Brevet FR2758910A1 — publié le 19980731

L'invention concerne une prise de masse pour un véhicule automobile et son procédé d'assemblage. Sur les véhicules automobiles qui sont fabriqués actuellement, on utilise en moyenne dix prises de masse permettant de mettre à la masse les divers composants électriques du véhicule automobile. On distingue, en ce qui concerne ces prises de masse, les prises de masse sur la caisse ou la carrosserie du véhicule et les prises de masse sur le moteur. Les prises de masse utilisées comportent une cosse de raccordement électrique ayant une partie plate traversée par une ouverture et au moins un élément de jonction de la cosse à un conducteur électrique et une vis pour la fixation de la cosse sur une partie du véhicule automobile de manière à assurer un contact électrique entre la cosse et la carrosserie. Le conducteur électrique est utilisé pour assurer le contact électrique entre le composant du véhicule automobile et la cosse de la prise de masse. La mise à la masse d'un composant électrique sur la caisse ou la carrosserie du véhicule automobile se fait actuellement de la manière qui sera décrite ciaprès. On soude un écrou de masse sur la caisse du véhicule, on engage la vis de la prise de masse dans l'ouverture de la cosse sur laquelle on a fixé préalablement un conducteur électrique et on fixe la cosse en contact électrique avec la carrosserie du véhicule, en réalisant le vissage de la vis dans l'écrou de masse. D'autre part, pour mettre à la masse un composant sur le moteur d'un véhicule automobile, on engage la vis dans l'ouverture de la cosse de masse sur laquelle on a fixé préalablement un conducteur électrique, et on fixe la cosse, par vissage de la vis dans un trou taraudé d'un composant du moteur, tel qu'une partie de l'embrayage ou la culasse du moteur. Les procédés et les prises de masse connus de l'art antérieur présentent certains inconvénients. En particulier, l'opération consistant à introduire la vis dans l'ouverture de la cosse pour assurer son épinglage peut être difficile à réaliser. D'autre part, dans le cadre d'une fabrication en série de véhicules, il est nécessaire de prévoir le stockage et l'utilisation de différents types de vis adaptés aux différents types de prise de masse des véhicules en fabrication. Il en résulte des coûts qui peuvent être importants relatifs à la gestion et à l'utilisation du stock de vis. En outre, pendant le montage des prises de masse, des erreurs de manipulation peuvent entraîner une perte de vis dans l'habitacle ou dans le compartiment moteur du véhicule. Le temps de montage des prises de masse comportant l'approvisionnement des cosses et des vis et la mise en place et le vissage des vis assurant l'épinglage des cosses peut être important et augmenter la durée et les coûts de fabrication du véhicule. En outre, des erreurs peuvent être commises dans le choix des vis utilisées sur les différentes prises de masse. De manière générale, les prises de masse connues et les procédés de pose de ces prises de masse engendrent des coûts non négligeables en ce qui concerne les pièces utilisées et requièrent un temps de montage qui peut être important. Le but de l'invention est donc de proposer une prise de masse pour un véhicule automobile comportant une cosse de raccordement électrique ayant une partie plate traversée par une ouverture et au moins un élément de jonction de la cosse à un conducteur électrique et une vis pour la fixation de la cosse en contact électrique avec une partie du véhicule, par vissage de la vis engagée dans l'ouverture de la cosse, dans la partie du véhicule automobile, cette prise de masse permettant de diminuer sensiblement les coûts relatifs à la fourniture et à la pose des éléments de la prise de masse, en particulier dans une fabrication en série de véhicules automobiles. Dans ce but, la vis montée libre en rotation dans l'ouverture de la cosse autour de son axe comporte au moins un élément d'arrêt destiné à coopérer avec une partie de la cosse pour rendre la vis et la cosse inséparables. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, plusieurs modes de réalisation d'une prise de masse suivant l'invention de manière comparative avec une prise de masse suivant l'art antérieur et le procédé d'assemblage des éléments de la prise de masse. La figure 1A est une vue en perspective d'une prise de masse sur la carrosserie d'un véhicule, réalisée suivant l'art antérieur. La figure 1B est une vue en perspective d'une prise de masse sur le carter du moteur d'un véhicule automobile, réalisée suivant l'art antérieur. La figure 2 est une vue en perspective d'une prise de masse suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation. Les figures 2A, 2B, 2C et 2D sont relatives à des opérations successives d'assemblage des éléments de la prise de masse représentée sur la figure 2. La figure 3 est une vue en perspective d'une prise de masse suivant l'invention et suivant un second mode de réalisation. Les figures 3A, 3B, 3C, 3D et 3E sont relatives à des étapes successives d'assemblage des éléments de la prise de masse représentée sur la figure 3. La figure 3F est une vue en coupe axiale de la prise de masse représentée sur la figure 3, après l'étape finale d'assemblage représentée sur la figure 3E. Sur la figure 1A, on voit une prise de masse désignée de manière générale par le repère 1, fixée sur une partie de la carrosserie d'un véhicule automobile constituée par une tôle 2. La prise de masse 1 comporte une vis 3 et une cosse de masse 4 comportant une partie plate 4a traversée par une ouverture dans laquelle est engagée la vis 3 et des languettes 4b de sertissage d'un conducteur électrique 5 constitué par un faisceau ou câble électrique qui est relié à son extrémité opposée à la cosse 4 (non représentée) à un composant électrique du véhicule automobile dont la prise de masse 1 assure la mise à la masse. Préalablement au montage de la prise de masse sur le véhicule automobile, on réalise par sertissage des languettes 4b, la fixation du conducteur électrique 5 sur la cosse 4. Pour réaliser le montage et la fixation de la prise de masse 1 sur la carrosserie 2 du véhicule, dans un premier temps, on fixe par soudage un écrou de masse 6 sur la tôle de carrosserie 2 dont on réalise le perçage au niveau de l'écrou 6. On approvisionne la vis 3 et la cosse 4 de la prise de masse 1 sur laquelle est fixé le conducteur électrique 5 et on engage le fût de la vis 3 dans l'ouverture de la partie plate 4a de la cosse 4 puis on réalise le vissage de la vis 3 dans le trou traversant de l'écrou 6. De manière préférentielle, afin de réaliser un très bon contact électrique, la vis 3 est une vis auto taraudeuse et le trou traversant de l'écrou 6 avant le montage de la prise de masse est un trou lisse. Sur la figure 1B, on a représenté une prise de masse 1' sur le carter moteur 2' d'un véhicule automobile. La prise de masse 1' comporte une vis 3' et une cosse 4' comportant une partie plate 4'a traversée par une ouverture dans laquelle est engagée la vis 3' et des languettes 4'b de sertissage d'un conducteur électrique 5'. Le montage de la prise de masse sur le carter moteur du véhicule est réalisé en approvisionnant les pièces 3' et 4' de la prise de masse 1', en engageant le fût de la vis 3' dans l'ouverture traversante de la partie plate 4'a de la cosse 4' et en réalisant le vissage de la vis 3' dans une ouverture taraudée prévue initialement dans une partie du carter moteur 2'. Il est également possible d'utiliser une vis auto-taraudeuse 3' qui est vissée dans un trou lisse prévu dans le carter moteur 2'. Dans le cas des prises de masse suivant l'art antérieur représenté sur les figures 1A et 1B, il est nécessaire dans tous les cas d'approvisionner séparément les vis 3 ou 3' et les cosses 4 et 4' et de réaliser l'épinglage des cosses 4 et 4' par les vis 3 et 3' lors du montage de la prise de masse. Comme expliqué plus haut, il en résulte certains inconvénients se traduisant par des couts supplémentaires en ce qui concerne les matières utilisées et le montage des prises de masse sur la chaîne de fabrication des véhicules. Sur la figure 2, on a représenté une prise de nasse désignée de manière générale par le repère 7 qui est réalisée suivant l'invention. La prise de masse 7 comporte une vis 8 et une cosse 10 dont la forme générale est identique à la forme des vis 3, 3' et des cosses 4, 4' de prises de masse suivant l'art antérieur. En particulier, la cosse 10 comporte une partie plate 10a traversée par une ouverture dans laquelle est engagé le fût 8a de la vis et des languettes lOb de sertissage d'une partie d'extrémité d'un câble 9 de faisceau électrique. Selon l'invention, la vis 8 et la cosse 10 sont rendues inséparables par l'intermédiaire d'ergots 11 découpés dans le métal de la partie plate 10a de la cosse 10 qui sont soulevés par rapport au plan de la partie plate 10a de la cosse puis repliés au-dessus de la face supérieure d'une collerette 8b de la vis 8 dont le diamètre est supérieur au diamètre de l'ouverture traversant la cosse 10. Le diamètre de l'ouverture de la partie plate 10a de la cosse et la disposition des ergots 11 dans leur position rabattue sont tels que la vis 8 reste libre en rotation à l'intérieur de l'ouverture traversante de la partie plate 10a de la cosse 10. La vis 8 comporte une tête ayant un contour extérieur prismatique à base hexagonale et une ouverture interne 8d de forme également prismatique à base hexagonale. On peut utiliser, pour réaliser le montage de la prise de masse sur un véhicule automobile, un outil de vissage tel qu'une clé qui vient en prise avec la surface extérieure de la tête de vis ou qui est engagée dans l'ouverture centrale 8d de la tète de vis. La prise de masse 7 peut être une prise de masse sur une partie de carrosserie du véhicule automobile et, dans ce cas, on utilise un écrou de masse soudé sur la carrosserie ou une prise de masse sur le carter moteur du véhicule et, dans ce cas, on prévoit un trou d'engagement du fût 8a de la vis dans le carter moteur. La vis est engagée dans le trou par l'intermédiaire d'une extrémité pilote 8c dont le diamètre est inférieur au diamètre du fût fileté 8a de la vis. De préférence, la vis 8 est une vis auto-taraudeuse dont le filetage du fût 8a réalise le taraudage de l'ouverture de l'écrou fixé sur la carrosserie ou d'un trou lisse réalisé dans une partie du carter moteur du véhicule. Sur les figures 2A à 2D, on a représenté différentes étapes successives pour réaliser l'assemblage de la prise de masse 7 représentée sur la figure 2. Sur la figure 2A, on a représenté la vis 8 qui comporte en particulier, entre sa partie de tête et le fût fileté 8a, la collerette 8b qui est en saillie radiale par rapport au fût fileté 8a de la vis et qui est séparée de la tête de vis par une gorge. La collerette 8b constitue un élément d'arrêt destiné à coopérer avec les ergots 11 de la cosse 10 (figure 2), pour l'assemblage de la prise de masse, de manière à rendre la vis 8 et la cosse inséparables, la collerette 8a de la vis 8 étant emprisonnée entre la partie plate lOa de la cosse 10 et les ergots 11. De préférence, la vis 8 auto-taraudeuse est réalisée en un acier zingué tel que l'acier Z5F JR. Sur la figure 2B, on a représenté la prise de masse 7 pendant le montage d'une cosse 10 comportant une partie plate lOa traversée par une ouverture dans laquelle le fût 8a de la vis est engagé. La collerette 8b vient alors en appui sur la face supérieure de la partie plate lOa de la cosse. La partie plate lOa de la cosse 10 comporte, autour de son ouverture, au moins trois ergots qui sont découpés dans le métal de la partie plate îOa de la cosse suivant des directions radiales et qui sont répartis autour de l'ouverture de la cosse 10. Comme il est visible sur la figure 2C, on réalise le pliage des ergots 11 vers le haut puis le rabattement de la partie d'extrémité des ergots sur la surface supérieure de la collerette 8b, de manière que la collerette 8b soit emprisonnée entre la partie plate lOa de la cosse et les parties d'extrémités des ergots 11. Toutefois, la vis 8 reste mobile en rotation autour de son axe dans l'ouverture de la cosse 10. On pourrait utiliser un seul ergot ou une seule languette découpé dans le métal de la cosse ou encore rapporté sur la cosse, de manière telle qu'il puisse assurer à lui seul le montage inséparable de la vis et de la cosse. Comme représenté sur la figure 2D, on peut ensuite réaliser la fixation du conducteur 9 sur la cosse 10, en rabattant les languettes de sertissage lOb. La prise de masse 7 peut être fixée de manière à assurer un contact électrique sur une partie de la carrosserie ou sur une partie du carter moteur d'un véhicule automobile, par vissage de la vis 8 dans un écrou de masse ou dans un perçage réalisé dans une partie du carter moteur du véhicule. La fixation par sertissage du conducteur électrique 9 sur la cosse 10 est réalisée préalablement à la fixation de la prise de masse 7 sur la partie de véhicule automobile. Sur la figure 3, on a représenté un second mode de réalisation d'une prise de masse 7' selon l'invention. La prise de masse 7' comporte une vis 8' qui est sensiblement analogue à la vis 8 de la prise de masse suivant le mode de réalisation qui a été décrit précédemment et une cosse 10 comportant une partie plate l0a traversée par une ouverture dans laquelle est engagé le fût 8'a de la vis. Selon l'invention, la cosse 10' et la vis 8' sont rendues inséparables du fait que la partie plate 1O'a de la cosse 10' est emprisonnée entre la collerette 8'b de la vis 8' et le fût fileté 8'a de la vis 8' qui présentent l'un et l'autre un diamètre extérieur supérieur au diamètre de l'ouverture traversant la partie plate lO'a de la cosse 10'. Sur les figures 3A à 3E, on a représenté différentes étapes successives du procédé d'assemblage de la vis 8' et de la cosse 10' d'une prise de masse 7' telle que représentée sur la figure 3. Sur la figure 3A, on a représenté une ébauche de la vis 8' qui présente une forme générale analogue à la forme de la vis 8 représentée sur la figure 2A dans le cas du premier mode de réalisation de l'invention. Toutefois, l'ébauche de la vis 8' représentée sur la figure 3A comporte, dans la phase initiale de l'assemblage de la prise de masse 7', un fût 8'a dont la surface extérieur est entièrement lisse et dont le diamètre est inférieur au diamètre de l'ouverture de la cosse 10' dans laquelle on réalise l'engagement du fût 8'a de l'ébauche de la vis 8', dans une étape de l'assemblage de la prise de masse représentée sur la figure 3B. Sur les figures 3C et 3D, on a représenté une étape de réalisation du filetage du fût 8'a de la vis 8' et de fixation inséparable de la vis 8' et de la cosse 10'. La figure 3C est une vue en élévation latérale d'un dispositif de formage du filet de la vis et la figure 3D est une vue en coupe suivant D-D de la figure 3C. Le filetage du fût 8'a de la vis 8' est réalisé par déformation du métal du fût de l'ébauche de la vis, sans enlèvement de copeaux. Dans un tel procédé on l'on n'effectue pas de coupe et d'usinage avec enlèvement de copeaux du métal, on réalise un déplacement du métal du fût de l'ébauche par laminage au cours du roulement du fût de la vis entre des éléments de formage assurant le repoussage du métal du fût de la vis, dans des directions radiales de ce fût. Pour cela, on peut utiliser par exemple des molettes, comme représenté sur les figures 3C et 3D. Sur la figure 3C, on voit la vis 8' pendant le formage du filet. Le fût 8'a de la vis 8' est pris entre deux molettes 12a et 12b montées rotatives dans le même sens autour de deux axes 13a et 13b parallèles au fût de la vis. L'axe 13a est un axe fixe alors que l'axe 13b peut être déplacé dans une direction radiale des molettes 12a et 12b et du fût de la vis 8'a. On exerce, par l'intermédiaire d'un vérin de presse, un effort radial sur l'axe mobile 13b de la molette 12b, comme schématisé par la flèche 14. La pression exercée par l'intermédiaire de la molette 12b sur le fût de la vis permet de réaliser le repoussage du métal du fût 8'a de la vis 8' dans les gorges hélicoïdales des molettes 12a et 12b, comme représenté sur la figure 3D. La vis 8' est maintenue à la hauteur voulue entre les molettes 12a et 12b par un support 15 qui est réglé de façon très précise, de manière que l'axe de la vis se trouve très légèrement en-dessous (par exemple à 0,3 mm) de l'axe diamètral horizontal commun aux deux molettes 12a et 12b. Pour éviter le déplacement axial de la vis 8' pendant le formage, on place une butée réglable 16 en appui contre la partie d'extrémité de la vis 8' opposée à la tête de vis. Comme il est visible sur la figure 3D, l'opéra- tion de filetage du fût 8'a de la vis est réalisée avec la cosse 10' engagée sur le fût de la vis et en appui sur la collerette de vis 8'b. Le diamètre de départ du fût de la vis qui est inférieur au diamètre de l'ouverture traversant la partie plate de la cosse 10' est inférieur au diamètre extérieur du fût fileté de la vis 8'a à l'issue de l'opération de filetage représentée sur les figures 3C et 3D. L'expansion diamétrale du fût de la vis pendant le filetage est telle que le diamètre final du fût 8'a fileté de la vis est supérieur au diamètre de l'ouverture de la cosse 10', comme il est visible en particulier sur la figure 3F. De ce fait, à l'issue de l'opération de filetage du fût 8'a, la partie plate lO'a de la cosse 10' est maintenue entre la collerette 8'b et le fût fileté 8'a de la vis 8' de manière telle que la vis et la cosse ne peuvent être déplacées l'une par rapport à l'autre dans la direction axiale de la vis. La vis 8' et la cosse 10' sont alors rendues inséparables. En outre, comme il est visible sur la figure 3F, un certain jeu est ménagé dans la direction axiale entre la partie plate lO'a de la cosse 10' d'une part et la collerette 8'b de la vis et l'extrémité du fût fileté 8'a d'autre part. L'ouverture traversant la partie plate lO'a de la cosse présente également un diamètre supérieur au diamètre du fond d'une gorge ménagée entre le fût 8'a et la collerette 8'b de la vis 8'. De cette manière, la vis 8' est libre en rotation autour de son axe par rapport à la cosse 10'. On peut donc réaliser le vissage de la vis dans un écrou solidaire de la carrosserie d'un véhicule automobile ou dans un trou percé dans une partie du carter moteur du véhicule. La vis 8' comporte des filets réalisés par déformation de métal qui sont d'une très grande dureté et qui sont auto-taraudeurs. La vis auto-taraudeuse est ainsi fixée dans une ouverture lisse de l'écrou ou du carter, ce qui favorise l'obtention d'un très bon contact électrique. Comme représenté sur la figure 3E, le conducteur électrique 9' est serti par rabattement des languettes l0'b de la cosse 10', de manière qu'un contact électrique de bonne qualité soit assuré entre le conducteur 9' et la prise de masse 7'. Dans le cas du premier ou du second mode de réalisation, la prise de masse 7 ou 7' constitue un ensemble qui peut être fixé sur une partie du véhicule automobile, la vis et la cosse de la prise de masse étant rendues inséparables. On évite ainsi tous les inconvénients des dispositifs suivant l'art antérieur comportant une vis et une cosse séparées. Grâce au dispositif de 1 invention, on dispose dans tous les cas d'une vis adaptée à la fixation de la prise de masse et on n'a pas à effectuer d'épinglage de la cosse. Les pertes de vis dans l'habitacle ou le compartiment du moteur sont également évitées. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits. C'est ainsi qu'on peut imaginer de faire coopérer d'une autre manière un ou plusieurs éléments d'arrêt de la vis avec une ou plusieurs parties de la cosse de la prise de masse. On peut également mettre en forme le filetage de la vis, dans le cas du second mode de réalisation, d'une manière différente de celle qui a été décrite et qui utilise deux molettes. On peut par exemple utiliser, au lieu de molettes de formage de la vis, des peignes de formage du filetage entre lesquels on réalise le roulement de la vis. Les parties de la cosse telles que des ergots assurant la fixation de la cosse sur la vis peuvent être, au lieu d'éléments formés dans le métal de la cosse, des éléments rapportés. L'invention s'applique de manière générale à toute prise de masse dans un véhicule automobile de type quelconque. REVENDICATIONS 1.- Prise de masse pour un véhicule automobile comportant une cosse de raccordement électrique (10, 10') ayant une partie plate (lOa, lO'a) traversée par une ouverture et au moins un élément de jonction (lOb, lO'b) de la cosse (10) à un conducteur électrique (9, 9') et une vis (8, 8') pour la fixation de la cosse (10, 10') en contact électrique avec une partie (2, 2') du véhicule automobile, par vissage de la vis (8, 8') engagée dans l'ouverture de la cosse (10, 10' ), dans la partie de véhicule (2, 2'), caractérisée par le fait que la vis (8, 8') montée libre en rotation dans l'ouverture de la cosse (10, 10'), autour de son axe, comporte au moins un élément d'arrêt (8b, 8'b) destiné à coopérer avec une partie (11) de la cosse (10, 10') pour rendre la vis (8, 8') et la cosse (10, 10') inséparables. 2.- Prise de masse suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément d'arrêt (8b) de la vis (8) est constitué par une collerette en saillie radiale par rapport au fût fileté (8a) de la vis, ayant un diamètre supérieur au diamètre de l'ouverture de la cosse et que la cosse (10) comporte à la périphérie de son ouverture au moins un ergot (11) qui peut être rabattu au-dessus de la collerette (8b) de la vis de sorte que la collerette (8b) de la vis (8) soit emprisonnée entre la partie plate (l0a) de la cosse (10) et l'ergot (11). 3.- Prise de masse suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que la cosse (10) comporte trois ergots (11) repartis autour de son ouverture. 4.- Prise de masse suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la vis (8) comporte deux éléments d'arrêt (8'a, 8'b) constitués respectivement par une collerette (8'b) en saillie radiale par rapport au fût (8'a) de la vis et par le fût fileté (8'a) de la vis, ces éléments d'arrêt ayant l'un et l'autre un diamètre extérieur supérieur au diamètre de l'ouverture de la cosse dont la partie plate (8'a) est emprisonnée entre les éléments d'arrêt (8'a, 8'b) de la vis (8'). 5.- Prise de masse suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que le fût fileté (8'a) de la vis comporte une partie en métal repoussé vers l'extérieur dans la direction radiale, obtenue lors de la réalisation du filetage de la partie filetée (8'a) par déformation de métal. 6.- Prise de masse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la vis (8, 8') est une vis auto-taraudeuse. 7.- Prise de masse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la vis (8') est fixée par vissage dans un écrou (6) fixé par soudage sur une tôle de carrosserie (2) du véhicule automobile. 8.- Prise de masse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la vis (8') est visse dans une ouverture d'une partie (2') du carter moteur du véhicule automobile. 9.- Procédé d'assemblage d'une prise de masse suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'on engage le fût fileté (8a) d'une vis (8) comportant une collerette (8b) disposée entre le fut fileté (8a) et la tête de vis, jusqu'à mettre en appui la collerette (8b) sur la partie plate (lOa) de la cosse (10) qui présente au moins une partie déformable (11), à la périphérie de l'ouverture de la cosse, et qu'on rabat la partie déformable (11) constituant un ergot au-dessus de la collerette (8b). 10.- Procédé d'assemblage d'une prise de masse suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait qu'on engage le fût lisse (8'a) d'une ébauche de vis (8') dans l'ouverture d'une cosse (10'), le diamètre du fût lisse (8'a) de l'ébauche de vis (8') étant inférieur au diamètre de l'ouverture de la cosse et qu'on réalise par déformation du fût (8'a) de l'ébauche de vis (8') le filetage du fût fileté (8'a) de la vis (8') de telle sorte que le diamètre du fût fileté (8'a) de la vis (8') soit supérieur au diamètre de l'ouverture de la cosse (10') engagée sur le fût de la vis (8').