i Structure pour le support de la caisse d'un véhicule automobile comportant un bras à rotules L'invention concerne une structure pour le support de la caisse d'un véhicule automobile.
L'invention concerne plus particulièrement une structure pour le support de la caisse d'un véhicule automobile, structure qui comporte : - un châssis qui s'étend longitudinalement et transversale-ment dans un plan horizontal, io - au moins un organe de support de la caisse du véhicule comportant au moins un premier bras de support qui est monté articulé sur le châssis et qui s'étend globalement verticalement, - une nacelle qui est montée articulée sur ledit premier bras de support et qui porte au moins un élément d'appui vertical 15 pour supporter la caisse du véhicule, - des moyens d'immobilisation de l'organe de support par rapport au châssis. La fabrication industrielle d'un véhicule automobile comporte plusieurs étapes de fabrication, comme la tôlerie, la 20 peinture et la cataphorèse. Au cours de ces étapes, la caisse du véhicule, aussi appelée structure de caisse, est posée sur une structure de support, aussi appelée "portoir", qui supporte le véhicule dans une position stable et sensiblement surélevée, de sorte qu'un 25 opérateur ou une machine est apte à exécuter une tache sur le véhicule. De plus, la structure de support est apte à être déplacée pour transporter la caisse du véhicule d'un poste de travail à un autre. 30 A cet effet, la structure de support comporte un châssis horizontal globalement rectangulaire dont un premier et un second longeron sont reliés entre eux et s'étendent longitudinalement en vis à vis. 2 On distingue deux types de structure, la structure du type luge dont les deux longerons s'étendent sous le véhicule, et la structure du type balancelle qui est suspendue et dont les deux longerons s'étendent au-dessus du véhicule.
La structure du type balancelle est par exemple destinée à supporter la caisse du véhicule au cours d'une opération d'application de cire, de mastic ou de peinture. De façon connue, le châssis de la structure de support du type balancelle comporte deux organes avant de support en vis à io vis qui sont destinés à supporter une partie avant de la caisse du véhicule et deux organes arrière de support en vis à vis qui sont destinés à supporter une partie arrière de la caisse du véhicule. Chaque organe de support comporte au moins un bras de support qui s'étend globalement verticalement vers le bas depuis 15 le châssis, chaque bras de support étant apte à coopérer avec une portion associée du soubassement de la caisse du véhicule. Toutefois, une telle structure de support ne permet de supporter qu'un type de caisse de véhicule automobile, de sorte qu'il est nécessaire de disposer d'un type spécifique de structure 20 de support pour chaque type de caisse de véhicule. On connaît aussi un type de structure de support qui comporte au moins un organe arrière de support qui est monté articulé sur le châssis et qui comporte un premier et un second bras de support. 25 Le premier bras de support est monté libre en rotation sur le châssis autour d'un premier axe vertical et le second bras de support est monté libre en rotation à une extrémité libre du premier bras autour d'un second axe de rotation vertical. Le second bras articulé comporte un élément d'appui pour 30 le support du soubassement de la caisse du véhicule, par exemple un doigt de support, qui est monté mobile à une extrémité libre du second bras articulé, de sorte que le doigt de support est réglable verticalement en hauteur. 3 Ce type de structure, à deux bras articulés en rotation, offre une plage importante de positions du bras dans l'espace, notamment dans un plan horizontal, grâce à quoi la structure est apte à supporter une pluralité de types de caisse de véhicule automobile. Toutefois, lorsque la structure supporte la caisse du véhicule au cours d'une opération d'application d'un produit sur la caisse, comme de la cire, les articulations de l'organe de support, qui sont agencées proches de la zone d'application du produit sur io la caisse du véhicule, sont exposées à des projections du produit, de sorte que les articulations risquent de s'encrasser et de se bloquer. L'invention vise notamment à résoudre ce problème d'encrassement en proposant une structure de support dont la 15 conception permet d'éloigner les articulations de l'organe de support de la zone d'application, ou zone de travail sur la caisse. Dans ce but, l'invention propose une structure de support du type décrit précédemment, caractérisée en ce que le premier bras articulé de l'organe de support comporte au moins une 20 première branche comportant : - une extrémité proximale qui est montée articulée sur le châssis au moyen d'une première articulation du type à rotule, de sorte que ladite première branche du premier bras est montée pivotante sur le châssis autour d'au moins un premier axe 25 longitudinal et autour d'au moins un premier axe transversal de pivotement, et - une extrémité distale qui est montée articulée sur la nacelle au moyen d'une seconde articulation du type à rotule, de sorte que la première branche du bras est montée pivotante sur la 30 nacelle autour d'au moins un second axe longitudinal et autour d'au moins un second axe transversal de pivotement, grâce à quoi la nacelle est apte à être entraînée en déplacement par rapport 4 au châssis, selon trois degrés de liberté en translation et trois degrés de liberté en rotation. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le premier bras articulé de l'organe de support 5 comporte au moins une seconde branche comportant : - - une extrémité proximale qui est montée articulée sur le châssis au moyen d'une troisième articulation du type à rotule, et - - une extrémité distale qui est montée articulée sur io la nacelle au moyen d'une quatrième articulation du type à rotule, et la deuxième branche est parallèle à ladite première branche du bras articulé, de sorte que la nacelle est apte à être entraînée en déplacement par rapport au châssis selon trois degrés de liberté en translation et un 15 degrés de liberté en rotation ; - le premier bras articulé de l'organe de support comporte au moins une troisième branche parallèle à ladite première branche, comportant : - - une extrémité proximale qui est montée articulée 20 sur le châssis au moyen d'une cinquième articulation du type à rotule, et - - une extrémité distale qui est montée articulée sur la nacelle au moyen d'une sixième articulation du type à rotule, et la troisième branche est parallèle à la première 25 branche et à la deuxième branche du premier bras articulé, lesdites trois branches étant agencées en triangle, de sorte que la nacelle est apte à être entraînée en déplacement parallèlement au châssis horizontal, selon trois degrés de liberté en translation ; 30 - les moyens d'immobilisation de l'organe de support comportent au moins un premier hauban et un second hauban dont chacun s'étend depuis la nacelle, jusqu'à un tronçon de la première branche du premier bras, de sorte que la première branche est immobilisée sur la nacelle afin d'immobiliser l'organe de support par rapport au châssis ; - chaque hauban comporte un tronçon réglable en longueur, afin de régler l'inclinaison angulaire du premier bras par 5 rapport à la nacelle, pour immobiliser l'organe de support dans une pluralité de positions ; - le tronçon réglable de chaque hauban comporte : - - une première partie axiale qui est filetée à gauche et qui coopère avec un premier manchon taraudé io complémentaire relié sur le premier bras, - - une seconde partie axiale qui est filetée à droite et qui coopère avec un second manchon taraudé complémentaire relié sur la nacelle ; - l'organe de support comporte un second bras articulé qui 15 s'étend depuis ladite nacelle et qui porte ledit élément d'appui vertical de support de la caisse du véhicule ; - le second bras articulé est monté mobile sur la nacelle, de sorte que l'élément d'appui est mobile verticalement par rapport au châssis et à la nacelle ; 20 - le second bras comporte deux barres qui sont parallèles entre elles, et qui sont agencés de façon à former un parallélogramme déformable dans un plan vertical, grâce à quoi l'élément d'appui vertical est apte à être entraîné verticalement en translation circulaire par rapport à la nacelle ; 25 - le second bras articulé comporte des moyens d'immobilisation par rapport à la nacelle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés 30 dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective, qui illustre une structure pour le support de la caisse d'un véhicule automobile ; - la figure 2 est une vue de détail en coupe transversale, qui illustre une articulation du type à rotule qui relie une branche du premier bras sur une nacelle ; - la figure 3 est une vue partielle de détail, qui illustre un premier bras et un second bras d'un organe arrière de support d'une partie arrière du soubassement de la caisse du véhicule ; - la figure 4 est une vue de dessus en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3, qui illustre deux haubans pour l'immobilisation de l'organe de support. io On utilisera à titre non limitatif les orientations longitudinale, verticale et transversale selon le trièdre L, V, T représenté aux figures. On adoptera aussi le terme horizontal, en référence à la gravité terrestre, et les termes supérieur et inférieur en référence 15 à la direction verticale du repère V, L, T. La figure 1 représente une structure de support 10 pour le support du soubassement de la caisse (non représentée) d'un véhicule automobile. La structure de support 10 présente une symétrie générale 20 de conception par rapport à un plan vertical longitudinal de symétrie (non représenté) passant par le milieu de la structure 10. Des éléments ou composants identiques et symétriques par rapport au plan de symétrie seront désignés par les mêmes chiffres de référence indicés a, ou b selon qu'ils sont situés d'un 25 premier côté ou d'un second côté du plan de symétrie. La structure de support 10 est ici du type dit à balancelle , qui comporte essentiellement un châssis 12, un premier organe avant 14a et un second organe avant 14b de support d'une partie avant du soubassement de la caisse du 30 véhicule, et un premier organe arrière 16a et un second organe arrière 16b de support d'une partie arrière du soubassement de la caisse du véhicule. 7 La partie supérieure du châssis 12 comporte un premier longeron 18a et un second longeron 18b longitudinaux et parallèles entre eux, qui constituent un moyen d'accrochage de la structure 10, par exemple sur une chaîne de convoyage (non représentée), grâce à quoi la structure 10 est apte à être déplacée longitudinalement d'arrière en avant, par exemple d'un poste de travail à un autre. La partie inférieure du châssis 12 comporte un cadre 20 qui s'étend longitudinalement et transversalement dans un plan io horizontal et qui est raccordé sur le premier et sur le second longeron 18a, 18b, par l'intermédiaire d'une pluralité de barres de raccord 22 verticales. Le premier organe avant 14a et le second organe avant 14b de support sont chacun de la forme d'un L dont un premier 15 bras 24a, 24b, respectivement, s'étend verticalement vers le bas de manière fixe depuis le cadre 20 du châssis 12, et dont un second bras 26a, 26b, respectivement, s'étend horizontalement depuis un tronçon d'extrémité inférieure du premier et du second bras 24a, 24b respectivement. 20 L'extrémité libre de chaque second bras 26a, 26b avant porte un élément d'appui, ici un doigt 27a, 27b respectivement, sur lequel la caisse du véhicule est apte à être en appui vertical vers le bas. De la même manière, le premier organe arrière 16a et le 25 second organe arrière 16b de support sont de la forme d'un L déformable, dont un premier bras 28a, 28b et un second bras 29a, 29b respectivement, sont chacun reliés entre eux par une nacelle 32a, 32b. Afin de faciliter la compréhension de la suite de la 30 description, seul le premier organe arrière 16a de support, qui est représenté aux figures 2 à 5, est décrit dans la suite de la description, la description du second organe arrière 16b découlant de la description du premier organe arrière 16a de support. 8 Toujours pour faciliter la compréhension de la description, le premier organe articulé 16a de support est appelé organe de support 16a par la suite. Le premier bras articulé 28a de l'organe de support 16a comporte trois branches 30a dont chacune s'étend globalement verticalement depuis la cadre 20 du châssis 12, jusqu'à la nacelle 32a inférieure. Chaque branche 30a comporte une extrémité supérieure, ou proximale, qui est montée articulée sur le châssis 12 au moyen io d'une articulation supérieure 34a du type à rotule, ou sphérique, de sorte que l'extrémité supérieure de chaque branche 30a est montée pivotante sur le châssis 12 autour d'un axe longitudinal, autour d'un axe transversal et autour d'un axe vertical de pivotement. 15 On entend ici par articulation du type à rotule une liaison mécanique qui relie deux éléments entre eux et qui autorise trois rotations, donc trois degrés de liberté, entre les deux éléments reliés, dont une rotation autour d'un axe longitudinal, une rotation autour d'un axe transversal et une 20 rotation autour d'un axe vertical. De même, chaque branche 30a comporte une extrémité inférieure, ou distale, qui est montée articulée sur la nacelle 32a au moyen d'une articulation inférieure 36a du type à rotule, de sorte que l'extrémité inférieure de chaque branche 30a est 25 montée pivotante sur la nacelle 32a autour d'un axe longitudinal, autour d'un axe transversal et autour d'un axe vertical de pivotement. Comme on peut le voir à la figure 1, les trois branches 30a du premier bras 28a sont parallèles entre elles et sont agencées 30 en triangle, ici en triangle rectangle isocèle. Ainsi, le premier bras 28a comporte deux branches 30a avant qui sont alignées selon une ligne longitudinale formant l'hypoténuse du triangle, et une branche arrière 30a qui est décalée transversalement par rapport aux deux branches 30a avant. De plus, la branche 30a arrière du premier bras 28a comporte une poignée de manoeuvre pour entraîner le premier bras 28a en déplacement par un opérateur. Ainsi, lorsque le premier bras articulé 28a est entraîné en déplacement, la nacelle 32a est apte à être entraînée en déplacement par rapport au châssis 12 selon trois mouvements de translation, donc trois degrés de liberté, dont une translation io longitudinale, une translation verticale et une translation transversale, sans rotation de la nacelle 32a, grâce à quoi la nacelle 32a est entraînée dans les trois dimensions de l'espace, en conservant une assiette horizontale. La figure 2 représente en détail l'articulation inférieure 36a 15 du type à rotule de la branche arrière 30a du premier bras 28a, qui est identique aux trois articulations inférieures 36a et aux trois articulations supérieures 34a du premier bras 28a. L'articulation inférieure 36a comporte un socle 38a en U qui est fixé sur une plaque supérieure 40a de la nacelle 32a, et 20 dont deux brins 42a s'étendent verticalement vers le haut. Les deux brins 42a sont traversés par un arbre 44a longitudinal de liaison dont un tronçon médian 46a, de la forme d'une sphère, est interposé entre les deux brins 42a du socle 38a. De façon complémentaire, l'extrémité inférieure de la 25 branche 30a arrière associée du premier bras 28a forme une patte 48a d'articulation qui s'étend verticalement vers le bas. La patte 48a délimite une cavité 50a de la forme d'une portion de sphère qui coopère par glissement, à la manière d'une rotule, avec le tronçon médian 46a sphérique complémentaire de 30 l'arbre 44a de liaison, de sorte que la branche 30a arrière du premier bras 28a est montée pivotante autour d'un axe A longitudinal par rapport à la nacelle 32a. 2939759 i0 De plus, la patte 48a d'articulation est interposée entre les deux brins 42a du socle 38a en délimitant un jeu longitudinal entre chaque brin 42a, autorisant ainsi un débattement angulaire autour d'un axe B transversal, comme l'illustre la flèche en arc de 5 cercle à la figure 2. Selon un autre aspect, la structure de support 10 comporte des premiers moyens d'immobilisation 52a de l'organe de support 16a par rapport au châssis 12, qui sont illustrés aux figures 3 et 4. io Mécaniquement, l'immobilisation d'au moins une branche 30a du premier bras 28a par rapport au châssis 12 et/ou à la nacelle 32a permet d'immobiliser l'organe de support 16a par rapport au châssis 12. Dans l'exemple de réalisation décrit, les moyens 15 d'immobilisation immobilisent la branche arrière 30a du premier bras 28a sur la nacelle 32a au moyen de deux haubans 52a. Chaque hauban 52a s'étend depuis un tronçon de la branche 30a arrière du premier bras 28a, qui est agencé au-dessus de l'articulation inférieure 36a associée, jusqu'à la plaque 20 supérieure 40a de la nacelle 32a. Selon la figure 4, qui illustre les deux haubans 52a vue de dessus, les deux haubans 52a sont agencés à angle droit, pour une meilleure immobilisation de la branche arrière 30a du premier bras 28a sur la nacelle 32a. 25 Chaque hauban 52a comporte un manchon supérieur 56a qui est monté pivotant sur la branche 30a arrière autour d'un axe horizontal, et un manchon inférieur 58a qui est monté pivotant sur la plaque supérieure 40a de la nacelle 32a autour d'un axe horizontal. 30 Le premier manchon 56a délimite un trou taraudé à filet à gauche et le second manchon 58a délimite un trou taraudé à filet à droite. 2939759 Il Complémentairement, comme on peut le voir à la figure 4, chaque hauban 52a comporte une tige filetée 60a, formant tronçon réglable en longueur, dont une première partie 62a filetée à gauche coopère avec le trous taraudé du premier manchon 56a 5 et une seconde partie 64a filetée à droite coopère avec le trou taraudé du second manchon 58a. De plus, la tige filetée 60a comporte une molette 66a qui, lorsqu'elle est pivotée dans un sens, permet d'allonger le hauban 52a associé et qui, lorsqu'elle est pivotée dans un sens opposé, io permet de rétrécir le hauban 52a associé, de manière à faire varier l'inclinaison de la nacelle 32a par rapport aux branches 30a du premier bras 28a, grâce à quoi la nacelle 32a est apte à être immobilisée dans une pluralité de positions. Avantageusement, chaque hauban 52a comporte un contre 15 écrou 61a contre le desserrage du hauban 52a, qui est monté sur la première partie 62a filetée associée de chaque hauban 52a. Le second bras articulé 29a de l'organe de support 16a en L, s'étend transversalement vers l'intérieur du châssis 12, depuis la nacelle 32a, jusqu'à un élément d'appui 70a pour l'appui 20 vertical de la caisse du véhicule. Selon la figure 3, la nacelle 32a comporte une plaque inférieure 68a verticale transversale qui s'étend vers le bas depuis la plaque supérieure 40a de la nacelle 32a. Le second bras 29a comporte une barre supérieure 72a et 25 une barre inférieure 74a de même longueur qui sont montées parallèles entre elles et qui sont agencées de façon à former un parallélogramme déformable dans un plan vertical transversal. A cet effet, chaque barre 72a, 74a comporte un tronçon arrière 76a qui est monté pivotant autour d'un axe longitudinal sur 30 la plaque inférieure 68a de la nacelle 32a, et un tronçon avant 78a qui est monté pivotant autour d'un axe longitudinal sur l'élément d'appui 70a. 12 Ainsi, l'élément d'appui 70a est mobile verticalement par rapport au châssis 12, par translation circulaire autour d'un axe longitudinal par rapport à la nacelle 32a, l'élément d'appui 70a conservant ainsi une assiette horizontale.
De plus, le second bras 29a comporte des seconds moyens d'immobilisation 80a par rapport à la nacelle 32a, qui sont ici du type à indexation par coopération de formes. A cet effet, la plaque inférieure 68a de la nacelle 32a délimite une série de premiers trous d'indexation 82a d'axe longitudinal qui sont agencés en arc de cercle autour de l'axe de pivotement longitudinal du tronçon arrière 76a de la barre supérieure 72a du second bras 29a. De façon complémentaire, le tronçon arrière 76a de la barre supérieure 72a du second bras 29a comporte une plaque d'immobilisation 86a qui délimite un second trou d'indexation 84a d'axe longitudinal. Le second trou d'indexation 84a est apte à être situé en regard de chacun des premiers trous d'indexation 82a, selon la position angulaire occupée par le second bras 29a.
Les seconds moyens d'immobilisation 80a comportent un pion d'indexation (non représenté), qui coopère avec le second trou d'indexation 82a du second bras 29a et avec un des premiers trous d'indexation 82a associé de la nacelle 32a, grâce à quoi le second bras 29a articulé est apte à être immobilisé dans autant de positions angulaires qu'il y a de premiers trous d'indexation 82a. Enfin, l'élément d'appui 70a pour le support de la caisse du véhicule porte une touche d'appui 88a de la caisse du véhicule, qui est ici un doigt 88a s'étendant verticalement vers le haut.
A titre non limitatif, la touche d'appui 88a peut être par exemple une touche de forme tronconique décroissante vers le haut pour le centrage d'une portion de la caisse du véhicule, ou une touche plate, ou un vé.
13 Selon une variante de réalisation non représentée, chaque articulation 36a du type à rotule est constituée par un joint de cardan. On remarque que la conception du premier bras 28a, qui comporte plusieurs branches 30a de même longueur, bloque la rotation autour de l'axe vertical de chaque articulation 36a du type à rotule. Par conséquent, les articulations 36a du type à rotule peuvent être remplacées par des articulations du type à rotule à doigt dont chacune autorise deux rotations, donc deux degrés de liberté, entre les deux éléments reliés par une telle articulation, dont une rotation autour d'un axe longitudinal et une rotation autour d'un axe transversal. A titre non limitatif, le premier organe avant 14a et le second organe avant 14b de support sont motorisés, de sorte qu'ils sont chacun aptes à être entraîné en déplacement automatiquement. De même, le second bras articulé 29a de l'organe de support 16a peut être monté coulissant verticalement sur la 20 nacelle 32a.