Brevet FR2560943A1 — publié le 19850913

La présente invention concerne un écrou à fixer par soudage pour une zone de liaison à la masse sur des pièces en tôle, comportant un revêtement métallique anti-corrosion et au moins une surface d'application d'une électrode de soudage par résistance, et en outre une surface de contact, placée perpendicu- lairement au trou fileté de l'écrou à souder, pour le conducteur de masse, comme cela est connu par exemple d'après la demande de brevet allemand DE-OS-28 44 384. Dans des véhicules automobiles, il est prévu d'une manière classique un réseau électrique de bord alimenté par une batterie et dont une borne -négative - est reliée aux différents appareils de con- sommation par l'intermédiaire des parties métalliques et électriquement conductrices de la carrosserie. A cet égard il est nécessaire que le pôle négatif de la bat- terie soit relié électriquement d'une manière bien conductrice avec la carrosserie du véhicule - ce qui correspond à ce qu'on appelle une liaison de masse-. Du fait que le réseau de bord fonctionne à une très basse tension, par exemple 12 volts, il est important que les résistances électriques vers les différents appa- reils de consommation soient les plus faibles possibles. Dans les zones de liaison à la masse, il est prévu dans la plupart des cas un écrou fixé par soudage de manière qu'en cet endroit une bande de masse ou un con- ducteur de masse en forme de câble puisse être vissé avec une grande pression surfacique pour-établir une liaison bonne conductrice du courant. Il est également important d'obtenir un bon contact, permanent dans le temps et qui soit protégé contre des phénomènes de rouille en infiltration ou analogues. Dans un véhicule, il est prévu de très nombreux appareils électriques de consommation, qui sont associés soit individuellement soit sous forme de groupes d'appareils placés à proxi- mité, à une zone de liaison à la masse. D'après le document cité initialement, la zone de liaison à la masse est constituée par un écrou étamé, qui est soudé sur la carrosserie par sou- dage électrique par résistance au moyen de protubérances de soudage. Notamment l'écrou à souder comporte un ap- pendice circulaire correspondant à l'épaisseur des tôles de carrosserie et par lequel il pénètre dans une ouverture correspondante traversant la tôle de carros- serie. Le côté frontal de cet appendice constitue la surface de contact pour le conducteur de masse, qui est placé en liaison avec la surface de tôle. L'écrou à souder proprement dit est placé sur le c6té de la tôle qui est opposé au côté de boulonnage du conducteur de masse. Par étamage ou galvanisation de l'écrou à-souder, on doit éviter de façon permanente une corro- sion de la surface de contact de manière à pouvoir être assuré pendant une longue période d'un bon établisse- ment du contact électrique. Sous l'effet du soudage, notamment sous l'effet du flux d'étincelles jaillissant lors du soudage par résistance, l'étamage est cependant partiellement fondu et enlevé de sorte qu'il se crée des zones d'attaque de la surface de contact par rouil- lage par infiltration. Le document cité décrit certes un revêtement en caoutchouc de la surface de contact, au moyen d'une pièce en caoutchouc en forme de champi- gnon qui est engagée au travers de l'écrou de sondage, mais cependant ce moyen de protection n'est utilisé qu'au cours de l'étape de laquage de la carrosserie, pendant laquelle l'écrou est déjà fixé par soudage. Pendant le soudage, ce moyen de protection n'est pas encore placé sur l'écrou. Le matériau caoutchouté ne conviendrait également pas pour assurer une protection efficace de la surface de contact contre un enlèvement par fusion de la couche de protection anti-corrosive par les étincelles de soudage. Un autre inconvénient de la zone de liaison à la masse de type connu consiste en ce que, dans la région de fixation de l'écrou à souder, on doit ménager une ouverture relativement grande dans la tôle de carrosserie, ce qui est indésirable en partie pour des raisons de résistance et en partie également pour des raisons concernant l'établissement d'une étanchéité correcte. L'invention a pour but de créer un écrou à souder au moyen duquel on puisse établir des zones de liaison à la masse, qui comporte une surface de contact protégée de façon permanente contre la corrosion également après l'opération de soudage élec- trique par résistance et dans lequel on n'ait à prévoir dans la zone de fixation de l'écrou aucune ouverture ou tout au moins qu'une ouverture correspondant à peu près au diamètre de boulon. Ce problème est résolu selon l'invention en ce qu'il est prévu une protection anti-projections de la surface de contact, protection établie au moyen d'un décalage mutuel ou bien au moyen d'une disposition relative perpendiculaire de la surface d'application d'électrode et de la surface de contact. Grâce au décalage relatif ou bien à la disposition relative perpendiculaire de la surface d'application d'électrode et de la surface de contact de l'écrou à souder, la surface de contact est protégée efficace- ment contre des projections de soudure de sorte que le revêtement métallique empêchant la corrosion reste non endommagé dans cette zone malgré des projections de soudure assez intenses. Celles-ci sont au contraire déviées par le décalage ou bien - dans le cas d'une disposition relative perpendiculaire des surfaces - elles passent devant la surface de contact. L'écrou est soudé sur le même côté de la tôle de carrosserie que celui o sera ultérieurement boulonné le conduc- teur de masse. Pour autant qu'il soit souhaité de fixer l'écrou avant le soudage dans une position bien définie sur la tôle de carrosserie, ce résultat peut être obtenu au moyen d'un petit appendice placé concentriquement au trou fileté et qui pénètre dans un trou correspondant de la tôle de carrosserie, qui doit cependant être seulement légèrement plus grand que le diamètre de boulon. Lorsqu'une telle préfixation de l'écrou à souder n'est pas nécessaire, on peut éga- lement supprimer complètement le trou correspondant, de manière que la carrosserie du véhicule reste étanche à l'eau dans la zone de fixation de l'écrou. Lorsqu'il faut trouver de la place, sur le côté inférieur de l'écrou, pour le passage du boulon de fixation, cette place peut être créée par un emboutissage correspon- dant, en forme de petit chapeau, de la tôle de carros- serie dans la zone de fixation. Du fait qu'on peut opérer avec un trou de centrage relativement petit - ou même dans certaines circonstances également sans un tel trou -, la carrosserie n'est que très peu ou pratique- ment pas affaiblie dans la zone de fixation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'une zone de liaison à la masse, et - la figure 2 est une coupe de la zone de liaison à la masse pendant le soudage de l'écrou, la coupe étant faite également au travers des électro- des associées de soudage par résistance. La zone de liaison à la masse représen- tée sur la figure 1 se compose d'une partie en tôle 1 pourvue d'un trou de traversée 6, dans lequel est mis en place un écrou à fixer par soudage 4, de préférence cylindrique et comportant un téton de centrage 8. Du fait que le diamètre extérieur du téton de centrage 8 est seulement légèrement supérieur au diamètre de filetage D de l'écrou de soudage 4 - il est suffisant d'avoir un diamètre extérieur d'environ 1,4 à 1,6 x D -, on réalise dans la partie en tôle 1 un trou de passage 6 de petite dimension.correspondante. La caractéristique de résistance de la partie en tôle n'est ainsi que légèrement affaiblie. Le téton de centrage devrait avoir une longueur au moins à peu près égale à l'épaisseur de tôle s pour obtenir un centrage plus sûr. En plus du centrage et d'une fixation provi- soire en position de l'écrou avant la fixation par sou- dage, le téton de centrage, c'est-à-dire la longueur de filetage prévue dans celui-ci, sert également à absorber les forces de vissage, ce qui permet de réaliser l'écrou plus mince et plus léger. Sur le côté opposé au téton de centrage 8 et au côté de soudage de l'écrou, il est prévu une surface de contact 5 qui est par exemple étamée. Grâce à un décalage 11 prévu axialement en direction de la partie en tôle 1 par rapport à la surface de contact, on crée par décalage autour de la surface de contact une surface annulaire d'application d'électrode 12. Cette surface sert à l'application d'une électrode supérieure de soudage par résistance 10, comme le montre la figure 2. Il s'agit dans ce cas en pratique d'une électrode évidée sur le côté frontal de manière qu'il subsiste une nervure de forme annulaire-pouvant être appliquée contre la surface d'appui d'électrode. Egalement l'élec- trode inférieure de soudage par résistance 10' est usinée au centre du côté frontal pour pouvoir recevoir le téton de centrage ou bien une petite partie en dépas- sement de celui-ci. Sur le côté tourné vers la tôle, l'écrou est pourvu de plusieurs protubérances de soudage 9, qui peuvent être formées par estampage ou bien -éga- lement - par exemple dans le cas d'un écrou quatre- pans - par un usinage d'une partie en forme de cône creux dans la zone du bord. Dans la zone des protubérances de soudage, il se produit un soudage intime de l'écrou avec le métal de base de la partie en tôle 1 et il s'établit ainsi un bon contact électrique permanent. Du fait de l'étamage ou de la galvanisation de l'écrou également dans la zone de soudage, on obtient, malgré une absence de la protection anticorrosion de la partie en tôle dans la zone recouverte par l'écrou, une protection cathodique efficace contre la corrosion. Sous l'effet du soudage électrique par résistance de l'écrou, le métal de revêtement est très rapidement fondu par le courant élevé de soudage et il est expulsé de l'interstice de soudure sous forme d'étincelles sous l'effet des forces élevées d'appli- cation des électrodes. Grâce au décalage 11 prévu entre la surface d'application des électrodes et la surface de contact 5, ce flux d'étincelles est cepen- dant canalisé dans l'interstice en forme de labyrinthe perpendiculairement à la surface de contact 5 de sorte que cette surface de contact ou son étamage ne sont absolument pas altérés. Un endommagement de l'étamage dans la zone de la surface d'application d'électrode peut être cependant toléré car l'écrou est laqué dans cette zone dans une étape ultérieure de laquage. Pen- dant le laquage, la surface de contact 5 est simplement recouverte d'un champignon en caoutchouc. Pour le montage de la zone de liaison à la masse, un conducteur de masse 2 est boulonné au moyen d'un boulon de fixation 3 et d'une rondelle intercalaire 7 contre la surface de contact 5 de l'écrou soudé de sorte qu'il s'établit un bon contact électri- que grâce à la propreté de surface métallique de con- tact et sous l'effet de la grande pression surfacique, ce contact étant également conservé pendant plusieurs années du fait de sa bonne caractéristique électrique et étant protégé contre des effets de rouille en infiltration et analogues. REVENDICATION Ecrou à fixer par soudage pour une zone de liaison à la masse sur des pièces en tôle, compor- tant un revêtement métallique anti-corrosion et au moins une surface d'application d'une électrode de soudage par résistance, et en outre une surface de contact, placée perpendiculairement au trou fileté de l'écrou à souder, pour le conducteur de masse, caractérisé en ce qu'il est prévu une protection de la surface de contact (5) contre des projections, cette protection étant établie au moyen d'un décalage mutuel (11) ou au moyen d'une disposition relative perpendiculaire de la surface d'application d'électrode (12) et de la surface de contact (5).