FR2972701A1

FR2972701A1 - Device for centering two body elements of car to assemble car body, has centering pin whose head is provided inside case and mounted movably in case around reference position along direction intersecting with extending direction of bar

Info

Publication number: FR2972701A1
Application number: FR1152196A
Authority: FR
Inventors: Stephane Prat
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-09-21
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: FR2972701B1

Abstract

The device (1) has a centering pin (4) partially received inside indexing holes of corresponding body elements. The pin includes a bar (24) extending along a direction, and a head (26) that is mechanically connected to a proximal end (24b) of the bar. The head is provided inside a case (2), and is mounted movably in the case around a reference position along a direction intersecting with the extending direction of the bar. The case is formed of an upper part (8) mounted on a lower part (6), where the lower and upper parts define a circular based cylindrical hollow volume within the case. An independent claim is also included for a method for assembling a vehicle body.

Description

DISPOSITIF POUR CENTRER DEUX ELEMENTS DE CARROSSERIE D'UN VEHICULE DEVICE FOR CENTERING TWO BODY COMPONENTS OF A VEHICLE

L'invention concerne un dispositif pour centrer deux éléments de carrosserie d'un véhicule. L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'une carosserie d'un véhicule utilisant ce dispositif. Lors de l'assemblage de la carosserie d'un véhicule, il est fréquement recourru à des opérations de centrage de deux éléments de carrosserie. Afin de faciliter le centrage de deux éléments de carrosserie, ces éléments sont généralement conformés de telle sorte qu'un premier élément comporte un téton de centrage, tandis qu'un second élément comporte un orifice d'indexage destiné à coopérer avec le téton de centrage. L'intégration d'un téton de centrage sur un élément de carrosserie représente un surcoût de production. En effet, celle-ci nécessite la mise en oeuvre d'opérations additionnelles pour l'usinage de ces tétons et orifices, et éventuellement un surplus de matériau. Aussi, il est souhaitable de supprimer ces tétons pour des raisons économiques. Par ailleurs, une fois le véhicule intégralement assemblé, il arrive que les tétons de centrage fassent saillie au-delà d'un élément de carosserie du véhicule. Pour des raisons d'esthétique ou encore d'aérodynamisme, il est également souhaitable d'omettre ces tétons. Afin de pallier ces inconvénients, le déposant a déjà proposé, dans la demande de brevet français FR2849423, un dispositif pour centrer deux éléments de carrosserie. Le dispositif divulgué dans la demande susmentionnée comprend des pions de prépositionnement coopérant avec des orifices de diamètre plus large ménagés sur un premier élément de carrosserie, de manière à centrer grossièrement le dispositif autour d'une position de référence. Le dispositif comprend par ailleurs un pion de centrage coopérant avec un orifice d'indexage de même diamètre que ce pion, pour centrer finement le dispositif avec l'élément de carrosserie. Le dispositif divulgué nécessite la réalisation de plusieurs orifices, et implique en conséquence des opérations d'usinage additionnelles. Ces opérations additionelles constituent un surcoût pour le constructeur. Par ailleurs, le dispositif proposé est volumineux et lourd. Aussi, sa manutention par des opérateurs est fastidieuse. L'invention vise à pallier ces derniers inconvénients. The invention relates to a device for centering two body elements of a vehicle. The invention also relates to a method of assembling a body of a vehicle using this device. When assembling the body of a vehicle, it is frequently resorted to centering operations of two body elements. In order to facilitate the centering of two bodywork elements, these elements are generally shaped such that a first element comprises a centering stud, while a second element comprises an indexing orifice intended to cooperate with the centering stud. . The integration of a centering pin on a bodywork element represents an additional cost of production. Indeed, it requires the implementation of additional operations for the machining of these nipples and orifices, and possibly a surplus of material. Also, it is desirable to remove these nipples for economic reasons. Moreover, once the vehicle integrally assembled, it happens that the centering pins protrude beyond a bodywork element of the vehicle. For reasons of aesthetics or even aerodynamics, it is also desirable to omit these nipples. In order to overcome these drawbacks, the applicant has already proposed, in the French patent application FR2849423, a device for centering two bodywork elements. The device disclosed in the aforementioned application comprises prepositioning pins cooperating with larger diameter orifices provided on a first body member, so as to roughly center the device around a reference position. The device further comprises a centering pin cooperating with an indexing orifice of the same diameter as the pin, for finely centering the device with the bodywork element. The disclosed device requires the realization of several orifices, and consequently involves additional machining operations. These additional operations constitute an additional cost for the manufacturer. Moreover, the proposed device is bulky and heavy. Also, its handling by operators is tedious. The invention aims to overcome these disadvantages.

L'invention porte ainsi sur un dispositif pour centrer au moins deux éléments de carrosserie d'un véhicule pourvus chacun d'au moins un orifice d'indexage, le dispositif comprenant au moins un pion de centrage destiné à être en partie reçu à l'intérieur d'un orifice correspondant des éléments de carrosserie, caractérisé en ce que le dispositif comprend un boitier, et en ce que au moins un pion de centrage comprend : - un mât s'étendant majoritairement selon une direction, et - une tête mécaniquement raccordée à une extrémité proximale du mât, la tête étant prisonnière du boîtier, et montée mobile dans ce boîtier, autour d'une position de référence, selon au moins une direction sécante avec la direction selon laquelle s'étend le mât. Le déplacement du pion autour de sa position de référence permet de corriger une éventuelle erreur de positionnement d'un élément de 15 carrosserie par rapport à ce pion. Par ailleurs, le dispositif de l'invention est avantageux en ce qu'il ne nécessite d'usiner qu'un unique orifice sur les éléments de carrosserie. Aussi, les coûts de production pour son utilisation sont limités. L'invention peut comporter une ou plusieurs de caractéristiques 20 suivantes. La tête peut être montée glissante dans le boîtier. Il est envisagé que la tête soit déplaçable dans au moins deux directions. Il est également envisagé que la tête soit déplaçable dans toutes 25 les directions d'un plan de déplacement. Il est également envisagé qu'une extrémité distale du mât soit biseautée de manière à faciliter le centrage du mât dans les orifices des éléments de carrosserie. Le boîtier peut être formé d'une partie inférieure et d'une partie 30 supérieure montée sur la partie inférieure, la partie supérieure étant pourvue d'un orifice, les parties inférieure et supérieure délimitant un volume évidé au sein du boîtier. Le volume évidé peut être de forme cylindrique à base circulaire, et la tête prend la forme d'un palet. 35 L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'une carrosserie d'un véhicule, caractérisé en ce que le procédé comprend: - la fourniture d'un dispositif conforme à l'invention - la fourniture d'un premier et second éléments de carrosserie chacun pourvus d'un orifice d'indexage, le positionnement de l'orifice du premier élément de carrosserie au voisinage de l'extrémité distale du mât, le déplacement de la tête dans le boîtier de manière à centrer l'extrémité distale du mât dans l'orifice du premier élément de carrosserie, - le centrage de l'orifice du second élément de carrosserie avec l'extrémité distale du mât, et l'assemblage des deux éléments de carrosserie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : la figure 1 est une illustration schématique en vue de côté d'un dispositif pour le centrage de deux éléments de carrosserie d'un véhicule selon l'invention, la figure 2 est une illustration schématique de deux éléments de carrosserie centrés avec l'assistance du dispositif de la figure 1, la figure 3 est une illustration schématique des éléments carrosserie de la figure 2 assemblés, la figure 4 est un organigramme d'un procédé d'assemblage de deux éléments de carrosserie d'un véhicule. Les figures 1 à 3 sont orientées à l'aide d'un même référentiel 30 orthogonal formé par des axes x, y et z. La figure 1 illustre un dispositif 1 pour le centrage de deux éléments de carrosserie selon l'invention. Ce dispositif 1 est formé : - d'un boîtier 2, et d'un pion de centrage 4 35 mobile à l'intérieur de ce boîtier 2. The invention thus relates to a device for centering at least two body elements of a vehicle each provided with at least one indexing orifice, the device comprising at least one centering pin intended to be partially received at the interior of a corresponding orifice of the bodywork elements, characterized in that the device comprises a housing, and in that at least one centering pin comprises: a mast extending mainly in one direction, and a mechanically connected head at a proximal end of the mast, the head being trapped in the housing, and mounted movably in this housing, around a reference position, in at least one secant direction with the direction in which extends the mast. The movement of the peg around its reference position makes it possible to correct any positioning error of a bodywork element with respect to this peg. Furthermore, the device of the invention is advantageous in that it only requires machining a single orifice on the bodywork elements. Also, production costs for its use are limited. The invention may include one or more of the following features. The head can be slidably mounted in the housing. It is envisaged that the head is movable in at least two directions. It is also contemplated that the head is movable in all directions of a plane of travel. It is also envisaged that a distal end of the mast is bevelled so as to facilitate the centering of the mast in the holes of the bodywork elements. The housing may be formed of a lower portion and an upper portion mounted on the lower portion, the upper portion being provided with an orifice, the lower and upper portions delimiting a hollow volume within the housing. The hollow volume may be cylindrical in shape with a circular base, and the head takes the form of a puck. The invention also relates to a method of assembling a bodywork of a vehicle, characterized in that the method comprises: - the provision of a device according to the invention - the provision of a first and second elements each body provided with an indexing orifice, positioning the orifice of the first body element in the vicinity of the distal end of the mast, the displacement of the head in the housing so as to center the distal end of the body. mast in the hole of the first body element, - centering the orifice of the second body member with the distal end of the mast, and the assembly of the two body members. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of nonlimiting example and with reference to the drawings in which: FIG. 1 is a diagrammatic illustration in side view of a device for centering two bodywork elements of a vehicle according to the invention, Figure 2 is a schematic illustration of two bodywork elements centered with the assistance of the device of Figure 1, Figure 3 is a schematic illustration of the elements. Figure 4 is a flowchart of a method of assembling two body members of a vehicle. Figures 1 to 3 are oriented with the same orthogonal reference 30 formed by x, y and z axes. FIG. 1 illustrates a device 1 for centering two bodywork elements according to the invention. This device 1 is formed of: - a housing 2, and a centering pin 4 movable inside this housing 2.

Le boîtier 2 comprend une partie inférieure 6 et une partie supérieure 8. La partie inférieure 6 est formée d'une base 10 sur laquelle s'élèvent des parois latérales 12, perpendiculairement à la base 10. Dans l'exemple illustré, la base 10 prend la forme d'un disque. Les parois 12 forment une colerette circulaire sur cette base 10. Ici, la base 10 et les parois 12 sont formées d'un seul tenant. La partie supérieure 8 est montée sur les parois latérales 12. Cette partie supérieure 8 prend la forme d'un disque pourvu d'un orifice 14. Cet orifice 14 est centré sur ce disque. Dans l'exemple, la section transversale de l'orifice 14 est circulaire. Les parties inférieure 6 et supérieure 8 délimitent un volume évidé au sein du boîtier 2. Le volume évidé est de forme cylindrique à base circulaire. Des paliers 16 et 18 sont disposés au sein de ce volume évidé. Le palier 16 s'étend dans le fond du boîtier 2 en appui contre la base 10 d'une part et contre les parois latérales 12 d'autre part. Le palier 18 est en appui contre la partie supérieure 8 d'une part et contre les parois latérales 12 d'autre part. Le palier 18 est pourvu d'un orifice 20 sensiblement de même forme que l'orifice 14, et centré avec cet orifice 14. Le boitier 2 comprend un axe de révolution 22. The housing 2 comprises a lower portion 6 and an upper portion 8. The lower portion 6 is formed of a base 10 on which side walls 12 rise, perpendicular to the base 10. In the example shown, the base 10 takes the form of a disc. The walls 12 form a circular rim on this base 10. Here, the base 10 and the walls 12 are formed in one piece. The upper part 8 is mounted on the side walls 12. This upper part 8 takes the form of a disc provided with an orifice 14. This orifice 14 is centered on this disc. In the example, the cross section of the orifice 14 is circular. The lower portion 6 and upper 8 define a hollow volume within the housing 2. The hollow volume is cylindrical in shape with a circular base. Bearings 16 and 18 are arranged within this hollow volume. The bearing 16 extends in the bottom of the housing 2 bearing against the base 10 on the one hand and against the side walls 12 on the other. The bearing 18 is in abutment against the upper part 8 on the one hand and against the side walls 12 on the other hand. The bearing 18 is provided with an orifice 20 substantially of the same shape as the orifice 14, and centered with this orifice 14. The case 2 comprises an axis of revolution 22.

Le pion 4 comporte un mât 24. Le mât 24 est ici un cylindre droit à base circulaire. Comme illustré, le mât 24 s'étend majoritairement selon l'axe y. Le diamètre de la section transversale du mât 24 est inférieur au diamètre des orifices 14 et 20. Le mât 24 comprend des extrémités distale 24a et proximale 2411 L'extrémité distale 24a est de préférence biseautée de manière à faciliter le centrage du mât 24 dans un orifice ménagé sur un élément de carrosserie. Le pion 4 comprend également une tête 26. Cette tête 26 est mécaniquement raccordée à l'extrémité proximale 2411 Le tête 26 est conformée pour glisser entre les paliers 16 et 18. A cet effet, la hauteur de la tête 26 est sensiblement égale à la distance séparant les paliers 16 et 18 selon l'axe y. Un léger jeu est ménagé entre la tête 26 et le palier 16 de manière à faciliter le glissement de la tête 26 entre les paliers 16 et 18. La largeur de la tête 26 selon l'axe x est inférieure à la largeur du volume évidé selon ce même axe. Dans l'exemple illustré, la tête 26 prend la forme d'un palet. Le pion possède un axe de révolution 28. The pin 4 comprises a mast 24. The mast 24 is here a straight cylinder with a circular base. As illustrated, the mast 24 extends mainly along the y axis. The diameter of the cross-section of the mast 24 is smaller than the diameter of the orifices 14 and 20. The mast 24 comprises distal ends 24a and proximal ends 2411. The distal end 24a is preferably bevelled so as to facilitate the centering of the mast 24 in a orifice formed on a bodywork element. The pin 4 also comprises a head 26. This head 26 is mechanically connected to the proximal end 2411 The head 26 is shaped to slide between the bearings 16 and 18. For this purpose, the height of the head 26 is substantially equal to the distance between the bearings 16 and 18 along the y axis. A slight clearance is provided between the head 26 and the bearing 16 so as to facilitate the sliding of the head 26 between the bearings 16 and 18. The width of the head 26 along the x axis is less than the width of the hollow volume according to this same axis. In the example illustrated, the head 26 takes the form of a puck. The pawn has an axis of revolution 28.

Dans la suite de cette description, on dit que le pion 4 est centré dans le boîtier 2, lorsque l'axe de révolution 28 du pion 4 est confondu avec l'axe de révolution 22 du boîtier 2. Sur la figure 1, le pion 4 est centré dans le boîtier 2. In the remainder of this description, it is said that the pin 4 is centered in the case 2, when the axis of revolution 28 of the pin 4 coincides with the axis of revolution 22 of the case 2. In FIG. 4 is centered in the housing 2.

Le pion 4 est conformé de telle sorte que lorsque le pion 4 est centré dans le boîtier 2, la distance D1 séparant le mât 24 des faces délimitant les orifices 14 et 20 est supérieure à 2mm. Par ailleurs, lorsque le pion 4 est centré dans le boîtier 2, la distance D2 séparant la tête 26 des parois latérales 12 est supérieure ou égale 10 à la distance D1 Dans ces conditions, le pion 4 est déplaçable dans toutes les directions d'un plan de glissement formé par une face supérieure du palier 18 entre : - une position de référence 15 dans laquelle le pion 4 est centré dans le boîtier 2, et - des positions limites de correction, dans lesquelles, le mât 24 vient en butée contre les faces délimitant les orifices 14 et 20. Un procédé d'assemblage de deux éléments de carrosserie va 20 maintenant être décrit en référence aux figures 2, 3 et 4. Lors d'une étape préliminaire 100, le dispositif 1 selon l'invention est fourni. Initialement, le pion 4 est centré dans le boîtier 2. Lors d'une étape 102, un élément de carrosserie 50 est fourni. Par exemple, l'élément de carrosserie 50 est un élément de carrosserie d'un 25 véhicule automobile. Cet élément de carrosserie 50 est pourvu d'un orifice d'indexage 52 (plus visible sur la figure 2). Dans l'exemple, l'orifice 52 est circulaire et de diamètre inférieur au diamètre de la section transversale du mât 24. Lors d'une étape faculative 104, l'élément 50 est positionné dans 30 une position prédéterminée pour permettre l'assemblage d'éléments 54, 56, 58, 60 sur cet élément 50. Lors d'une étape 106, l'élément de carrosserie 50 est positionné sur le pion 4 par un robot ou un opérateur, de telle sorte que l'extrémité 24a soit reçue à l'intérieur de l'orifice 52, centré dans cet orifice 52. 35 Au cours de cette étape 106, il peut arriver que l'orifice 52 ne soit pas parfaitement centré avec l'extrémité 24a. Par exemple, lors d'un mauvais positionnement de l'élément 50, l'orifice 52 est disposé au voisinage de l'extrémité distale 24a de telle manière que l'arrête de contact entre l'orifice 52 et l'extrémité distale 24a forme un arc de cercle. Dans ces conditions, l'élément 50 excerce une force F1 sur l'extrémité distale 24a, parallèlement à l'axe y. En réponse, du fait de la forme biseautée de l'extrémitée 24a, la force F1 est convertie en une force F2 excercée sur le pion 4 perpendiculairement à l'axe z. Le pion 4 étant monté mobile dans le boîtier 2, le pion 4 se déplace dans le boîtier jusqu'à venir se centrer dans l'orifice 52. Plus spécifiquement, la tête 26 glisse contre le palier 18. Une fois le pion 4 centré, l'arrête de contact entre l'orifice 52 et l'extrémité distale 24a forme un cercle. Dans ces conditions, l'élément 50 excerce uniquement une force sur l'extrémité distale 24a, parallèlement à l'axe z. Le pion 4 est stabilisé. The pin 4 is shaped so that when the pin 4 is centered in the housing 2, the distance D1 between the mast 24 of the faces defining the orifices 14 and 20 is greater than 2mm. Furthermore, when the pin 4 is centered in the housing 2, the distance D2 separating the head 26 from the side walls 12 is greater than or equal to the distance D1. Under these conditions, the pin 4 is movable in all directions of a slip plane formed by an upper face of the bearing 18 between: - a reference position 15 in which the pin 4 is centered in the housing 2, and - correction limit positions, in which, the mast 24 abuts against the The method of assembling two bodywork elements will now be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4. In a preliminary step 100, the device 1 according to the invention is provided. . Initially, the pin 4 is centered in the housing 2. In a step 102, a body member 50 is provided. For example, the body member 50 is a body member of a motor vehicle. This bodywork element 50 is provided with an indexing orifice 52 (more visible in FIG. 2). In the example, the orifice 52 is circular and of smaller diameter than the diameter of the cross section of the mast 24. During a faculative step 104, the element 50 is positioned in a predetermined position to allow the assembly of elements 54, 56, 58, 60 on this element 50. During a step 106, the bodywork element 50 is positioned on the pin 4 by a robot or an operator, so that the end 24a is received. within the orifice 52, centered in this orifice 52. During this step 106, it may happen that the orifice 52 is not perfectly centered with the end 24a. For example, during a poor positioning of the element 50, the orifice 52 is disposed in the vicinity of the distal end 24a so that the stop contact between the orifice 52 and the distal end 24a forms an arc of a circle. Under these conditions, the element 50 exerts a force F1 on the distal end 24a, parallel to the y axis. In response, because of the beveled shape of the end 24a, the force F1 is converted into a force F2 excercised on the pin 4 perpendicular to the z axis. The pin 4 being mounted movably in the housing 2, the pin 4 moves in the housing until it is centered in the orifice 52. More specifically, the head 26 slides against the bearing 18. Once the pin 4 is centered, the stop contact between the orifice 52 and the distal end 24a forms a circle. Under these conditions, the element 50 exerts only a force on the distal end 24a, parallel to the z axis. The pawn 4 is stabilized.

Le dispositif 1 permet ainsi de corriger une certaine marge d'erreur dans le positionnement de l'élément 50. Lors d'une étape 108, un élément 62 est fourni. L'élément de carrosserie 52 est également un élément de carrosserie d'un véhicule automobile.Cet élément 62 de carrosserie est pourvu d'un orifice d'indexage 59. Dans l'exemple, l'orifice 59 est identique à l'orifice 52 de l'élément 50. Lors d'une étape 110, l'élément 58 est positionné sur le pion 4 par un robot ou un opérateur, de telle sorte que l'extrémité 24a soit reçue à l'intérieur de l'orifice 52, centré avec l'orifice 52. Comme lors de l'étape 106, le dispositif 1 peut corriger une certaine marge d'erreur dans le positionnement de l'élément 62. Enfin, lors d'une étape 112 les éléments 50 et 62 sont assemblés. Par exemple, les éléments 50 et 62 sont assemblés par soudage, vissage, rivetage ou analogue. La forme d'exécution de l'invention décrite ci-avant ne présente aucun caractère limitatif. Des améliorations peuvent être apportées dans des variantes d'exécution sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le dispositif a été décrit pour le centrage de deux éléments de carrosserie. Toutefois, le dispositif peut être utilisé pour centrer plus de deux éléments de carrosserie. The device 1 thus makes it possible to correct a certain margin of error in the positioning of the element 50. During a step 108, an element 62 is provided. The body member 52 is also a body part of a motor vehicle. This body member 62 is provided with an indexing orifice 59. In the example, the orifice 59 is identical to the orifice 52. of the element 50. During a step 110, the element 58 is positioned on the pin 4 by a robot or an operator, so that the end 24a is received inside the orifice 52, centric with the orifice 52. As in the step 106, the device 1 can correct a certain margin of error in the positioning of the element 62. Finally, during a step 112 the elements 50 and 62 are assembled . For example, elements 50 and 62 are assembled by welding, screwing, riveting or the like. The embodiment of the invention described above is not limiting in nature. Improvements can be made in alternative embodiments without departing from the scope of the invention. For example, the device has been described for centering two bodywork elements. However, the device can be used to center more than two body elements.

Claims

REVENDICATIONS1. Device (1) for centering at least two body elements of a vehicle each provided with at least one indexing orifice, the device (1) comprising at least one centering pin (4) intended to be partially received at the interior of a corresponding indexing hole of the bodywork elements, characterized in that the device (1) comprises a housing (2), and in that at least one centering pin (4) comprises: - a mast (24) extending in a majority direction, and - a head (26) mechanically connected to a proximal end (24b) of the mast (24), the head (26) being trapped in the housing (2), and mounted movably in this housing (2), around a reference position, in at least one secant direction with the direction in which extends the mast (24).

2. Device (1) according to claim 1, wherein the head (26) is slidably mounted in the housing (2).

3. Device (1) according to any one of the preceding claims wherein the head (26) is movable in at least two directions.

4. Device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the head (26) is movable in all directions of a plane of displacement.

5. Device (1) according to any one of the preceding claims, wherein a distal end (24a) of the mast (24) is bevelled 30 so as to facilitate the centering of the mast (24) in the holes of the bodywork elements.

6. Device according to any one of the preceding claims, in which the housing is formed of a lower part (6) and an upper part (8) mounted on the lower part (6), the upper part being provided with an orifice (14), the lower (6) and upper (8) delimiting a hollow volume within the housing.

7. Device (1) according to claim 6, wherein the hollow volume is cylindrical in shape with a circular base, and the head (26) takes the form of a puck.

8. A method of assembling a body of a vehicle, characterized in that the method comprises: - the supply (100) of a device according to any one of the preceding claims, - the supply (102, 108 ) of first and second body members each provided with an indexing hole, - the positioning (104) of the orifice of the first body element in the vicinity of the distal end of the mast, - the displacement (106) of the head in the housing so as to center the distal end of the mast in the hole of the first body member, - centering (110) of the second body member orifice with the distal end of the mast, and - The assembly (112) of the two bodywork elements. 20