Brevet FR2905292A3 — publié le 20080307

FR 2905292 A3 20080307 FR 0607649 A 20060831 1 L'invention concerne un procédé d'assemblage de pièces. L'invention concerne plus précisément un procédé d'assemblage de d'une première pièce sur une seconde pièce, cette dernière étant une pièce à profilé fermé. L'invention concerne également un dispositif selon le procédé de l'invention. L'invention s'applique en particulier au domaine automobile, et à l'assemblage de pièces lors du montage de véhicule, l'une de ces pièces au moins étant une pièce à profilé fermé (corps creux). On connaît des procédés d'assemblage entre des pièces embouties, qui sont le plus souvent basés sur une opération de soudage dans laquelle les pièces à assembler sont mises entre deux pinces. Un tel procédé est illustré sur la figure 1, dans l'exemple de l'assemblage d'une traverse emboutie 1 sur un élément de carrosserie 2. Les pinces 30, 31 viennent souder l'une à l'autre la traverse 1 et une pièce 3 (généralement un gousset), emboutie également, solidaire de l'élément de carrosserie 2, au niveau d'une zone 4 rigide et pleine de celles-ci. Cependant, dans le cas où la traverse n'est plus emboutie 1 mais est un profilé fermé 10, comme illustré sur la figure 2, le procédé de soudage illustré sur la figure 1 ne peut être envisagé que si une étape préalable de détourage de la traverse à profilé fermé a été effectuée, étape consistant à enlever la zone 100 pour permettre l'accès des pinces à la zone de soudage, entre la traverse 1 et la pièce 3. Cette opération de détourage augmente le temps d'assemblage des pièces et s'avère donc coûteuse. De plus, ce procédé affaiblit sensiblement la liaison entre les pièces assemblées. En effet, les parois de la traverse à profilé fermé 10 sont relativement minces et un soudage (procédé à chaud) peut modifier ses caractéristiques mécaniques, comme celles de la pièce 3. Pour ces raisons, on cherche donc à proposer d'autres procédés d'assemblage de telles pièces. 2905292 2 Un objectif de l'invention est donc d'améliorer les procédés existants visant à l'assemblage d'une première pièce avec une seconde pièce, cette dernière étant à profilé fermé. Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif pour 5 mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Pour atteindre ces objectifs, il est prévu dans le cadre de la présente invention un procédé d'assemblage d'une première pièce métallique à une seconde pièce métallique, caractérisé en ce que, la seconde pièce métallique étant une pièce à profilé fermé, on applique un 10 champ magnétique pour mettre en contact les pièces à grande vitesse de sorte qu'elles sont assemblées de façon permanente. Le procédé selon l'invention pourra en outre présenter au moins l'une des caractéristiques suivantes : - la première pièce est une pièce ouverte de section en U, 15 enserrant la seconde pièce après assemblage ; - la seconde pièce étant à l'intérieur de la première pièce, on applique le champ magnétique depuis les côtés extérieurs de la première pièce ; - on prévoit un jeu d'assemblage entre les côtés de la première 20 pièce et la seconde pièce ; - on fixe la première pièce et la seconde pièce au niveau de leurs fonds respectifs, de préférence par collage ; -la seconde pièce est l'une parmi une traverse, un brancard, ou un montant de baie. 25 Pour atteindre ces objectifs, il est également prévu dans le cadre de la présente invention un dispositif d'assemblage d'une première pièce métallique à une seconde pièce métallique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour générer un champ magnétique assurant la mise en contact à grande vitesse des pièces de sorte qu'elles sont 30 assemblées de façon permanente, la seconde pièce étant une pièce à profilé fermé. 2905292 3 Le dispositif selon l'invention pourra en outre présenter au moins l'une des caractéristiques suivantes : - la première pièce est une pièce ouverte de section en U, enserrant la seconde pièce après assemblage ; 5 - les moyens pour générer un champ magnétique sont agencés en regard des côtés extérieurs de la première pièce, la seconde pièce étant à l'intérieur de la première pièce ; - la seconde pièce comprend des rainures pour augmenter sa rigidité et améliorer le maintien du sertissage des pièces entre 10 elles, après assemblage. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : 15 - la figure 1 représente une vue schématique d'une étape d'opération d'assemblage selon l'art antérieur d'une traverse emboutie avec un élément de carrosserie ; - la figure 2 représente une vue schématique d'une étape d'opération d'assemblage selon l'art antérieur d'une traverse à 20 profilé fermé avec un élément de carrosserie ; - la figure 3 représente une vue schématique, en vue de côté, et à titre d'exemple non limitatif, d'une étape d'opération d'assemblage selon l'invention d'une traverse à profilé fermé sur un élément de carrosserie ; 25 - les figures 4a et 4b montrent des vues schématiques de côté et en perspective respectivement, après l'étape d'assemblage selon l'invention illustré à la figure 3, de la traverse à profilé fermé sur l'élément de carrosserie. La figure 3 représente, en vue de côté, et à titre d'exemple non 30 limitatif, une étape d'opération d'assemblage selon l'invention d'une traverse à profilé fermé 10 sur un élément de carrosserie (non représenté), par l'intermédiaire d'un gousset 3. 2905292 4 Plus généralement, cette figure 3 représente l'assemblage d'une première pièce métallique 3 (le gousset) sur une seconde pièce métallique 10 (la traverse) à profilé fermé, la première pièce 3 étant solidaire de l'élément de carrosserie. 5 La première pièce 3 est une pièce ouverte dont la section est en forme de U, la seconde pièce 10 étant disposée à l'intérieur de la première pièce. Il est prévu un jeu d'assemblage d entre les côtés 32, 33 de la première pièce 3 et la seconde pièce 10, avant l'opération d'assemblage 10 des pièces 3, 10. Le principe de l'assemblage selon l'invention consiste à déformer la première pièce 3, qui est de préférence une pièce emboutie, sous l'effet d'une force magnétique générée par une décharge de courant dans des bobines plates 50, 51, laquelle décharge engendre un courant de 15 Foucault dans la première pièce 3. Les bobines plates 50, 51 génèrent ainsi une force magnétique représentée par les flèches 60, 61 et provoquant un rapprochement de la première pièce 3 vers la seconde pièce 10 pour les mettre en contact à grande vitesse de sorte qu'elles sont assemblées de façon 20 permanente. Cette force magnétique 60, 61 est appliquée sur un côté extérieur 32, 33 respectivement de la première pièce 3. Les bobines plates 50, 51 sont donc disposées en regard d'un des côtés extérieurs 32, 33 de la première pièce 3 pour pouvoir appliquer efficacement la force 25 magnétique en direction de l'intérieur de la première pièce 3. Par ailleurs, les bobines plates 50, 51 sont agencées de sorte qu'aucune force magnétique ne s'applique à la seconde pièce 10. La tenue mécanique est ainsi assurée par la forme des pièces 3, 10 qui présentent une surface en vis-à-vis importante et par la vitesse 30 d'impact des côtés 32, 33 de la première pièce 3 sur la seconde pièce 10 (seul minimum). Cette vitesse doit cependant être parfaitement maîtrisée pour que la pièce à profilé fermé 10 ne subisse pas de contraintes mécaniques 2905292 5 trop importantes, aptes à la déformer (seuil maximum), ce qui revient à dire que la force appliquée à la première pièce 3 doit être parfaitement contrôlée pour cette application. Pratiquement, la vitesse d'impact employée sera de quelques 5 centaines de mètres par seconde, typiquement entre 100 et 500 m/s et plus précisément de l'ordre de 300 m/s. La durée de l'impulsion magnétique est quant à elle généralement comprise entre 80 et 100 s. Pour éviter toute déformation, la forme même du profilé de la seconde pièce 10 est également importante. 10 Dans cette optique, on note que la présence de rainures 12 sur la seconde pièce 10 permet de rigidifier la structure, avant l'assemblage des pièces 3 et 10 entre elles, et d'améliorer le sertissage (tenue mécanique) entre elles, après l'assemblage. A l'issue de cette étape, on se trouve donc dans la situation 15 illustrée sur les figures 4a et 4b. Sur ces figures, on observe sous deux angles de vue différents que la première pièce 3 est assemblée à la seconde pièce 10, de façon permanente. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté ci-dessus. 20 En particulier, on pourra prévoir de fixer la première pièce 3 et la seconde pièce 10 l'une à l'autre aux niveaux de leurs fonds respectifs 31, 11 ; de préférence par collage. En particulier également, l'invention peut s'appliquer à chaque fois qu'on cherche à assembler une première pièce préalablement emboutie 25 et une seconde pièce à profilé fermé (corps creux profilé ou hydroformé), la seconde pièce pouvant ainsi être un brancard ou un montant de baie. Le procédé selon l'invention, qui est un procédé à froid, n'implique donc pas de déformations mécaniques liées à un apport de chaleur trop 30 important (comme cela peut être le cas de la soudure à pinces). Il n'implique pas non plus une étape préalable de détourage de la seconde pièce 10. 2905292 6 On connaît certes des procédés de soudage à froid basés sur un phénomène d'impulsion magnétique. Toutefois, dans ce type de procédés, l'impulsion magnétique provoque un mouvement de rapprochement entre les pièces à assembler qui s'effectue à très grande 5 vitesse (de l'ordre de 500 m/s à 1000m/s). Compte tenu des vitesses d'impact et donc des énergies d'impact, ces procédés concernent des éléments de structure, emboutis, formant le bâti du véhicule et présentant une solidité suffisante (épaisseur de pièces notamment) pour supporter l'impact à grande vitesse. 10 Ces procédés sont ainsi limités dans la pratique à des pièces à profilé ouvert, ou à des tubes mis l'un dans l'autre, comme on peut le constater dans les documents US 6 234 375 ou EP 1 506 831. Ces procédés n'ont cependant jamais été envisagés pour l'assemblage d'une première pièce avec une seconde pièce, cette 15 dernière étant à profilé fermé (et plus particulièrement au cas de la traverse de pavillon), dans la mesure où il est considéré que ce mode d'assemblage n'est applicable qu'entre deux pièces à profil fermé emboîtées. En effet, à première vue, une telle pièce peut s'avérer fragile pour 20 un tel procédé d'impulsion magnétique, compte tenu de sa nature creuse et de l'épaisseur faible du profilé. La Demanderesse a donc pu montrer qu'il n'en est rien, contrairement à ce que l'homme du métier pouvait en percevoir et comme le montrent les applications effectuées à ce jour. 25 REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage d'une première pièce métallique (3) à une seconde pièce métallique (10), caractérisé en ce que, la seconde pièce métallique étant une pièce à profilé fermé, on applique un champ magnétique pour mettre en contact les pièces (3, 10) à grande vitesse de sorte qu'elles sont assemblées de façon permanente. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce la première pièce (3) est une pièce ouverte de section en U, enserrant la seconde pièce (10) après assemblage. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, la seconde pièce (10) étant à l'intérieur de la première pièce, on applique le champ magnétique depuis les côtés extérieurs (32, 33) de la première pièce (3). 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on prévoit un jeu d'assemblage entre les côtés de la première pièce (3) et la seconde pièce (10). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fixe la première pièce (3) et la seconde pièce (10) au niveau de leurs fonds respectifs (11, 31), de préférence par collage. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde pièce (10) est l'une parmi une traverse, un brancard, ou un montant de baie. 7. Dispositif d'assemblage d'une première pièce métallique (3) à une seconde pièce métallique (10), caractérisé en ce qu'il 2905292 8 comprend des moyens pour générer un champ magnétique assurant la mise en contact à grande vitesse des pièces (3, 10) de sorte qu'elles sont assemblées de façon permanente, la seconde pièce (10) étant une pièce à profilé fermé. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première pièce (3) est une pièce ouverte de section en U, enserrant la seconde pièce (10) après assemblage. 10 9. Dispositif selon l'une des revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens pour générer un champ magnétique sont agencés en regard des côtés extérieurs de la première pièce (3), la seconde pièce (10) étant à l'intérieur de la première pièce. 15 10.Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la seconde pièce (10) comprend des rainures (12) pour augmenter sa rigidité et améliorer le maintien du sertissage des pièces (3, 10) entre elles, après assemblage. 5 20