Brevet FR2971721A1 — publié le 20120824

"MATRICE PORTE-PIECE". La présente invention concerne une matrice porte-pièce pour l'assemblage d'une pièce en tôle avec une 5 autre pièce. L'assemblage de pièces en tôle avec d'autres pièces, notamment par soudage et par sertissage, est effectué sur des stations robotisées en maintenant la pièce en tôle au moyen d'une matrice ayant la forme de la 10 pièce et comprenant un système d'aspiration. De telles matrices de maintien sont lourdes et leur manipulation est compliquée. Le document US-A-2010/0252973 décrit un dispositif de maintien pour l'assemblage de pièces qui sont 15 maintenues en position, les unes par rapport aux autres, par des moyens d'aspiration. L'assemblage par sertissage est caractérisé par des efforts transversaux par rapport à la direction d'aspiration, qui agissent sur la pièce en tôle pendant 20 le sertissage. En effet, l'opération de sertissage étant réalisée par un robot ayant un galet en bout de bras avec lequel la tôle est pliée en deux ou trois passes, la force du galet a tendance à faire déplacer la tôle latéralement sur la matrice. 25 Le but de l'invention est de pallier les inconvénients indiqués ci-avant. Le but de l'invention est atteint avec un dispositif porte-pièce adapté pour maintenir par aspiration une pièce en tôle destinée à être assemblée par sertissage 30 avec une autre pièce en tôle, le dispositif comprenant une matrice dont la surface de pose en contact avec la pièce à maintenir est pourvue de moyens d'aspiration susceptibles d'être reliées à une source de vide, la force de sertissage produisant une forte composante dans 35 le plan de la surface de pose. Selon l'invention, la matrice comprend un cadre de support de la zone d'assemblage des pièces en tôle et les 1 moyens d'aspiration sont intégrés dans la surface de pose le plus près possible de la zone d'assemblage de la pièce à maintenir et le long de celle-ci. Selon différents mode de réalisation de l'invention, cette dernière concerne également les caractéristiques ci-après, considérées isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles : la matrice comprend une partie centrale d'interface à laquelle le cadre est relié par des éléments en forme de barres, les moyens d'aspiration communiquant à travers les barres et la partie centrale d'interface avec la source de vide ; - le dispositif comprend des moyens assurant l'étanchéité entre la pièce en tôle à maintenir et la 15 surface de pose du cadre ; - les moyens d'aspiration comprennent des cavités débouchant dans la surface de pose, chaque cavité étant pourvue d'un orifice pour le raccordement de la cavité à la source de vide ; 20 - les moyens assurant l'étanchéité comprennent des joints disposés en saillie par rapport à la surface de pose ; - les joints sont en un matériau élastiquement déformable entre un état où ils sont en saillie sur la 25 surface de pose du cadre et un état où ils sont comprimés pour assurer l'étanchéité ; - les moyens assurant l'étanchéité sont formés par un presseur disposé de façon à pouvoir presser les pièces en tôle à assembler sur la surface de pose du cadre ; 30 - les moyens assurant l'étanchéité sont formés à la fois par le presseur et des joints disposés en saillie par rapport à la surface de pose du cadre ; - la partie centrale d'interface comprend des moyens de fixation de la matrice à un bras de robot ; 35 - les moyens d'aspiration sont également intégrés dans la surface de la partie centrale d'interface maintenant la pièce en tôle par son centre. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. La description est faite en référence aux dessins annexés dont . - la figure 1 représente schématiquement un assemblage par sertissage au titre d'un exemple 10 d'application de la présente invention, - la figure 2 représente un dispositif selon l'invention en une vue en perspective, - la figure 3 représente une cavité aspirante du dispositif de la figure 2, et 15 - la figure 4 représente, en une vue en perspective, une pièce supplémentaire pour la partie centrale d'interface du dispositif. La figure 1 représente schématiquement, à titre d'exemple, l'assemblage par sertissage de deux tôles 20, 20 23 d'une porte d'un véhicule automobile, la tôle 20 étant la face extérieure - également appelée la peau - de la porte et la tôle 23 étant la face intérieure - également appelée la doublure - de la porte. La tôle 20 étant posée directement sur une matrice (représentée par un cadre 1) 25 et le bord de la tôle 20 est replié sur le bord de la tôle 23 le long de sa périphérie par un galet de sertissage 31 porté par un bras 30. Pendant l'assemblage, la tôle 20 est maintenue sur la matrice par aspiration. Il ressort de la figure 1 qu'une composante 30 horizontale, c'est-à-dire une composante agissant dans le plan d'une surface de pose 2 de la matrice, provoque un glissement de la tôle 20 sur la matrice. De plus, l'effort du galet 31 tend à soulever la tôle 20 par rapport à la matrice. Ces différents efforts sont 35 indiqués sur la figure 1 par des flèches 101 à 104. La flèche 101 représente l'effort de pliage exercé sur le bord de la pièce 20, la flèche 102 représente l'effort d'appui du galet 31 avec ses composantes horizontale et verticale sur le bord plié de la pièce 20, les flèches 103 représentent l'effort d'aspiration et la flèche 104 représente l'effort de maintien exercé par un presseur 32 sur les deux pièces en tôle 20, 23. L'invention propose une matrice adaptée pour empêcher aussi bien le glissement de la tôle 20 que son soulèvement. Comme le montre la figure 2, la matrice comprend à cette fin un cadre de support 1 dont la forme correspond à celle du bord de la tôle 20, de façon que les bords à assembler par sertissage reposent sur la matrice. Le cadre 1 est relié par des éléments 4 en forme de barres à une partie centrale d'interface 3 adaptée pour le montage de la matrice par exemple sur le bras d'un robot. Pour éviter tout risque de glissement et de soulèvement de la tôle 20 sur le cadre 1, celui-ci comporte des moyens d'aspiration 5 intégrés au cadre 1 et conformés pour maintenir la tôle 20 de manière étanche en appui sur la surface de pose 2 de la matrice. Les moyens d'aspiration sont constitués par des cavités 5 formées dans la surface de pose 2 du cadre 1. Les cavités 5 comportent, dans le fond de chaque cavité, un orifice 8 permettant à la cavité de communiquer avec une source de vide 40 qui, par l'effet d'aspiration, engendre une dépression dans les cavités. La communication des cavités 5 avec la source de vide 40 se fait, outre par l'orifice 8, par des canaux appropriés formés dans les barres 4 reliant le cadre 1 à la partie centrale d'interface 3 et d'autres canaux ou conduits reliant la partie 3 et un support de la matrice à la source de vide 40. Comme le montrent les figures 2 et 3, les cavités 5 sont de forme oblongue et sont réparties sur toute la partie du cadre 1 qui supporte les bords des tôles 20, 23 à assembler. En longeant le cadre 1, les cavités 5 occupent ainsi pratiquement toute la largeur de celui-ci. Cette disposition des cavités 5 permet d'ailleurs de se rapprocher au plus près de la zone d'assemblage, c'est-à-dire de la zone à sertir, et permet en plus d'avoir une force de maintien très uniforme sur tout le pourtour de la matrice. Or, la surface de la tôle 20, qui repose directement sur la surface de pose 2 du cadre 1, ou plus précisément sur les bords des cavités 5, n'a pas toujours parfaitement la forme qu'elle devrait théoriquement avoir. Il peut donc se produire des « fuites de vide » diminuant la force de maintien de la tôle 20 sur le cadre 1. Pour éviter de telles fuites et assurer une étanchéité optimale entre la tôle 20 et chacune des cavités 5, l'invention prévoit de disposer autour de chaque cavité, dans une gorge 6 formée à cet effet, un joint d'étanchéité 7 (voir figure 1). Les joints 7 sont disposés en saillie sur la surface de pose 2 du cadre 1 et sont par ailleurs en un matériau élastiquement déformable entre un état où ils sont en saillie sur la surface de pose du cadre et un état où ils sont comprimés pour assurer l'étanchéité. De plus, les joints 7 doivent répondre aux critères suivants . - bon coefficient d'adhérence à la tôle pour 25 pouvoir participer à la résistance au glissement de la tôle par rapport à la matrice ; - bonne résistance à l'abrasion ; - bonne résistance à l'écrasement répété, c'est-à-dire à la fatigue ; - bonne élasticité pour présenter une étanchéité parfaite ; - dimensions du joint par rapport aux dimensions de la gorge de façon que le joint ne sorte pas de son logement lorsque le vide est créé ; compressibilité suffisante ; le joint qui dépasse de la surface de pose 2 de la matrice de quelques millimètres lorsqu'il n'est pas sollicité, doit pouvoir 30 35 s'écraser de nombreuses fois jusqu'à la surface de la matrice afin que la pièce en tôle ne soit pas déformée par la matrice ; et le joint doit revenir à sa forme initiale après écrasement, - le joint ne doit pas être réalisé en une matière siliconée pour ne pas perturber la pose des peintures. Afin d'assurer un maintien optimal de la pièce 20 sur la matrice, la surface de support constituée par la surface de pose 2 du cadre 1 peut être augmentée par celle d'une pièce complémentaire 10 représentée sur la figure 4. La pièce 10 est adaptée pour être montée sur la partie centrale d'interface 3 de la matrice et comprend une surface de pose 11 dans laquelle sont formées deux cavités aspirantes 12 et des trous de fixation 14. La forme des cavités 12 est définie à partir d'une courbe. Chacune des deux cavités 12 est délimitée par une gorge 13 destinée à recevoir un joint qui sera logé en dépassant de la surface 11 en l'état non comprimé. Chacune des cavités 12 comprend en outre, dans son fond, un orifice 15 par lequel elle peut être reliée à la source de vide 40, de manière analogue à la conception des cavités 5. Selon une variante de réalisation visible sur la figure 1, le dispositif de l'invention comprend un presseur 32 disposé de façon à presser les deux tôles à assembler sur la matrice. Le presseur 32 exerçant un effort suffisant sur la tôle 23 et donc aussi sur la tôle 20, l'étanchéité entre les cavités 5 et la tôle 20 est assurée. La présence d'un presseur 32 permet donc même de s'affranchir complètement de joints d'étanchéité. Il est toutefois également possible, comme l'évoque la figure 1, de prévoir à la fois des joints 7 et le presseur 32. REVENDICATIONS1. Dispositif porte-pièce adapté pour maintenir par aspiration une pièce en tôle (20) destinée à être assemblée par sertissage avec une autre pièce en tôle (23), le dispositif comprenant une matrice dont la surface de pose (2) en contact avec la pièce (20) à maintenir est pourvue de moyens d'aspiration (5) susceptibles d'être reliées à une source de vide (40), la force de sertissage produisant une forte composante dans le plan de la surface de pose (2), caractérisé en ce que la matrice comprend un cadre de support (1) de la zone d'assemblage des pièces en tôle (20, 23) et en ce que les moyens d'aspiration (5) sont intégrés dans la surface de pose (2) le plus près possible de la zone d'assemblage de la pièce (20) à maintenir et le long de celle-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la matrice comprend une partie centrale d'interface (3) à laquelle le cadre (1) est relié par des éléments (4) en forme de barres, les moyens d'aspiration (5) communiquant à travers les barres (4) et la partie centrale d'interface (3) avec la source de vide (40). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (7, 32) assurant l'étanchéité entre la pièce en tôle (20) à maintenir et la surface de pose (2) du cadre (1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration comprennent des cavités (5) débouchant dans la surface de pose (2), chaque cavité (5) étant pourvue d'un orifice (8) pour le raccordement de la cavité (5) à la source de vide (40). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens assurant l'étanchéité comprennent des joints (7) disposés en saillie par rapport à la surface de pose (2). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les joints (7) sont en un matériau élastiquement déformable entre un état où ils sont en saillie sur la surface de pose (2) du cadre (1) et un état où ils sont comprimés pour assurer l'étanchéité. 7. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens assurant l'étanchéité sont formés par un presseur (32) disposé de façon à pouvoir presser les pièces en tôle à assembler (20, 23) sur la surface de pose (2) du cadre (1). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens assurant l'étanchéité sont formés à la fois par le presseur (32) et des joints (7) disposés en saillie par rapport à la surface de pose (2) du cadre (1). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la partie centrale d'interface (3) comprend des moyens de fixation de la matrice à un bras de robot. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration (5) sont également intégrés dans la surface de la partie centrale d'interface (3) maintenant la pièce en tôle (20) par son centre.25