Brevet FR2396952A1 — publié le 19790202

La présente invention concerne sous sa forme forme fondamentale un appareillage destiné princi plaement au contrôle des châssis, carrosseries, caisses, cellules, ou autres structures, de la position des organes mécaniques, de la géométrie de la suspension, avant, pendant réparation ou restructuration par mesure des coordonées multidimensionnelles et angulaires. Cet appareil est constitué d'une base, servant de support à des instruments. de mesure, fixes ou mobiles, mécaniques ou ontiques, d'emploi universel ou semi-universel permettant d'assurer que le véhicule correspond au normes de dimensionnement imposes. Les appareils de contrôle montés sur la base sont contus pour être comnatibles et complémentaires entre eux de manière à suivre les besoins des ateliers de même nour être compatible et complémentaire avec les appareils de redressage0 Des appareils de contrôle sont déjà utilisés depuis de nombreuses années. Il en existe différents types, mais aucun ne permet un contrôle universel et précis. Les marbres ou bancs de contrôle et de redressages constitues d'une base. rigide, sur laquelle viennent se fixer de nombreux calibres généralement fixes destinés à immobiliser la structure, à verifier et à contrôler chacun un ou plusieurs points précis.Les cotes etant pratiquement toutes différentes, il en résulte que les constructeurs de msrbres doivent fabriquer autant de jeux de ralibres que de types de structure, voire même deux par type, l'un contrôlant éventuellement avec mécanique en place une deuxième mécanique denosee. Un tel système donne satisfaction en ce qui concerne la précision, exise des investissements considérables pour les ateliers oui ne peuvent s'équiper que des montages qu'ils utilisent le clus couramment. l'emmaga sinage après utilisation pose d'autres problèmes, celui de la manutention et du stockage. Un autre moyen de contrôler les carrosseries consiste à disposer sur une bSse servant aussi au redressage des traverses mobiles manuellement et à les équiper de pointes verticales reglables latéralement et verticalement. Si un tel ensemble permet de contrôler la position relative de quelques points accessibles directement du dessous. il ne permet pas un contrôle complet, points si- tués sur un plan vertical au quelconque alignement des axes, des entre axes, de la nosition des nlans, par exemple, et cela dans toutes les nositions. horisontale, ver ticale, oblique, quelconque. Un troisième moyen de vérification consiste après avoir r@mené tous les points à contrôler dans un même plan à l'aide de règles verticales à mesurer avec un faisceau lumineux de source unique et des déviateurs les distances entre les points ramenés dans le plan. Ce système en dehors des erreurs de lecture liees à l'utilisation de réglettes verticales ne permet comme le système précédent que des contrôles ponctuels. Il faut indiquer que les appareils cités ne sont pas compatibles entre eux, ce oui imnose à un atelier nui nasse à une nouvelle technique de contrôle de s'équi@er d'un ensemble complet de contrôle redressage. De même. tous ces app@reillages étant mise en nlace manuelle ils excluent une vérification rapide préalable de l'e'ten- due des dommages d'une structure supposée déformée avant d'éventuels travaux. Il était don@ n@cessaire de concevoir un appareillage de contrôle des structures par exemple les carrosseries, indenendant des divers moyens de redressage, mais com natible avec leur usage. Assurant un contrôle de qualité équivalente à celui des calibres fixes, mais d'usage universel. L'appareil selon l'invention permet suivant des urocedes nouveaux de satisfaire à ces exigences. L'appareil selon l'invention est caractérisé par l'utilisation de base, poutre ou cadre, par exefliple, ri de, formant un olan de référence nour le contrôle des coordonnées multidimensionnelles d'un objet disposé de manière précise par rapport à celui-ci nar un montage universel. La base sert de support à un ou plusieurs cur seurs ou chariots, sur lesquels sont fixes des jauges millimétrées, aui reliées entre elles nar des éléments de liaison peuvent Drendre toutes dispositions nécessaires pour etre amenées au contact avec les noints à verifier.Dans un deuxième cas d'annlication, un ou des supports universels permettent de disncser une source lumi neuse de telle manière qu'un faisceau lumineux, dont les coordonnées sont connues, soit projeté sur le point à contrôler permettant ainsi de déterminer optiquement les mêmes coordonnées du point. La projection complémentaire, simultanée ou non, d'un deuxième faisceau contenant la ou les coordonnées non déterminées par le premier, permet de déterminer les coordonnées manquantes. La base peut aussi être équipée de palpeurs mobiles suivant les 3 axes X Y Z, permettant ainsi de localiser chaque point avec précision. L'appareil est conçu pour être mis en oeuvre très facilement, que le contrôle nécessaire soit destine' à s'assurer des diverses cotes d'une structure hors une opération de réparation, soit à assurer un contrôle continu pendant réparation ou restructuration. Le centrale proprement dit s'effectue normalement en partant des cotes drorigine données par les constructeurs et qui permettent de constituer des fiches techniques indiquant les moyens à mettre en oeuvre, ainsi que la disposition de chaque appareil de contrôle utilisé. La conception de L'appareil permet aussi de mesurer les cotes d'une structure dont les données ne sont pas connues. Il suffit pour cela de mesurer les coordonnées point par point et de les relever. La présente invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, faite en regard des dessins en annexes et donnant à titre d'exemple non limitatifs plusieurs formes d'exécution et d'utilisation de cet annareil et permettant de faire ressortir d'autres objets et avantages de ladite invention. La figure 1 est une vue en persnective de l'appareil réalisé sous la forme d'une poutre. La figure 2 est une vue en couse de la noutre avec taux et curseurs. La figure 3 est une vue en bout d'un support universel. La figure 4 est une vue en perspective montrant une deuxième forme de réalisation possible selon l'invention de l'appareil sous forme d'un cadre. La figure 5 est une vue en perspective d'une poutre support équipée de jauges. La figure 6 est une vue d'un ensemble curseur, jauges, éléments de liaision et des embouts. La figure 7 est une vue en perspective d'une poutre support équipée de bras universels et de sources lumineuses. La figure 8 est une vue de deux témoins émantés. La figure 9 est une vue d'un témoin vissé. La figure 10 est une vue de deux témoins sous forme de bagues. La figure Il est une vue en perspective de l'appareil réalisé sous la forme d'une poutre et équipé de palpeurs. La figure 12 est une vue en perspective de l'appareil équipé dtinstzuments de mesure de la géométrie des roues. L'appareil figure 1 comprend une poutre 1 qui sert de support à un ou plusieurs curseurs 3. Le déplacement de la poutre et sa mise en oeuvre est facilité par les roues 4 mon tées sur les bras 5 réglables en hauteur. Pour permettre l'immobilisation et le positionnement de la poutre 1 plan de base des centrales* celle-ci est équipée d'un montage universel qui peut comprendre, figures 1-2 et 3. Les étaux 6 qui sont réglables longitudinalement sur la poutre I, des traverses 7 qui sont elles réglables latéralement sur les étaux 6. Les supports 8 réglables laté ralement sur les traverses permettent la fixation de l'ensemble, sur la structure à contrôler elle-meme sur un appareil de manutention, sur un banc de redressage ou encore directement au sol sur des scellements appropriés. Pour ce faire, les supports 8 sont équipés figure 3 de griffes verticales 81, horizontales 82 qui peuvent par exemple se fixer sur les bords des soudures par résistance et de trous ronds ou mer taiss 83. L'immobilisation des supports 8 sur les traverses 7 s'effectue par un exentrique 86. Dans les cas particuliers où la forme de la structure ou des appareils supports le nécessite, des montages spéciaux peuvent remplacer les supports 8 et m8me les traverses7. La figure 4 donne un deuxième exemple de réalisation de la base support sous la forme d'un cadre 2 immobilisé dans le cas de figure sur un banc de redressage 9. La base 1 ou 2 servant de plan de référence pour le centrale* il est nécessaires de l@ positionner par rapport à la structure à contrôler. Pour ce faire, les appareil nui sont décrits ci-après sont avec les fiches techniques, réglés sur au minimum 7 Points non en ligne de la structure, jugés non formes, les plus éloignes possible les uns des autres. La base 1 est alors positionnée longitudiiinalement par déplace- ment dans les étaux 6 transversalement par déplacement des etaux sur les traverses 7 et verticalement par la vis sans fin 84 des supports 8. Quand les points de référence sont tous positionnés, l'ensemble est immobilisé par les exentriques 61 et 62 et la vis 85. Le montage des moyens de mesure sur la base 1 ou 2, s'effectue par l'intermédiaire d'un ou plusieurs curseurs 9 ou chariots 150 mobiles longitudinalement et qui pen- vent être immobilises par un exentrique 31. le guidage et le déplacement de c@ux-ci pourront être avantageusemen facilités par les glissières 1-1. Pour permettre de repèrer la position des curseurs ou chariots sur la base, celle-ci est équipée d'une ou plusieurs règles fixes 1-2, un index 32, fixé sur les curseurs ou les chariots, permet de contrôler en permanence la position des curseurs ou chariots sur la base. Une ou plusieurs autres règles 1-3, mobiles longi tudinale- ment, sur lesquelles sont fixées une butée 1-4 permettant leur immobilisation et servant de repères a' une position déterminée. La butée et les règles mobiles pourront entre rendues temporairement solidaires d'un curseur ou chariot, permettant ainsi la lecture directe de la cote de celui-ci par rapport a' un autre curseur ou chariot ou à tout point. D'autres dispositifs de mesure pourront être mis en oeuvre tels des compteurs mé- caniques ou électriques ou des règles souples. La figure 5 montre le montage sur la base 1 de jauges 10. Celles ci sont constituées de bras millimétrés droits 101 ou coudes 102, de longueur variable. Pour joindre les points à controler les jauges 10 peuvent prendre toutes les dispositions désirées. Pour ce faire figure 6, les goussets 33 montés sur les curseurs sont équipés de secteurs 34, de même le montage des entre elles s'ef F@@es fectue par des liaisons 111-112-113, ou réglables 114, ce qui permet de donner toutes les positions angulaires voulues. La figure 5 donne quatre exemples non iiiitatifs de positionnement, que les points soient situes symétriquement dans les plans verticaux accessibles de l'exté- rieur comme A1 et A2, nue ceux-ci sént situés dans une même plan horizontal mais décalés suivant l'axe longitudinal, comme HI B2, ou encore disposés symétriquement dans les plans obliques Ct C2, eu dernier exemple situé dans un plan quelconque accessible par le dessus. Les points à contrôler étant de nature très différente, il est néc@ssaire d'équi per les jauges 10 d'embouts 12 adoptes aux points à contrôler et à montage rapide. La figure 6 donne quelques exemples de réalisation, c8ne avec épaulement 121, plaque rondelle 122, axe 123, plaque à entre axes variables 124 et 125. Les embouts 122 123 124 125 pourront être équipés de bagues intermédiaires permettant le contrôle de dia metres différents avec un même embout. Ces exemples ne sont pas non plus limitatifs, d'autres types d'embouts pourront être @@@@tés en fonction des besoins. La figure 7 montre la deuxième forme possible de contrôle par mesure optique des coordonnées d'une structure. Pour ce faire, et sous une forme de realisetion simple, la source lumineuse E1, montée sur des supports S1, situé dans le plan de référence XY de la poutre et perpendioulaire à celle-ci donc parallèle à Y et S2 perpendiculaire au ulan de référence donc a 51 et parallèle è Z, emet un faisceau lumineux F1 parallèle à S1. par déplacement longitudinal de S1 et S2 suivant X.et de E1 sur S2 suivant Z, le faisceau lumineux F1 est amené sur P1. Il ne reste plus alors qu'à lire sur la poutre 1 et sur S2 les coordonnes Xi et Z1 de Pi.La même source lumineuse ou une seconde située en E2 sur S1 projettant un faisceau lumineux F2 perpen- diculaire à S1 est déplacée sur son support suivant l'axe Y jusqu'à rencontre avec P1. La distance Y1 nermet alors la mesure de la troisième coordonnée du point. Il est à noter que la mesure Y1 peut se faire avant Z1 et que dans ce cas F2 Ptant parallèle à Z donc à S2, Xi est déjà déterminé par F2. D'autres dispositions que celles qui viennent entre indiquées peuvent être adoptées, c'est ainsi oue la mesure Y1 neut se faire de E3 situé sur un support S3 quelconque sur X pourvu que celui-ci soit nomme S1 situé dans le vlan de référence XY et perpendiculaire à X. Le faisceau F3 étant dirigé obliquement sur P1 tout en restant perpendiculaire à 83. Un troisième exemple de disposition est indiqué pour le contrôle de P2, la locali sation suivant XY se faisant par Fa F4 en appliquant des règles enoncees précédem- ment S5 et E5 étant décalé latéralement suivant X pour éviter un obstacle, La fais ceau F5 diri@é obliquement sur P2 tout en restant parallèle au plan de reference XY, permet la mesure 32. D'autres dispositions orthogonales ou angula@res peuvent être données aux supports sources, ou faisceaux lumineux, c'cst ainsi que des noints symétriques ou non nourront être contrôlés simulta@ément par l'emploi de plusieurs supports et sources lu mi@euses. Pour des rais@ns de sim@lif@cation l'on pourra utiliser les curseurs, j@uges et les éments de liaison dé@rits pré@édemment figure 5 et 6 pour le positionnement, le déplacement et la lecture de 19 nosition des sources lumineuses. Les sources lumineuses pourront entre de différentes natures, lampe à filament, à gaz, ém@tt@ur leaser avec l'équipement optique adéquat. etc. Pour faciliter le contrôle, les points à vérifier pourront être équipés de témoins sur lesquels les faisceaux lumineux seront loca@@@és. Figure 8 @@ contrôle d'un plan est facilité par des témoins aimantés 131 et 131' Figure 9 un axe, une vis sont équipés d'un témoin vissé, 132 Figures 10 deux bagues 133 133' permettent de contrôler l'alignement d'un axe. Ces témoins pourront être fixés par aim@ntation, vissage, agrafage, les exemples don nés n'étant pas limitatifs. Le troisinme forme de réalisation des instruments de mesure est constituée par un ou plusieurs palpeurs 140 141 141' à déplacement indépendant ou symétrique deux par deux, figure i i. Le deplacement des palpeurs 140 141 141' résulte de la combinaison des mouvements des chariots 150 151 151' 152 152' sur des glissières 160 161 161' 162 162' respectivement parallèles aux 3 axes du référenti@l trirectangle X Y Z. Dans le cas du montage de deux palpeurs symétriques, l'un des deux laineurs pourra être débraye ou escamoté si nécessaire. Une forme de réalisation complèmentaire donnera la cossibilito d'incliner les glissières suivant un ou deux angles déterminés, permettant ainsi le contrôle de positions dans des uhlans obliques ou quelconques. Le déplacement des chariots s'effectue par commande mécanique ou numérique de ceux-ci . Dans le cadre de déplacement mécanique la commande pourra se faire à distance avec un tableau d'@ffichage des coordonnées. Dans le cas de commande numérique, un programme specifique à la structure à contrôler sera mise en glace permettant le nositionnement automatique des palpeurs. L'extrémité des palpeurs pourra être pauinée, si on le souhaite d'embouts 12, identiques à ceux présentés figure 6. La figure 12 montre une autre caractéristique de l'invention os qui consiste à uti- liser la base 1 comme support pour le positionnement des divers instruments permet- tant le contrale de la géométrie des roues. Les curseurs @@uges décrits précédemment servant au montage des divers appareils de mesure existants. Comme il est dit précédemment l'invention ne se limite pas aux formes de rdali- sation qui viennent d'entre indiquées, mais comprend toutes les variantes de réali- sation. L'invention assure donc un appareillage de contrôle universel des carrosseries ou autres structures, évitant de lier l'outillage de redressage et de contrale et permettant aux ateliers de disposer d'un matéri@l évolutif noir le contrôle de struc ture. dans l'automobile, les divers autres movens de transport ou l'industrie. RFNI CATI ONS 1. Appareil servant å contrôler des châssis, carrosseries, caisses, cellules ou autres structures, à vérifier la position et les angles des organes mécaniques de ceux-ci, par mesure des coordonnées multidimensionnelles ou angulaires, caractérisé par l'emploi d'une base rigide, cadre ou poutre formant un plan de référence pour les mesures et servant de support universel à divers moyens de mesures par l'inter- médiaire de curseurs ou chariots fixes ou mobiles longitudinalement sur la base, dont la position sur la base peut être connue en permanence par l'intermédiaire d'in dex en corresnondance avec des règles fixes ou mobiles montées sur la base. 2. L'appareil selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les règles mobiles sont éauip2es d'une butée qui permet de les immobiliser et en ce qu'elles peuvent être rendues solidaires d'un curseur. 3. L'appareil selon la revendication I caractérisé par le fait qu'il est équipé de roues montées sur des bras réglables en hauteur et de montages universels permettant son immobilisation sur des supports déterminés et son positionnement vis-à-vis de la structure b contrôler suivant les 3 axes orthogonaux X Y Z. 4. L'appareil selon la revendication t caractérisé par le fait que l'un des moyens de mesure est constitué par des jauges ou des piges millimétrées qui peuvent prendre toutes dispositions voulues pour accéder horizontalement, verticalement obliquement ou suivant une disposition quelconque aux points à contrtler suivant la position la plus favorable aux mesures. .5. L'appareil selon les revendication3 1 et 4 caractérisé par le fait que les jauges ou piges montées sur curseurs ou chariots sont reliées entre elles par des éléments de liaison fixes ou réglables suivant l'angle voulu et que ceux-ci permettent de lire en permanence la position des jauges ou piges et les positions angulaires et de les immobiliser. 6. L'appareil selon les revendications 1 et 4 caractérisé par le fait que les jauges, piges, palpeurs peuvent recevoir des embouts adaptés aux contrôles à effectuer et que ceux-ci peuvent prendre la forme de canes avec des épaulements correspondant aux à à contrôler, d'axe et de rondelles de différent , de plaques avec des entre-axes réglables et en ce que des bagues interchangeables peuvent être montées sur ces derniers types d'embouts. 7. L'appareil selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la détermination optique des coordonnées d'un point, axe ou plan se fait par la projection sur ceux-ci de faisceaux lumineux contenant ses coordonnées et en ce que un faisceau lumineux ne pouvant être déterminé que suivant une ou deux coordonnées, la détermination des coordonnées restantes est faite par un -ou des faisceaux complémentaires, simultanés ou non, contenant les coordonnées restant è déterminer et qu'il est possible d'utiliser différentes sources lumineuses, lampes a zaz, è incandescence, ou rayon laser avec les movens optiques nécessaires. 8. L'appareil selon les revendications 1-4-5-7, caractérisé par le fait que les sources lumineuses, par l'intermédiaire de supports universels réglables longitudinalement, latéralement, verticalement et suivant toutes positions angulaires, puissent prendre toutes dispositions voulues, de telle sorte sue le faisceau lumineux qu'elles émettent puisse être projeté sur le noint à contrôler et que sa nosition soit détermince par rapport au plan de base et en ce que les supports universels peuvent notam- ment être constitués par les curseurs chariots, les jauges et les éléments de liaison 9.L'appareil selon les revendications 7 et 8 caractérisé par le fait que les points à contrôler peuvent être équipés de témoins fixes de formes et de dimensions déterminées et en ce que ces témoins peuvent être fixés par aimenhtation, agrafage ou vissage. 10. L'appareil selon la revendication t caractérisé par le fait que l'un des moyens de mesure des coordonnées de points, axes, plans est constitué par des palpeurs uniques ou symétriques deux par deux, mobiles suivant les 3 axes du référen ciel trirectangle et dont le déplacement commandé à distance par intervention manuelle avec affichage des coordonnées,ou commande numérique, se fait par des chariots à déplacement mécanique sur des glissières parallèles ou inclinées par rapport aux 3axesde référence. 11. L'appareil selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que la base et les divers montages servent de support pour le positionnement des divers instruments permettent de mesurer, la nosition. l'ali@nement et les angles des roues et des suspensions et directions.