Brevet FR2733930A1 — publié le 19961115

La présente invention concerne un dispositif d'indexation d'une pièce, telle qu'un élément de carrosserie automobile, à travers un trou de cette pièce. Dans le domaine de l'assemblage des carrosseries automobiles, on cherche souvent à indexer avec précision deux pièces l'une par rapport à l'autre en vue de leur assemblage par exemple par soudage. Selon une technique courante, l'une au moins des pièces à assembler est indexée avec précision sur un organe support. Cet organe peut être fixe par rapport au poste d'assemblage ou mobile pour constituer une palette déplaçable de poste en poste. Pour certaines pièces, telles que les longerons, on réalise préalablement dans la pièce un trou à travers lequel devra être assuré l'indexage. L'organe support destiné à recevoir la pièce est alors équipé d'un pion en saillie qui pénètre dans le trou lorsque la pièce est mise en place. Lors de l'opération d'assemblage, la pièce subit des déformations dues à des contraintes mécaniques (défauts de positionnement des différentes pièces assemblées, etc.) ou thermiques (soudage, etc.), de sorte qu'il peut être difficile, voire impossible, de retirer les pièces assemblées des organes supports associés après cette opération d'assemblage. Pour cette raison, il a été réalisé un dispositif plus sophistiqué dans lequel le pion est monté coulissant dans un manchon fixe faisant corps avec l'organe support. Ainsi, après l'opération d'assemblage, le pion est rétracté à l'intérieur du manchon et libère donc la pièce qui peut être aisément séparée de l'organe Support. De plus, ce genre de dispositif est généralement équipé de moyens de verrouillage de la pièce sur une face supérieure d'appui du manchon à l'intérieur duquel coulisse le pion rétractable. Actuellement, ces moyens de verrouillage sont constitués par une mâchoire montée pivotante sur l'organe support autour d'un axe adjacent à la face supérieure d'appui du manchon. Il est donc nécessaire de ménager dans la pièce un second trou pour permettre le passage de la mâchoire de verrouillage, ce qui d'une part complique la fabrication de la pièce et d'autre part en diminue les caractéristiques mécaniques. Un but de l'invention est de réaliser un dispositif d'indexation d'une pièce à travers un trou de cette pièce, possédant un pion d'indexation rétractable et un moyen de verrouillage de la pièce sur le dispositif ne nécessitant pas la réalisation d'un trou supplémentaire dans la pièce. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un dispositif d'indexation d'une pièce à travers un trou de cette pièce, comportant un manchon ayant une face supérieure formant un appui pour la pièce, un piston monté dans le manchon pour coulisser sous l'effet de moyens d'entraînement entre une position rétractée à l'intérieur du manchon et une position déployée dans laquelle il s'étend en saillie de la face supérieure d'appui du manchon par une portion d'extrémité formant un pion d'indexation, et des moyens de verrouillage de la pièce sur la face supérieure d'appui du manchon, comportant au moins une mâchoire montée mobile sur le pion de centrage pour se déplacer sous l'effet de moyens de commande entre une position active dans laquelle elle forme une butée pour la pièce et une position inactive dans laquelle elle permet un passage libre du pion d'indexation à travers le trou de la pièce. Ainsi, on réalise une indexation et un verrouillage de la pièce sur le dispositif, sans qu'il soit nécessaire de ménager dans cette pièce un trou autre que le trou d'indexation. Avantageusement, la mâchoire est montée sur le pion d'indexation pour pivoter autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à un plan axial du piston. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens de commande de la mâchoire comportent un coulisseau monté dans un alésage axial du piston pour coulisser sous l'effet de moyens d'entraînement entre une première position dans laquelle il assure le verrouillage de la mâchoire au moyen d'une partie active formant came, et une seconde position dans laquelle il libère le verrouillage de cette mâchoire. De préférence alors, le dispositif comporte deux mâchoires possédant des faces en regard l'une de l'autre avec lesquelles coopèrent la partie active du coulisseau. Les moyens de commande de la mâchoire comportent une biellette de rappel articulée par une de ses extrémités à la mâchoire et par son autre extrémité à un axe monté pour coulisser dans une lumière axiale du coulisseau. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens d'entraînement du piston et du coulisseau sont communs et comportent un organe d'actionnement du coulisseau monté entre le manchon et le coulisseau, un premier ressort de rappel disposé entre le piston et le manchon pour rappeler le piston vers sa position déployée, et des organes de butée axiale ménagés sur le piston d'une part et sur le coulisseau d'autre part pour assurer un entraînement axial du piston par le coulisseau vers sa position rétractée lorsque le coulisseau est dans sa position de déverrouillage de la mâchoire par rapport au piston. Avantageusement alors, les moyens d'entraînement du piston et du coulisseau comportent un second ressort de rappel disposé entre le manchon et le coulisseau pour rappeler le coulisseau vers sa position de verrouillage de la mâchoire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier et non limitatif, en liaison avec les figures en annexe, parmi lesquelles - la figure 1 est une vue en coupe par un plan axial d'un dispositif d'indexation conforme à l'invention, le pion d'indexation étant en position déployée et les mâchoires de verrouillage étant en position active - la figure 2 est une vue de détail de la zone supérieure du dispositif de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1, les mâchoires de verrouillage étant en position inactive et le pion d'indexation étant en cours de rétraction à l'intérieur du manchon. A la figure 1, on a représenté un dispositif d'indexation d'un longeron 100 à travers un trou 101 de ce longeron. Ce dispositif comporte un manchon 1 d'axe vertical 3, équipé à son extrémité supérieure d'une bague d'appui 5 ayant une face supérieure 7 formant un appui pour le longeron 100. Un piston 9 est monté à l'intérieur du manchon 1 pour coulisser selon l'axe 3. A cet effet, le manchon 1 est équipé intérieurement de deux coussinets 11 dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur du piston 9. En outre, un joint d'étanchéité 13 est disposé à l'extrémité supérieure du manchon 1. Le piston 9 peut coulisser par rapport au manchon 1 entre une position basse rétractée à l'intérieur de ce manchon et une position haute déployée dans laquelle il est en butée par un épaulement 10 contre une face inférieure d'appui 12 du coussinet inférieur 11. Dans cette position déployée, le piston 9 s'étend en saillie de la face supérieure d'appui 7 du manchon 1 par une portion d'extrémité formant un pion d'indexation 15. Le pion 15 est traversé de part en part par une encoche transversale 17 ménagée selon un plan axial contenant l'axe 3. Deux mâchoires de verrouillage 19 et 21 identiques sont montées à l'intérieur de cette encoche pour pivoter autour d'axes respectifs 23 et 25 solidaires du pion 15 et traversant l'encoche 17 perpendiculairement au plan de celle-ci, comme cela est mieux visible aux figures 2 et 3.Les mâchoires 19 et 21 peuvent pivoter autour de leurs axes respectifs 23 et 25 entre une position inactive (représentée à la figure 4) dans laquelle elles s'étendent verticalement à l'intérieur de l'encoche 17 du pion 15 pour permettre un passage libre du pion 15 à travers le trou 101 du longeron, et une position active (représentée aux figures 1 à 3) dans laquelle elles s'étendent horizontalement et présentent une partie qui s'étend en saillie latérale du pion 15 et possède des faces inférieures d'appui 27, 29 qui plaquent le longeron 100 contre la face d'appui 7 du manchon et forment une butée s'opposant au soulèvement du longeron 100. Le pivotement des mâchoires de verrouillage 19, 21 est commandé par un coulisseau 31 monté dans un perçage axial 32 du piston 9 débouchant d'une part à l'extrémité inférieure du piston 9 et d'autre part dans l'encoche 17 de ce piston. Pour faciliter le coulissement du coulisseau 31 à l'intérieur du piston 9, le perçage axial 32 du piston 9 est équipé d'un coussinet 35 dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur du coulisseau 31. A son extrémité supérieure, le coulisseau 31 possède une partie active 33 en forme de pointeau dont la surface extérieure forme deux rampes inclinées 34, 36 agencées pour coopérer à la manière d'une came avec des faces en regard 18, 20 des mâchoires 19, 21. Le coulisseau 31 peut ainsi coulisser entre une position inférieure dans laquelle la partie active 33 du coulisseau 31 est écartée des mâchoires 19, 21 et libère le verrouillage de ces mâchoires, et une position supérieure dans laquelle la partie active 33 du coulisseau 31 assure le verrouillage des mâchoires 19, 21 au moyen de ses surfaces de came 34, 36 et forme un coin s'opposant au pivotement des mâchoires 19, 21 vers leur position de déverrouillage.De plus, pour assurer le pivotement des mâchoires 19, 21 vers leur position de déverrouillage, chaque mâchoire 19, 21 est équipée d'une biellette 37, 38 articulée par une de ses extrémités à la mâchoire correspondante et, par son autre extrémité, à un axe 39 monté pour coulisser dans une lumière 41 ménagée dans la partie active 33 du coulisseau 31 selon une direction sensiblement axiale. Le coulissement du coulisseau 31 à l'intérieur du piston 9 est limité inférieurement par un doigt transversal 47 solidaire du piston 9 et s'étendant à l'intérieur du perçage 32 de ce piston pour traverser une lumière associée 49 du coulisseau 31 ménagée transversalement selon une direction sensiblement axiale. Les déplacements axiaux du piston 9 à l'intérieur du manchon 1 d'une part et du coulisseau 31 à l'intérieur du piston 9 d'autre part sont commandés par des moyens d'entraînement communs comportant un organe d'actionnement du coulisseau 31. Cet organe d'actionnement est ici constitué par un vérin 50 dont la tige 51 est attelée axialement au coulisseau 31 et dont le corps 53 est rigidement fixé au manchon 1 par l'intermédiaire d'un raccord tubulaire 55. Les moyens de commande comportent en outre un premier ressort de rappel 57 disposé entre la face inférieure 45 du piston 9 et une bague 59 solidaire du coulisseau 31, de façon à rappeler le piston 9 vers sa position déployée.Un second ressort de rappel 61 est disposé entre une bague 63 solidaire du coulisseau 31 et le corps de vérin 53 pour rappeler le coulisseau 31 vers sa position de verrouillage des mâchoires 19, 21 à l'encontre du premier ressort de rappel 57. Dans l'exemple illustré aux figures, les bagues 59 et 63 sont réglables et vissées l'une contre l'autre sur une partie inférieure filetée 58 du coulisseau 31. Mais il est également possible de prévoir un simple épaulement sur le coulisseau 31, formant un appui pour chacun des ressorts 57 et 61. En service, le coulisseau 31 et le piston 9 sont initialement maintenus vers le bas par la tige de vérin 51 à l'encontre du ressort de rappel 61, le doigt 47 du piston 9 étant rappelé en butée contre l'extrémité supérieure de la lumière 49 du coulisseau 31 par le ressort 57. L'effort de traction exercé par la tige 51 est relâché progressivement, de sorte que le second ressort de rappel 61 repousse la bague 63 du coulisseau 31 vers le haut. Il se produit ainsi un déplacement ascendant du coulisseau 31 et du piston 9 en un seul bloc dans le sens indiqué par la flèche 50 de la figure 1. Lorsque l'épau- lement 10 du piston 9 parvient en butée contre la face inférieure d'appui 12 du coussinet inférieur 11 du manchon 1, le pion d'indexation 15 est dans sa position déployée et s'étend donc en saillie de la face supérieure d'appui 7 de la bague 5 du manchon 1. Le coulisseau 31 poursuit alors seul son coulissement ascendant sous l'effet du second ressort de rappel 61, à l'encontre du premier ressort de rappel 57 qui est ainsi progressivement comprimé. Cette compression progressive du ressort 57 se traduit par un coulissement relatif du coulisseau 31 à l'intérieur du piston 9, de sorte que la partie active 33 du coulisseau 31 entre en contact avec les mâchoires 19, 21 et coopère par ses surfaces de cames 34, 36 avec les faces en regard 18, 20 de ces mâchoires pour provoquer leur pivotement vers leur position de verrouillage contre le longeron 100. Le pivotement des mâchoires 19, 21 est symbolisé par les flèches 51 de la figure 1. On notera que, dans cette position, la partie active 33 du coulisseau 31 forme un coin s'opposant positivement au pivotement des mâchoires 19, 21 en direction de leur position de déverrouillage.En outre, le coulisseau 31 est maintenu dans sa position de verrouillage par le second ressort de rappel 61. On obtient donc un verrouillage positif des mâchoires 19, 21 sans que la tige de vérin 51 exerce un effort quelconque sur le coulisseau 31. De cette manière, le dispositif d'indexation peut être aisément transporté d'un poste à une autre sans être raccordé à sa source d'alimentation et sans que les mâchoires 19, 21 ne soient déverrouillées. Lorsque l'on souhaite libérer le longeron 100, la tige de vérin 51 exerce sur le coulisseau 31 un effort de traction vers le bas, comme cela est illustré par la flèche 52 de la figure 4. Le second ressort de rappel 61 est alors progressivement comprimé tandis que le premier ressort de rappel 57 est progressivement décomprimé en maintenant le piston 9 en appui contre la face inférieure d'appui 12 du coussinet 11 du manchon 1, c'est-à-dire en maintenant le pion d'indexation 15 en position déployée. Il se produit donc un coulissement relatif du coulisseau 31 à l'intérieur du piston 9 vers le bas, de sorte que la partie active 33 du coulisseau 31 s'écarte des mâchoires 19, 21. L'axe 39 coulisse à l'intérieur de l'encoche 41 jusqu'à ce qu'il parvienne en butée contre l'extrémité supérieure de cette encoche. L'axe 39 est alors entraîné vers le bas avec le coulisseau 31 qui exerce donc un effort de traction sur les biellettes 37, 38, provoquant ainsi le pivotement des mâchoires 19, 21 vers leur position de déverrouillage. Lorsque le doigt transversal 47 du piston 9 parvient en butée contre l'extrémité supérieure de l'encoche 49 du coulisseau 31, le piston 9 est entraîné axialement par le coulisseau 31 vers le bas, c'est-à-dire vers sa position rétractée, comme cela est symbolisé par la flèche 53 de la figure 4, et libère ainsi totalement le longeron 100. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées ci-dessus. En particulier, bien que l'on ait décrit des moyens d'entraînement du piston et du coulisseau comportant un premier ressort de rappel disposé entre le piston et le coulisseau pour rappeler le piston vers sa position déployée, il est également possible de disposer ce ressort entre le piston et le manchon pour assurer la même fonction. Par ailleurs, bien que l'on ait décrit une encoche transversale ménagée dans le coulisseau pour coopérer avec un doigt transversal traversant intérieurement le piston pour constituer une butée au coulissement du poussoir par rapport au piston dans la position de déverrouillage des mâchoires, il est également possible de réaliser tout autre organe de liaison axiale du coulisseau avec le piston. En particulier, on pourra réaliser une liaison axiale par simple butée de deux épaulements ménagés en regard l'un de l'autre sur le piston d'une part et le poussoir d'autre part. Enfin, bien que l'on ait décrit des mâchoires montées sur le pion d'indexation pour pivoter autour d'axes perpendiculaires à un plan axial du piston, il est également possible de réaliser des mâchoires montées pour pivoter autour d'axes sensiblement parallèles à l'axe du piston ou encore montées pour coulisser transversalement à cet axe entre une position rétractée à l'intérieur de l'encoche du piston et une position déployée latéralement. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'indexation d'une pièce (100) à travers un trou (101) de cette pièce, comportant un manchon (1) ayant une face supérieure (7) formant un appui pour la pièce (100), un piston (9) monté dans le manchon (1) pour coulisser sous l'effet de moyens d'entraînement entre une position rétractée à l'intérieur du manchon (1) et une position déployée dans laquelle il s'étend en saillie de la face supérieure d'appui (7) du manchon (1) par une portion d'extrémité formant un pion d'indexation (15), et des moyens de verrouillage (19, 21) de la pièce (100) sur la face supérieure d'appui (7) du manchon (1), caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comportent au moins une mâchoire (19, 21) montée mobile sur le pion de centrage pour se déplacer sous l'effet de moyens de commande (33, 37) entre une position active dans laquelle elle forme une butée pour la pièce (100) et une position inactive dans laquelle elle permet un passage libre du pion d'indexation (15) à travers le trou (101) de la pièce (100). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mâchoire (19, 21) est montée sur le pion d'indexation (15) pour pivoter autour d'un axe (23, 25) sensiblement perpendiculaire à un plan axial du piston (9). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de commande de la mâchoire (19, 21) comportent un coulisseau (31) monté dans un alésage axial (32) du piston (9) pour coulisser sous l'effet de moyens d'entraînement (51, 61) entre une première position dans laquelle il assure le verrouillage de la mâchoire (19, 21) au moyen d'une partie active (33) formant came, et une seconde position dans laquelle il libère le verrouillage de cette mâchoire. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux mâchoires (19, 21) possédant des faces (18, 20) en regard l'une de l'autre avec lesquel les coopèrent la partie active (33) du coulisseau (31). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de commande de la mâchoire (19, 21) comportent une biellette de rappel (37, 39) articulée par une de ses extrémités à la mâchoire (19, 21) et par son autre extrémité à un axe (39) monté pour coulisser dans une lumière axiale (41) du coulisseau (31). 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement du piston (9) et du coulisseau (31) sont communs et comportent un organe d'actionnement (51, 53) du coulisseau (31) monté entre le manchon (1) et le coulisseau (31), un premier ressort de rappel (57) disposé entre le piston (9) et le manchon (1) pour rappeler le piston (9) vers sa position déployée, et des organes de butée axiale (47, 49) ménagés sur le piston (9) d'une part et sur le coulisseau (31) d'autre part pour assurer un entraînement axial du piston (9) par le coulisseau (31) vers sa position rétractée lorsque le coulisseau (31) est dans sa position de déverrouillage de la mâchoire (19, 21) par rapport au piston (9) 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement du piston (9) et du coulisseau (31) comportent un second ressort de rappel (61) disposé entre le manchon (1) et le coulisseau (31) pour rappeler le coulisseau (31) vers sa position de verrouillage de la mâchoire (19, 21). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que le premier ressort de rappel (57) est disposé entre le piston (9) et le coulisseau (31).