Brevet FR2479785A1 — publié le 19811009

Balancelle polyvalente pour chaînes d'assemblage de produits manufac- turés, notamment de véhicules automobiles. La présente invention se rapporte à une balancelle polyvalente pour chaines d'assemblage de produits manufacturés, et notamment pour chai- nes de production de véhicules automobiles. L'expérience montre qu'une grande diversité de systèmes et moyens de translation sont employés lors de l'élaboration de certains produits manufacturés relativement volumineux et complexes, et en particulier des véhicules automobiles depuis le début d'assemblage des caisses en blanc jusqu'à la sortie des véhicules en fin de chaine de finition. C'est ainsi que sont successivement et/ou alternativement utilisés des convoyeurs aériens et circuits monorails avec palans, balancelles et palonniers, et des chaînes au sol, à tabliers, à galets de roulement et voie de guidage, à rouleaux commandés ou libres, faisant indifféremment intervenir des luges, des traîneaux, des chariots tractés ou poussés, etc... Il en résulte la mise en oeuvre d'une importante variété de ma- tériels, dont il est souvent nécessaire de recycler à vide les éléments mobiles en fin de chaque tronçon d'installation, génératrice de nom- breuses manipulations et manutentions mécanisées ou manuelles entre ces différents tronçons, et grevant les coûts d'étude, de réalisation, de fonctionnement et d'entretien de telles chaines de production. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités par l'utilisation sur l'ensemble de la chaîne d'assemblage d'un moyen de translation standard unique, apte à procurer cependant une liberté d'accès optimale à la totalité du produit tout au long de ses différentes phases d'assemblage, et ceci aussi bien pour le personnel servant que pour les moyens d'alimentation en pièces déta- chées et les outillages. Le convoyeur aérien à balancelles constitue apparemment le système de translation le plus approprié pour répondre à ces critères, car il offre une très grande souplesse de positionnement dans l'espace, selon les nécessités, des produits à assembler, rendant ainsi ergonomiquement fiables, à hauteur humaine normale, toutes les opérations manuelles à -2pratiquer sur ces produits, et ce sans avoir recours à dlimportants travaux de génie civil pour l'implantation de la chaîne de production. En outre, une telle installation,de par les investissements plus mo- destes et les moindres compétences techniques qu'elle implique, est particulièrement appropriée à la réalisation d'usines de montage dans les pays en voie de développement. La balancelle polyvalente pour chaînes d'assemblage de produits manu- gacturés, notamment de véhicules automobiles, comportant au moins un élément supérieur d'accrochage à un dispositif d'entraînement par convoyeur aérien, selon l'objet de la présente invention, se compose - de deux arceaux verticaux, sensiblement en forme de C largement ouvert, reliants chacun séparément l'élément supérieur d'accrochage à au moins un plot inférieur distinct d'ancrage pour la structure de soubassement des produits à assembler, lesdits arceaux étant indépendemment articulés autour d'un axe sensiblement vertical avec un grand débattement auto- risant un accès aisé à la totalité desdits produite pendant l'ensemble de leur assemblage. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, chacun des arceaux, respectivement situés à l'avant et. à l'arrière de la balancelle est di- rectement monté pivotant sur l'élément supérieur d'accrochage, et arti- culé à son extrémité inférieure au centre d'un couple distinct de plots d'ancrage, l'élément de liaison entre lesdits couples de plots d'ancra- ge étant uniquement constitué, en période d'utilisation, par la structure de soubassement des produitsàassembler, assurant ainsi une grande acces- sibilité aux parties inférieures de cette structure. Par mesure de sécurité chaque plot d'ancrage est muni d'un moyen de verrouillage de la structure de soubassement des produits à Assembler sur ladite balancelle. De préférence, chaque moyen de verrouillage est constitué par un verrou rotatif dont la mise en rotation de la tête, de forme connue en soi sensiblement parallélépipèdique afin de venir s'engager dans des loge- ments appropriés de la structure de soubassement des produits à assem- bler, est assurée par la coopération d'une suite ininterrompue de -3 quatre rampes de commande sensiblement conformées en dents de loup pratiquées sur la surface latérale de la portée cylindrique de pivo- tement du verrou avec au moins un ergot radial solidaire d'unebague montée verticalement coulissante autour du corps de verrou, de sorte que chaque soulèvement provoqué de cette bague coulissante engendre une rotation d'un quart de tour de la tête de verrou. De ce fait, le soulèvement de la bague coulissante engendrant la mise en rotation de la tête de verrou peut être automatiquement assuré par la présence de rampes ou butées judicieusement disposées aux postes appropriés sur le parcours de la chaine d'assemblage, pour procéder au verrouillage et déverrouillage des produits à assembler. Lorsque les produits à assembler sont des véhicules automobiles, les logements de leur structure de soubassement pour les plots d'ancrage et de verrouillage pourront fort avantageusement être constitués par les logements de réception et de positionnement de tête de cric élévateur sous leur cadre-chassis. Enfin suivant une variante de réalisation préférée, l'élément supé- rieur d'accrochage comporte une barre transversale horizontale munie de galets libres en rotation à chacune de ses extrémités, formant sta- bilisateur horizontal par coopération de manière connue en soi desdits galets avec des rails de guidage latéraux solidaires de la structure de support du convoyeur aérien afin de prévenir tout balancement de l'ensemble pendant les interventions sur les produits en cours d'assem- blage. La compréhension de la présente invention sera facilitée par la des- cription suivante d'un exemple non limitatif de réalisation d'une telle balancelle polyvalente pour chaines d'assemblage de produits manufacturés, notamment de véhicules automobiles, en référence aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en perspective cavalière d'une balancelle polyvalente selon l'invention; - Les figures 2a à 2f sont des vues schématiques en élévation illus- -4 - trant différents stades successifs d'assemblage d'un véhicule automo- bile à l'aide d'une balancelle polyvalente selon l'invention; - Les figures 3 et 4 sont respectivement des vues en élévation et en plan d'un premier moyen de verrouillage des produits à assembler sur la balancelle polyvalente selon l'invention; - Les figures 5 et 6 sont respectivement des vues en élévation et en plan d'un second moyen de verrouillage des produits à assembler sur la balancelle polyvalente selon l'invention. Ainsi qu'il apparaît plus particulièrement sur la figure 1, la balan- celle comportant un élément supérieur 1 d'accrochage à l'aide de pattes 2 appropriées à.un quelconque dispositif d'entraînement par convoyeur aériense compose conformément à l'objet de l'invention, de deux ar- ceaux verticaux 3, sensiblement en forme de C largement ouvert, respec- tivement situés à l'avant et à l'arrière de ladite balancelle, et re- liants chacun séparément l'élément supérieur 1 d'accrochage à un couple distinct de plots d'ancrage 4 pour la structure de soubassement des produits à assembler, constituée dans le cas des figures 2a à 2f par le cadre-chassis 5 de véhicules automobiles. Chacun des deux arceaux 3 est respectivement monté pivotant, à l'aide d'une première chape 6, sur l'élément supérieur 1 d'accrochage, et à son extrémité inférieure, sur une seconde chape 7 solidarisée au centre d'un tube de liaison 8 relevé à ses extrémités pour définir chaque couple distinct de plots d'ancrage 4. Les arceaux 3 sont donc indépendamment articulés autour d'un axe sensi- blement vertical avec un grand débattement angulaire, de l'ordre de 180 degrés, autorisant ainsi que le montrent- clairement les figures 2a a 2f un accès aisé à la totalité des produits, en l'occurence des véhicules automobiles, pendant l'ensemble de leur assemblage. En outre, le seul élément de liaison et de raidissement entre les couples dis- tincts de plots d'ancrage 4 est uniquement constitué, en période d'u- tilisation, par la structure de soubassement 5 des produits à assembler, assurant également une grande accessibilité aux parties inférieures de cette structure, tout en allégeant les balancelles lors de leur circuit 5- de retour à vide. En règle générale, en position normale des arceaux 3 dans le plan de symétrie de la balancelle, les interventions peuvent s'effectuer sans aucune gêne sur 95 % environ de la surface totale des produits à assembler, et il suffit d'un faible déplacement desdits arceaux 3, imprimé manuellement par un opérateur ou par un dispositif appro- prié implanté à l'endroit déliré sur la chaine d'assemblage pour dé- gager les 5 % restants. Néanmoins, le grand débattement des arceaux 3 s'avère très utile pour dégager entièrement la partie avant ou arrière des produits à assembler, notamment lors de l'approvisionnement d'élé- ments de grandes dimensions ou pour faciliter l'évacuation en fin de chaine des produits terminés. Par mesure de sécurité chaque plot d'ancrage -4 est muni d'un moyen de verrouillage 9 de la structure de soubassement 5 des produits à assem- bler sur la balancelle. De même l'élément supérieur 1 d'accrochage comporte une barre transversale horizontale 10 munie de gallets 11 libres en rotation à chacune de ses extrémités, formant stabilisateur horizontal par coopération de manière connue en soi desdits galets 11 avec des rails de guidage latéraux, non représentés sur les figures annexées, solidaires de la structure de support du convoyeur aérien afin de prévenir tout balancement de l'ensemble pendant les interven- tions manuelles ou automatisées sur les produits en cours d'assemblage. Pour des installations de faible importance le moyen de verrouillage 9 pourra être constitué par un verrou rotatif à actionnement manuel, du type représenté par les figures 3 et 4, et comprenant une tête 12, de forme connue en soi sensiblement parallélépipédique afin de venir s'en- gager dans un logement approprié de la structure de soubassement 5 des produits à assembler, munie d'une collerette inférieure moletée 13 per- mettant de lui imprimer un mouvement alternatif de rotation de 90 degrés, et prolongée par une portée cylindrique 14, tourillonnant dans chaque extrémité supérieure des tubes de liaison 8 formant les couples de plots d'ancrage 4, et limitée en translation et rotation par la coopération de butées 15 vissées radialement dans ladite portée cylindrique 14 et de lumières horizontales 16 correspondantes pratiquées chacune sensi- _6 blement sur un quart de la section desdits tubes 8 à proximité des ex- trémités de ceux-ci, afin de n'autoriser qu'une rotation d'un quart de tour desdites têtes 12 de verrouillage. Selon une variante de réalisation préférée du moyen de verrouillage 9, représenté&, par les figures 5 et 6, celui-ci est également constitué par un verrou rotatif comportant une tête 17 de forme similaire à la tête du verrou précédent, prolongée par une portée cylindrique 18, montée libre en rotation dans un corps tubulaire 19 de verrou vissé en extrémité des tubes 8 de plots d'ancrage 4, et immobilisée en trans- lation dans ledit corps 19 de verrou par l'action simultanée d'une col- lerette d'appui supérieure2O et d'une rondelle de butée inférieure 21 solidarisée par vis axiale,22 à ladite portée cylindrique 18. La mise en rotation de la tête de verrouillage 17 est alors assurée par la coopération d'une suite ininterrompue de quatre rampes 23 de commande sensiblement conformées en dents de loup pratiquées sur la surface la- térale de la portée 18 avec deux ergots 24 diamétralement opposés, cou- lissant dans des lumières verticales 25-correspondantes pratiquées dans le corps 19 de verrou, et radialement solidaires d'une bague 26 montée verticalement coulissante autour dudit corps 19 de verrou, de sorte que chaque soulèvement provoqué de cette bague 26 engendre une rotation d'un quart de tour de la tête de verrou 17. Chaque ergot 24 comporte également un prolongement 27 s'étendant ex- térieurement à la bague coulissante 26, et formant organe de manoeuvre dudit moyen de verrouillage. Le soulèvement de la bague coulissante 26 engendrant la mise en rotation de la tête de verrou 17 peut ainsi indifféremment, grâce à cet organe de manoeuvre, être assuré soit ma- nuellement, soit automatiquement par coopération desdits prolongements 27 avec des rampes ou butées escamotables judicieusement disposées aux postes appropriés sur le parcours de la chaine d'assemblage. Lorsque les produits à assembler sont, tels que représentés aux figures 2a e 2f, des véhicules automobiles, les logements de leur structure de soubassement 5 pour les plots d'ancrage 4 et de verrouillage 9, pourront fort avantageusement être constitués par les logements de réception et de positionnement de tête de cric élévateur sous leur -7- cadre-chassis. La balancelle polyvalente, objet de la présente invention., procure donc par des moyens simples donc fiables et peu onéreux, une accessibilité optimale à la totalité des éléments des produits à assembler, tout au long des différents phases de leur élaboration, que ce soit pour les opérateurs ou pour les moyens d'alimentation en pièces détachées et les outillages. Elle se prête donc aussi bien à une-utilisation sur des chaines relativement rudimentaires à majorité d'opérations manuelles, que sur des chaines fortement automatisées nécessitant par exemple une grande liberté d'accès et de débattement pour les bras de travail d'automates programmables, chaque balancelle pouvant fort bien être efficacement immobilisée et stabilisée par des moyens appropriés, associés entre autres au stabilisateur horizontal décrit antérieurement, pendant les temps d'opération desdits automates. Son domaine d'application ne se limite pas aux chaines d'assemblage de véhicules automobiles, mais peut s'étendre, tel que déjà mentionné précédemment, à toutes chaînes de production de produits manufacturés notamment relativement volumineux et complexes. De même, diverses mo- difications pourront être apportées au mode de réalisation décrit sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que les moyens de verrouillage 9 pourront être munis de manchons d'é- tanchéité assurant leur protection lors du passage des balancelles dans des installations de traitement de surface des produits à assembler. - 8 - REVENDICATIONS 1. Balancelle polyvalente pour chaines d'assemblage de produits ma- nufacturés, notamment de véhicules automobiles, comportant au moins un élément supérieur d'accrochage à un dispositif d'entraînement par convoyeur aérien, caractérisée par le fait qu'elle se compose de deux arceaux (3) verticaux, sensiblement en for-me de C largement ouvert, reliantschacun séparément l'élément supérieur d'accrochage (1) à au moins un plot inférieur (4) distinct d'ancrage pour la structure de soubassement (5) des produits à assembler, lesdits arceaux (3) étant indépendemment articulés autour d'un axe sensiblement vertical avec un grand débattement autorisant un accès aisé à la totalité desdits produits pendant l'ensemble de leur assemblage. 2. Balancelle polyvalente, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chacun des arceaux (3), respectivement situés à l'avant et à l'arrière de la balancelle, est directement monté pi- votant sur l'élément supérieur d'accrochage (1), et articulé à son extrémité inférieure au centre d'un couple (8) distinct de plots d'ancrage (4), l'élément de liaison entre lesdits couples (8) de plots d'ancrage (4) étant uniquement constitué, en période d'utili- sation, par la structure de soubassement (5) des produits à assem- bler, assurant ainsi une grande accessibilité aux parties inférieures de cette structure. 3.- Balancelle polyvalente, selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que chaque plot d'ancrage (4) est muni d'un moyen de verrouillage (9) de la structure de soubassement (5) des produits à assembler sur ladite balancelle. 4. Balancelle polyvalente, selon la revendication 3, caractérisée par le fait que chaque moyen de verrouillage (9) est constitué par un verrou rotatif dont la mise en rotation de la tête (17),de forme connue en soi sensiblement parallélépipédique afin de venir s'engager dans des logements appropriés de la structure de soubassement (5) des produits à assembler, est assurée par la coopération d'une suite ininterrompue de quatre rampes de commande (23) sensiblement conformées -9- en dents de loup pratiquées sur la surface latérale de la portée cylindrique (18) de pivotement du verrou avec au moins un ergot radial (24) solidaire d'une bague (26) montée verticalement coulis- sante autour du corps-(19) de verrou, de sorte que chaque soulèvement provoqué de cette bague coulissante (26) engendre une rotation d'un quart de tour de la tête (17) de verrou. 5. Balancelle polyvalente, selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le soulèvement de la bague coulissante (26) engen- drant la mise en rotation de la tête (17) de verrou est automatique- ment assuré par la présence de rampes ou butées judicieusement dispo- sées aux postes appropriés sur le parcours de la chaine d'assemblage. 6. Balancelle polyvalente, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les produits à assembler sont des véhicules automobiles et les logements de leur structure de soubasse- ment (5) pour les plots d'ancrage (4) ét de verrouillage (9) sont cons- titués par les logements de réception et de positionnement de tête de cric élévateur sous leur cadre-chassis. 7. Balancelle polyvalente, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément supérieur d'accrochage (1) comporte une barre transversale horizontale (10) munie de galets (11) libres en rotation à chacune de ses extrémités, formant stabilisateur horizontal par coopération de manière connue en soi desdits galets (11) avec des rails de guidage latéraux solidaires de la structure de support du convoyeur aérien afin de prévenir tout balancement de l'ensemble pendant les inter- ventions sur les produits en cours d'assemblage.