Brevet FR2934236A1 — publié le 20100129

"Dispositif de maintien en contact de deux pièces de véhicule". L'invention concerne un dispositif de maintien en contact de deux pièces de véhicule avant fixation définitive des pièces entre elles, par exemple par soudage, sur une ligne de montage de véhicule, notamment de véhicule automobile. Habituellement, le pièces en acier doux ou (HLE), comprend une patte qui est introduite pendant les deux pièces entre elles par pliage ou non de sur le bord du trou. Un besoin se fait ressentir aujourd'hui pour utiliser, notamment dans les procédés d'assemblage de caisse de véhicule automobile, des nuances d'acier de type à très haute limite d'élasticité (THLE) ou à ultra haute limite d'élasticité (UHLE) parmi lesquelles on note particulièrement la nuance 22MNB5. Ces nuances d'acier permettent d'obtenir des performances mécaniques élevées en réduisant le poids du véhicule et par conséquent sa consommation. Cependant les dispositifs d'épinglage connus ne conviennent pas car ils présentent une fragilité, particulièrement pendant les phases de transport, qui est amplifiée par la rigidité que la limite élevée d'élasticité induit, notamment sur une patte de faible dimension découpée dans la tôle. Il arrive aussi parfois aux pattes des dispositifs connus d'être déformées avant leur stade d'utilisation, ce qui pose problème à un pré-assemblage en usine, tant en termes mauvais positionnement que de reprises à effectuer. Pour remédier aux inconvénients de l'état connu de la technique, l'invention a pour buts de procurer une géométrie d'épinglage suffisamment robuste pour être dispositif de maintien des à haute limite d'élasticité découpée sur l'une des pièces une phase de montage, dans une ouverture pratiquée sur l'autre pièce de façon à épingler la patte réalisée sur des pièces en nuance d'acier THLE ou UHLE ; de s'affranchir d'une patte qui risque d'être rabattue avant sont utilisation ; d'éviter les rebuts de pièces dans un souci d'intérêt économique. Les buts sont atteints par un dispositif qui exploite un procédé d'emboutissage pour répondre à un besoin d'assemblage en ferrage qui nécessite un maintien d'une première pièce de véhicule en acier au moins à très haute limite d'élasticité en contact avec une deuxième pièce de véhicule avant assemblage définitif des deux pièces de véhicule. Le dispositif qui fait l'objet de l'invention, comprend alors au moins une excroissance pratiquée par emboutissage dans la première pièce et destinée à pénétrer dans une ouverture pratiquée dans la deuxième pièce. Parmi les mises en oeuvre préférées de l'invention, on note celles dont ladite excroissance a une forme conique, tronconique ou trapézoïdale ; celles dont ladite excroissance comprend au moins une paroi inclinée par rapport à une perpendiculaire à la première pièce ; celles dont ladite paroi fait un angle d'au moins 30° avec ladite perpendiculaire à la première pièce ; celles dont ladite excroissance comprend au moins un bord arrondi à sa base sur la première pièce ; celles dont ladite excroissance présente un rapport entre une largeur à la base et une distance d'extrémité la plus éloignée de la pièce, supérieur ou égal à l'unité ; celles dans lesquelles ladite première pièce de véhicule est réalisée par emboutissage d'une tôle en acier à ultra haute limite d'élasticité, plus particulièrement par emboutissage d'une tôle en acier au bore trempé ou plus particulièrement encore par emboutissage d'une tôle dans une nuance d'acier de type 22MnB5. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de deux 5 pièces dont la mise en contact est maintenue par un dispositif de l'état antérieur de la technique ; - la figure 2 est une vue partielle de pièce comprenant une patte connue de l'état antérieur de la technique ; 10 - la figure 3 est une représentation détaillée de la patte de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue partielle de dessus en perspective de deux pièces dont la mise en contact est maintenue par un dispositif conforme à l'invention ; 15 - la figure 5 est une vue de dessous du dispositif de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue en coupe du dispositif représenté sur les figures 4 et 5. En référence à la figure 1, l'épinglage est un 20 procédé de pré-assemblage utilisé pour retenir deux pièces 1, 2, ou plus, l'une par rapport à l'autre en attendant l'assemblage définitif. Cet épinglage n'a pas pour fonction de positionner précisément les deux pièces 1, 2 l'une par rapport à l'autre. 25 Lors de l'assemblage de pièces au ferrage, il est parfois nécessaire de déposer sur la caisse d'un véhicule, non représenté ici dans son ensemble, certaines pièces à un stade n, mais ne pouvant être soudées qu'au stade suivant n+1. Il est alors nécessaire de les pré- 30 maintenir pour éviter tout décrochage de la pièce lors du transfert entre les stades d'assemblage n et n+1. Un moyen connu pour pré-maintenir ces pièces est de réaliser, dans les pièces tôles, des pattes pour agrafer les pièces entre elles. Une patte 3 sur la pièce 1 vient 35 s'encastrer dans un trou 4 de la pièce 2. Cette solution est la solution classique, déjà largement utilisée. Ces pattes peuvent être repliées ou non, soit manuellement soit avec un doigt du robot ferrage. Classiquement, ces pattes sont réalisées dans des pièces en nuance d'acier doux ou à haute limite élastique (HLE). L'acier HLE est un acier dont la limite élastique est égale ou supérieure à 355 N/mm'. Les aciers thermomécaniques, qui en font partie présentent une aptitude au soudage améliorée par rapport aux aciers standards. En référence à la figure 2, un exemple de pièce de doublure 6 comprend une patte 7 pour venir s'appliquer sur une pièce 5. La patte 7 est classiquement réalisée par découpe dans une tôle utilisée pour réaliser la pièce 6. En référence à la figure 3, la patte 7 de la pièce 6 présente à sa base deux échancrures 8 à partir de chacune desquels s'élève une arrête de dépouille qui fait un angle de sensiblement 15° par rapport à une perpendiculaire au bord de la pièce 6. A titre illustratif, les échancrures 8 sont séparées de 30 mm et la largeur en extrémité de la patte 7 mesure 15 mm lorsque la longueur de la patte 7 qui sépare l'extrémité de la base, mesure 18 mm. Le rapport de la longueur sur la largeur à la base, est alors voisin de 0,6. Dans un environnement de fabrication de véhicules particulièrement élaborés, une patte d'agrafage est nécessaire pour pré-assembler au stade armature, l'arceau de pavillon sur la caisse. Plus précisément, l'environnement ici considéré est celui dans lequel la forme de la doublure arceau de pavillon et le nombre d'interfaces dans la zone ne permettent pas d'intégrer une telle patte sur la doublure comme cela est fait classiquement. La solution qui s'impose est de réaliser cette patte sur la pièce de renfort mais cela pose plusieurs problèmes. Pour obtenir de bonnes performances mécaniques avec un optimum de légèreté, on s'oriente vers une utilisation d'aciers à très haute limite d'élasticité (THLE). Les aciers THLE permettent d'alléger le véhicule et de réduire ainsi la consommation d'énergie. Cependant l'augmentation de la plage d'élasticité a pour contre partie de réduire la plage de plasticité avant rupture. La rigidité de la patte qui en résulte, rend très difficile son pliage. Même lorsqu'il n'est pas nécessaire de plier la patte pour obtenir la fonction de maintien attendue, la rigidité de la patte qui résulte de sa haute limite en élasticité, combinée avec les faibles dimensions de la patte en comparaison de l'ensemble de la pièce, induit une fragilité de la patte de géométrie classique qui augmente le risque de casse de la patte lors des phases de logistique. Le risque de casse est exacerbé pendant le transport lorsque le lieu de fabrication des pièces est distant du lieu d'assemblage et de montage. En référence à la figure 4, une pièce 11 est réalisée par emboutissage dans une tôle en acier THLE ou en acier à ultra haute limite d'élasticité (UHLE). De préférence, la pièce 11 est réalisée dans une tôle en acier trempant au bore tel que celui de la nuance 22MNB5. Les aciers qui utilisent le bore comme agent de trempe, offrent un excellent comportement sous charge de la pièce finie après traitement thermique. Le traitement en poche pratiqué sur ces aciers, combiné avec le contrôle du traitement thermomécanique sur train à bandes, conduit à des microstructures très fines, qui leur confèrent une remarquable capacité de durcissement. La dureté élevée obtenue après traitement thermique permet leur utilisation pour des applications qui requièrent une très bonne résistance à l'usure par abrasion. Ces aciers rendent possible l'allègement significatif des pièces de structure ou de parties mobiles, jusqu'à 50% supérieur à celui obtenu avec les aciers classiques à haute limite d'élasticité. L'intérêt particulier de ces aciers au bore est leur aptitude à la trempe à l'eau, qui rend leur traitement plus favorable à l'environnement en ce qui concerne les effluents que celui des aciers à haut carbone usuels. Parmi les qualités d'aciers au bore qui comprennent les nuances 22MnB5 et 30MnB5, la sélection est essentiellement guidée par la priorité portée sur la dureté de la pièce finie ou sur la sévérité de sa mise en forme. Le formage des nuances 22MnB5 et 3OMnB5 peut être réalisé à chaud ou à froid. Une excroissance 13 est réalisée par emboutissage dans la tôle de la pièce 11. La solution qui consiste à réaliser un � crevé de la matière � lors d'une phase d'emboutissage permet d'obtenir une forme suffisamment robuste pour remédier aux risques de casse pendant le transport, dans des nuances d'acier THLE et UHLE. Une lame de l'outil d'emboutissage vient déformer la matière, particulièrement en créant une forme en V. Le procédé d'emboutissage en lui-même est classique mais son utilisation est remarquable en ce qu'elle est orientée pour répondre au besoin d'épinglage en s'appliquant sur la réalisation d'une forme adaptée à la matière et à la fonction de retenue demandée. Cette forme n'a pas pour but de positionner précisément des pièces l'une par rapport à l'autre mais de réaliser un système de pré-maintien plus robuste dont toute dégradation est évitée lors des manipulations. L'excroissance 13 présente une forme de géométrie moins haute que la patte 3 classique, ne nécessitant pas d'être rabattue et n'entrant pas en interférence avec d'autres pièces assemblées par la suite. La forme de l'excroissance 13 qui est obtenue par emboutissage, n'a pas une tolérance géométrique serrée, car cela n'est pas nécessaire pour la fonction de pré-maintien recherchée. Sur la vue de dessous représentée par la figure 5 comme sur la vue de dessus présentée par la figure 4, on note que l'excroissance 13 a sensiblement une forme trapézoïdale non nécessairement fermée telle un cône ou cône tronqué avec sommet arrondi. Sur la coupe représentée en figure 6, on note une paroi 19 dont l'angle d'inclinaison par rapport à une perpendiculaire au plan local de la pièce 11, n'est pas prédéterminé, ici de l'ordre de 30°, mais dépend de l'épaisseur de la tôle à emboutir. Par contre, on notera que le rapport hauteur/largeur de la forme doit être voisine de l'unité de façon à réduire la pénétration en profondeur dans la pièce 12 et à garantir une bonne résistance aux épreuves extérieures. La largeur à la base de l'excroissance 13 est ici définie par un écart entre deux bords arrondis 18, légèrement inférieur à l'écart entre les bords de l'ouverture 14. REVENDICATIONS1. Dispositif de maintien d'une première pièce de véhicule en acier au moins à très haute limite d'élasticité en contact avec une deuxième pièce de véhicule avant assemblage définitif des deux pièces de véhicule, comprenant au moins une excroissance (13) pratiquée par emboutissage dans la première pièce (11) et destinée à pénétrer dans une ouverture (14) pratiquée dans la deuxième pièce (12). 2. Dispositif de maintien selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite excroissance (13) a une forme conique, tronconique ou trapézoïdale. 3. Dispositif de maintien selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite excroissance (13) comprend au moins une paroi (19) inclinée par rapport à une perpendiculaire à la première pièce (11). 4. Dispositif de maintien selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite paroi (19) fait un angle d'au moins 30° avec ladite perpendiculaire à la première pièce (11). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite excroissance (13) comprend au moins un bord arrondi (18) à sa base sur 25 la pièce (11). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite excroissance (13) présente un rapport entre une largeur à la base et une distance d'extrémité la plus éloignée de la pièce 30 (11), supérieur ou égal à l'unité. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première pièce de véhicule est réalisée par emboutissage d'une tôle en acier à ultra haute limite d'élasticité. 35 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première piècede véhicule est réalisée par emboutissage d'une tôle en acier au bore trempé. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première pièce de véhicule est réalisée par emboutissage d'une tôle dans une nuance d'acier de type 22MnB5.