utilisation sur la caisse qui sont montés mobi les en translation entre :
• une position de repos dans laquelle les seconds moyens pénètrent à jeu dans des orifices complémentai res de la caisse, et • une position de verroui llage dans laquelle les seconds moyens coopèrent la caisse de manière à i mmobi liser la structure par rapport à la caisse selon l'axe longitudinal X' ;
- les seconds moyens de la structu re comporte des moyens de centrage de manière à positionner la pièce par rapport à la caisse dans la position détermi née de fixation ;
- la pièce ai nsi position née est fixée sur la caisse par l'intermédiai re de moyens de fixation ;
- la structure est réalisée en matériau léger et résistant, tel que de la fibre de carbone.
D'autres caractéristiques et avantages de l'i nvention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figu res annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique de côté qui représente, en éclaté avant montage, la structure provisoire de montage selon l'invention qui est destinée à positionner la pièce constituée par le support d'aile monté sur la caisse du véhicule ; - la figure 2 est une vue schématique qui représente la structure de montage de la figure 1 montée en position d'utilisation sur la caisse.
Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions telles que « arrière » et « avant », « gauche » et « droite », ou « supérieur » et « inférieur » et les orientations « longitudinale », « transversale » et « verticale » en référence au trièdre (X, Y, Z) représenté aux figures et aux définitions données dans la description.
De plus, les éléments identiques, similaires ou analogues de l'invention seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
On a représenté partiellement à la figure 1, en vue de côté, une caisse 10 d'un véhicule automobile 12 en cours de fabrication sur une chaîne de montage (non représentée), c'est-à-dire essentiellement la partie longitudinale avant de la caisse 10.
On procède au montage de différentes pièces sur la partie avant de la caisse 10, notamment du capot moteur 14 qui est monté sur la caisse par l'intermédiaire de deux ferrures 16, des ailes latérales ou encore de la face avant du véhicule 12. De manière connue, le capot 14 est monté mobile entre une position fermée de fonctionnement dans laquelle il s'étend globalement horizontalement comme illustré sur la figure 1 et une position ouverte dans laquelle il permet l'accès au moteur.
On décrira, à titre d'exemple non limitatif, dans la description qui suit la mise en oeuvre d'un dispositif 18 comportant des moyens de positionnement 20 selon l'invention pour le montage d'une pièce constituant un support de montage d'un élément de carrosserie (non représenté), plus précisément ici un support 22 destiné à permettre le montage et/ou la fixation
de l'aile latérale gauche (non représentée) de la carrosserie du véhicule 12.
Le dispositif 18 pour le montage du support 22 sur la caisse 10 du véhicule automobile 12 est du type comportant les moyens de positionnement 20 du support 22 par rapport à la caisse 10 dans une position déterminée, dite de fixation, qui est définie géométriquement dans un trièdre (X, Y, Z) de référence formé par l'axe longitudinal X, l'axe transversal Y et l'axe vertical Z de la caisse 1 0. Les moyens de positionnement 20 permettent donc notamment de positionner le support 22 par rapport à la caisse 1 0 afin de procéder à la fixation sur la caisse 10 du support 22 ainsi correctement positionné.
Conformément à l'invention, les moyens de positionnement 20 comportent une structure provisoire de montage 24 comportant des premiers moyens 26 pour monter la structure 24 sur la caisse 1 0 dans une position d'utilisation donnée dans laquelle des seconds moyens 28 de la structure 24 coopèrent avec le support 22 pour le positionner par rapport à la caisse 10 dans ladite position déterminée de fixation qui est définie selon un référentiel de positionnement (X', Y', T) donné.
Les premiers moyens 26 comportent des moyens d'accrochage temporaire 30 de la structure 24 sur la caisse 1 0 de manière à positionner la structure 24 par rapport à la caisse 1 0 selon au moins un premier des trois axes du référentiel de positionnement (X', Y', T), ici l'axe vertical T, qui détermine la position de fixation du support 22 par rapport au trièdre (X, Y, Z) de référence de la caisse 10.
En variante, les moyens d'accrochage 30 de la structure 24 sur la caisse 10 positionnent la structure 24 selon l'axe longitudinal X' et l'axe vertical T correspondant à sa position d'utilisation.
De préférence, les moyens d'accrochage 30 sont constitués par des pions, ici un pion avant 32 et un pion arrière
34, qui s'étendent à partir de la structure 24 transversalement vers la droite, c'est-à-dire vers la caisse 10 qui comporte des trous complémentaires dans lesquels sont reçus les pions 32, 34. En position montée, le pion avant 32 et le pion arrière 34 pénètrent ainsi respectivement dans un trou avant 36 et dans un trou arrière 38 que comporte la caisse 10.
Avantageusement, au moins l'un 34 des pions d'accrochage 32, 34 comporte des moyens, tels qu'une collerette annulaire 40, formant une butée transversale de la structure 24 par rapport à la caisse 10.
Les premiers moyens 26 comportent des moyens de verrouillage 42 susceptibles d'immobiliser la structure 24 sur la caisse 10 selon au moins un dernier X' des trois axes dudit référentiel de positionnement (X', Y', T), avantageusement selon l'axe longitudinal X' et l'axe transversal Y'.
Plus précisément, les moyens de verrouillage 42 comportent des premiers moyens de verrouillage, tels qu'un doigt de verrouillage 44, pour verrouiller la structure 24 en position d'utilisation sur la caisse 10 selon l'axe transversal Y'. Le doigt de verrouillage 44 est agencé sensiblement au centre de la structure 24 et il est monté mobile entre :
- une position de repos dans laquelle le doigt 44 s'étend globalement longitudinalement de manière à ne pas interférer avec la caisse 10 lors du montage de la structure 24 sur la caisse, et
- une position de verrouillage dans laquelle le doigt 44 s'étend globalement verticalement de manière à venir en appui contre la face verticale interne de la caisse 10 pour immobiliser la structure 24 par rapport à la caisse 10 selon l'axe transversal Y'. Avantageusement, le doigt de verrouillage 44 est monté mobile en rotation autour d'un axe A sensiblement transversal et il est commandé entre ses positions extrêmes de repos et de verrouillage par l'intermédiaire d'un moyen de commande, ici une
poignée 46 qui est susceptible d'être actionnée manuellement par un opérateur.
Les moyens de verrouillage 42 comportent aussi des seconds moyens de verrouillage 48 de la structure 24 en position d'utilisation sur la caisse 1 0, tels que des tétons de blocage.
De préférence, la structure 24 comporte un téton de blocage avant 50 et un téton de blocage arrière 52 qui sont reçus, en position montée, dans des orifices complémentaires respectivement 54 et 56 que comporte la caisse 10. Les tétons de blocage 50, 52 sont montés mobiles et sont commandés en déplacement au moyen de la poignée 46, soit avantageusement simultanément avec le doigt de verrouillage 44 transversal de la structure 24.
Les tétons de blocage 50, 52 sont montés mobiles en translation suivant la direction longitudinale entre :
- une position de repos dans laquelle chaque téton 50, 52 pénètre à jeu dans l'orifice complémentaire 54, 56 de la caisse 1 0, et
- une position de verrouillage dans laquelle chaque téton 50, 52 coopère avec une partie du bord 58 délimitant l'orifice 54,
56 de la caisse 10 de manière à immobiliser la structure 24 par rapport à la caisse 1 0 selon l'axe longitudinal X'.
Le support 22 est ici illustré directement monté sur la caisse 1 0 par rapport à laquelle il va ensuite être positionné dans sa position déterminée de fixation par l'intermédiaire du dispositif
1 8 lorsque celui-ci sera monté sur la caisse 1 0 et positionné dans sa position d'utilisation.
Comme on peut le voir sur la figure 1 , le support 22 est monté en appui contre un bord longitudinal supérieur 58 de la caisse 10 et contre un bord de montant 60.
En variante, le support 22 est préalablement monté sur le dispositif 18 et le sous-ensemble ainsi constitué est ensuite monté sur la caisse 1 0.
La position d'utilisation de la structure 24 sur la caisse 1 0, correspond donc ici à la position obtenue selon le trièdre (X, Y, Z) de référence après actionnement des moyens de verrouillage pour immobiliser la structure 24 et le support 22 par rapport à la caisse 1 0.
Avantageusement, les seconds moyens 28 de la structure
24 comporte des moyens de centrage, tels qu'un centreur 62, qui est reçu dans un trou complémentaire 64 du support 22 de manière à positionner selon les axes X, Y, Z le support 22 par rapport à la caisse 1 0 dans la position déterminée de fixation.
On décrira maintenant plus en détails les opérations successives de fonctionnement de la structure de montage 24 du dispositif 1 8.
Comme on peut le voir sur la figure 1 , le support 22 ayant été préalablement monté sur la caisse 1 0, on procède alors au montage de la structure 24 sur la caisse 10.
Pour ce faire, on monte la structure 24 selon un mouvement transversal en direction de la caisse 1 0, suivant les traits mixtes représentés sur la figure 1 , de manière à insérer respectivement les pions avant 32 et arrière 34 dans les trous avant 36 et arrière 38, ainsi que les tétons de blocage avant 50 et arrière 52 dans les orifices correspondants 54 et 56.
De plus, le centreur 62 de la structure 24 est introduit dans le trou correspondant 64 du support 22 de sorte que le support 22 est dès lors liés en déplacement à la structure 24.
La structure 24 se trouve après son montage dans la position illustrée à la figure 2.
Comme expliqué précédemment, la structure 24 n'est pas encore positionnée dans la position d'utilisation qui n'est atteinte qu'après l'actionnement des moyens de verrouillage 42 pour immobiliser la structure 24.
En effet, avant son immobilisation, la structure 24, bien que montée sur la caisse 1 0, est susceptible de se déplacer selon
au moi ns u n ou deux axes X' et Y' du référentiel de position nement (X', Y', T) donné.
La structure 24 étant dans la position montée i llustrée à la figure 2, on actionne alors la poignée 46 pou r commander le déplacement du doigt de verrouillage 44 et des tétons de blocage
50 et 52 depuis leur position de repos jusqu'à leur position de verroui llage.
La poignée 46 est par exemple déplacée en rotation un quart de tou r suivant la flèche F ce qui provoque si mu ltanément d'u ne part le déplacement en rotation du doigt de verroui llage 44 qui vient prendre appui contre la face verticale i nterne de la caisse 1 0 et, d'autre part le déplacement en translation de chacun des tétons de blocage 50, 52 en direction de l'axe transversal A.
Le doigt de verroui llage 44 position ne la structure 24 dans sa position d'uti lisation selon l'axe transversal Y', la collerette an nu lai re 40 de butée étant avantageusement en appui contre la su rface de la caisse 1 0 en vis-à-vis qui est adjacente au trou 38.
Les tétons de blocage 50 et 52 se déplacent en sens opposé pou r se rapprocher jusqu'à ce que chacu n des tétons viennent coopérer avec une partie du bord du trou 54, 56 pour position ner la structure 24 selon l'axe X'.
La structure 24 est par conséquent i m mobi lisée dans sa position d'utilisation et le support 22 se trouve automatiquement dans sa position déterminée de fixation . Par conséquent, le support 22 ai nsi correctement position né est susceptible d'être fixé solidai rement à la caisse 1 0 par l'i ntermédiai re de moyens de fixation , tels des vis.
Les moyens de fixation comportent par exemple deux premières vis 66 qui sont reçues transversalement dans des trous correspondants 68 du support 22 et de la caisse 1 0, et une seconde vis 70 qui est reçue verticalement dans un trou complémentai re 72.
La seconde vis 70 est agencée à l'extrémité longitudinale avant du support 22 tandis que les premières vis 66 sont situées sur la partie longitudinale arrière.
Le support 22 étant fixé sur la caisse 10 en étant correctement positionné, on actionne en sens opposé la poignée 46 pour déplacer les moyens de verrouillage 42 en, position de repos et procéder au démontage de la structure 24 qui peut alors être utilisée pour répéter l'opération de montage d'un support 22 sur le véhicule 12 suivant. Avantageusement, la structure provisoire de montage 24 est réalisée en un matériau résistant et léger, tel que de la fibre de carbone ou matériau similaire, de manière à être aisément manipulée par un opérateur en permettant un respect des cadences de montage. Le dispositif 1 8 pour le montage de pièce 22 selon l'invention est donc particulièrement flexible à mettre en œuvre notamment en ce qu'il ne requiert pas de mise au point longue et coûteuse.
Par conséquent, la structure provisoire de montage 24 permet un gain de temps très appréciable, en particulier lors du démarrage d'une nouvelle chaîne de montage et ne nécessite aucune opération de maintenance
Avantageusement, la structure de montage est susceptible d'être utilisée par un opérateur de manière totalement indépendante des autres postes que comporte la chaîne de montage.
Bien entendu, le montage su support d'aile 22 ne constitue qu'un exemple non limitatif de pièce susceptible d'être positionnée grâce à la structure 24 selon l'invention.