Brevet FR2564537A1 — publié le 19851122

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'assemblage de pièces pouvant être utilises notamment,dans le domaine de la construction automobile. On sait qu'il est fréquent en mécanique et particulièrement dans le domaine de la constructìon de carrosseries d'automobiles où les tolérances de fabrication-sont relativement larges,d'avoir à assembler deux pièces ayant des références de position différentes ou en d'autres termes des systèmes de référence différents.Pour illustrer une telle situation,on citera deux exemples - une porte d'automobile comporte un panneau intérieur et-un panneau extérieur.Le panneau intérieur doit être positionné par rapport à l'ouverture de la carrosserie ou baie - qui doit être obturée par la porte.Par contre,le panneau extérieur doit être référencé par rapport aux charnières,qui elles,ne sont pas positionnées rigoureusement par rapport à la baie. - un panneau de fermeture de.coffre est constitué par un panneau extérieur et par une armature intérieure. Cette dernière,par l'intermédiaire de laquelle le panneau est articulé sur la carrosserie,a pour référence l'articulation sur cette même carrosserie,tandis que le panneau extérieur doit être centré par rapport à l'ouverture du coffre qui n'est pas nécessairement positionnée de façon rigoureuse par rapport à l'articulation. Dans une telle situation,les deux pièces à assembler et dont les références de position sont différentes, ne peuvent être solidarisées avant leur montage,car dans de nombreux cas l'une d'entre elles ne serait pas correctement positionnée par rapport à son organe de référence. Par ailleurs,l'assemblage par soudure au cours du montage et après que les deux pièces aient été positionnées correctement par rapport à leurs organes de référence pose également des problèmes pratiques auxquels l'invention se propose précisément de remédier. L'objectif recherché est en effet de réaliser un dispositif d'assemblage entre deux pièces ayant des références de position différentes,ce dispositif devant être relativement simple,facile à mettre en oeuvre et d'un prix de revient raisonnable. A cet effet,l'invention a principalement pour objet un dispositif d'assemblage entre deux pièces ayant des références de position différentes,caractérisé en ce qu'il comprend un premier organe porté par l'une des pièces à assembler,un deuxième organe porté par l'autre pièce à assembler et au moins un organe intermédiaire,cet organe intermédiaire étant porté,avant l'assemblage par le premier organe de façon à pouvoir se déplacer à peu près librement par rapport à lui suivant une première direction,puis suivant une deuxième direction à peu près perpendiculaire à la première,l'organe intermédiaire et le premier organe comportant des moyens complémentaires pour fixer leur position relative- suivant la première direction,ces moyens complémentaires entrant en prise lors du déplacement suivant la deuxième direction,l'organe intermédiaire et le deuxième organe pouvant subir un déplacement relatif suivant la deuxième direction et comportant des moyens complémentaires pour fixer leur position relative suivant une troisième direction à peu près perpendiculaire à la deuxième. Suivant d'autres caractéristiques - lesdits moyens complémentaires comprennent des paires de surfaces crantées ou striées - le deuxième organe comporte une tige munie de stries circulaires,coopérant avec des pattes élastiques ou griffes d'un troisième organe fixé sur la deuxième pièce. L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage entre deux pièces ayant des références de position différentes,caractérisé en ce qu'on positionne complètement l'une de ces pièces,on positionne la deuxième suivant deux directions alors que cette deuxième pièce est relativement éloignée de la première,puis on rapproche la deuxième pièce de la première suivant une direction à peu près perpendiculaire aux deux premières et l'on amène en prise les éléments constitutifs d'au moins un dispositif tel que défini ci-dessus. L'invention va être décrite plus en détail ci-dessous en se référant aux dessins annexés,donnés uniquement à titre d'exemples et sur lesquels - la Fig.1 est une vue en perspective éclatée d'un premier mode de réalisation du dispositif suivant l'invention - la Fig.2 est une vue de détail en élévation d'une partie de ce dispositif - la Fig.3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la'Fig.2 - la Fig;4 est une vue analogue à celle de la Fig.1 d'une variante - les Fig.5,6 et 7 sont des vues en perspective avec arrachements illustrant des phases successives du procédé d'assemblage suivant l'invention. Les Fig.1 et 4 correspondent à des variantes dont une partie importante est commune,de sorte que les mêmes numéros de référence sont utilisés sur ces deux Figures. L'assemblage qui doit être effectué concerne deux pièces A,B qui peuvent être par exemple des panneaux intérieur et extérieur de portes de véhicules ou bien l'armature et le panneau extérieur d'un capot de fermeture de coffre.Bien entendu,de nombreuses autres applications peuvent être envisagées auxquelles le même dispositif et le même procédé s'appliquent. Suivant l'invention,la pièce A porte un premier organe 10 constitué par un boitier de forme générale pa- rallélpipdique fixé par sa face arrière il ou par ses faces latéralessur la pièce A et ouvert sur sa face avant 12 parallèle à sa face arrière. Les faces 11,12 ; 13,14 ; 15,16 de ce parallèlépipède sont respectivement perpendiculaires à trois directions Z, X et Y reportées sur la Fig. 1 et la Fig. 4. L'organe 10 comporte sur la surface interne de ses deux faces latérales opposées 15 et 16,perpendiculaires à la direction Y-Y, deux séries de crans ou de stries 17 s'étendant parallèlement à la direction Z-Z.Ces deux séries de crans ou de stries s'étendent sur une partie seulement de la longueur des faces 15,16 du boitier,à la partie arrière de ce dernier. Dans la partie avant de ce même boîtier est reçu un organe intermédiaire creux 20,ayant également une forme générale parallépipédique,dont les faces 21,22 ; 23,24 ; 25,26 sont respectivement parallèles aux faces correspondantes de l'organe1C.Cet organe intermçdiaire a une largeur suivant X-X inférieure à la largeur suivant la même direction du logement délimité par le boîtier 10 et il est prépositionné dans ce boiter et lié à ce dernier d'une façon déformable et destructible.C'est ainsi que,comme on le voit mieux sur la Fig.2,le boîtier 10 et l'organe intermédiaire 20 peuvent être moulés d'un seul tenant et reliés par des languettes souples 18 autorisant un déplacement relatif relativement libre entre ces deux organes suivant la direction X-X,ces languettes étant destructibles pour permettre ensuite un mouvement relatif de ces mêmes organes suivant la direction Z-Z.Suivant un autre mode de réalisation,le boîtier 10 et l'organe intermédiaire 20 peuvent être moulés séparément et être préassemblés par injection entre eux d'une mousse souple remplissant la même fonction que les languettes 18. En tout état de cause,l'organe intermédiaire 20 peut se déplacer par rapport au boîtier 10 suivant la direction X-X,puis sous l'effet d'un effort suffisant,il peut se déplacer par rapport à ce même boîtier suivant la direction Z-Z. L'organe intermédiaire comporte sur ses deux faces opposées 25,26 parallèles aux faces 15,16 du boîtier deux séries de crans ou de stries 27 complémentaires des crans 17 prévus sur le boîtier et également dirigées suivant la direction Z-Z.Avant l'opération d'assemblage les crans 17,27 ne sont pas en prise. I1 comporte également sur les deux surfaces internes opposées des faces 23,24,perpendiculaires aux faces 25,26,des séries de crans ou de stries 28 également parallèles à la direction Z-Z. Dans le mode de réalisation de la Fig.1,le dispositif est complété par un organe 30 solidaire de la pièce B et qui comporte une embase 31 à partir de laquelle s'étend une partie mâle 32 délimitant deux faces latérales 33,34 et terminée à son extrémité libre par deux pans coupés 35 dirigés obliquement par rapport aux faces latérales 33,34.Ces deux faces latérales 33,34 parallèles aux faces 23,24 de l'organe intermédiaire 20 comportent des crans ou des stries 38 complémentaires des crans 28 de l'organe intermédiaire.Un épaulement 36 est délimité entre l'embase et la partie mâle.La hauteur de la partie mâle 32, suivant l'axe Y-Y est sensiblement inférieure à la hauteur correspondante du logement délimité par l'organe intermédiaire 20. Dans le mode de réalisation de la Fig.4,l'orga- ne 30 comporte une queue cylindrique 39 d'axe Z-Z~munie de stries circulaires,cette queue cylindrique étant reçue dans une pièce 40 fixée sur la pièce B et qui comporte deux pattes ou griffes 41 élastiques qui viennent én prise sur les stries circulaires. Le pas des stries ,prévues sur les pièces 10,20 30 a une valeur suffisamment faible pour qu'une incertitude d'un pas soit toujours inférieure à la tolérance de position le long des trois axes X,Y et Z.Dans le domaine de la construction automobile et de la carrosserie ces tolérances peuvent être de l'ordre du millimètre. Le mode de mise en oeuvre de l'invention va être expliqué ci-dessous en se référant au mode de réalisation de la Fig.4,mais il est clair que ce mode de mise en oeuvre s'applique également,à l'exception de sa toute dernière phase,au mode de réalisation de la Fig.1. On supposera dans cette description que la pièce A est fixe et que l'assemblage s'effectue en déplaçant la pièce B vers la pièce A suivant la direction Z-Z.La pièce A a donc été positionnée et fixée par rapport à ses propres organes de référence.De même,la pièce B est positionnée par rapport à ses propres organes de référence, différents de ceux de la pièce A, tout d'abord dans le plan défini par les deux directions X et Y,puis ensuite le long de l'axe Z. Dans la première phase du déplacement de la pièce B vers la pièce A,manuellement ou par un robot,les pans cou pes 35 de l'organe 30 viennent en contact avec les bords de l'organe intermédiaire 20,ce qui provoque un déplacement de ce dernier le long de l'axe X-X, par rapport à la pièce 10.Lorsque l'organe intermédiaire 20 a pris sa position correcte suivant ce premier aXe,la partie mâle 32 de la pièce 30 pénètre dans l'organe intermédiaire 30 et les surfaces crantées 38,28 entrent en prise,fixant ainsi la position relative de la pièce 30 et de l'organe intermédiaire 20 suivant la direction Y-Y (Fig.5).Lorsque l'épaulement 36 de l'embase 31 vient en butée contre la face avant 21 de l'organe intermédiaire,ce dernier est entraîné suivant la direction Z-Z,vers le fond du boîtier 10,ce qui provoque la venue en prise des surfaces complémentaires 17 et 27 (Fig. 6).La coopération de ces surfaces striées fixe ainsi la position relative de l'organe intermédiaire 20 par rapport à la pièce 10 suivant la direction X-X. Dans le mode de réalisation de la Fig.1,on suppose que la course de l'organe intermédiaire 20 par rapport à la pièce 10 suivant la direction Z-Z est suffisante pour que la pièce B puisse atteindre sa position finale correcte avant la venue-en butée de l'organe 20 contre le fond de l'organe 10. Dans le mode de réalisation de la Fig.4,le procédé d'assemblage comporte une phase supplémentaire : le mouvement de l'équipage mobile constitué par la pièce B, la pièce 40,la pièce 30 et l'organe intermédiaire 20 suivant l'axe Z-Z se poursuit jusqu'S ce que l'organe intermédiaire 20 vienne en butée par sa face arrière 22 contre le fond du boîtier10 qui peut d'aille-urs être constitué par la pièce A elle-même.Lorsque cette butée se produit, la pièce B et la pièce 40 continuent d'être déplaces suivant la direction Z-Z,jusqu'à ce que la position correcte de la pièce B soit atteinte le long de cet axe Z-Z (Fig.7).Ce déplacement se produit en faisant sauter les griffes 41 élastiques de la pièce 40 sur les crans ou les stries annulaires 39 de l'organe 30. Ceci étant fait,les deux pièces A et B sont correctement assemblées et occupent leurs positions correctes par rapport à leurs organes de référence respectifs. Si l'on souhaite améliorer l'assemblage et réaliser un blocage entre ces deux pièces,on peut par exem= ple enduire de colle les divers éléments du dispositif d'assemblage,cette colle n'étant pas gênante pendant la phase d'assemblage et assurant ultérieurement après séchage ou durcissage un blocage définitif des divers éléments. On peut également envisager de relier les différents constituants du dispositif par des goupilles,après que l'opération d'assemblage décrite ci-dessus ait été effectuée. En variante,le déplacement de l'organe intermé- diaire20 suivant Z-Z peut se produire avant le déplacement complet du deuxième organe 30 par rapport à l'organe intermédiaire,suivant la même direction.Bien entendu,les références à une première et à une deuxième pièces sont tout à fait arbitraires et l'agencement du dispositif par rapport à ces deux pièces peut être inversé sans pour autant sortir du cadre de l'invention. I1 résulte de ce qui précède que le dispositif suivant l'invention répond bien aux objectifs recherchés. En effet,il est de construction simple et sa mise en oeuvre est particulièrement aisée puisque l'obtention et la fixation des positions relatives correctes des divers éléments s'effectue automatiauement par le simple déplacement de la pièce mobile en direction de la pièce fixe suivant une seule direction déterminée. - REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'assemblage entre deux pièces (A,B) ayant des références de position différentes,caractérisé en ce qu'il comprend un premier organe (10) porté par l'une des pièces à assembler,un deuxième organe (30;40) porté par l'autre pièce à assembler et au moins un organe intermédiaire (20),-cet organe intermédiaire étant porté, avant l'assemblage > par le premier organe (10),de façon à pouvoir se déplacer à peu près librement par rapport à lui suivant une première direction (X-X),puis suivant une deuxième direction (Z-Z) à peu près perpendiculaire à la première,l'organe intermédiaire (20) et le premier organe (10) comportant des moyens complémentaires (17,27) pour fixer leur position relative suivant la première direction,ces moyens complémentaires entrant en prise lors du déplacement suivant la deuxième direction (Z-Z),l'organe intermédiaire (20) et le deuxième organe (30) pouvant subir un déplacement relatif suivant la deuxième direction (Z-Z) et comportant des moyens complémentaires (28,38) pour fixer leur position relative suivant une troisième direction (Y-Y) à peu près perpendiculaire à la deuxième (Z-Z). 2 - Dispositif suivant Ia revendication 1,caractérisé en ce que le premier organe (10) constitue un boîtier de forme générale parallélépipédique,fixé par une de ses faces (face arrière 11) sur la première pièce (A) et ouvert sur sa face opposée ou face avant (12),ce boîtier comportant sur les surfaces internes de ses faces laterales opposées (15,16) parallèles à la première direction (X-X) des crans ou stries (17) parallèles à la deuxième direction (Z-Z) et qui ne s'étendent que sur une partie de la longueur desdites faces,à la partie arrière de ces der- nières. 3- Dispositif suivant la revendication 2,caractérisé en ce que l'organe intermédiaire (20) a la forme générale d'un parallélépipède creux, ouvert a une extrémité,dont la largeur suivant la premiere direction (X-X) est sensislement inférieure à la largeur interne,suivant la même direction,du premier organe ; il est reçu,avant assemblage dans la partie avant non crantée ou striée du premier organe (10) ; il est relié à ce dernier par des moyens de liaison souples et destructibles (18) autorisant un déplacement de l'organe intermédiaire (20) suivant la première direction (X-X),puis sous l'effet d'une force suffisante,un déplacement de ce même organe intermédiaire suivant la deuxième direction (Z-Z) et il comporte sur ses deux faces latérales (25,26) parallèles aux faces adjacentes (15,16) du premier organe des crans ou stries (27) complémentaires des crans (17) prévus sur le premier organe. 4 - Dispositif suivant la revendication 3,caractérisé en ce que l'organe intermédiaire (20) comporte sur les surfaces internes de ses deux autres faces latérales (23,24),parallèles à la troisième direction (Y-Y) des crans ou stries (28) coopérant avec des crans ou stries complémentaires (38) portés par le deuxième organe (30). 5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4,caractérisé en ce que le deuxième organe (30) comporte une embase (31) et une partie mâle (31) s'étendant à partir de cette embase et comportant deux faces latérales (33,34)parallèles aux faces correspondantes (23,24) de l'organe intermédiaire,ces deux faces parallèles (33,34) étant munies de crans ou stries (38) parallèles à la deuxième direction (Z-Z) et complémentaires des crans ou stries (28) internes de l'organe intermédiaire (20), ladite partie mâle ayant,suivant la troisième direction (Y-Y),une dimension inférieure à celle du logement délimité par l'organe intermédiaire (20). 6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5,caractérisé en ce que le deuxième organe (30) comporte une surface de butée ( 36 ) perpendiculaire à la deuxième direction (Z-Z) ,qui vient en contact avec une face (21) de l'organe intermédiaire (20),après une course déterminée du deuxième organe (30) suivant la deuxième direction (Z-Z). 7 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6,caractérisé en ce que le deuxième organe (30) est fixé directement sur la deuxième pièce (B) à assembler. 8 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6,caractérisé en ce que le deuxième organe (30) est relise à la deuxième pièce (B) à assembler par l'intermédiaire d'une liaison (39,41) réglable pas à pas suivant la deuxième direction,sous l'effet d'une force supérieure à celle qui provoque le déplacement du deuxième organe (30) par rapport à l'organe intermédiaire (20), et le déplacement de ce dernier par rapport au premier organe (10). 9 - Dispositif suivant la revendication 8,caractérisé en ce que le deuxième organe comporte une tige (39) munie de stries circulaires,coopérant avec des pattes élastiques ou griffes (41) d'un troisième organe (40) fixé sur la deuxième pièce (B). 10 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9,caractérisé en ce que la partie mâle (32) se termine à son extrémité libre par deux pans coupés (35) permettant son engagement dans l'organe intermédiaire (20). 11 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10,caractérisé en ce que le pas des différents crans est inférieur à la tolérance de précision suivant les directions correspondantes (X-X ; Y-Y ; Z-Z). 12 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11,caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de blocage entre le premier organe (10) et l'organe intermédiaire (20), entre l'organe intermédiaire (20) et le deuxième organe (30) ; et le cas échéant entre le deuxième organe (30) et le troisième organe (40). 13 - Procédé d'assemblage entre deux pièces (A,B) ayant des références de position différentes,caractérisé en ce qu'on positionne complètement l'une (A) de ces pièces, on positionne la deuxième (B) suivant deux directions (X-X et Y-Y) alors que cette deuxième pièce est relativement éloignée de la première (A) ,puis on rapproche la deuxième pièee (B) de la première (A) suivant une direction (Z-Z) à peu près perpendiculaire aux deux premières et l'on amène en prise les éléments constitutifs d'au moins un dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes.