Brevet FR2859409A1 — publié le 20050311

La présente invention concerne un ensemble d'une pièce d'aspect en matière thermoplastique d'un véhicule automobile et d'une autre pièce ayant une partie mince en matière thermoplastique solidarisée à la pièce d'aspect par fusion de matière, et un procédé d'assemblage de ces deux pièces. On connaît déjà, dans l'état de la technique, différents procédés d'assemblage de deux pièces en matière thermoplastiques, à savoir le soudage de languettes, le bouterollage et la soudure par points. Lorsque l'une des pièces assemblées est une pièce d'aspect, ces procédés peuvent poser problème à cause de l'apparition de retassures sur la face extérieure de la pièce d'aspect, particulièrement lorsque cette pièce d'aspect présente une faible épaisseur. En effet, d'une part, la soudure par points crée une flaque de matière fondue dans l'épaisseur de la pièce d'aspect, et lorsque cette flaque de matière fondue se solidifie, il apparaît une retassure sur la face extérieure. D'autre part, la bouterollage et le soudage de languette supposent que la pièce d'aspect comporte des nervures, lesquelles forment aussi des retassures sur la surface extérieure. L'invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient en fournissant un ensemble d'une pièce d'aspect en matière thermoplastique d'un véhicule automobile et d'une autre pièce ayant une partie mince en matière thermoplastique solidarisée à la pièce d'aspect par fusion de matière, dont la face extérieure de la pièce d'aspect ne comporte aucune retassure. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble d'une pièce d'aspect en matière thermoplastique d'un véhicule automobile et d'une autre pièce ayant une partie mince en matière thermoplastique solidarisée à la pièce d'aspect par fusion de matière, caractérisé en ce que la partie mince présente des orifices traversants et en ce que la fusion de la pièce d'aspect avec cette partie mince est localisée sur les contours des orifices traversants. On entend par partie mince une partie ayant une épaisseur entre 0,5mm et 30 4,5mm, et de préférence entre l mm et 3mm. La fusion des deux pièces n'étant localisée que sur ces contours, il ne se forme pas lors de l'assemblage de flaque de matière fondue, ce qui fait que cette fusion est suffisamment discrète pour qu'il ne se forme pas de retassures sur la face extérieure de la pièce d'aspect. Un ensemble selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la pièce d'aspect est une pièce de carrosserie; la pièce d'aspect est une peau de pare-chocs; - l'autre pièce est une pièce-support d'un organe fonctionnel; l'organe fonctionnel est un capteur, notamment capteur a ultrasons; - l'organe fonctionnel est un renfort, notamment un renfort de crosse. L'invention à également pour objet un procédé d'assemblage d'une pièce d'aspect en matière thermoplastique d'un véhicule automobile sur une autre pièce ayant une partie mince en matière thermoplastique, caractérisé en ce que la fusion de matière est obtenue par soudage, par vibrations tangentielles d'une panne dans une gamme de fréquences ultrasonores. De façon optionnelle, dans ce procédé d'assemblage, on génère des vibrations à distance de l'autre pièce et selon une direction normale à cette pièce, puis on transforme les vibrations générées selon la direction normale en vibrations tangentielles à cette pièce, et on applique les vibrations tangentielles sur une zone réduite de la pièce d'aspect. Ainsi, non seulement le procédé selon l'invention permet d'éviter les retassures en effectuant un soudage par ultrasons de manière tangentielle, mais il rend possible le soudage de pièces difficiles d'accès en raison de leur environnement, grâce au fait qu'il ne requiert qu'un accès à la pièce à souder selon une direction perpendiculaire au plan de soudage. Un procédé d'assemblage selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le procédé utilise une sonotrode comportant une extrémité d'excitation, au moins une extrémité vibrante et un corps reliant l'extrémité d'excitation à l'extrémité vibrante, conformé pour transformer un mouvement périodique imprimé à l'extrémité d'excitation selon une direction d'excitation en un mouvement périodique de l'extrémité vibrante selon une direction de vibration perpendiculaire à la direction d'excitation; la sonotrode utilisée possède deux extrémités vibrantes, disposées de telle manière que la sonotrode (16) a une forme de diapason; les deux extrémités vibrantes de la sonotrode laissent entre elles un espace suffisant pour y laisser passer un capteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement le soudage de deux pièces en matière thermoplastique selon le procédé de l'invention; - la figure 2 montre l'aspect d'une soudure de deux pièces en matière thermoplastique selon le procédé de l'invention; - La figure 3 est une vue schématique de la face intérieure d'une pièce d'aspect d'un ensemble selon l'invention. La figure 1 représente une première pièce 10 de faible épaisseur en matière thermoplastique en cours de soudage avec une seconde pièce 12 en matière thermoplastique selon le procédé selon l'invention, le soudage étant mis en oeuvre par application locale de vibrations sur la première pièce 10 à l'aide d'une panne 14 dans une gamme de fréquences ultrasonores. Cette panne est solidaire d'une sonotrode 16, comportant une extrémité d'excitation 18, une extrémité vibrante 20 portant la panne 14, et un corps 21 reliant l'extrémité d'excitation à l'extrémité vibrante, conformé pour transformer un mouvement périodique désigné par la référence V1 imprimé à l'extrémité d'excitation 18 selon une direction d'excitation, sensiblement normale à la première pièce 10, en un mouvement périodique V2 de l'extrémité vibrante 20, selon une direction de vibration perpendiculaire à la direction d'excitation. Ainsi, d'après le procédé selon l'invention: des vibrations V1 sont générées dans l'extrémité d'excitation 18, et donc à distance de la première pièce 10, et selon une direction normale à cette première pièce 10; - ces vibrations normales V1 sont transformées en vibrations tangentielles V2 à la première pièce 10; ces vibrations tangentielles V2 sont alors appliquées à l'aide de la panne 14 sur une zone réduite de la première pièce 10. Ces vibrations tangentielles V2 forment des orifices traversants dans la pièce 10, ainsi qu'une fusion 22 de cette pièce 10 avec la pièce d'aspect 12 sur les contours de ces orifice. Cette fusion 22 ne provoque pas de retassure sur la surface externe de la seconde pièce 12. Il est en effet important qu'il n'y ait pas de retassures sur ce type de pièce 12, puisqu'il s'agit souvent d'une pièce de carrosserie, ou plus particulièrement d'une peau de pare-chocs. La première pièce 10 quant à elle est en général une pièce-support d'un organe fonctionnel. Ici, l'organe fonctionnel est un capteur à ultrasons 24. Afin que ce capteur ne gêne pas le soudage, la sonotrode 16 utilisée possède deux extrémités vibrantes 20 disposées de telle manière que la sonotrode a une forme de diapason. Ces deux extrémités vibrantes 20 laissent entre elles une espace suffisant pour y laisser passer le capteur 24. La sonotrode 16 est donc susceptible d'arriver perpendiculairement à la première pièce 10, afin d'effectuer un soudage tangentiel sans être gênée par le capteur 24. La figure 2 représente un ensemble constitué d'une pièce de carrosserie 12 en matière thermoplastique d'un véhicule automobile et d'une pièce de faible épaisseur 10 en matière thermoplastique. Plus particulièrement, l'ensemble est constitué d'une peau de pare-chocs 12 en matière thermoplastique et d'une pièce-support 10 de capteur. Cette pièce-support 10 de capteur est soudée sur ladite peau de parechocs par mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On peut voir sur cette figure 2 la forme prise par la soudure lors d'un soudage selon le procédé de l'invention. La figure 3 est une vue schématique de la face intérieure de la pièce d'aspect 12. On peut y voir les contours 26 correspondant aux contours des orifices traversants où cette pièce d'aspect 12 est fusionnée avec la pièce 10. Il est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'une pièce d'aspect (12) en matière thermoplastique d'un véhicule automobile et d'une autre pièce (10) ayant une partie mince en matière thermoplastique solidarisée à la pièce d'aspect (12) par fusion de matière, caractérisé en ce que la partie mince présente des orifices traversants et en ce que la fusion (22) de la pièce d'aspect (12) avec cette partie mince est localisée sur les contours des orifices traversants. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la pièce d'aspect (12) est une pièce de carrosserie. 3. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la pièce d'aspect (12) est une peau de pare-chocs. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'autre pièce (10) est une pièce-support d'un organe fonctionnel (24). 5. Ensemble selon la revendication 4,dans lequel l'organe fonctionnel (24) est un capteur, notamment un capteur à ultrasons. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'autre pièce est un renfort, notamment un renfort de crosse de parechocs. 7. Procédé d'assemblage d'une pièce d'aspect (12) en matière thermoplastique d'un véhicule automobile sur une autre pièce (10) ayant une partie mince en matière thermoplastique, caractérisé en ce que la fusion (22) de matière est obtenue par soudage, par vibrations tangentielles d'une panne (14) dans une gamme de fréquences ultrasonores. 8. Procédé d'assemblage selon la revendication 7, dans lequel on génère des vibrations à distance de la partie mince (10) et selon une direction normale à cette partie mince (10), puis on transforme les vibrations générées selon la direction normale en vibrations tangentielles à cette partie mince (10), et on applique les vibrations tangentielles sur une zone réduite de la pièce d'aspect (12). 9. Procédé d'assemblage selon la revendication 8, utilisant une sonotrode (16) comportant une extrémité d'excitation (18), au moins une extrémité vibrante (20) et un corps (22) reliant l'extrémité d'excitation (18) à l'extrémité vibrante (20), conformé pour transformer un mouvement périodique (V1) imprimé à l'extrémité d'excitation (18) selon une direction d'excitation en un mouvement périodique (V2) de l'extrémité vibrante (20) selon une direction de vibration perpendiculaire à la direction d'excitation. 10. Procédé d'assemblage selon la revendication 9, dans lequel la sonotrode (16) utilisée possède deux extrémités vibrantes (20), disposées de telle manière que la sonotrode (16) a une forme de diapason. 11. Procédé d'assemblage selon la revendication 10, dans lequel les deux 5 extrémités vibrantes (20) de la sonotrode (16) laissent entre elles un espace suffisant pour y laisser passer une partie en saillie de l'autre pièce, telle qu'un support de capteur.