FR3122152A1 - Device for the automatic dismantling of motor vehicle door hinges - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif de démontage automatique et simultané des deux charnières d’une porte de véhicule automobile comprenant chacune un gond (G) sous forme d’un axe vertical (A) dont l’extrémité est pourvue d’une collerette (C), les deux gonds étant montés en opposition de telle sorte que leur collerette (C) respective soit en vis-à-vis entre les deux charnières, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une vis rotative (1) couplée à un moteur (M) et reliée à deux organes de préhension (2) desdites collerettes assurant l’extraction axiale du gond (G) par rotation de ladite vis, chacun desdits organes de préhension (2) étant associé à un élément vibratoire (3) facilitant l’extraction du gond. Figure de l’abrégé : Fig. 2AThe present invention relates to a device for the automatic and simultaneous removal of the two hinges of a motor vehicle door each comprising a hinge (G) in the form of a vertical axis (A) the end of which is provided with a collar (C ), the two hinges being mounted in opposition so that their respective collar (C) is face to face between the two hinges, characterized in that it comprises at least one rotary screw (1) coupled to a motor (M) and connected to two gripping members (2) of said collars ensuring the axial extraction of the hinge (G) by rotation of the said screw, each of the said gripping members (2) being associated with a vibratory element (3) facilitating the extraction of the hinge. Figure of the abstract: Fig. 2A
Description
L’invention s’applique au domaine du démontage des charnières de portes des véhicules automobiles.The invention applies to the field of dismantling motor vehicle door hinges.
Plus précisément, l’invention concerne un dispositif perfectionné destiné à assurer le démontage automatique et simultané des charnières provisoires de portes.More specifically, the invention relates to an improved device intended to ensure the automatic and simultaneous dismantling of temporary door hinges.
En usine, sur les chaînes d’assemblage des constructeurs automobiles, les portes sont montées de façon provisoire sur la caisse avant le passage du véhicule dans l’atelier de peinture.In the factory, on the assembly lines of car manufacturers, the doors are temporarily mounted on the body before the vehicle passes through the paint shop.
Ce montage provisoire est assuré au moyen de charnières permettant de verrouiller les portes en position ouverte à environ 70° pour faciliter le passage des robots de peinture dans les entrées de portes et dans la caisse. Les portes sont ensuite déposées, à la fois, pour faciliter l'accessibilité à l’habitacle et permettre leur habillage.This temporary assembly is ensured by means of hinges allowing the doors to be locked in the open position at approximately 70° to facilitate the passage of the painting robots in the doorways and in the body. The doors are then removed, both to facilitate access to the passenger compartment and to allow them to be fitted.
Les charnières provisoires comprennent généralement deux gonds de structure simple qui sont donc séparés lors du démontage des portes et remplacés par la suite par des gonds définitifs lors du remontage des portes après habillage.Temporary hinges generally comprise two hinges of simple structure which are therefore separated when dismantling the doors and subsequently replaced by permanent hinges when reassembling the doors after covering.
Aujourd'hui, le démontage des portes est effectué de façon manuelle par un opérateur qui utilise un préhenseur/convoyeur pour supporter la porte et un sécateur dit de vigneron modifié de façon ad-hoc pour successivement débloquer, un par un, le gond de chaque charnière, l'extraire manuellement et le récupérer.Today, the doors are dismantled manually by an operator who uses a gripper/conveyor to support the door and a so-called winegrower's pruner modified ad-hoc to successively unlock, one by one, the hinge of each hinge, extract it manually and recover it.
Toutefois, ces gonds provisoires, qui ont été préalablement passés en cataphorèse et en peinture, sont parfois difficiles à extraire ce qui implique des efforts manuels importants et entraîne une usure prématurée des sécateurs qu’il faut alors réparer ou remplacer fréquemment.However, these temporary hinges, which have previously been coated with cataphoresis and painted, are sometimes difficult to extract, which involves significant manual effort and leads to premature wear of the secateurs, which must then be repaired or replaced frequently.
En outre, ce mode de démontage mobilise un opérateur de chaque côté du véhicule ce qui pénalise les surfaces sur la chaîne de montage en occupant deux postes latéraux ainsi que les bords de lignes où les portes sont chargées manuellement sur le convoyeur.In addition, this mode of disassembly mobilizes an operator on each side of the vehicle which penalizes the surfaces on the assembly line by occupying two side positions as well as the edges of lines where the doors are loaded manually on the conveyor.
Par ailleurs, cette opération manuelle et laborieuse est susceptible de générer des défauts d'aspect quand un gond, arraché trop brutalement, chute sur la caisse déjà peinte et provoque un éclat.Moreover, this manual and laborious operation is likely to generate appearance defects when a hinge, torn off too suddenly, falls on the already painted body and causes a chipping.
Le brevet FR2988318B1 décrit une pince pour démonter ou remonter une charnière de porte de véhicule automobile. Cette pince comprend un mors fixe et un mors mobile destinés à prendre appui sur la charnière et une cale fixée de façon amovible au mors mobile de telle sorte que lors de la fermeture de la pince, cette cale puisse prendre appui axialement sur l'axe de la charnière.Patent FR2988318B1 describes pliers for disassembling or reassembling a motor vehicle door hinge. This gripper comprises a fixed jaw and a movable jaw intended to bear on the hinge and a wedge removably fixed to the movable jaw so that when the gripper is closed, this wedge can bear axially on the axis of the hinge.
Le brevet FR2705605B1 décrit un dispositif pour le démontage robotisé d'une porte de véhicule automobile articulée sur la caisse à l'aide d'au moins une charnière à gonds amovibles par soulèvement rectiligne de la porte.Patent FR2705605B1 describes a device for the robotic dismantling of a motor vehicle door articulated on the body using at least one hinge with removable hinges by rectilinear lifting of the door.
Cependant, aucun de ces dispositifs antérieurs ne permet de démonter automatiquement et simultanément les deux charnières d'une même porte tout en retenant les gonds pour les récupérer et les collecter.However, none of these prior devices makes it possible to automatically and simultaneously dismantle the two hinges of the same door while retaining the hinges in order to retrieve and collect them.
Dans ce contexte, l’invention vise à surmonter les problèmes techniques et à pallier les insuffisances des dispositifs antérieurs en proposant de remplacer l’actuel sécateur de « vigneron » (modifié) par un système motorisé facilitant le démontage simultané des deux charnières de porte en diminuant les efforts mis en œuvre et en récupérant les gonds provisoires en vue d’un éventuel recyclage.In this context, the invention aims to overcome the technical problems and to remedy the insufficiencies of the previous devices by proposing to replace the current "wine grower" shears (modified) by a motorized system facilitating the simultaneous dismantling of the two door hinges in reducing the efforts made and recovering the temporary hinges for possible recycling.
Ce but est atteint, selon l’invention, au moyen d’un dispositif de démontage automatique et simultané des deux charnières d’une porte de véhicule automobile comprenant chacune un gond sous forme d’un axe vertical dont l’extrémité est pourvue d’une collerette, les deux gonds étant montés en opposition de telle sorte que leur collerette respective soit en vis-à-vis entre les deux charnières, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une vis rotative couplée à un moteur et reliée à deux organes de préhension desdites collerettes assurant l’extraction axiale du gond par rotation de ladite vis, chacun desdits organes de préhension étant associé à un élément vibratoire facilitant l’extraction du gond.This object is achieved, according to the invention, by means of a device for the automatic and simultaneous dismantling of the two hinges of a motor vehicle door each comprising a hinge in the form of a vertical axis, the end of which is provided with a collar, the two hinges being mounted in opposition so that their respective collar is face-to-face between the two hinges, characterized in that it comprises at least one rotary screw coupled to a motor and connected to two organs gripping said flanges ensuring the axial extraction of the hinge by rotation of said screw, each of said gripping members being associated with a vibratory element facilitating the extraction of the hinge.
Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif de l’invention comprend au moins une colonne de guidage montée parallèlement à la vis rotative.According to an advantageous characteristic, the device of the invention comprises at least one guide column mounted parallel to the rotating screw.
De préférence, chaque organe de préhension est associé à un élément assurant la récupération du gond après extraction.Preferably, each gripping member is associated with an element ensuring the recovery of the hinge after extraction.
Selon une variante spécifique de réalisation, cet élément de récupération est une ventouse magnétique.According to a specific variant embodiment, this recovery element is a magnetic suction cup.
Selon un premier mode de réalisation du dispositif de l’invention, les organes de préhension sont constitués de fourchettes reliées à la vis rotative par des bagues antagonistes.According to a first embodiment of the device of the invention, the grippers consist of forks connected to the rotating screw by antagonist rings.
Selon une première variante de réalisation, la vis rotative est une vis unique à billes.According to a first variant embodiment, the rotary screw is a single ball screw.
Selon une autre variante, la vis rotative est une vis sans fin unique reliée aux deux organes de préhension via deux tronçons dont les filetages respectifs sont en hélices inversées.According to another variant, the rotary screw is a single endless screw connected to the two gripping members via two sections whose respective threads are in reverse helices.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le dispositif de démontage comprend deux ensembles montées tête-bêche, chaque ensemble étant formé d’une paire de vis rotatives parallèles et couplées, via un pignon, à un moteur, chacune des vis étant reliée à un doigt pivotant formant avec le doigt symétrique de la vis parallèle un organe de préhension de la collerette du gond.According to another embodiment of the invention, the dismantling device comprises two sets mounted head to tail, each set being formed of a pair of parallel rotating screws and coupled, via a pinion, to a motor, each of the screws being connected to a pivoting finger forming with the symmetrical finger of the parallel screw a gripping member of the flange of the hinge.
De préférence, le moteur est monté de façon intercalaire entre les eux ensembles.Preferably, the motor is mounted interposed between them together.
Selon un mode de réalisation spécifique, l’élément vibratoire est un actuateur piézo-électrique.According to a specific embodiment, the vibratory element is a piezoelectric actuator.
Un autre objet de l’invention est un procédé de mise en œuvre d’un dispositif de démontage automatique et simultané des charnières provisoires de porte présentant les caractéristiques définies ci-dessus pour le montage d’un véhicule automobile.Another object of the invention is a method of implementing a device for the automatic and simultaneous dismantling of temporary door hinges having the characteristics defined above for the assembly of a motor vehicle.
Le procédé de démontage de l’invention s'inscrit dans un programme visant à automatiser l'ensemble des opérations postérieures à l’étape de peinture et comprenant, notamment, l’ouverture des portes, le dégondage, le décrochage de ces portes et de leur transfert par convoyeur.The dismantling method of the invention is part of a program aimed at automating all of the operations after the painting step and comprising, in particular, the opening of the doors, the unhinging, the unhooking of these doors and their transfer by conveyor.
Le dispositif de démontage selon l’invention autorise ainsi l’automatisation complète du procédé de montage des véhicules en étant monté, par exemple, sur un manipulateur accroché au bras d'un robot.The dismantling device according to the invention thus allows complete automation of the vehicle assembly process by being mounted, for example, on a manipulator attached to the arm of a robot.
Ce dispositif perfectionné, en permettant de régler la position de chaque organe d’extraction, facilite ainsi le démontage des charnières et s’avère polyvalent et adaptable à tout type de portes et/ou de véhicules équipés de charnières provisoires pourvues d’un gond à collerette.This improved device, by making it possible to adjust the position of each extraction member, thus facilitates the dismantling of the hinges and proves to be versatile and adaptable to all types of doors and/or vehicles equipped with temporary hinges provided with a hinge with collar.
Le dispositif de l’invention rend ainsi caduque l’utilisation des sécateurs qui s'avéraient fragiles en raison d'une exploitation critique et intensive de leurs possibilités mécaniques.The device of the invention thus makes obsolete the use of secateurs which proved to be fragile due to a critical and intensive exploitation of their mechanical possibilities.
L’invention permet, en outre, de réduire les efforts exercés sur les charnières et d’améliorer la compacité de l’outillage, notamment, en utilisant un seul moteur tout en offrant un gain d’espace en entrée de la ligne d’assemblage ce qui est particulièrement appréciable dans le cadre de l’intégration en usine des opérations d’assemblage des véhicules hybrides rechargeables.The invention also makes it possible to reduce the forces exerted on the hinges and to improve the compactness of the tooling, in particular, by using a single motor while offering space saving at the entrance to the assembly line. which is particularly valuable in the context of the factory integration of assembly operations for plug-in hybrid vehicles.
Cet avantage s’accompagne d’une diminution appréciable de l’effectif des équipes. En effet, l'automatisation du processus complet permet de déplacer la tache de démontage dans une zone en amont du flux de montage sans l’intervention d’un opérateur.This advantage is accompanied by an appreciable reduction in the size of the teams. Indeed, the automation of the complete process makes it possible to move the dismantling task to an area upstream of the assembly flow without the intervention of an operator.
Enfin, l’invention permet d’effectuer conjointement la récupération des gonds en vue d’un éventuel recyclage.Finally, the invention makes it possible to jointly recover the hinges with a view to possible recycling.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés et détaillés ci-après.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, with reference to the appended and detailed drawings below.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques dans la description et sur les figures.For greater clarity, identical or similar elements are identified by identical reference signs in the description and in the figures.
Naturellement, les modes de réalisation du dispositif de l’invention illustrés par les figures présentées ci-dessus et décrites ci-après, ne sont donnés qu'à titre d’exemples non limitatifs. Il est explicitement prévu que l'on puisse proposer et combiner entre eux différents modes pour en proposer d'autres.Naturally, the embodiments of the device of the invention illustrated by the figures presented above and described below, are given only by way of non-limiting examples. It is explicitly provided that it is possible to propose and combine different modes to propose others.
L’invention concerne le démontage des charnières provisoires à la sortie du poste de peinture en vue de la dépose des portes pour faciliter l'accessibilité à l’habitacle et permettre l’habillage intérieur.The invention relates to the dismantling of the temporary hinges at the exit of the painting station with a view to removing the doors to facilitate access to the passenger compartment and allow interior trim.
Les portes sont généralement pourvues de deux charnières provisoires montées en opposition. Chacune de ces charnières (figures 1 et 2A) comprend un gond G sous forme d’un axe vertical A dont l’un des extrémités est pourvue d’une collerette C de plus grand diamètre. Les deux gonds G sont coaxiaux et leur collerette C respective se trouvent ainsi en vis-à-vis entre les deux charnières, comme illustré par la
L’invention propose un dispositif permettant de démonter, automatiquement et simultanément, les deux charnières d'une même porte tout en retenant les gonds G pour les récupérer et les collecter, en vue d’un éventuel recyclage.The invention proposes a device making it possible to dismantle, automatically and simultaneously, the two hinges of the same door while retaining the hinges G to recover and collect them, with a view to possible recycling.
Le dispositif de l’invention peut être réalisé selon deux modes de réalisation représentés respectivement par les figures 2A, 2B et 3A, 3B. Chacun de ces modes comprend au moins une vis rotative 1 couplée à un moteur unique M et reliée à deux organes 2 de préhension des collerettes C des gonds G. Ces organes assurent l’extraction axiale du gond G par traction grâce à la rotation de la vis 1 motorisé.The device of the invention can be produced according to two embodiments represented respectively by FIGS. 2A, 2B and 3A, 3B. Each of these modes comprises at least one rotary screw 1 coupled to a single motor M and connected to two members 2 for gripping the collars C of the hinges G. These members ensure the axial extraction of the hinge G by traction thanks to the rotation of the screw 1 motorized.
De manière générale, ce dispositif de démontage comprend une colonne de guidage 4 montée parallèlement à la vis 1. Selon une première option, l’invention prévoit que chaque organe de préhension 2 soit associé à un élément 5 assurant la récupération du gond après extraction. L’élément de récupération 5 est, par exemple, constitué d’une ventouse magnétique.In general, this dismantling device comprises a guide column 4 mounted parallel to the screw 1. According to a first option, the invention provides that each gripping member 2 is associated with an element 5 ensuring the recovery of the hinge after extraction. The recovery element 5 is, for example, made up of a magnetic suction cup.
Selon une seconde option, complémentaire de la première option, qui est avantageusement utilisée pour réduire les efforts nécessaires à l’arrachement des gonds G et faciliter leur extraction, l’invention prévoit que chaque organe de préhension 2 soit doté d’un élément vibratoire 3, ici sous forme d’actuateurs piézoélectriques, qui transmettent aux charnières des vibrations haute fréquence.According to a second option, complementary to the first option, which is advantageously used to reduce the forces required to tear off the hinges G and facilitate their extraction, the invention provides that each gripping member 2 is provided with a vibratory element 3 , here in the form of piezoelectric actuators, which transmit high-frequency vibrations to the hinges.
Dans le premier mode de réalisation du dispositif de l’invention, illustré par les figures 2A et 2B, les organes de préhension 2 sont constitués de fourchettes (dont l’une est représentée sur la
Cette vis rotative 1 est ici une vis sans fin unique reliée aux deux organes de préhension via ses deux tronçons, respectivement, haut et bas 1a, 1b dont les filetages respectifs 10a, 10b sont en hélices inversées. Une variante non représentée de ce mode de réalisation consiste à remplacer la vis sans fin par une vis à billes.This rotary screw 1 is here a single endless screw connected to the two grippers via its two sections, respectively, top and bottom 1a, 1b whose respective threads 10a, 10b are in reverse helices. A variant of this embodiment, not shown, consists in replacing the endless screw with a ball screw.
Ainsi, le dispositif de démontage de l'invention est constitué de la combinaison de trois moyens distincts. Le premier moyen est constitué de la vis rotative 1 (vis sans fin ou vis à billes) . Cette vis est formée, soit de deux tronçons à filetages inversés solidarisés l’un à l’autre de façon coaxiale et opposée, soit formée d’une tige unique dont les partie haute et basse ont des filetages inversés. La vis 1 est entraînée en rotation par un moteur unique M (monté ici en partie haute) afin d'assurer la simultanéité de l'arrachement des deux gonds G.Thus, the dismantling device of the invention consists of the combination of three distinct means. The first means consists of the rotating screw 1 (worm or ball screw). This screw is formed either of two sections with inverted threads secured to each other in a coaxial and opposite manner, or formed of a single rod whose upper and lower parts have inverted threads. The screw 1 is driven in rotation by a single motor M (mounted here in the upper part) in order to ensure the simultaneous tearing of the two hinges G.
Le second moyen est constitué des organes 2 assurant l’extraction des gonds G. Chacun de ces organes 2 est relié à la vis 1 par une bague 6. Avant d’entrer en action, les organes 2 se déplacent en sens opposé parallèlement à l'axe vertical commun A des gonds des deux charnières pour d’abord se positionner de façon précise en regard de ces charnières (qui ont un entraxe variable suivant le type de portes). Ensuite, pour effectuer l’extraction des gonds G les organes 2 viennent en prise avec les collerettes C sur lesquelles ils exercent des tractions axiales de sens opposés pour extraire les gonds de leur logement.The second means consists of members 2 ensuring the extraction of the hinges G. Each of these members 2 is connected to the screw 1 by a ring 6. Before coming into action, the members 2 move in the opposite direction parallel to the the common vertical axis A of the hinges of the two hinges to first position themselves precisely opposite these hinges (which have a variable distance between centers depending on the type of door). Then, to perform the extraction of the hinges G the members 2 come into engagement with the flanges C on which they exert axial traction in opposite directions to extract the hinges from their housing.
Le troisième moyen est constitué des éléments vibratoires 3 qui assistent les organes de préhension 2 en transmettant aux charnières des vibrations à haute fréquence divisant l'effort d'arrachement des gonds G par un facteur d’environ 10.The third means consists of vibratory elements 3 which assist the gripping members 2 by transmitting high-frequency vibrations to the hinges, dividing the pull-out force of the hinges G by a factor of approximately 10.
Un quatrième moyen, quant à lui optionnel, est constitué de l’élément 5 de récupération des gonds G après extraction. Ce moyen est particulièrement adapté au cas où l’on souhaite recycler les gonds. L’élément 5 est constitué, de préférence, d’une ventouse magnétique dont l’effet d’attraction est annulé par circulation d'un courant électrique dans une bobine. Ce moyen présente l'avantage d’être économe en énergie électrique et d'être en sécurité positive car il fonctionne toujours en l'absence de courant. Toutefois, cet élément n’est pas utile pour le second mode de réalisation de l’invention, comme décrit ci-après.A fourth means, which is optional, consists of the element 5 for recovering the hinges G after extraction. This method is particularly suitable if you want to recycle the hinges. The element 5 consists, preferably, of a magnetic suction cup whose attraction effect is canceled by the circulation of an electric current in a coil. This means has the advantage of being economical in terms of electrical energy and of being positively safe because it always works in the absence of current. However, this element is not useful for the second embodiment of the invention, as described below.
Dans un second mode de réalisation de l’invention, le dispositif de démontage comprend deux ensembles montés de façon superposée (et dont un seul est illustré par la
Chacune des vis 11, 12 de chaque ensemble est reliée (ici à leur partie basse) à un doigt pivotant 21, 22 formant, avec le doigt symétrique de la vis parallèle, un organe de préhension de la partie haute du gond G sous la collerette C. Des colonnes de maintien et de guidage 9a, 9b parallèles aux vis 11, 12 montées de part et d’autre et des paliers 10 de passage des vis assurent la rigidité et la tenue mécanique du dispositif.Each of the screws 11, 12 of each set is connected (here at their lower part) to a pivoting finger 21, 22 forming, with the symmetrical finger of the parallel screw, a gripping member of the upper part of the hinge G under the flange C. Holding and guiding columns 9a, 9b parallel to the screws 11, 12 mounted on either side and bearings 10 for passing the screws ensure the rigidity and mechanical strength of the device.
Les deux doigts 21, 22 pivotent dans un plan sensiblement horizontal autour d’axes parallèles à l’axe A des gonds et viennent se mettre en position de part et d'autre de la collerette C grâce à la rotation simultanée des deux vis 11, 12. Ce mouvement simultané est permis par la position centrale du moteur M équipé d'un seul pignon 7 actionnant deux autres roues dentées 8a, 8b diamétralement opposées.The two fingers 21, 22 pivot in a substantially horizontal plane around axes parallel to the axis A of the hinges and come into position on either side of the flange C thanks to the simultaneous rotation of the two screws 11, 12. This simultaneous movement is permitted by the central position of the motor M equipped with a single pinion 7 actuating two other toothed wheels 8a, 8b diametrically opposed.
Il est aussi prévu dans ce second mode de réalisation que l’un des doigts 21, 22 soit doté d’un élément vibratoire (non représenté sur les figures 3A, 3B) comme, par exemple, un actuateur piézoélectrique analogue à celui utilisé dans le premier mode de réalisation, pour faciliter l'extraction du gond G. Ce second mode de réalisation est avantageux en qu’il permet d’assurer la récupération des gonds sans utiliser d’organe indépendant de récupération.Provision is also made in this second embodiment for one of the fingers 21, 22 to be provided with a vibratory element (not shown in FIGS. 3A, 3B) such as, for example, a piezoelectric actuator similar to that used in the first embodiment, to facilitate the extraction of the hinge G. This second embodiment is advantageous in that it makes it possible to ensure the recovery of the hinges without using an independent recovery device.
Grâce à ses deux modes de réalisation décrits ci-dessus, le dispositif de l’invention permet le réglage de la position et, en particulier de la hauteur de chacun des organes de préhension, en fonction de la position des charnières, le rendant polyvalent et adaptable à tout type de portes ou de véhicules équipés de ce type de charnières.Thanks to its two embodiments described above, the device of the invention allows the adjustment of the position and, in particular of the height of each of the gripping members, according to the position of the hinges, making it versatile and adaptable to any type of door or vehicle fitted with this type of hinge.
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FR (1) | FR3122152B1 (en) |
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- 2021-04-26 FR FR2104321A patent/FR3122152B1/en active Active
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FR3122152B1 (en) | 2023-11-24 |
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