Brevet FR2761626A1 — publié le 19981009

PROCEDE D'ASSEMBLAGE PAR SOUDAGE DE PIECES DE TOLERIE La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux procédés d'assemblage par soudage de pièces de tôlerie, tels que des éléments de carrosserie de véhicules automobiles. En particulier, la présente invention concerne un procédé d'assemblage par soudage faisant appel à des moyens de positionnement et d'immobilisation des pièces à souder facile à mettre en oeuvre et peu coûteux. Classiquement, les différents procédés utilisés pour l'assemblage par soudage de pièces de tôlerie comportent une première phase dans laquelle les pièces à assembler sont amenées séparément et positionnées sur le dispositif de soudage, ce dernier comportant des pilotes de forme sensiblement conique coopérant avec des ouvertures adaptées des tôles à souder afin d'établir le positionnement relatif des pièces à souder. Les pièces sont alors généralement maintenues en position à raide de moyens de serrage tels que des montants pivotants, ces derniers assurant le maintien très précis des diverses pièces à assembler préalablement à l'opération de soudage. Un exemple de ce type de procédé et de dispositif est décrit dans le brevet FR-B1 488 641. Toutefois, de tels procédés engendrent des dispositifs présentant l'inconvénient d'être coûteux à réaliser et à exploiter, les pilotes et les nombreux bras pivotants assurant le positionnement et l'immobilisation des pièces nécessitant une maintenance coûteuse et difficile. Par ailleurs, de tels moyens de positionnement et d'immobilisation sont encombrants et sont spécifiques aux pièces à assembler ce qui limite les possibilités d'aménagement des dispositifs de soudage lors de modifications apportées aux pièces à assembler. Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé d'assemblage par soudage de pièces de tôlerie qui améliore la flexibilité des dispositifs de soudage et procure une bonne précision d'assemblage tout en restant simple et économique à réaliser. Le procédé selon l'invention concerne l'assemblage par soudage d'au moins deux pièces de tôlerie telles que des éléments de carrosserie de véhicule automobile. Selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce que préalablement à l'opération de soudage, on opère le positionnement des pièces l'une par rapport à l'autre puis on réalise un préassemblage des pièces en position par des moyens d'assemblage du type avec ou sans filetage, les moyens d'assemblage coopérant avec au moins une ouverture ménagée à travers au moins une des pièces, rouverture servant de repère pour le positionnement des pièces entre elles. Selon une autre caractéristique du procédé selon rinvention, les moyens d'assemblage immobilisant les pièces en position comportent au moins un rivet, de type rivet "POP", coopérant avec des ouvertures préexistantes portées par les pièces à assembler. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, les moyens d'assemblage immobilisant les pièces en position comportent au moins une paroi en saillie portée par rune des pièces, la paroi étant destinée à s'insérer dans une ouverture adaptée de l'autre pièce. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, l'immobilisation des pièces en position est effectuée par déformation de la paroi insérée dans l'ouverture. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, les moyens d'assemblage immobilisant deux pièces en position comportent une première et une seconde parois en saillie portées par l'une des pièces et destinées à être insérées respectivement dans une première et une seconde ouvertures de rautre pièce, la première ouverture étant ajustée aux dimensions de la première paroi la seconde ouverture possédant une forme oblongue en direction de la première ouverture dont seule la largeur est sensiblement ajustée aux dimensions en regard de la seconde paroi en saillie. Selon encore une autre caractéristique du procédé selon l'invention, la paroi en saillie est un collet et l'immobilisation des pièces est réalisée par l'évasement de l'extrémité du collet à l'aide d'un pistolet pneumatique muni d'une tête de type cruciforme. Selon une autre caractéristique du procédé selon l'invention, la paroi en saillie est un bossage sensiblement en forme de calotte sphérique, I'immobilisation des pièces étant réalisée par l'évasement de Extrémité du bossage à raide d'un pistolet pneumatique dont la tête de type sphérique vient frapper le bossage. L'invention concerne également un élément de carrosserie pour la mise en oeuvre du procédé définît ci-dessus, constitué d'au moins une première pièce de tôlerie comportant au moins une paroi en saillie et d'une seconde pièce de tôlerie comportant au moins une ouverture et caractérisé en ce que la paroi en saillie de la première pièce vient s'insérer dans l'ouverture de la seconde pièce de manière à servir de point de référence au positionnement de la première pièce par rapport à la seconde pièce, la taille et la forme de l'ouverture étant sensiblement ajustées à la paroi en saillie. Avantageusement, la paroi en saillie de la première pièce est un collet dont le diamètre extérieur est sensiblement ajusté au diamètre de l'ouverture de la seconde pièce. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi en saillie est un bossage en forme de calotte sphérique, l'ouverture de la seconde pièce étant sensiblement ajustée au diamètre extérieur du bossage. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la première pièce comporte également une paroi en saillie coopérant avec une ouverture adaptée de la seconde pièce de manière à empêcher toute rotation relative des première et seconde pièces. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après de différents modes de réalisation de l'invention, présentés à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective, schématique, de deux pièces de tôlerie destinées à être préassemblées l'une sur l'autre suivant une première variante de réalisation du procédé d'assemblage par soudage selon l'invention; - la figure 2 est une section suivant la ligne II-II des deux pièces représentées sur la figure 1 une fois préassemblées; - la figure 3 est une vue en perspective de deux pièces destinées à être préassemblées l'une sur Vautre suivant une deuxième variante de réalisation du procédé d'assemblage par soudage selon l'invention; - la figure 4 est une section suivant la ligne IV-IV des deux pièces représentées sur la figure 3 une fois préassemblées - la figure 5 est une vue en perspective, schématique, d'une variante du préassemblage représenté sur les figure 3 et 4 - la figure 6 est une section suivant la ligne VI-VI des deux pièces représentées sur la figure 5 une fois préassemblées - la figure 7 est une vue en perspective, schématique, de deux pièces destinées à être préassemblées l'une sur l'autre suivant une troisième variante de réalisation du procédé d'assemblage par soudage selon l'invention - la figure 8 est une section suivant la ligne VHI-Vffi des deux pièces représentées sur la figure 7 une fois préassemblées. - la figure 9 est une vue en perspective, schématique, d'une variante du préassemblage représenté sur les figures 6 et 7 - la figure 10 est une section suivant la ligne X-X des deux pièces représentées sur la figure 9 une fois préassemblées. Pour faciliter la lecture des dessins, les mêmes pièces portent les mêmes références d'une figure à l'autre. Par ailleurs, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été figurés. La figure 1 présente deux pièces de tôlerie 1 et 2 représentées schématiquement disposées l'une au-dessus de Vautre et destinées à être assemblées par soudage. Comme on peut le voir sur cette figure, la pièce 1 possède deux ouvertures 4 et 6 circulaires et la pièce 2 une ouverture 3 circulaire et une ouverture 5, de forme oblongue en direction de l'ouverture 3. Le diamètre des ouvertures circulaires 3, 4 et 6 ainsi que la largeur de l'ouverture oblongue 5 sont identiques et adaptés en fonction des tailles et épaisseurs des pièces de tôlerie 1 et 2. Suivant la première variante du procédé d'assemblage par soudage selon l'invention et conformément à la figure 1, les pièces 1 et 2, provenant de l'emboutissage et destinées à être assemblées, sont dans un premier temps positionnées l'une par rapport à l'autre par un opérateur de manière à amener l'ouverture 4 de la pièce 1 en regard de l'ouverture 3 de la pièce 2, ces deux ouvertures 3 et 4 étant disposées de manière adaptée et avec une précision de réalisation suffisante pour servir de référence au positionnement de la pièce 1 par rapport à la pièce 2. L'ouverture 6 de la pièce 1 est alors amenée en face de l'ouverture 5 de la pièce 2, la forme oblongue de cette dernière permettant le rattrapage des dispersions de positionnement. Comme on peut le voir sur la figure 2, une fois le positionnement des pièces 1 et 2 effectué, un rivet 15 de type rivet "POP" adapté au diamètre des ouvertures 3, 4, 5 et 6 est inséré dans ces dernières de manière à immobiliser les pièces 1 et 2 en position. L'extrémité des rivets 15 est alors évasée de façon classique à l'aide d'un pistolet pneumatique de manière à fixer les pièces 1 et 2 l'une sur Vautre, le préassemblage ainsi réalisé étant amené au niveau des dispositifs de soudage par résistance afin de réaliser les différents points de soudage nécessaires à la tenue mécanique de rassemblage final. Les ouvertures 3, 4, 5 et 6 étant réalisée lors de l'emboutissage des pièces 1 et 2, la mise en place des rivets 15 telle que décrite précédemment permet pour un faible coût d'établir le positionnement des pièces à souder. Par ailleurs, la mise en place de ces rivets 15 peut être effectuée de manière manuelle par un opérateur, ou automatiquement par une machine et ceci indépendamment des dispositifs de soudage. Les figures 3 et 4 présentent une deuxième variante de réalisation du procédé d'assemblage par soudage des deux pièces de tôlerie 1 et 2. La pièce 1, représentée en vis-à-vis de la pièce 2 sur la figure 3, comporte deux collets 7 et 8 en saillie réalisés lors de l'emboutissage de la pièce 1. La pièce 2 comporte une ouverture 9 circulaire et une ouverture 10 oblongue s'étendant en direction de l'ouverture 9, ces deux ouvertures 9 et 10 étant réalisées lors de l'emboutissage de la pièce 2. Les diamètres et les positions des collets 7 et 8 en saillie de la pièce 1 et des ouvertures 9 et 10 de la pièce 2 sont choisis de manière adaptée et avec une précision suffisante pour coopérer entre elles et servir de référence au positionnement de la pièce 2 par rapport à la pièce 1. Ainsi, comme on peut le voir plus précisément sur la figure 4, les pièces de tôlerie 1 et 2 provenant de l'emboutissage et destinées à être assemblées sont positionnées l'une par rapport à l'autre par un opérateur, ce dernier amenant l'ouverture circulaire 9 et l'ouverture oblongue 10 de la pièce 2 respectivement en regard des collets 7 et 8 en saillie de la pièce 1, la forme oblongue de Couverture 10 permettant de rattraper les dispersions de positionnement. L'insertion des collets 7 et 8 de la pièce 1 dans les ouvertures 9 et 10 de la pièce 2 opère alors le positionnement relatif des pièces l et 2, I'opérateur réalisant ensuite l'évasement des collets 7 et 8 à raide d'un pistolet pneumatique muni d'une pointe de type cruciforme de manière à rabattre au moins une partie des parois des collets 7 et 8 en direction de l'extérieur et de rendre ainsi les pièces 1 et 2 indissociables. Cet évasement des collets 7 et 8 permet rimmobilisation relative et la fixation des pièces 1 et 2 dans leur position de soudage, le préassemblage ainsi défini étant amené au niveau des dispositifs de soudage pour la réalisation des différents points de soudage nécessaires à la tenue mécanique de rassemblage final. Cette variante du procédé d'assemblage par soudage permet pour un surcoût de fabrication réduit, les ouvertures 9 et 10 et les collets 7 et 8 étant réalisées lors de l'emboutissage des pièces 1 et 2, d'effectuer un positionnement des pièces 1 et 2 fiable permettant l'utilisation de dispositifs de soudage simplifiés ne possédant que très peu de moyen de positionnement des pièces, ces derniers étant très coûteux. Comme on peut le voir sur les figures 5 et 6, une variante de réalisation du préassemblage décrit aux figures 3 et 4 peut être réalisée en remplaçant le collet 8 en saillie de la pièce 1 par un angle saillant 12 formé par deux plans inclinés de même largeur, l'ouverture oblongue 10 de la pièce 2 étant alors remplacée par une ouverture rectangulaire 13 destinée à coopérer avec l'angle saillant 12 de la pièce l. Les autres éléments de la pièce 1 ainsi que l'intégralité de la pièce 2 sont identiques à ceux décrits sur les figures 3 et 4. Le procédé d'assemblage des pièces 1 et 2 se fait alors de manière analogue à celui décrit pour les figures 3 et 4, I'opérateur opérant le positionnement des pièces 1 et 2 en amenant Couverture circulaire 9 et l'ouverture rectangulaire 13 de la pièce 2 respectivement en regard du collet 7 en saillie et de Sangle saillant 12 de la pièce 1. L'insertion de l'angle saillant 12 de la pièce 1 dans l'ouverture rectangulaire 13 de la pièce 2 limite alors la rotation possible de la pièce 2 par rapport à la pièce 1 autour du point de fixation réalisé par la pénétration du collet 7 en saillie de la pièce 1 dans l'ouverture circulaire 9 de la pièce 2. L'immobilisation et la fixation définitive des pièces 1 et 2 en position sont ensuite effectuées en évasant le collet 7 à l'aide d'un pistolet pneumatique muni d'une pointe de type cruciforme de manière à plaquer les pièces 1 et 2 l'une contre l'autre. Le préassemblage ainsi effectué est alors amené au niveau des dispositifs de soudage pour la réalisation des différents points de soudage. Les figures 7 et 8 présentent, une variante de réalisation du préassemblage décrit aux figures 3 et 4 dans laquelle les collets 7 et 8 de la pièce 1 sont remplacés par des bossages 17 et 18 en forme de calotte sphérique, ces derniers étant réalisés lors de l'emboutissage de la pièce 1, la pièce 2 demeurant identique. Les bossages 17 et 18 viennent alors s'insérer dans les ouvertures 9 et 10 de la pièce 2 et réalisent, de manière analogue aux collets 7 et 8 des figures 3 et 4, le positionnement relatif des pièces 1 et 2. L'immobilisation des pièces 1 et 2 en position est ensuite réalisée à l'aide d'un pistolet pneumatique muni d'une tête en forme de bille, cette dernière venant percuter la partie supérieure des bossages 17 et 18 de manière à provoquer leur évasement et à rendre solidaire les pièces 1 et 2. Cette variante de réalisation du préassemblage présente l'avantage de permettre une mise en place rapide des pièces 1 et 2 de part la forme sphérique des bossages 17 et 18 coopérant avec les ouvertures 9 et 10. Par ailleurs, cette variante de réalisation permet de conserver une pièce 1 sans d'ouverture, procurant ainsi un avantage si cette dernière doit présenter une étanchéité particulière. Dans une variante de réalisation représentée aux figures 9 et 10, le bossage 18 de la pièce 1, représenté sur la figure 7, est remplacé par le débordement d'une languette 19. Le procédé d'assemblage des pièces I et 2 se fait alors de manière analogue à ceux décrits précédemment, l'insertion de la languette 19 de la pièce 1 dans l'ouverture oblongue 10 de la pièce 2 réalisant le blocage en rotation des pièces 1 et 2 par rapport au point de fixation réalisé par l'insertion du bossage 17 de la pièce I dans l'ouverture 19 de la pièce 2. L'immobilisation des pièces 1 et 2 en position est réalisée à l'aide d'un pistolet pneumatique en déformant la partie supérieure du bossage 17 tel que cela est représenté à la figure 10. Les différentes variantes du procédé d'assemblage par soudage ainsi décrites permettent de réduire considérablement le coût des dispositifs d'assemblage par soudage habituellement utilisés. En effet, l'opération simple de préassemblage des pièces étant effectuée en dehors des dispositifs de soudage, ceci permet par la suite d'utiliser des dispositifs d'assemblage par soudage simplifiés, ne possédant qu'un moyen de positionnement global des pièces préassemblées et non pas une pluralité de moyens de positionnement correspondant à chacune des pièces à assembler. Cette réduction des moyens de positionnement présents sur les dispositifs d'assemblage par soudage permet de réduire le coût de ces derniers tout en augmentant considérablement leur flexibilité. Ainsi par ce procédé d'assemblage par soudage, il est possible de modifier rapidement la géométrie d'une ou de plusieurs des pièces à assembler sans générer de modifications importantes des dispositifs d'assemblage par soudage et donc des délais et des coûts prohibitifs. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. Ainsi, dans les variantes de réalisation décrites précédemment, les collets peuvent être remplacés par des bossages et les bossages par des collets. Ainsi, les pièces de tôlerie n'ont été représentées que de manière très schématique et avec des tailles réduites mais le procédé selon l'invention s'applique de manière similaire pour des pièces de tôlerie de forme complexe en sélectionnant les moyens de fixation appropriés et en les disposant aux endroits adaptés. Ce procédé est par exemple particulièrement adapté pour le soudage des nombreux renforts sur les doublures de capot, les caissons de porte ou bien encore les longerons. REVENDICATIONS [1] Procédé d'assemblage par soudage d'au moins deux pièces de tôlerie (1,2), telles que des éléments de carrosserie de véhicule automobile, caractérisé en ce que, préalablement à l'opération de soudage, on opère le positionnement des pièces l'une par rapport à l'autre puis on réalise un préassemblage des pièces (1,2) en position par des moyens d'assemblage du type avec ou sans filetage, lesdits moyens d'assemblage coopérant avec au moins une ouverture (3,9) ménagée à travers au moins une des pièces (1,2), ladite ouverture (3,9) servant de repère pour le positionnement desdites pièces (1,2) entre elles. [2] Procédé d'assemblage par soudage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'assemblage immobilisant les pièces (1,2) en position comportent au moins un rivet (15), de type rivet "POP", coopérant avec des ouvertures (3,4,5,6) préexistantes portées par les pièces (1,2) à assembler. [3] Procédé d'assemblage par soudage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'assemblage réalisant le positionnement des pièces (1,2) en position comportent au moins une paroi en saillie (7;17) portée par l'une desdites pièces (1,2), ladite paroi (7;17) étant destinée à s'insérer dans une ouverture (9) adaptée de l'autre pièce, l'immobilisation des pièces (1,2) en position étant effectuée par déformation de la paroi (7;17) insérée dans l'ouverture (9). [4] Procédé pour l'assemblage par soudage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'assemblage immobilisant deux pièces (1,2) en position comportent une première et une seconde paroi (7;17) et (8;12;18) en saillie portées par l'une desdites pièces (1,2) et destinées à être insérées respectivement dans une première et une seconde ouvertures (9) et (10;13) de l'autre pièce, ladite première ouverture (9) étant ajustée aux dimensions de la première paroi (7;17), ladite seconde ouverture (10;13) possédant une forme oblongue en direction de la première ouverture (9) dont seule la largeur est sensiblement ajustée aux dimensions en regard de la seconde paroi (8;12;18) en saillie. [5] Procédé pour l'assemblage par soudage selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce que ladite paroi en saillie (7) est un collet, l'immobilisation des pièces (1,2) étant réalisée par l'évasement de l'extrémité dudit collet (7) à l'aide d'un pistolet pneumatique muni d'une tête de type cruciforme. [6] Procédé pour l'assemblage par soudage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ladite parois en saillie (17) est un bossage sensiblement en forme de calotte sphérique, l'immobilisation des pièces (1,2) étant réalisée par l'évasement de l'extrémité du bossage (17) à l'aide d'un pistolet pneumatique dont la tête de type sphérique vient frapper ledit bossage (17). [7] Elément de carrosserie, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, constitué d'au moins une pièce de tôlerie (1) comportant au moins une paroi en saillie (7;17) et d'une pièce de tôlerie (2) comportant au moins une ouverture (9), caractérisé en ce que ladite paroi en saillie (7;17) de la pièce (1) vient s'insérer dans ladite ouverture (9) de la pièce (2) de manière à servir de point de référence au positionnement de la pièce (1) par rapport à la pièce (2), la taille et la forme de l'ouverture (9) étant sensiblement ajustées à la paroi en saillie (7; 17). [8] Elément de carrosserie selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite paroi en saillie (7) est un collet, le diamètre de l'ouverture (9) étant sensiblement ajusté au diamètre extérieur dudit collet (7). [9] Elément de carrosserie selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite paroi en saillie (17) est un bossage en forme de calotte sphérique, I'ouverture (9) de la pièce (2) étant sensiblement ajustée au diamètre extérieur dudit bossage (17). [10] Elément de carrosserie selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que ladite pièce (1) comporte également une paroi en saillie (8;12;18) coopérant avec une ouverture (lu;13) adaptée de la pièce (2) de manière à empêcher toute rotation relative des pièces (1) et (2).