Brevet FR2924672A3 — publié le 20090612

FR 2924672 A3 20090612 FR 0759697 A 20071210 PIECE DE STRUCTURE La présente invention concerne une pièce de structure, comportant au moins 5 deux coques, dans laquelle les coques sont solidarisées par au moins deux moyens de fixation. La présente invention concerne notamment une structure de berceau d'un véhicule automobile. Selon différents modes de réalisation connus, des berceaux de ce type sont obtenus par un assemblage par soudage des deux coques. Afin d'apporter de 10 la rigidité à la pièce, le berceau est galvanisé par un bain de zinc en fusion, une fois le berceau assemblé soudé, ce qui permet une protection des soudures contre la corrosion. Une telle opération de galvanisation a un coût et une faisabilité qui peut s'avérer peu adéquats avec une production dans des pays émergents. L'invention propose une structure de berceau dont la réalisation permet une 15 rigidité de la pièce et une fixation des coques optimales, avec des moyens de process plus simples et moins coûteux. Un autre mode de réalisation est divulgué par le document US 2006/0103099, dans lequel un berceau est obtenu par le collage de deux coques l'une sur l'autre. Cette réalisation présente l'inconvénient d'être sensible au vieillissement. Il existe ainsi un 20 risque de perdre les moyens de collage dans le temps, et de perdre ainsi la fonction mécanique de cette pièce de sécurité. L'invention propose une alternative à cette solution de berceau collé qui, comme évoqué précédemment, permet une rigidité de la pièce et une fixation des coques optimales, avec des moyens de process simples et peu coûteux. 25 Afin de répondre à ces objectifs, la pièce de structure selon l'invention est caractérisée en ce qu'un premier moyen de fixation consiste en une zone d'encollage d'au moins une partie de la première coque avec au moins une partie d'une deuxième coque, et en ce que le deuxième moyen de fixation consiste en le soudage des deux 30 coques dans ladite zone d'encollage. Selon différentes caractéristiques de l'invention : - le deuxième moyen de fixation consiste en un soudage par au moins un échauffement ponctuel d'une zone d'encollage. - le premier moyen de fixation consiste en plusieurs zones d'encollage des deux coques, et le deuxième moyen de fixation consiste en le soudage par échauffement 5 ponctuel de chacune des zones d'encollage. - le premier moyen de fixation est réalisé avec une colle à base de résines époxydiques. L'invention concerne également une structure de berceau, comportant au moins 10 une coque inférieure et une coque supérieure, dans laquelle ces deux coques sont solidarisées par au moins deux moyens de fixation, caractérisé en ce qu'un premier moyen de fixation consiste en une zone d'encollage d'au moins une partie de la coque inférieure avec au moins une partie de la coque supérieure, et en ce que le deuxième moyen de fixation consiste en le soudage des deux coques dans ladite zone 15 d'encollage. Dans cette structure de berceau, un élément de renfort latéral peut être disposé entre la coque inférieure et la coque supérieure à au moins une extrémité latérale du berceau, de sorte cet élément de renfort latéral est encollé et soudé à la coque inférieure d'une part, et est encollé et soudé à la coque supérieure d'autre part. 20 L'invention vise à protéger un procédé de réalisation d'une pièce de structure, dans lequel un encollage est réalisé entre au moins une partie de la première coque et au moins une partie d'une deuxième coque, et dans lequel ces deux coques sont par la suite soudées par points dans ladite zone d'encollage. 25 Ce procédé pourra être appliqué à la réalisation d'une structure de berceau tel qu'évoqué ci-dessus et dans lequel des éléments de renforts latéraux sont présents, on assemble alors au préalable l'élément de renfort latéral et la coque inférieure, puis on assemble l'ensemble ainsi formé avec la coque supérieure, par encollage puis par soudage. 30 Un tel procédé de réalisation pourra être complété dans un premier temps par un bain de cataphorèse, pour la protection de la corrosion pleine peau, puis dans un deuxième temps par une opération de peinture poudre, pour la protection des arêtes et des points de soudure. L'invention concerne enfin un véhicule automobile, comportant une structure 5 de berceau tel qu'évoqué ci dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : 10 - la figure 1 est une représentation en perspective d'un berceau selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté schématique des zones d'encollage d'un berceau selon l'invention ; 15 - les figures 3a, 3b, 3c sont des vues éclatées des coques formant le berceau selon l'invention, sur lesquelles sont représentés des exemples de positionnement des premiers moyens de fixation ; - la figure 4 est un schéma de principe de l'interaction du premier et du deuxième moyen de fixation dans une pièce de structure telle que réalisée selon 20 l'invention décrite ci dessous. La description qui va suivre est donnée à titre d'exemple pour la réalisation d'un berceau moteur de véhicule automobile, mais il sera compris qu'un tel mode de réalisation pourra être applique avantageusement à toutes autres pièces de structure, 25 que ce soit des pièces de structure de véhicule automobile, comme une traverse d'essieu par exemple, ou de pièces de structure de tout domaine industriel, autre que le domaine automobile, dès lors que cette pièce de structure nécessite un assemblage solide et durable, quel que soit le type d'application industrielle. La présente invention s'applique à toutes les pièces de structure dès lors que, afin de réaliser cette pièce de 30 structure, on assemble deux coques l'une à l'autre par deux moyens de fixation, le deuxième moyen de fixation étant réalisé par des points de soudure sur le premier moyen de fixation formé par la colle déposée préalablement lors d'un encollage des deux coques. Un exemple de réalisation d'une pièce de structure selon l'invention est donné et représenté aux figures 1 à 3. Une structure de berceau 10 de véhicule automobile est ainsi représentée sur la figure 1. Un tel berceau 10 est positionné sous le moteur et participe au support dudit moteur. Selon le véhicule automobile concerné, plusieurs types de berceaux peuvent être appliqués, comme des berceaux cadres essentiellement rectangulaires, ou des mini berceaux présentant la forme d'un U. La présente invention s'applique à tous les types de berceau dès lors que, afin de réaliser ce berceau, on assemble deux coques l'une à l'autre et que l'on réalise alors des points de soudure sur la colle déposée préalablement lors d'un encollage des deux coques. Dans l'exemple représenté, le berceau 10 est un mini berceau en forme sensiblement de U, qui présente à ses extrémités transversales, successivement de l'avant vers l'arrière du berceau, des points de fixation d'un élément de rigidification de la structure non représenté, auxquels sont associés des renforts de fixation 11, des points de fixation du bras de suspension, et des points d'accroche 13 aux longerons de structure du véhicule. Afin de réaliser ce berceau, on assemble une coque supérieure 12 sur une coque inférieure 14. Aux deux extrémités latérales, un élément de fermeture latéral 16 s'étend sensiblement verticalement entre la coque inférieure 14 et la coque supérieure 12. Selon l'invention, un premier moyen de fixation est effectué par un encollage réalisé sur la coque inférieure 14, ainsi que sur la partie supérieure de l'élément de fermeture latéral 16. Une première phase d'assemblage consiste alors à former un ensemble avec la coque inférieure 14 et les éléments de fermeture 16 portés par les extrémités transversales de la coque inférieure 14. On ramène ensuite dans une deuxième phase la coque supérieure 12 sur l'ensemble ainsi formé. Le premier moyen de fixation, à savoir l'encollage de la structure du berceau 10, se fait avant le deuxième moyen de fixation, à savoir la soudure entre eux des éléments constitutifs du berceau 10, ces éléments constitutifs étant la coque supérieure 12 sur l'ensemble formé par la coque inférieure 14 et les éléments de renforts latéraux 16 gauche et droit, et les renforts de fixation 11. Les points de soudure 20 prévus sont alors réalisés dans des zones encollées 30 préalablement. L'emplacement des points de soudure 20 représentés à titre d'exemple à la figure 1 n'est qu'indicatif, et pourra être modifié dès lors que certains de ces points de soudure sont bien effectués dans des zones encollés 30 préalablement selon l'invention. Ainsi, selon la présente invention, le rôle de l'encollage est l'homogénéisation mécanique de l'interface des deux coques. La colle structurale devrait ainsi améliorer la performance vibratoire et la résistance au crash de la pièce. Le rôle de la soudure est lui d'assurer la sécurité de la fixation. Après la réalisation de la soudure des coques, le berceau peut être acheminé dans un premier temps vers un bain de cataphorèse, pour la protection de la corrosion pleine peau, puis dans un deuxième temps vers une opération de peinture poudre, pour la protection des arêtes et des points de soudure. Les figures 3a, 3b, 3c représentent un exemple de réalisation des différentes zones d'encollage 30, sur la face supérieure de la coque inférieure 14 (figure 3a), sur la face supérieure de la coque supérieure 12 (figure 3b), et sur la face inférieure de cette coque supérieure 12 (figure 3c). Tel que représenté à la figure 4, les points de soudure 20 sont appliqués sur les zones encollées 30. Le mode de réalisation des points de soudure 20, par échauffement ponctuel, n'est pas gêné par la présence de colle. Il sera par contre prévu dans le trajet de la colle nécessaire à l'encollage des deux coques de la pièce de structure, de ne pas disposer de colle à proximité des zones prévues pour un soudage à l'arc. La réalisation des cordons de soudure serait alors rendu difficile par la présence préalable de colle. Selon l'invention, une pièce de structure selon la figure 4 pourra ainsi être utilisée pour tout type d'application industrielle nécessitant un assemblage solide et durable. Dans de nombreux domaines industriels, et notamment le domaine automobile, les colles utilisées selon l'invention sont avantageusement à base de résines époxydiques, offrant une bonne performance mécanique en traction et en cisaillement. Le fait d'encoller préalablement la pièce de structure avant soudure permet en outre de diminuer le nombre de points de soudure et les épaisseurs de tôles. Il sera compris que selon l'invention, il est particulièrement intéressant d'associer l'encollage à un moyen de fixation rigide et robuste dans le temps. La soudure a été présentée comme un mode de réalisation pertinent, mais un sertissage pourrait également être pressenti.15 REVENDICATIONS 1. Pièce de structure, comportant au moins deux coques (12, 14), dans laquelle les coques sont solidarisées par au moins deux moyens de fixation, caractérisé en ce qu'un premier moyen de fixation consiste en une zone d'encollage (30) d'au moins une partie de la première coque (12) avec au moins une partie d'une deuxième coque (14), et en ce que le deuxième moyen de fixation consiste en le soudage des deux coques (12, 14) dans ladite zone d'encollage (30). 2. Pièce de structure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième moyen de fixation consiste en un soudage par au moins un échauffement ponctuel (20) d'une zone d'encollage (30). 3. Pièce de structure selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier moyen de fixation consiste en plusieurs zones d'encollage (30) des deux coques (12, 14), et en ce que le deuxième moyen de fixation consiste en le soudage par échauffement ponctuel (20) de chacune des zones d'encollage (30). 4. Pièce de structure selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier moyen de fixation est réalisé avec une colle à base de résines époxydiques. 5. Structure de berceau, comportant au moins une coque inférieure (14) et une coque supérieure (12), dans laquelle ces deux coques sont solidarisées par au moins deux moyens de fixation, caractérisé en ce qu'un premier moyen de fixation consiste en une zone d'encollage (30) d'au moins une partie de la coque inférieure (14) avec au moins une partie de la coque supérieure (12), et en ce que le deuxième moyen de fixation consiste en le soudage des deux coques dans ladite zone d'encollage (30). 6. Structure de berceau selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un élément de renfort latéral (16) est disposé entre la coque inférieure (14) et la coque supérieure(12) à au moins une extrémité latérale du berceau, de sorte cet élément de renfort latéral (16) est encollé et soudé à la coque inférieure (14) d'une part, et est encollé et soudé à la coque supérieure (12) d'autre part. 7. Procédé de réalisation d'une pièce de structure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un encollage est réalisé entre au moins une partie de la première coque et au moins une partie d'une deuxième coque, et en ce que ces deux coques sont par la suite soudées par points (20) dans ladite zone d'encollage (30). 8. Procédé de réalisation de la structure de berceau selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on assemble au préalable l'élément de renfort latéral (16) et la coque inférieure (14), puis on assemble l'ensemble ainsi formé avec la coque supérieure (12), par encollage puis par soudage. 9. Procédé de réalisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que la structure de berceau ainsi obtenu est acheminé dans un premier temps vers un bain de cataphorèse, pour la protection de la corrosion pleine peau, puis dans un deuxième temps vers une opération de peinture poudre, pour la protection des arêtes et des points de soudure. 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de berceau selon l'une des revendications 5 ou 6.