Brevet FR3019888A1 — publié le 20151016

DISPOSITIF DE CONTRÔLE DE POSITIONNEMENT D'ORIFICES DANS UN EMBOUTI DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a trait au domaine du contrôle dimensionnel d'un élément tel qu'un embouti de véhicule automobile. Plus particulièrement l'invention a trait au domaine du contrôle de positionnement de mise(s) à forme locale(s) d'un élément tel qu'un embouti, notamment du contrôle de positionnement d'orifices sur un embouti. Un embouti est une pièce métallique en cours ou en fin de fabrication, en tôle de faible épaisseur, obtenue par emboutissage. Une caisse de véhicule automobile comprend des emboutis assemblés à l'occasion du ferrage. La figure 1 est une vue en perspective d'un embouti 2 de véhicule automobile, en l'occurrence un côté de caisse de véhicule. Un tel embouti 2 comprend des mises à forme, entre autres, destinées à l'accostage d'autres emboutis et/ou au montage de pièces rapportées. L'embouti 2 présenté comprend, en l'occurrence, un pied de porte central 4 avec une face d'accostage 5 munie d'orifices 6 de fixation de charnières de portes (non représentées). Une face 5 d'accostage est généralement renforcée de l'intérieur. Plusieurs épaisseurs de tôle peuvent être soudées ensemble de manière à réaliser ce renfort, par exemple un pied de porte peut se trouver accolé à un renfort de charnière ainsi qu'un côté d'habitacle. Pour l'assurance d'une fabrication de qualité, les orifices réalisés sur plusieurs épaisseurs de tôle et destinés à se correspondre, doivent chacun satisfaire à des tolérances dimensionnelles en particulier de positionnement ; une retouche manuelle étant à prévoir en cas, par exemple, d'un défaut de concentricité. Une telle retouche manuelle est un coût, si bien que le rendement d'une opération de ferrage, généralement automatisée, peut se voir négativement impacté. Le document de brevet EP 0 113 295 B1 divulgue une table de contrôle dimensionnel comprenant un palpeur fixe ainsi qu'un palpeur mobile, le contrôle se faisant au moyen d'un comparateur par comparaison après étalonnage. La table est universelle en ce sens qu'elle peut être configurée pour le contrôle de mesures intérieures et extérieures. La figure 37 dudit document divulgue ladite table comprenant en outre deux palpeurs à boule montés sur deux butées dont les supports sont fixés sur la table de mesure. Ce mode de réalisation permet la mesure de la concentricité d'un alésage par rapport à un diamètre extérieur, la touche mobile se référençant selon l'alésage, les deux palpeurs selon le diamètre extérieur. Ce mode de réalisation est intéressant en ce que la mesure de concentricité peut se faire pour différentes pièces montées selon un référentiel lié à la table et variant selon leur diamètre intérieur ; il se limite au contrôle géométrique de concentricité entre deux surfaces d'une même pièce. Le document de brevet US 4,280,278 divulgue une table de contrôle dimensionnel pour pièces comprenant des alésages intérieurs. La mesure de plusieurs diamètres d'alésages intérieurs d'une pièce peut être réalisée simultanément ; ces mesures peuvent être comparées à celles faites sur une pièce étalon. Pour la mesure de chaque alésage, deux palpeurs se déplacent de manière diamétralement opposée grâce à des supports sur ressorts, la différence de diamètre étant mesurée grâce à un comparateur. Celui-ci étant monté sur un support de l'un des palpeurs, ce support est flottant et permet la mesure correcte du diamètre même en cas d'un montage décentré de la pièce. Cet enseignement est intéressant en ce qu'il permet un contrôle rapide et précis même en cas de montage hasardeux de la pièce. Il n'est pas applicable en revanche pour une mesure de concentricité. L'invention a pour objectif de réaliser le contrôle dimensionnel d'emboutis, en particulier le contrôle du positionnement d'orifices réalisés dans des emboutis. L'invention a pour objet un dispositif de contrôle de positionnement d'un orifice sur un élément, notamment sur un embouti de véhicule automobile, comprenant un bâti et une jauge de mesure montée mobile sur le bâti et destinée à entrer en contact avec l'orifice, remarquable en ce que la jauge et le bâti sont configurés pour que la jauge puisse se déplacer dans un plan par rapport au bâti, ladite jauge comprenant deux surfaces de contact généralement perpendiculaires audit plan et l'une par rapport à l'autre, chacune desdites surfaces étant apte à être contactée par un comparateur en vue de mesurer dans ledit plan la position de la jauge par rapport au bâti. Selon un mode avantageux de l'invention, la jauge comprend un support et un palpeur monté, préférentiellement coulissant, sur ledit support, et le bâti comprend une cavité logeant de manière mobile le support de la jauge. Selon un mode avantageux de l'invention, le palpeur comprend une surface conique destinée à pénétrer l'orifice à contrôler. Avantageusement, l'orifice à contrôler est un orifice de centrage et/ou de fixation de charnière. Selon un autre mode avantageux de l'invention, le palpeur est configuré pour palper une mise à forme de l'embouti, préférentiellement un poinçonnage ayant fonction de centrage. Selon un mode avantageux de l'invention, le support et la cavité présentent, chacun, une section généralement rectangulaire, préférentiellement carrée, la section de la cavité étant de taille supérieure à la section du support. Selon un mode avantageux de l'invention, le bâti comprend des ressorts, préférentiellement à lame, dans la cavité, disposés de manière à agir sur le support de manière élastique et à positionner la jauge à une position de référence. Selon un mode avantageux de l'invention, chacune des deux surfaces de contact affleure la surface extérieure adjacente du bâti lorsque la jauge est à sa position de référence, chacune desdites surfaces extérieures étant préférentiellement généralement plane. Selon un mode avantageux de l'invention, la jauge comprend deux portions s'étendant de manière orthogonale depuis le support et parallèlement au plan de 20 déplacement de la jauge, chacune des deux surfaces de contact étant située à l'extrémité libre de chacune desdites portions. Selon un mode avantageux de l'invention, le bâti comprend un corps formant la cavité et au moins deux passages latéraux pour les surfaces de contact, et un couvercle avec un passage pour le palpeur. 25 L'invention a également pour objet une table de contrôle dimensionnel, notamment d'embouti de véhicule automobile, remarquable en ce qu'elle comprend un dispositif de contrôle conforme à l'invention. Selon un mode avantageux de l'invention, elle comprend au moins une interface mobile de fixation du dispositif de contrôle, préférentiellement une plateforme pivotante et/ou à glissière, ladite interface étant configurée pour déplacer le dispositif de contrôle dans une direction orthogonale au plan de déplacement de la jaugeCe déplacement peut être rectiligne ou courbe, préférentiellement circulaire. Selon un mode avantageux de l'invention, le dispositif est fixé et référencé, préférentiellement par pion de centrage, par rapport à la table. Selon un mode avantageux de l'invention, la table de contrôle dimensionnel comprend une interface mécanique de mesure à distance de la position de la jauge dans le bâti du dispositif. L'invention a également pour objet un procédé de contrôle de positionnement géométrique d'un orifice sur un élément, notamment sur un embouti de véhicule automobile, remarquable en ce qu'il comprend l'usage d'un dispositif de contrôle conforme à l'invention, ledit usage se faisant en association avec au moins un comparateur, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) mise en position de référence de l'élément sur une table de contrôle ; b) mise en position de référence du dispositif de contrôle par rapport à l'élément ; c) mise en contact de la jauge avec l'orifice de l'élément ; d) mesure de la position de la jauge par rapport au bâti selon une première direction au moyen d'une des deux surfaces de contact; e) mesure de la position relative de la jauge par rapport au bâti selon une deuxième direction au moyen de l'autre des deux surfaces de contact. Selon un autre mode avantageux de l'invention, le procédé est mis en oeuvre pour le contrôle de positionnement d'orifices dans un assemblage d'emboutis pré-montés. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce que le dispositif de contrôle est d'un concept simple et il est souple d'utilisation. En effet il requiert l'utilisation d'un comparateur facilement disponible, et son implémentation sur une table de contrôle est flexible selon la géométrie de l'élément à contrôler. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un embouti de véhicule automobile, plus précisément un côté de caisse de véhicule ; - La figure 2 est une vue en coupe II-II d'un dispositif de contrôle de positionnement conforme à l'invention, en place pour le contrôle d'un orifice de l'embouti de la figure 1 ; - La figure 3 est une vue en coupe horizontale III-III du dispositif de contrôle de la figure 1 au niveau de ses surfaces de contact ; - La figure 4 est une vue en coupe IV-IV du dispositif de contrôle de positionnement des figures 2 et 3 au niveau de ses moyens de fixation et de référencement. - La figure 5 est une vue du dispositif des figures 2 à 4 monté sur une interface de fixation à une table de contrôle conforme à l'invention ; - La figure 6 est une vue du dispositif des figures 2 à 5 équipé d'une interface mécanique de mesure à distance conforme à l'invention ; La figure 1 a été décrite précédemment en relation avec la discussion de l'état de la technique. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale II-II de l'embouti 2 au niveau du pied central 4 comportant les orifices 6, un dispositif de contrôle de positionnement 8 conforme à l'invention étant en position de mesure au niveau d'un des orifices 6. Un orifice 6 à contrôler peut être, en l'occurrence et à titre d'exemple, un orifice de fixation ou bien un orifice de centrage de charnière de porte de véhicule automobile. Le dispositif 8 en question comprend un bâti 10 et une jauge 12 de mesure montée mobile sur le bâti 10 et destinée à entrer en contact avec l'orifice 6. On peut voir un comparateur 14 mis en place contre une face extérieure 16 du dispositif 8. La jauge 12 et le bâti 10 sont configurés pour que la jauge 12 puisse se déplacer dans un plan 18 par rapport au bâti 10, l'utilisation du comparateur 14 étant destinée à effectuer la mesure de ce déplacement. La jauge 12 comprend un support 20 et un palpeur 22. Le palpeur 22 en question est configuré pour pénétrer dans l'orifice 6 à contrôler. Le palpeur 22 peut comprendre une surface conique 24 apte à s'ajuster dans l'orifice 6 selon son diamètre, il peut aussi être monté coulissant sur le support 20 dans la direction essentiellement orthogonale au plan de déplacement 18 de la jauge 12 dans le bâti 10. Les caractéristiques de l'invention quant à l'approche du dispositif 8 vers l'embouti 2 sont abordées plus bas, un tel palpeur 22 coulissant est toutefois déjà intéressant en soi pour réduire le risque de non contact entre le palpeur 22 et l'orifice 6 de l'embouti 2. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le palpeur peut être configuré pour palper une mise à forme de l'embouti faisant office de centrage, comme par exemple un poinçonnage. Le bâti 10 reçoit dans une cavité 26 le support 20 de la jauge 12, support 20 qui est lui-même l'élément de la jauge 12 se déplaçant dans le plan de mesure 18 du bâti 10. Dans la mise en situation telle qu'illustrée, on voit le comparateur 14 appliqué contre une première face extérieure 16 du bâti 10, adjacente à une première surface de contact 28 de la jauge 12, ce qui permet d'effectuer une première mesure de la dimension D entre cette face extérieure 16 et la jauge 12 via la surface de contact 28. Cette dimension D donne dans une première direction la mesure du déplacement de la jauge 12 par rapport au bâti 10. Nous verrons plus bas comment une deuxième mesure peut être effectuée de manière similaire afin de déterminer la position de la jauge dans une deuxième direction orthogonale à la première (en arrière sur l'image) et selon le plan 18 du bâti 10 sur lequel se déplace le support 20 de jauge. Le comparateur 14 utilisé en association avec le dispositif 8 est lui-même monté à un élément 30, par exemple un parallélépipède droit. La tige 32 du comparateur traverse l'élément 30 et est maintenue en position par une vis de fixation 34. La surface 36 de l'élément 30 à travers laquelle la tige 32 du comparateur est débouchant est celle destinée à être appliquée contre la surface extérieure 16 du bâti 10 en vue d'effectuer le contrôle. La mise en référence du comparateur 14 est effectuée en amont. Elle peut être effectuée par alignement de l'extrémité de la tige 32 palpant du comparateur, cette extrémité étant coulissante dans la tige 32, avec la surface adjacente 36 qu'elle traverse. Cette opération est en soi connue de l'homme de l'art. Le bâti 10, outre ces moyens de fixation et de référencement qui seront abordés plus 30 bas, comprend un corps 38 et un couvercle 40 celui-ci comprenant un passage 42 pour le palpeur 22. C'est au fond du corps 38 sur la surface plane 18 que peut s'effectuer le déplacement de la jauge 12. La figure 3 est une vue en coupe horizontale III-III du dispositif de contrôle de positionnement 8 conforme à l'invention, le comparateur n'étant en l'occurrence pas représenté. On voit le support 20 de la jauge, il comprend deux surfaces de contact 28 et 29 généralement perpendiculaires au plan de déplacement 18. Ces surfaces de contact 28 et 29 sont celles sur lesquelles le comparateur présenté en relation avec la figure précédente permet d'effectuer la mesure de contrôle ; ces surfaces 28 et 29 sont orthogonales l'une par rapport à l'autre ; chacune d'elles est située à l'extrémité libre de deux portions 44 et 46 du support 20 de la jauge, ces portions sont telles deux doigts s'étendant de manière orthogonale entre eux et parallèlement au plan de déplacement 18 de la jauge. Le corps 38 du dispositif comprend, outre la surface de déplacement 18 du support 20 de jauge correspondant au fond de la cavité 26 du bâti, deux passages latéraux 48 et 50 recevant respectivement les portions 44 et 46 portant respectivement les surfaces de contact 28 et 29. La figure 3 permet d'observer l'espace de déplacement de la jauge dans la cavité 26 du bâti. On peut voir la section 52 de la cavité représentée dans le corps 38, cette section 52 est de taille supérieure à la section 54 du support 20, c'est cette différence de section qui permet le déplacement du support 20. La section 54 du support 20 est généralement rectangulaire, elle peut être carrée, la section de la cavité 26 correspondant généralement en forme à celle du support 20. Le corps 38 comprend des ressorts 56, l'un deux est représenté agrandi à gauche de l'image. Les ressorts 56 sont disposés dans la cavité 26 de façon à agir sur le support 20 de manière élastique et positionner la jauge à une position de référence. Pour un support 20 de section carrée ou rectangulaire, le corps 38 peut comprendre quatre ressorts 56, chacun étant en appui contre une face 58 du support 20 que l'on peut voir sur l'image agrandie. En position de référence, le support 20 de jauge est généralement centré dans la cavité 26. Plus précisément, les surfaces de contact 28 et 29 de la jauge sont en position de référence lorsqu'elles affleurent les surfaces extérieures adjacentes 16 et 17 du bâti, respectivement. C'est contre ces mêmes surfaces extérieures 16 et 17 du bâti, orthogonale l'une par rapport à l'autre, que le comparateur présenté en relation avec la figure 1 peut lui-même venir s'appuyer. Ces surfaces extérieures 16 et 17) sont généralement planes, elles peuvent comprendre au moins une portion de surface plane pour l'appui du comparateur. On peut observer que le support 20 de jauge est illustré en position de référence, les surfaces de contact 28 et 29 étant en l'occurrence dans l'alignement des surfaces adjacentes 16 et 17, respectivement. Les ressorts 56 de référencement de la jauge peuvent être à lames, ceux-ci peuvent être clipsés sur des pions de centrage 60 fixés au corps 38. Chacune des extrémités 62 et 64 des ressorts 56 peut être en contact avec la surface 58 correspondante du support 20 de manière à ce que celui-ci ne pivote pas. Cette mesure est intéressante pour la précision du positionnement de la jauge dans le bâti, lors d'une mesure ou bien au repos. Le corps 38 comprend deux orifices de centrage 66 et 68 du dispositif, ils sont généralement réalisés en opposition dans le corps 38 par rapport à la jauge. Il comprend aussi au moins un orifice de fixation, préférentiellement deux 70 et 72. Un référentiel (X ; Y) est illustré sur l'image, la direction X correspondant à la direction de la portion 44 du support 20, la direction Y correspondant à la direction de la portion 46 du support 20. La figure 4 est en vue en coupe IV-IV du dispositif de contrôle de positionnement 8 au niveau d'un orifice de centrage 68 ainsi qu'un orifice de fixation 72, le dispositif 8 étant fixé sur une table de contrôle dimensionnel 74 conforme à l'invention. Le contrôle de positionnement de l'orifice de l'embouti (représenté en pointillé) est réalisable dans la mesure où les positionnements du dispositif 8 ainsi que de l'embouti 2, chacun mesuré par rapport à la table de contrôle 74, soient eux-mêmes connus. Cette mesure et la méthode mise en oeuvre pour l'effectuer sont en soi connues de l'homme de l'art. On peut voir un des pions de centrage 76 réalisé de manière à assurer le positionnement souhaité du dispositif 8 par rapport à la table 74 en vue du contrôle. La figure 4 est une vue sur laquelle la portion 46 de la jauge 12, celle orientée dans la direction Y est vue de dos. Le procédé mis en oeuvre par le dispositif 8 comprend l'usage d'un comparateur (non représenté) et comprend les étapes suivantes, décrites à titre d'exemple pour un embouti : a) mise en position de référence de l'embouti 2 sur la table de contrôle 74 ; b) mise en position de référence du dispositif de contrôle 8 par rapport à l'embouti 2, selon le plan (X, Y) ; c) mise en contact de la jauge 12 avec l'orifice 6 de l'embouti 2 ; d) mesure de la position de la jauge 12 par rapport au bâti 10 selon une première direction, par exemple X, au moyen d'une des deux surfaces de contact (non représentée) ; e) mesure de la position relative de la jauge 12 par rapport au bâti 10 selon une deuxième direction, par exemple Y, orthogonale à la première au moyen de l'autre surface de contact de la portion 46 de la jauge 12. La figure 5 est la vue d'une interface mobile 78 de fixation du dispositif de contrôle 8 conforme à l'invention. Elle est en principe un moyen de déplacement du dispositif de contrôle 8 vers l'embouti 2. A titre d'exemple, cette interface 78 est une plateforme pivotante, le déplacement se faisant en l'occurrence dans une direction orthogonale au plan de déplacement de la jauge dans le bâti. Cette mesure est intéressante en ce qu'elle permet à ce que le palpeur 22 du dispositif de contrôle 8 puisse approcher avec un angle a l'orifice à contrôler, lorsque l'embouti est lui-même incliné avec un angle moyen a par rapport à la table 74 (celle-ci est représentée ici schématiquement). La position de l'embouti 2 par rapport à la table est généralement adaptée selon l'environnement et les moyens de fixation de l'embouti 2 sur la table 74. Le positionnement de l'interface pivotante 78 en relation avec la table de contrôle 74 est réalisé de manière à ce que l'axe 80 du palpeur 22 puisse être présenté parallèlement à l'axe de l'orifice 6 à contrôler de l'embouti 2. Dans un autre mode de réalisation, l'interface mobile 78 de fixation du dispositif 8 peut être sous la forme d'une glissière (non représentée) à un axe ou à deux axes orthogonaux. Dans un mode préféré de réalisation, l'interface mobile de fixation 78 peut être la combinaison d'une telle glissière et d'une plateforme pivotante. Une telle combinaison peut permettre le déplacement du dispositif de contrôle 8 de façon rectiligne ou bien courbe, le déplacement peut également être circulaire. La figure 6 est la vue d'une interface mécanique 82 de mesure à distance. La table de contrôle dimensionnel 74 utilisée avec le dispositif 8 en association avec le comparateur 14 peut comprendre l'usage d'une telle interface de mesure 82. A titre d'exemple, l'interface 82 présentée comprend une tige 84 fixée au support 20 de la jauge 12 ; une extrémité 86 de la tige forme une surface de contact à distance, destinée à être contactée par l'extrémité de la tige du comparateur 14. Une pièce intermédiaire 88 fixée sur la table 74, et référencée, présente une surface d'appui 90 pour l'élément support 30 du comparateur 14 lors de la mesure. Cette disposition est intéressante en ce qu'elle permet un contrôle pour des orifices d'emboutis plus difficilement accessibles. Le procédé peut être mis en oeuvre pour le contrôle de positionnement d'orifices d'emboutis préassemblés, pré-assemblages pour lesquels la disposition sur une table de contrôle dimensionnel peut être complexe. En de telles occasions, il peut être avantageux d'adapter des interfaces mobiles de fixation 78 et/ou des interfaces mécaniques 82 de mesure à distance adaptées et réalisés selon la disposition. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle de positionnement (8) d'un orifice (6) sur un élément (2), notamment sur un embouti (2) de véhicule automobile, comprenant : - un bâti (10) ; et - une jauge de mesure (12) montée mobile sur le bâti (10) et destinée à entrer en contact avec l'orifice (6) ; caractérisé en ce que la jauge (12) et le bâti (10) sont configurés pour que la jauge (12) puisse se déplacer dans un plan (18) par rapport au bâti (10), ladite jauge (12) comprenant deux surfaces de contact (28, 29) généralement perpendiculaires audit plan (18) et l'une par rapport à l'autre, chacune desdites surfaces (28, 29) étant apte à être contactée par un comparateur (14) en vue de mesurer la position dans ledit plan de la jauge par rapport au bâti. 2. Dispositif (8) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la jauge (12) comprend un support (20) et un palpeur (22) monté, préférentiellement coulissant, sur ledit support (20), et le bâti (10) comprend une cavité (26) logeant de manière mobile le support (20) de la jauge (12). 3. Dispositif (8) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support (20) et la cavité (26) présentent, chacun, une section généralement rectangulaire, préférentiellement carrée, la section de la cavité (26) étant de taille supérieure à la section du support (20). 4. Dispositif (8) selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le bâti (10) comprend des ressorts (56), préférentiellement à lame, dans la cavité (26), disposés de manière à agir sur le support (20) de manière élastique et positionner la jauge (12) à une position de référence. 5. Dispositif (8) selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune des deux surfaces de contact (28, 29) affleure la surface extérieure adjacente (16,17) du bâti (10) lorsque la jauge est dans sa position de référence, chacune desdites surfaces extérieures (16, 17) étant préférentiellement généralement plane. 6. Dispositif (8) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la jauge (12) comprend deux portions (44, 46) s'étendant de manière orthogonale depuis le support (20) et parallèlement au plan de déplacement (18) de lajauge (12), chacune des deux surfaces de contact (28, 29) étant située à l'extrémité libre de chacune desdites portions (44, 46). 7. Dispositif (8) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le bâti (10) comprend un corps (38) formant la cavité (26) et au moins deux passages latéraux (48, 50) pour les surfaces de contact (28, 29), et un couvercle (40) avec un passage (42) pour le palpeur (22). 8. Table de contrôle dimensionnel (74), notamment d'embouti (2) de véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de contrôle (8) selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Table de contrôle dimensionnel (74) selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une interface mobile (78) de fixation du dispositif de contrôle (8), préférentiellement une plateforme pivotante et/ou à glissière, ladite interface (78) étant configurée pour déplacer le dispositif de contrôle (8) dans une direction orthogonale au plan de déplacement (18) de la jauge (12). 10. Procédé de contrôle de positionnement géométrique d'un orifice (6) sur un élément (2), notamment sur un embouti de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend l'usage d'un dispositif de contrôle (8) selon l'une des revendications 1 à 8, ledit usage se faisant en association avec au moins un comparateur (14), ledit procédé comprenant les étapes suivantes : a) mise en position de référence de l'élément (2) sur une table de contrôle (74) ; b) mise en position de référence du dispositif de contrôle (8) par rapport à l'élément (2) ; c) mise en contact de la jauge (12) avec l'orifice (6) de l'élément (12) ; d) mesure de la position de la jauge (12) par rapport au bâti (10) selon une première direction au moyen d'une des deux surfaces de contact (28) ; e) mesure de la position relative de la jauge (12) par rapport au bâti (10) selon une deuxième direction au moyen de l'autre (29) des deux surfaces de contact.