Brevet FR2699439A1 — publié le 19940624

L Iinvention concerne un procédé pour couler une pièce sur l'extrémité d'un profilé creux, selon lequel on dispose le profilé creux par son extrémité en une position définie dans un moule, on ferme le moule, on obture de façon étanche l'ouverture de l'extrémité du profilé creux, tout au moins pendant la coulée, pour empêcher la pénétration de matière coulée, on introduit la matière de coulée liquide dans l'espace libre restant du moule et on fait en sorte qu'au moins l'extrémité du profilé creux soit entourée à complémentarité de formes par la matière coulée Un tel procédé est connu par le document DE-AS 27 25 979 sur lequel est basée l'inven- tion et qui définit le type générique de procédé dont il est question ici. ce document antérieur DE-AS 27 25 979 concerne un cadre de bicyclette fabriqué de tubes dont les extrémités sont reliées ensemble, au droit d'un noeud du cadre, par une pièce moulée par injection, qui est moulée ou coulée à complémentarité de formes sur les extrémités des tubes Pour que les bouts ouverts des tubes ne soient pas remplis, pendant la coulée, avec la matière liquide d'o est formée la pièce, ces ouvertures sont fermées par des couvercles Une protection contre l'extraction des tubes de la pièce coulée refroidie, est obtenue du fait que les parties extrêmes des tubes, entourées de la matière coulée, sont pourvues d'en- tailles, perçages, contre-dépouilles et/ou évasements ou analogues, derrière lesquels ou autour desquels vient se loger de la matière coulée pendant la formation de la pièce Malgré la liaison à complémentarité de formes ainsi obtenue entre le tube et la pièce coulée, cet assemblage est sensible aux fortes vibrations, comme celles qui agissent par exemple sur une porte d'un véhicule automobile. Le brevet DE 521 654 concerne des tubes autour des extrémités desquels est coulée, à complémentarité de formes, une pièce moulée par injection Afin d'accroître la stabilité de l'assemblage, les tubes sont évasés en queue d'aronde sur leur partie extrême entourée de la matière coulée Pour couler la pièce sur les tubes, les ouvertures des bouts de tube sont temporairement fermées par un noyau Afin que les tubes présentent ensuite une communication fluidique avec la pièce coulée creuse, le noyau est enlevé après le durcissement de la pièce La technique de moulage ou de coulée avec un noyau est cependant dispendieuse puisqu'il faut d'abord fabriquer le noyau et l'enlever de nouveau ensuite De plus, cet assemblage d'un tube et d'une pièce coulée est également sensible aux fortes vibrations. Le but de l'invention est de créer un procédé pour couler une pièce sur l'extrémité d'un profilé creux, qui procure un assemblage résistant aux vibra- tions entre cette pièce et le profilé. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par un procédé qui est caractérisé en ce que l'on refroidit le profilé creux pendant la coulée de la pièce, que la matière de coulée déforme, pendant la coulée, le matériau de l'extrémité à entourer de matière coulée du profilé creux et que le matériau déformé du profilé creux est comprimé et assemblé à complémentarité de formes sur l'obturateur par la création d'une gorge. Grâce au refroidissement du profilé creux pendant la coulée, la matière coulée s'approche davan- tage des dimensions que présente le profilé à la tempé- rature normale puisque, comparativement au procédé utilisé jusqu'à présent, la dilatation thermique du profilé est moindre Comme, ensuite, lors du refroidis- sement de la pièce coulée, la matière coulée se rétrécit davantage que le profilé, celui-ci est serré plus fortement que jusqu'à présent dans la pièce coulée. Cette plus forte compression augmente la stabilité de l'assemblage entre la pièce et le profilé. Il est avantageux d'utiliser une profilé extrudé en métal léger, en particulier un alliage d'aluminium et/ou de magnésium, comme profilé creux, et un métal léger, en particulier un alliage d'aluminium et/ou de magnésium, comme matière de coulée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente l'ossature d'une porte de véhicule comprenant des parties de cadre coulées, dans les bords desquelles sont encastrés, lors de la coulée, des profilés creux; la figure 2 est un détail, en coupe, de la porte de véhicule selon la figure 1 montrant des entre- toises disposées par leurs extrémités dans une partie de cadre; la figure 3 est un détail montrant une partie d'un moule dans lequel est disposée la partie extrême d'une entretoise; la figure 4 est une coupe d'un autre profilé creux dont l'extrémité est entourée d'une matière coulée et qui est fermé par un bouchon; la figure 5 est une vue de côté du disposi- tif montré par la figure 4, prise dans le sens de la flèche V; et les figures 6 8 sont plusieurs coupes transversales, prises suivant la ligne X-X de la figure 4, d'un profilé creux dont l'extrémité est entourée d'une matière coulée et qui est fermé par différents bouchons. La figure 1 représente l'ossature d'une porte de véhicule fabriquée entièrement en aluminium pour réduire le poids Les parties de cadre 1, 2 sont cou-35 lées en aluminium Entre elles, la porte de véhicule comprend plusieurs entretoises 3, 4 et 5 disposées transversalement aux parties de cadre 1, 2 et consti- tuées par des profilés creux extrudés d'un coût réduit. Les entretoises 3, 4 et 5, formant dans ce cas l'enca- drement de la vitre, un renfort de porte médian et un renfort de porte inférieur, relient les deux parties de cadre 1, 2 de façon stable l'une à l'autre et sont entourées à leurs parties extrêmes, à complémentarité de formes, par ces parties de cadre 1, 2 La fabrication d'une telle porte de véhicule sera décrite ci-après. Pour fabriquer la porte de véhicule, les entretoises 3, 4 et 5, réalisées sous la forme de profilés creux afin de réduire le poids, sont placées en une position définie dans un moule pour les deux parties de cadre 1, 2, de manière qu'une extrémité des entre- toises 3, 4 et 5 se trouve dans la zone ou empreinte de coulée d'une partie de cadre 1 et que l'autre extrémité des entretoises se trouve dans l'empreinte de coulée de l'autre partie de cadre 2 Ensuite, le moule 6 est fermé, après l'obturation des ouvertures aux extrémités des entretoises, ainsi que le montre la figure 3 pour l'ouverture d'une extrémité d'une entretoise 4, pour laquelle est utilisé dans ce cas un obturateur conique 7 Une autre possibilité pour fermer l'extrémité ouverte des entretoises 3, 4 et 5 consiste à utiliser, comme le montre la figure 2, des couvercles 8, 9 par exemple, qui sont emboîtés dans l'ouverture des bouts ouverts ou qui recouvrent l'ouverture Après la fermeture du moule 6, pour couler les parties de cadre 1, 2, l'aluminium liquide est introduit dans l'espace libre restant du moule 6; pendant cette opération, les extrémités des entretoises 3, 4 et 5 sont entourées à complémentarité de formes de la matière coulée Pendant la coulée, les ouvertures aux extrémités des entretoises 3, 4 et 5 sont fermées de façon étanche, par les couvercles 8, 9 ou35 par l'obturateur 7, pour empêcher la pénétration d'alu- minium liquide, afin que le poids de la porte ne soit pas augmenté inutilement et qu'il n'y ait pas de con- sommation inutile d'aluminium. Les figures 4 à 8 montrent une autre méthode pour fermer les extrémités des profilés creux La fermeture ou obturation du profilé creux, constitué dans ce cas par un tube 13, s'effectue ici par des bouchons 14, 15, 16 ou 17 de différentes conformations Comme le montre la figure 4, le bouchon 14 est glissé dans l'extrémité du tube 13 jusqu'à ce qu'un rebord 18 du bouchon vienne buter contre le bord du tube 13 Ce dernier est ensuite placé dans le moule 6 et la pièce 22 est coulée sur l'extrémité du tube Pendant la coulée de cette pièce 22, une partie de la paroi du tube 13 est enfoncée dans une gorge 19 ménagée dans le pourtour du bouchon 14, ce qui empêche ensuite l'extraction du tube 13 hors de la pièce 22 Dans le but de raidir le bouchon 14, celui présente intérieurement des cloisons médianes et longitudinales 21 Pour empêcher le tube 13 de tourner, le bouchon 15, 16 ou 17 peut être pourvu de creux 23 (voir la figure 6), de dentures 24 (voir la figure 7) ou de trous 25 et de rainures longitudinales supplémentaires 26 (voir la figure 8). Afin que les parties de cadre 1, 2 serrent les extrémités entourées de matière coulée des entre- toises 3, 4 et 5 avec une plus grande force de maintien, ces entretoises sont refroidies pendant la coulée de la partie de cadre Dans le cas des entretoises 4 dont les extrémités sont fermées par des obturateurs 7, ce refroidissement d'effectue avantageusement par l'envoi d'un fluide de refroidissement à travers l'obturateur 7 pendant la coulée Un fluide de refroidissement qui s'est révélé avantageux à cet effet est un brouillard d'eau, c'est-à-dire de l'air contenant des gouttelettes d'eau en suspension, que l'on fait passer à travers l'entretoise creuse 3, 4 ou 5 puis à travers l'obtura- teur 7; l'emploi d'un tel brouillard est notamment avantageux parce qu'il demande seulement des étanchéités limitées contre la matière fondue Au cas o les entre- toises 3, 4 et 5 sont fermées aux bouts par des cou- vercles 8, 9, le brouillard d'eau est également avanta- geux puisque le retour de l'eau évaporée à travers l'ouverture d'entrée du brouillard d'eau est facile à réaliser Dans le but d'augmenter encore la force de maintien de l'assemblage à complémentarité de formes entre les parties de cadre 1, 2 et les entretoises 3, 4 et 5, ces dernières peuvent être pourvues en outre, sur leurs parties extrêmes entourées ensuite de matière coulée, comme le montrent les figures 2 et 3, d'en- tailles 10, perçages 11, contre-dépouilles et/ou évase- ments 12 ou analogues, derrière lesquels ou autour desquels vient se loger de la matière de coulée lors de la formation des parties de cadre 1, 2, de sorte que les entretoises 3, 4 et 5 sont fixées en plus dans ces parties de cadre par des sortes de barbes Une autre méthode avantageuse pour accroître la force de maintien peut consister, dans le cas d'une ouverture fermée de façon étanche par un obturateur 7, à presser, lors de la coulée, l'obturateur 7 davantage dans l'ouverture, dont le bord en aluminium est quelque peu ramolli par la chaleur de la matière en fusion, avec le résultat que l'extrémité de l'entretoise 3, 4 ou 5 s'élargit en forme de trompette Il peut également être approprié d'enduire la surface des entretoises 3, 4 et 5, dans la zone de leurs contacts avec les parties de cadre 1, 2, d'un produit de soudage ou d'un fondant dont le point de30 fusion est plus bas que le point de fusion de l'alumi- nium liquide, puisque la soudure autorise dans ce cas un assemblage plus intime et plus solide entre la surface latérale extérieure des entretoises 3, 4 et 5 et les parties de cadre 1, 2. REVENDICATIONS 1 Procédé pour couler une pièce sur l'extrémité d'un profilé creux, selon lequel on dispose le profilé creux par son extrémité en une position définie dans un moule, on ferme le moule, on obture de façon étanche l'ouverture de l'extrémité du profilé creux, tout au moins pendant la coulée, pour empêcher la pénétration de matière coulée, on introduit la matière de coulée liquide dans l'espace libre restant du moule et on fait en sorte qu'au moins l'extrémité du profilé creux soit entourée à complémentarité de formes par la matière coulée, caractérisé en ce que l'on refroidit le profilé creux ( 3, 4, 5; 13) pendant la coulée de la pièce ( 1, 2; 22), que la matière de coulée déforme, pendant la coulée, le matériau de l'extrémité à entourer de matière coulée du profilé creux et que le matériau déformé du profilé creux est comprimé et assemblé à complémentarité de formes sur l'obturateur ( 7) par la création d'une gorge ( 19). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ferme l'ouverture à l'extrémité du profilé creux pendant la coulée par un obturateur ( 7) à travers duquel on fait passer un fluide qui refroidit le profilé creux pendant la coulée. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, comme fluide de refroidissement, on utilise un brouillard d'eau, c'est-à-dire de l'air contenant des gouttelettes d'eau en suspension. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on applique sur la surface du profilé creux, dans la zone de son contact avec la pièce coulée, un produit de soudage ou un fondant dont le point de fusion est plus bas que le point de fusion de la matière de coulée. 5 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, comme profilé creux, on utilise un profilé extrudé en métal léger, en particulier en alliage d'aluminium et/ou de magnésium. 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, comme matière de coulée, on utilise un métal léger, en particulier un alliage d'aluminium et/ou de magnésium. 7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce coulée est une partie de cadre ( 1, 2) d'une porte de véhicule automobile et le profilé creux est une entretoise ( 3, 4, 5) qui est placée entre deux parties de cadre ( 1, 2) disposées l'une en face de l'autre et dans lesquelles l'entretoise est encastrée lors de la coulée.