La présente invention concerne une structure pour le maintien de pièces de carrosserie.

Dans les lignes d'assemblage de carrosseries d'automobiles, on assure la mise en géométrie des sous- ensembles (tels que le soubassement, les côtés de caisse, la jupe arrière...) les uns par rapport aux autres et par rapport aux robots de soudure. Les pièces de carrosserie étant par nature déformables lorsqu'elles sont soumises à des contraintes, les outillages utilisés pour réaliser une carrosserie de géométrie déterminée et reproductible ont une double fonction : d'abord constituer une armature pour chacun des sous-ensembles déformables afin de les rigidifier pour permettre leur manipulation par des ro- bots de manutention et ensuite constituer une interface stable permettant une mise en position précise dans un référentiel fixe qui est celui des robots de soudure.

Ces outils sont généralement constitués d'une structure de maintien de la pièce de carrosserie, qui comprend des membrures assemblées les unes aux autres et des éléments auxiliaires solidaires des membrures et des- tinés à assurer par exemple le positionnement de la pièce dans la structure, le maintien de la pièce dans la struc- ture, le positionnement de la structure par rapport à une autre structure, la liaison au robot de manutention...

Ces membrures sont formées de poutres réalisées à partir de profilés métalliques dont les longueurs sont déterminées en fonction des dimensions de la pièce à maintenir. Avec les profilés utilisés, il est difficile d'avoir des poutres suffisamment rigides et légères pour cette utilisation.

L'assemblage des poutres entre elles et des élé- ments auxiliaires est le plus couramment réalisé par sou- dage. Il en résulte une fabrication relativement longue et délicate compte tenu des déformations provoquées par le soudage, et la fabrication nécessite de plus du per-

sonnel spécialisé. Les réparations et l'adjonction d'élé- ments auxiliaires doivent en outre tre réalisées par du personnel spécialisé et avec le plus grand soin afin de ne pas altérer la géométrie de la structure. Pour limiter les déformations, il est d'usage de-recourir à des-pou- tres et des éléments auxiliaires de forte épaisseur au détriment de la légèreté.

Il est également possible de réaliser un assem- blage boulonné. Il est toutefois difficile de positionner les différentes poutres et les éléments auxiliaires les uns par rapport aux autres préalablement à l'assemblage.

L'assemblage ainsi réalisé n'est en général pas suffisam- ment rigide. En outre, les poutres doivent avoir une épaisseur relativement importante pour permettre un en- foncement suffisant des vis de fixation, de sorte que les poutres sont relativement lourdes.

Or, le poids des outils est un paramètre impor- tant qui conditionne le dimensionnement des robots desti- nés à les manipuler, et influe sur le coût de ces der- niers.

Selon l'invention, on prévoit, une structure de maintien formée de membrures assemblées, l'une au moins des membrures étant une poutre tubulaire pourvue exté- rieurement d'au moins une cannelure s'étendant longitudi- nalement.

Ainsi, la cannelure peut tre utilisée comme moyen de rigidification de la poutre en flexion, repère de positionnement angulaire d'un élément fixé sur la pou- tre, moyen de blocage en rotation d'un élément fixé sur la poutre, zone d'ancrage d'une vis (la cannelure formant localement une surépaisseur permettant l'engagement d'une vis sur une profondeur suffisante tout en permettant de conserver une masse relativement faible). Il est ainsi possible d'obtenir une structure relativement légère, ro- buste et rigide, et de mise en oeuvre facile.

De préférence, la poutre tubulaire comporte une pluralité de cannelures réparties angulairement de façon régulière autour de la poutre et présente une section sensiblement circulaire et symétrique par rapport à au moins un diamètre de celle-ci.

Les possibilités de fixation et d'orientation des poutres et des éléments destinés à tre fixés sur celles- ci sont alors multipliées.

Selon un mode de réalisation particulier, au moins une cannelure comporte au moins un flanc agencé pour constituer une face de référence angulaire.

Il est alors possible d'avoir un positionnement précis des éléments destinés à tre fixés sur la poutre.

Avantageusement alors, la structure comporte au moins un élément auxiliaire pourvu de moyens de sa fixa- tion à la poutre et ces moyens comprennent une face d'ap- pui contre la face de référence et des moyens d'applica- tion de la face d'appui contre la face de référence, la face d'appui étant de préférence formée par une paroi la- térale d'une rainure ménagée dans l'élément auxiliaire pour recevoir la cannelure et les moyens d'application comprenant au moins un dispositif de coincement destiné à tre introduit entre le flanc de la cannelure opposé à la face de référence et la paroi latérale de la rainure en regard.

Le positionnement de l'élément auxiliaire par rapport à la poutre est alors assuré de manière efficace et ferme.

Avantageusement encore, le dispositif de coince- ment comporte une cale et au moins une clavette à pente disposée pour que la pente de la clavette coopère avec une rampe correspondante de la cale et que la cale et la clavette présentent deux faces opposées parallèles desti- nées à prendre appui pour l'une sur le flanc de la canne- lure opposé à la face de référence et pour l'autre sur la

paroi latérale de la rainure en regard, la clavette étant montée pour coulisser par rapport à la cale et le dispo- sitif de coincement comportant des moyens de réglage de la clavette en position par rapport à la cale.

Ce mode d'application de la-face d'appui sur la face de référence est alors particulièrement simple et efficace.

L'invention a également pour objet un gabarit de perçage de cette poutre, qui comprend un corps pourvu de moyens de sa fixation amovible sur la poutre et d'au moins un canon de perçage agencé pour s'étendre à l'aplomb d'une cannelure de la poutre lorsque le gabarit est en position sur la poutre, ces moyens comprenant une rainure qui est ménagée dans le corps et qui possède une première paroi latérale formant une face d'appui contre un premier flanc de la cannelure et des moyens d'applica- tion de la face d'appui contre le premier flanc qui com- prennent un dispositif de coincement reçu entre un second flanc de la cannelure et une seconde paroi latérale de la rainure en regard.

Des perçages et des taraudages peuvent par ce moyen tre réalisés de façon très précise dans chaque cannelure de la poutre afin de permettre la fixation ul- térieure sur celle-ci de poutres et/ou d'éléments.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention.

Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en perspec- tive d'une première structure conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de côté de cette'struc- ture, - la figure 3 est une section selon le plan III

de la figure 1, - la figure 4 est une section selon le plan IV de la figure 1, - la figure 5 est une vue partielle en perspec- tive-d'une deuxième structure conforme à l'invention, - la figure 6 est une vue partielle en coupe se- lon le plan VI de la figure 5 de cette structure, - la figure 7 et une vue en perspective d'un ga- barit de perçage d'une poutre de la structure de la fi- gure 1, -la figure 8 est une section de ce gabarit en position sur cette poutre.

L'invention est ici décrite dans une application de manipulation d'une pièce de carrosserie non représen- tée, par exemple dans une ligne d'assemblage de carrosse- ries de véhicules automobiles. En particulier, la struc- ture des figures 1 à 4 est destinée à former un outil la- téral de manipulation d'un côté de caisse gauche, cet ou- til étant agencé pour notamment coopérer avec un deuxième outil latéral de manipulation du côté de caisse droit et un outil arrière de manipulation de la jupe arrière de la carrosserie.

Une structure de maintien complète peut compren- dre plusieurs poutres assemblées les unes aux autres au moyen d'éléments auxiliaires de liaison fixés aux poutres pour maintenir entre celles-ci des angles et des posi- tions prédéterminés et, également fixés sur les poutres, des éléments auxiliaires de positionnement de la pièce de carrosserie dans la structure, des éléments auxiliaires de maintien de la pièce de carrosserie ainsi positionné, des éléments auxiliaires de fixation de la structure à un bras d'un robot de manutention, des éléments auxiliaires de positionnement de la structure dans la ligne d'assemblage ou par rapport à d'autres structures, des éléments auxiliaires de fixation amovible à ces autres

structures... La structure de maintien n'est pas repré- sentée en totalité sur les figures, seuls une ou quelques poutres et quelques éléments auxiliaires figurant sur les dessins afin d'illustrer quelques configurations caracté- ristiques possibles.

En référence aux figures 1 à 4, la première structure de maintien conforme à l'invention comprend une poutre généralement désignée en 1 et des éléments auxi- liaires généralement désignés en 2,3, 4,5 et 6.

La poutre 1 est tubulaire de section circulaire et est pourvue de cannelures 7 qui s'étendent le long de la surface externe 8 de la poutre 1. Les cannelures 7 sont ici rapportées par soudage sur la surface externe 8 de la poutre 1 mais les cannelures 7 peuvent tre réali- sées en une seule pièce avec la poutre 1 par exemple par extrusion. Les cannelures 7 sont au nombre de huit et sont disposées à 45° les unes des autres. La poutre 1 est ainsi symétrique.

Chaque cannelure 7 comporte deux flancs 9,10 sensiblement parallèles et une face supérieure 11. Cer- taines des cannelures, référencées 7'pour le distinguer des autres, comporte un flanc 9'qui a été usiné de façon précise pour constituer une surface de référence. La pou- tre 1 peut ne comprendre qu'une seule cannelure 7'.

Des taraudages 12 visibles sur les figures 3 et 4 et un trou de réception d'une goupille sont ménagés selon une direction radiale de la poutre 1 depuis les faces su- périeures 11 dans les cannelures 7.

L'élément auxiliaire 2 comporte une extrémité pourvue de moyens 13 (qui seront décrits ci-après) de sa fixation amovible sur la poutre 1 et une extrémité oppo- sée pourvue d'un vé femelle 14 destiné à coopérer avec un vé mâle de la structure de l'outil arrière pour assurer le positionnement relatif des deux structures.

Les éléments auxiliaires 5 comportent une extré-

mité pourvue de moyens 13 de leur fixation amovible sur la poutre 1 et une extrémité opposée 19 agencée pour per- mettre la fixation soit d'organes de positionnement et/ou de maintien de la pièce de carrosserie soit de position- nement de la structure. Ces organes sont par exemple des moyens de serrage, des doigts ou des plots de positionne- ment ou d'indexation...

Les moyens 13 comprennent une semelle 22 pour prendre appui sur deux cannelures 7 disposées à 90° l'une de l'autre de part et d'autre d'une cannelure 71. La se- melle 22 comporte des trous 23 recevant avec un jeu transversal des vis de fixation 24 engagées dans les ta- raudages 12 des cannelures 7 et un trou dans lequel est engagée une goupille non visible sur les figures et reçue dans le trou ménagé à cet effet dans les cannelures. Une rainure 25 est ménagée dans la semelle 22 pour recevoir la cannelure 7'. La rainure 25 est délimitée latéralement par des parois 26,27 espacées d'une distance supérieure à celle séparant les flancs 9'et 10'de la cannelure 7'.

La paroi 27 est usinée pour former une surface de réfé- rence pour le positionnement de l'élément auxiliaire en coopérant avec le flanc 9'.

Un dispositif de coincement généralement désigné en 28 est logé entre le flanc 10'et la paroi 26 en re- gard. Le dispositif de coincement 28 (mieux visible sur la figure 7, monté sur le gabarit de perçage) comprend une cale 29 et deux clavettes 30. La cale 29 comprend une semelle 31 et à l'opposé deux rampes 32 disposées de telle manière que ces surfaces forment un triangle. Cha- que clavette 30 comprend une semelle 33 et à l'opposé une pente 34, ainsi qu'un talon 35 du côté de la partie la plus épaisse de la clavette 30. Les clavettes 30 sont disposées pour que les pentes 34 coopèrent avec les ram- pes 32 correspondantes et que les semelles 31,33 pren- nent appui pour l'une sur le flanc 10'et pour l'autre

sur la paroi 26 en regard, les talons 35 formant un re- tour qui s'étend au-delà de la cale 29 en regard des ex- trémités de celle-ci. Une vis non représentée est montée pour pivoter dans les talons 35 et est engagée dans un taraudage ménagé dans l'extrémité correspondante de la cale 29 pour permettre de déplacer les clavettes 30 selon un mouvement de coulissement par rapport à la cale 29 et ainsi écarter plus ou moins les semelles 31,33 (les cla- vettes 30 sont donc réglables en position par rapport à la cale 29). Le dispositif de coincement permet de la sorte d'appliquer fermement la paroi 27 contre le flanc 9'. Le positionnement angulaire de l'élément auxiliaire est précis et est maintenu mme lorsque des efforts im- portants sont exercés sur cet élément. Du fait du jeu existant entre la semelle 22 et les vis de fixation 24, lesdites vis ne s'opposent pas à la mise en position de l'élément. La goupille assure le positionnement selon une direction parallèle à la cannelure.

L'élément auxiliaire 3 est une jambe qui possède une extrémité pourvue de moyens 13 de sa fixation amovi- ble sur la poutre 1 (ces moyens étant identiques à ceux précédemment décrits) et une extrémité opposée 15 agencée pour prendre appui sur le sol ou pour coopérer avec une autre poutre 1 par des moyens non représentés du type des moyens 13.

L'élément auxiliaire 4 est une équerre dont le sommet est pourvu de moyens 16 de sa fixation amovible à la poutre 1 et dont une première branche a une extrémité libre 17 agencée pour prendre appui sur le sol ou pour coopérer avec une autre poutre 1 par des moyens non re- présentés du type des moyens 13 et une seconde branche a une extrémité libre 18 agencée pour prendre appui et tre fixée à une équerre correspondante solidaire de la struc- ture de l'outil latéral droit.

Les moyens 16 comprennent une semelle 36 s'étend

sur 180° pour prendre appui sur trois cannelures 7 dispo- sées à 90° l'une de l'autre, deux de ces cannelures 7 s'étendant de part et d'autre de la cannelure 7'. La se- melle 36 comporte des trous 37 recevant avec un jeu transversal des vis de fixation 24 engagées dans les ta- raudages 12 des cannelures 7. Une rainure 38 est ménagée dans la semelle 36 pour recevoir la cannelure 71. La rai- nure 38 est délimitée latéralement par des parois 39,40 espacées d'une distance supérieure à celle séparant les flancs 9'et 10'de la cannelure 7', la paroi 40 étant usinée pour former une surface d'appui sur le flanc 9'.

Un dispositif de coincement 28 identique à celui précédemment décrit est logé entre le flanc 10'et la pa- roi 39 en regard.

L'élément auxiliaire 6 comporte une extrémité pourvue de moyens 20 de sa fixation amovible sur la pou- tre 1 et une extrémité opposée 21 agencée pour permettre la fixation soit d'organes de positionnement et/ou de maintien de la pièce de carrosserie soit de positionne- ment de la structure.

Les moyens 20 comprennent une semelle 40 pour prendre appui sur la face supérieure 11 de deux cannelu- res 7 à 90° l'une de l'autre, une goupille non visible introduite dans des perçages radiaux correspondants de la semelle et de la cannelure pour assurer principalement le positionnement longitudinal de l'élément auxiliaire le long de la poutre et des vis de fixation 24 engagées au travers de la semelle 40 dans les taraudages 12 des can- nelures 7. Cet élément n'est pas destiné à subir des ef- forts importants de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir de moyens particuliers de son blocage en position autres que les vis de fixation engagés dans les tarauda- ges 12.

La structure ainsi réalisée est totalement modu- laire, les poutres 1 et les éléments auxiliaires 2,3, 4,

5 et 6 étant facilement assemblables et démontables. En outre, cette structure est rigide, relativement légère et facilement réparable, les constituants qui auraient été détériorés pouvant tre rapidement changés.

On remarquera que, lorsque deux éléments auxi- liaires ont une semelle qui s'étend sur moins de 180° (c'est-à-dire ici qui chevauche au plus quatre cannelu- res), ces deux éléments auxiliaires peuvent tre disposés dans un mme plan transversal de la poutre (voir par exemple la figure 3).

De préférence, les perçages réalisés dans les éléments auxiliaires 2,3, 4,5, 6 sont tous espacés de la mme distance. Ceci permet de pouvoir facilement im- planter un élément auxiliaire entre des éléments auxi- liaires déjà montés sur la poutre et augmente la modula- rité.

En référence aux figures 5 et 6, la deuxième structure de maintien conforme à l'invention comprend trois poutres 1 en tout point identique à celle précédem- ment décrite, des éléments auxiliaires généralement dési- gnés en 50,51, 52 destinés à relier rigidement les pou- tres 1 entre elles et des éléments auxiliaires générale- ment désignés en 53,54 destinés à assurer le positionne- ment de la structure par rapport à un bâti 55.

Les éléments auxiliaires 50,51 sont agencés pour fixer deux poutres 1 l'une à l'autre de telle manière qu'elles forment un angle de 90°. Chaque élément auxi- liaire 50,51 comprend respectivement deux semelles 56, 57 et 58,59 pour prendre appui sur deux cannelures 7 disposées à 90° l'une de l'autre de part et d'autre d'une cannelure 7 ayant un flanc de référence. Les semelles 56, 57 et 58,59 et les moyens de fixation associés sont identiques aux moyens de fixation 13 et à la semelle 12 précédemment décrits. Les semelles 56,57 et 58,59 s'étendent selon des directions formant un angle de 90°

entre elles.

L'élément auxiliaire 52 comprend un bras 60 pour- vu à chacune de ses extrémités de moyens 61 de sa fixa- tion amovible sur deux des poutres 1 pour maintenir cel- les-ci parallèles l'une à l'autre. Les moyens 61 sont identiques aux moyens de fixation 13.

Les éléments auxiliaires 53 sont identiques à l'élément auxiliaire 6 et sont fixés chacun à une des poutres 1 parallèles de la mme façon que l'élément auxi- liaire 6. Les éléments auxiliaires 53 ont une extrémité libre pourvue d'un logement 62 pour recevoir un pilote 63 solidaire du bâti 55. Les éléments auxiliaires 52 et 53 s'étendent sensiblement dans un mme plan transversal de la poutre 1.

L'élément auxiliaire 54 est identique à l'élément auxiliaire 6 et est fixé de la mme manière à une des poutres 1. L'élément auxiliaire 54 a une extrémité libre pourvue d'une fourchette 64 pour coulisser le long d'un rail 65 solidaire du bâti 55.

Les taraudages 12 et le perçage pour la goupille sont réalisés dans les cannelures 7 au moyen du gabarit de perçage représenté aux figures 7 et 8 et généralement désigné en 100 sur ces figures.

Le gabarit 100 comprend un corps 101 pourvu de moyens 102 de sa fixation amovible sur la poutre 1 et de canons de perçage 103 disposés pour s'étendre à l'aplomb d'une cannelure à percer lorsque le gabarit est en posi- tion sur la poutre 1.

Les moyens 102 comprennent une semelle 104 pour prendre appui sur la face supérieure 11 de deux cannelu- res 7 à percer disposées à 90° l'une de l'autre de part et d'autre d'une autre cannelure 7 utilisée pour le posi- tionnement du gabarit 100. Une rainure 105 est ménagée dans la semelle 104 pour recevoir cette cannelure 7. La rainure 105 est délimitée latéralement par des parois

106,107 espacées d'une distance supérieure à celle sépa- rant les flancs 9 et 10 de la cannelure 7. La paroi 107 est usinée pour former une surface de référence pour le positionnement angulaire de l'élément auxiliaire 2 en coopérant-avec le flanc 9 de la cannelure 7 utilisé pour le positionnement. Un dispositif de coincement 28 identi- que aux précédents est logé entre le flanc 10 et la paroi 106 en regard.

Les moyens 102 comprennent en outre des moyens de serrage 108, de type « sauterelle », destinés à prendre appui sur la face supérieure 11 de deux cannelures 7 op- posées aux cannelures 7 à percer pour appliquer la se- melle 104 sur la face supérieure 11 des deux cannelures 7 à percer. D'autres moyens de serrage sont utilisables.

Le gabarit 100 est mis en place sur une cannelure 7 et est positionné le long de celle-ci en utilisant un moyen de positionnement. Ce moyen de positionnement peut simplement consister en la mesure d'une distance à partir d'un point de référence prédéterminé de la poutre ou en un gabarit de positionnement longitudinal.

Lorsque le gabarit 100 est en position, les ca- nons de perçages 103 s'étendent à l'aplomb des cannelures 7 à percer.

Le gabarit 100 peut tre agencé pour permettre le perçage de plus de deux cannelures 7 et éventuellement tre réalisé en deux parties pour permettre le perçage de toutes les cannelures.

On notera que la cannelure retenue pour le posi- tionnement du gabarit 100 sur la poutre 1 est de préfé- rence une cannelure 7'de manière à utiliser le flanc 9' de celle-ci afin d'assurer un positionnement précis du gabarit. Des canons de perçage peuvent par ailleurs tre prévus pour le perçage de la ou des cannelures utilisées pour le positionnement.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux

modes de réalisation qui viennent d'tre décrits, mais englobe au contraire toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, les caractéristiques essentielles énoncées plus haut.

En particulier, le nombre de cannelures et l'agencement de celles-ci peuvent tre différents de ceux représentés, la poutre 1 peut ne pas tre symétrique ou seulement selon un de ces diamètres.

En outre, d'autres moyens que le dispositif de coincement décrit peuvent tre utilisés pour appliquer la paroi de référence de la rainure contre le flanc de réfé- rence 9'de la cannelure 7', et par exemple un dispositif de serrage à excentrique.

Par ailleurs, la poutre 1 peut comporter plu- sieurs cannelures 7'ayant un flanc 9'agencé pour former une référence de positionnement.

Des moyens de serrage par exemple analogues à ceux du gabarit 100 peuvent également tre utilisés pour la fixation des éléments auxiliaires aux poutres. Les éléments auxiliaires peuvent aussi ne prendre appui que sur une cannelure.