Brevet FR2404753A1 — publié le 19790427

La présente invention due à la collaboration de Messieurs Edmond CHANTEMARGUE, Jean COLONNA et Christian RIMBBRT se rapporte à un procédé d'assemblage de pièces métalliques et en particulier d'un axe plein ou creux dans un corps creux ouvert ou fermé et plus particulièrement à l'assemblage d'un axe dans un tube. Dans l'état de la technique la réalisation d'un tel assemblage nécessite soit le perçage soit le poinçonnage du tube de part en part, une opération d'emmanchement et une opération d'assemblage destinée à lier définitivement entre elles les deux pièces. Cet assemblage peut entre obtenu soit par soudage soit par sertissage de l'extr4mit4 de l'axe sur le tube.Ces techniques présentent des inconv4nieut. Pour le perçage, l'opération s'effec- tue dans de mauvaises CGNd4 tions sur un tube et de plus elle est longue et onéreuse du fait des précautions à prendre contre les bris de-forets.- poinçonnage nécessite un premier poinçonnage par crevé exécuté avec un poinçon affûté en pointe de diamant (qui présente l'inconvénient de déformer le tube par expansion) et un second poinçonnage diamétralement opposé et exécuté à l'aide d'un poinçon traditionnel au travers du précédent (dans ce cas le poinçon s'use trbs rapidement) ou encore un poinçonnage de part en part effectué avec un poinçon classique. Ainsi se pose le problème de réduire au minimum 1) le nombre d'opérations nécessaires à cet assemblage 2) le coat de sa réalisation. Selon 11 invention, on effectue l'assemblage des deux pièces en une seule opération combinée en utilisant la pièce de plus faible section comme outil de poinçonnage de la pièce creuse de plus grande dimension, évitant ainsi l'usage des outillages traditionnels et en donnant à la pièce-poinçon une forme permettant son auto-sertissage dans la pièce poinçonnée. Ainsi, cette technique remplace avantageusement les quatre opérations : double poinçonnage du tube, emmanchement de l'axe dans celui-ci, sertissage assurant l'assemblage des 2 pièces. Celles-cs sont exécutes simultanément dans une m8me opération assimilable en temps passé, à une simple opération de poinçonnage classique Ainsi, d'une façon plus générale, le procédé selon l'invention se caractérise par l'assemblage d'une pièce agissant comme un poinçon sur une autre pièce de plus grande dimension et creuse tel que, la pièce creuse etant calée en appui dans une forme pour éviter sa déformation sous la pression de poinçonnage, la piece-poinçon perfore et traverse une première paroi de la pièce creuse et, poursuivant sa pénétration, perfore et traverse une seconde paroi de la pièce creuse jusqu'à ce que la bordure de paroi perforée vienne s'encastrer par élasticité résiduelle dans un logement de la surface de la pièce poinçon. La pièce-poinçon est alors immobiliseeen translation par cet encastrement et rigidement immobilisée dans ses deux perforations par rapport à la pièce creuse. Un exemple d'application préféré de ce type d'assemblage, notamment en construction de structures automobiles, est l'assemblage d'une pièce poinçon en forme dtun axe cylindrique ou d'une tige sur un tube metallique. Un tel 'exemple d'application sera décrit ci-dessous en référence aux dessins annexés où - la figure l représente l'axe et le tube dans l'outillage d'as semblage par poinçonnage, - la figure 2 représente la phase finale de l'ope'ration d'assem blage, tube et axe assemblés, - la figure 3 représente ltoutiîlage ouvert peur extraction des pièces assemblées. Sur la figure 1 une pièce poinçon en forme d'axe cylindrique 4 est disposée pour assemblage sur une pièce tubulaire 3. L'outillage nécessaire est très simple,- il se compose dtun bloc en deux éléments 1 et 2. Un élément inférieur fixelqui reçoit le tube3sur une demi-coquille d'appui et comporte à sa base un dégagement de poinçonnage-sertissage 6. Uh élément supérieur mobile 2 qui permet l'extraction de l'assemblage après sa réalisation, cet élément assure le serrage du tube dans une cavité correspondante sur la partie inférieure ainsi que le positionnement et le guidage de l'axe 4 durant le temps de l'opation de poinçonnage. La pénétration de l'axe dans le tube est assurée par une pression verticale de haut en bas, appliquée sur sa face supérieure par le coulisseau de frappe. Cette pression peut être obtenue par divers moyens tels que presses, vérins pnzumatlqueshydrauliquesetc ... Sur la figure 2, après enfoncement du coulisseau de frappe 5, la tige 4 renfoncé et perforé la première paroi du tube 3. Du fait de son maintien entre les matrices i et 2 la paroi du tube 3 ne subit qu'une déformation dtenfoncement limitée à la bordure du trou, le restant de la moitié supérieure du tube résistant à la déformation due à la pression de la pièce poinçon 4 par effet de voûte sans s'aplatir.On pourra éviter que la rondelle 7 ou débouchure découpée par la pénétration de l'axe 4 ne se détache complètement et ne forme un grelot à l'intérieur du tube 3 dans les cas où elle ne peut & re évacuée, par un chanfrein localisé sur l'arête d'attaque de l'axe 4, remplaçant par une simple pliure à cet endroit la coupure que produirait une arête à angle vif la débouchure 7 restant ainsi solidaire du tube comme indiqué fig. 2 et 3. a tige 4 continuant sa pénétration sous la poussée du coulisseau 5 perfore alors d'une façon classique la seconde paroi du tube, en appui dans la matrice 1 formant matrice de découpe. La seconde débouchure s'évacuant par l'orifice 6 dans lequel s'engage l'extrémité de la tige 4, jusqutà ce que, dans une gorge 8 aménagée dans cette extrémité vienne se sertir légèrement la bordure du trou perforé dans le tube 3. La figure 3 montre l'assemblage des pièces 3 et 4 terminé et prêt à être évacué après retrait des pièces 2 et 5. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'assemblage par poinçonnage de pièces métalliques notamment par poinçonnage d'une pièce dans une pièce creuse dans laquelle elle s'assemble, caractérisé en ce que la pièce creuse (3) étant calée en appui dans une forme (1, 2 > limi tant sa déformation sous la pression de poinçonnage, la poinçon (4) perfore et traverse une première paroi de la pièce creuse (3) puis, poursuivant sa pénétrations perfore et traverse une seconde paroi jusqu'a' ce que la bordure de perforation de cette seconde paroi vienne s'encastrer par élasticité résiduelle formant sertissage dans nn logement (8) de la surface de la pièce poinçon (4). 2 - Procédé d'assemblage par-poinçonnage selon la revendication 1 caractérisé en ce que ltarete de perforation de la pièce poinçon comporte un chanfrein localisé empochant la sépara tion totale de la débouchure interne (7) de la première per foration de la pièce creuse (3). 3 - Procédé d'assemblage par poinçonnage selon les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la pièce poinçon est une tige cylindrique (4) formant axe venant s'assembler diamétralement et transversalement dans une pièce tubulaire (3). 4 - Procédé d'assemblage selon la revendication 3 caractérisé en ce que la bordure de la seconde perforation vient se sertir dans une gorge circulaire (8) aménagée à l'extrémité de la tige (4).