Brevet FR2753919A1 — publié le 19980403

PROCEDE ET OUTILLAGE DE REPARATION DE PROFILE La présente invention concerne les procédés de réparation par remplacement d'une fraction endommagée de profilé tubulaire, séparée par tronçonnage à un emplacement pré-repéré. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans la réparation de structures en profilés de matériau dont le soudage nécessite un savoir-faire qui n'est pas disponible de façon générale. Dans l'industrie automobile en particulier, certains véhicules construits en petite série comportent une structure en profilés d'alliage à base d'aluminium. En cas d'accident endommageant une fraction de la structure, le remplacement par soudage ne peut être effectué dans de bonnes conditions que dans des ateliers spécialisés et peu nombreux. La présente invention vise notamment à fournir un procédé de réparation de profilé évitant de faire appel aux technologies de soudage (qui nécessitent une maîtrise des processus liés aux alliages à base d'aluminium) et rendant les réparations suffisamment simples pour être accessibles à tout atelier ayant un minimum d'équipement. Dans ce but, l'invention propose notamment un procédé de réparation par remplacement d'une fraction endommagée d'un profilé tubulaire appartenant à une structure qui est découpée en un emplacement pré-repéré, dès l'assemblage de la structure, par une empreinte telle qu'un trou sur le profilé, suivant lequel (a) on place sur le profilé un outil de guidage spécifique et en forme, dans une position prédéterminée par rapport à l'empreinte, et on enlève ladite fraction par découpe à un emplacement déterminé par rapport à l'empreinte, par exemple le long de l'extrémité de l'outil, (b) on place, dans une pièce de rechange identique au tronçon à remplacer et percée d'une lumière allongée dans le sens du profilé, un manchon radialement déformable muni de moyens pour le faire coulisser dans la pièce de rechange, (c) on accole la pièce de rechange à la partie intacte et on déplace le manchon pas à pas vers la partie intacte du profilé à l'aide d'au moins un élément traversant la lumière et s'engageant chaque fois dans lesdits moyens permettant de faire coulisser le manchon, (d) on perce des trous de réception d'éléments de fixation, d'une part à travers la pièce de rechange et le manchon, d'autre part à travers la partie intacte et le manchon, en utilisant des passages prévus dans l'outil de guidage et constituant des guides de perçage, et (e) on enlève l'outil et on place des éléments de fixation définitifs dans les trous de réception. En règle générale, on définit des fractions rempla çables de la structure à partir de résultats statistiques concernant les accidents et leurs conséquences et aussi à partir d'une évaluation économique permettant de définir les sous-ensembles dont le remplacement représente un optimum. Ce sont ces fractions remplaçables qu'on identifie chacune par une empreinte et à chacune desquelles on affecte une pièce de rechange, un outil et un manchon particuliers, dans la mesure où les profilés des fractions remplaçables sont différents. L'empreinte peut notamment être constituée par un trou percé dans la partie dont on suppose qu'elle restera intacte, à proximité de l'emplacement de découpe. Au cours de l'étape (c), on visse avantageusement au moins un pion ou une vis, débordant dans la pièce de rechange et constituant l'élément traversant la lumière mentionné ci-dessus, successivement dans lesdits moyens permettant de faire coulisser le manchon. Au cours de cette même étape (c), on peut amener le manchon dans une position telle que la jonction entre la pièce de rechange et la partie intacte soit sensiblement au milieu du manchon. Au cours de l'étape (d), l'outil de guidage est généralement positionné, côté partie intacte, à l'aide de l'empreinte et côté pièce de rechange, à l'aide de la lumière. Préalablement à l'étape (e), on peut déposer l'ensemble des pièces puis éliminer les copeaux résiduels et les bavures, et encoller éventuellement le manchon. On fixe le manchon par des éléments de fixation généralement constitués par des rivets aveugles, dont l'action peut être complétée par un collage. On voit que le procédé permet d'obtenir une structure réparée dont l'encombrement externe reste pratiquement le même que celui de la structure d'origine, de sorte que le profilé réparé n'interfère pas avec des éléments avoisinants. L'invention vise également à fournir un outillage ou "kit" de réparation permettant de mettre en oeuvre le procédé ci-dessus. Ce kit peut comprendre une pièce de rechange dans laquelle est ménagée une lumière ; un outil de guidage conformé de façon à épouser la forme extérieure du profilé à réparer et de section suffisamment ouverte pour permettre d'enlever l'outil après réparation, cet outil ayant un trou de repérage destiné à venir coïncider, soit avec une empreinte prévue dans la partie intacte du profilé, soit avec la lumière précitée, et cet outil ayant des passages constituant des guides de perçage ; un manchon radialement déformable, réalisé sous la forme d'au moins un profilé conformé de façon à épouser la forme intérieure du profilé à réparer, muni de moyens pour le faire coulisser dans la pièce de rechange ; et des éléments de fixation. L'outil de guidage peut par exemple être constitué par un profilé en U. A titre d'exemples non limitatifs, les moyens pour faire coulisser le manchon peuvent consister, soit en une série de trous taraudés alignés dans le sens de la longueur et dont l'espacement est au plus égal à la longueur de la lumière, soit en une gorge munie de rainures, soit encore en au moins un évidement borgne s'étendant sur toute la longueur du manchon et muni de rainures longitudinales. Dans un mode particulier de réalisation, la surface extérieure du manchon est munie d'une pluralité d'aspérités telles que des nervures longitudinales. Dans un autre mode particulier de réalisation, le manchon comporte des renforts de rigidification et de déploiement élastique et des saignées facilitant l'expansion sur deux côtés opposés. Dans encore un autre mode de réalisation, le manchon est réalisé sous la forme de deux profilés à section triangulaire rectangle assemblés par collage de façon que la section du manchon soit carrée ou rectangulaire ; lorsque l'on provoque le déploiement, les deux profilés se séparent en arrachant la colle. Dans un mode particulier de réalisation, les éléments de fixation sont des rivets capables d'exercer un effort de traction. Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un profilé tubulaire avant réparation - la figure 2 est une vue en perspective du profilé tubulaire de la figure 1 après qu'on y a placé un outil de guidage ; - la figure 3 est une vue de dessus d'une pièce de rechange contenant un manchon, accolée à la partie intacte du profilé tubulaire de la figure 1 - la figure 4 est une vue de dessus analogue à celle de la figure 3, le manchon ayant été déplacé dans la pièce de rechange vers la partie intacte de façon que son milieu coïncide sensiblement avec la jonction pièce de rechange/partie intacte - la figure 5 est une vue de dessus analogue à celle de la figure 4, l'outil de guidage étant en outre représenté positionné du côté de la partie intacte - la figure 6 est une vue de dessus analogue à celle de la figure 4, l'outil de guidage étant en outre positionné du côté de la pièce de rechange - la figure 7 est une vue de dessus analogue à celle de la figure 4, des éléments de fixation définitifs étant en outre placés dans des trous de réception de la pièce de rechange, de la partie intacte et du manchon. - la figure 8 est une vue en perspective d'un manchon dans un mode particulier de réalisation ; et - les figures 9, 10, 11 sont des sections transversales du manchon respectivement dans trois autres modes particuliers de réalisation. Le procédé de réparation proposé va être décrit à l'aide des figures 1 à 7, qui représentent une portion de profilé tubulaire à l'état initial avant réparation et dans ses états successifs au cours des différentes étapes du procédé. La figure 1 représente une portion de profilé tubulaire 1 comprise dans la structure d'un véhicule automobile, à l'état initial. Lors de la fabrication du véhicule, on a identifié une fraction terminale en y réalisant une empreinte au voisinage de la partie susceptible d'être endommagée (partie gauche sur la figure 1). Dans le mode particulier de réalisation représenté sur la figure 1, cette empreinte est constituée par un trou 10 percé dans la partie dont on suppose qu'elle restera intacte. Le trou 10 est représenté circulaire, mais peut avoir toute autre forme appropriée. Lors de la réparation, au cours d'une première étape, on place sur le profilé un outil de guidage 3. Cet outil de guidage 3 en forme est représenté sur la figure 2. A chaque fraction remplaçable ayant un profilé spécifique peut être affecté un outil de guidage spécifique, conformé de façon à épouser la forme extérieure de la portion de profilé 1. La section de l'outil 3 est suffisamment ouverte pour qu'on puisse enlever l'outil 3 du profilé une fois la réparation effectuée. Dans le mode particulier de réalisation représenté sur la figure 2, l'outil 3 est constitué par un profilé en U. L'outil 3 a au moins un trou de repérage 30 qui sert à positionner l'outil 3 sur le profilé : on place l'outil 3 sur la portion de profilé 1 de façon que le trou 30 et l'empreinte 10 coïncident, comme le montre la figure 2. L'outil 3 présente également plusieurs passages 32 constituant des guides de perçage, dont l'intérêt apparaîtra plus loin. Ces passages peuvent être réalisés dans chacune des faces de l'outil 3. Dans le mode de réalisation représenté, l'outil 3 a quatre passages 32 sur chacune des trois faces de l'U. Une fois l'outil 3 positionné, on enlève la fraction endommagée 12 par découpe. La découpe se fait à un emplacement déterminé par rapport à l'empreinte 10. Par exemple, comme l'indique le trait en gras sur la figure 2, la découpe peut être effectuée suivant la face de l'outil 3 située du côté de la fraction endommagée 12. A chaque fraction endommagée de la structure peut être également affectée une pièce de rechange particulière, identique au tronçon susceptible d'être remplacé. I1 peut s'agir d'une pièce ou d'un sous-ensemble créé à partir d'une pièce de série, moyennant quelques adaptations. La pièce de rechange 5 est percée d'une lumière 50 allongée dans le sens du profilé. Au cours d'une deuxième étape, on place dans la pièce de rechange 5 un manchon 7 conformé de façon à épouser la forme intérieure de la pièce de rechange 5 et de la partie intacte 14 de la portion 1 de profilé. A chaque fraction endommagée ayant un profilé spécifique est affecté un manchon spécifique. La figure 8 représente le manchon 7 dans un mode particulier de réalisation. La surface extérieure du manchon 7, qui est constitué par un profilé, peut être munie d'aspérités d'ancrage. Dans le mode particulier de réalisation représenté sur la figure 8, elles consistent en des nervures longitudinales 70. Ce type d'aspérité est avantageux car d'une fabrication facile sur des profilés. Dans le mode particulier de réalisation de la figure 8, le manchon est en outre percé d'une série de trous 72 éventuellement taraudés, alignés dans le sens de la longueur sur une face. L'espacement entre deux trous 72 voisins est au plus égal à la longueur de la lumière 50 prévue dans la pièce de rechange 5, pour la raison exposée plus loin. Les figures 9 à 11 représentent en section transversale d'autres modes de réalisation du manchon 7, non limitatifs. Pour plus de clarté, l'échelle n'a pas été respectée. Sur la figure 9, chaque face du manchon 7 est incurvée vers l'intérieur du manchon. Une face possède une gorge rainurée 72 pouvant remplacer les trous 72 éventuellement taraudés précités. Sur la figure 10, le manchon 7 présente des saignées 77 facilitant l'expansion sur deux côtés opposés. Les deux bras ou renforts 74 en forme de losange joignent chacun deux faces intérieures opposées. Ils jouent le rôle d'un ressort permettant d'assurer le placage du manchon sur les parois internes du profilé à réparer tout en rendant le manchon plus rigide. Tous autres agencements et formes de renforts sont possibles. Le manchon 7 peut être constitué de deux profilés accolés reconstituant par leur association la forme interne du profilé à réparer. Sur la figure 11, le manchon 7 est constitué de deux profilés 71 et 73, chacun à section triangulaire rectangle. Les deux profilés sont assemblés par collage, généralement suivant une diagonale de la section droite, de façon que la section du manchon 7 soit carrée, ou rectangulaire, selon la forme intérieure de la pièce de rechange 5 et de la portion de profilé 1. Sur la figure 11, la région de collage est indiquée par des hachures. A titre d'exemple non limitatif, le collage peut être réalisé au moyen d'un adhésif double face ayant une épaisseur faible devant les dimensions des profilés 71 et 73. Cet adhésif s'arrache lorsque le manchon est amené en appui par traction sur ses faces. Ces divers modes de réalisation assurent une bonne continuité mécanique entre le manchon 7 et les deux pièces femelles que constituent la pièce de rechange 5 et la partie intacte 14, grâce à une possibilité de déformation du manchon, qu'on vient plaquer de façon homogène contre les parois internes des pièces femelles précitées, lors de l'assemblage mécanique, de façon à assurer la rigidité de l'ensemble tout en tenant compte des tolérances sur les profilés. On peut également prévoir d'encoller la surface extérieure du manchon 7 avant de l'introduire dans la pièce de rechange 5. Dans ce cas, les divers modes de réalisation du manchon décrits plus haut assurent une répartition uniforme de l'adhésif utilisé. Une fois le manchon 7 engagé dans la pièce de rechange 5 (figure 3), au cours d'une troisième étape du procédé de réparation, on accole la pièce de rechange 5 à la partie intacte 14 et on fait coulisser le manchon 7 à l'intérieur de la pièce de rechange 5 vers la partie intacte 14. Le déplacement se fait pas à pas à l'aide d'au moins un élément traversant la lumière 50 et s'engageant chaque fois dans un élément 72 permettant au manchon 7 de coulisser. L'élément traversant la lumière 50 peut par exemple être un pion ou une vis, qui traverse la pièce de rechange 5 et qu'on engage successivement dans les éléments 72, éventuellement taraudés. On fait coulisser le manchon 7 jusqu'à ce que la jonction entre la pièce de rechange 5 et la partie intacte 14 soit sensiblement située au milieu du manchon 7, comme le montre la figure 4. Dans le mode particulier de réalisation représenté, les deux éléments 72 situés dans la moitié du manchon 7 qui se trouve dans la pièce de rechange 5 sont des trous visibles à travers la lumière 50, et le trou situé à l'extrémité de la moitié du manchon 7 qui se trouve dans la partie intacte 14 coïncide avec l'empreinte 10. Au cours d'une quatrième étape, illustrée par les figures 5 et 6, on perce, à travers les passages 32 constituant des guides de perçage prévus dans l'outil 3, des trous 75 de réception d'éléments de fixation, - dans la partie intacte 14 et le manchon 7 (figure 5), l'outil 3 étant positionné sur la partie intacte par exemple de façon qu'une des faces de l'outil 3 coïncide avec la jonction pièce de rechange/partie intacte, et - dans la pièce de rechange 5 et le manchon 7 (figure 6), l'outil 3 étant positionné sur la pièce de rechange de façon qu'une des faces de l'outil 3 coïncide avec la jonction pièce de rechange/partie intacte. Au cours d'une cinquième étape, on enlève l'outil de guidage 3 du profilé et on place des éléments de fixation 76 définitifs dans les trous de réception 75. La figure 7 représente en vue de dessus la pièce de rechange 5 et la partie intacte 14 ainsi assemblées. Dans le mode particulier de réalisation représenté, les éléments de fixation 76 définitifs sont des rivets aveugles. L'action de fixation des éléments de fixation 76 est avantageusement complétée par l'utilisation combinée d'un adhésif approprié, qui permet d'améliorer la tenue mécanique et d'assurer l'étanchéité de la liaison. Préalablement à la fixation définitive, on peut déposer l'ensemble des pièces et les nettoyer, en particulier afin d'éliminer les copeaux résiduels et les bavures. Dans un mode particulier de réalisation, l'encollage précité du manchon peut être effectué à cette étape du procédé. On remonte ensuite l'ensemble des pièces et on procède à la cinquième étape décrite ci-dessus. Le procédé et l'outillage de réparation proposés par la présente invention peuvent aussi bien être utilisés lors des retouches effectuées en usine que lors des réparations proprement dites, effectuées en après-vente, en garage. REVENDICATIONS 1. Procédé de réparation par remplacement d'une fraction endommagée (12) d'un profilé tubulaire appartenant à une structure qui est découpée en un emplacement prérepéré, dès l'assemblage de ladite structure, par une empreinte (10) sur le profilé, suivant lequel (a) on place sur le profilé un outil de guidage (3) spécifique et en forme, dans une position prédéterminée par rapport à l'empreinte (10), et on enlève ladite fraction (12) par découpe à un emplacement déterminé par rapport à l'empreinte (10), (b) on place, dans une piece de rechange (5) identique au tronçon à remplacer et percée d'une lumière (50) allongée dans le sens du profilé, un manchon (7) radialement déformable muni de moyens (72) pour le faire coulisser dans la pièce de rechange (5), (c) on accole la pièce de rechange (5) à la partie intacte (14) et on déplace le manchon (7) pas à pas vers la partie intacte (14) du profilé à l'aide d'au moins un élément traversant la lumière (50) et s'engageant chaque fois dans lesdits moyens (72) permettant de faire coulisser le manchon (7), (d) on perce des trous de réception (75) d'éléments de fixation, d'une part à travers la pièce de rechange (5) et le manchon (7), d'autre part à travers la partie intacte (14) et le manchon (7), en utilisant des passages (32) prévus dans l'outil de guidage (3) et constituant des guides de perçage, et (e) on enlève l'outil (3) et on place des éléments de fixation (76) définitifs dans les trous de réception (75). 2. Procédé selon la revendication 1, suivant lequel on définit des fractions remplaçables de la structure qu'on identifie chacune par une empreinte (10) et à chacune desquelles on affecte une pièce de rechange (5), un outil (3) et un manchon (7). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, suivant lequel l'empreinte (10) est constituée par un trou percé dans la partie (14) dont on suppose qu'elle restera intacte, à proximité de l'emplacement de découpe. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, suivant lequel, au cours de l'étape (c), on engage au moins un pion ou une vis, débordant dans la pièce de rechange (5) et constituant l'élément traversant la lumière (50), successivement dans lesdits moyens (72) permettant de faire coulisser le manchon (7). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, suivant lequel, au cours de l'étape (c), on déplace le manchon (7) dans une position telle que la jonction entre la pièce de rechange (5) et la partie intacte (14) soit sensiblement au milieu du manchon (7). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, suivant lequel, au cours de l'étape (d), on positionne l'outil de guidage (3), côté partie intacte, à l'aide de ladite empreinte (10) et côté pièce de rechange, à l'aide de ladite lumière (50). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, suivant lequel, préalablement à l'étape (e), on dépose l'ensemble des pièces puis on élimine les copeaux résiduels et les bavures et on encolle éventuellement le manchon (7). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, suivant lequel on fixe le manchon (7) par des éléments de fixation (76) constitués par des rivets aveugles, et éventuellement par collage. 9. Outillage de réparation permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une pièce de rechange (5) dans laquelle est ménagée une lumière (50), un outil de guidage (3), conformé de façon à épouser la forme extérieure du profilé à réparer et de section suffisamment ouverte pour permettre d'enlever l'outil (3) après réparation, ledit outil (3) ayant un trou de repérage (30) destiné à venir coïncider, soit avec une empreinte (10) prévue dans la partie intacte (14) du profilé, soit avec ladite lumière (50), et ledit outil (3) ayant des passages (32) constituant des guides de perçage, un manchon (7) radialement déformable, réalisé sous la forme d'au moins un profilé conformé de façon à épouser la forme intérieure du profilé à réparer, muni de moyens (72) pour le faire coulisser dans la pièce de rechange (5), et des éléments de fixation (76). 10. Outillage selon la revendication 9, dans lequel l'outil de guidage (3) est constitué par un profilé en U. 11. Outillage selon la revendication 9 ou 10, dans lequel lesdits moyens (72) pour faire coulisser le manchon (7) consistent, soit en une série de trous taraudés alignés dans le sens de la longueur et dont l'espacement est au plus égal à la longueur de la lumière (50), soit en une gorge munie de rainures, soit en au moins un évidement borgne s'étendant sur toute la longueur du manchon (7) et muni de rainures longitudinales. 12. Outillage selon la revendication 9, 10 ou 11, dans lequel la surface extérieure du manchon (7) est munie d'une pluralité d'aspérités telles que des nervures longitudinales (70). 13. Outillage selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel le manchon (7) comporte des renforts (74) de rigidification et de déploiement élastique et des saignées (77) facilitant l'expansion sur deux côtés opposés. 14. Outillage selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel le manchon (7) est réalisé sous la forme de deux profilés (71, 73) à section triangulaire rectangle assemblés par collage de façon que la section du manchon (7) soit carrée ou rectangulaire. 15. Outillage selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel les éléments de fixation (76) sont des rivets capables d'exercer un effort de traction.