Brevet FR2963774A1 — publié le 20120217

"Procédé de montage d'un ensemble de train avant et de berceau à une partie de caisse d'un véhicule automobile" La présente invention concerne un procédé de montage d'un ensemble de train avant et de berceau à une partie de caisse d'un véhicule, tel qu'un véhicule automobile. Elle se rapporte plus particulièrement à la géométrie des trains roulants notamment avant des véhicules et qui est définie par des angles caractéristiques comprenant notamment la chasse et le carrossage. La chasse est l'angle formé par l'axe d'inclinaison de chaque pivot de roue et la verticale en considérant le véhicule vu de côté et le carrossage est l'angle formé par la fusée de roue et l'horizontale. Ces angles caractéristiques dépendent de la géométrie des organes du train roulant tels que les bras de suspension et les amortisseurs et des ancrages de ces organes par rapport à la caisse du véhicule. Si la caisse comporte des dispersions dimensionnelles trop importantes, ces ancrages ne sont pas disposés correctement et le train roulant monté sur la caisse présente une géométrie déformée par rapport à une géométrie de référence souhaitée. Par exemple, une dispersion de la symétrie de l'angle de chasse des roues droite et gauche entraine des problèmes de tenue de cap des véhicules qui ont tendance à un tirage à droite ou un tirage à gauche en fonction du dévers de la route. Ce tirage se manifeste par un balourd au volant de direction du véhicule exigeant de la part du conducteur d'exercer un effort sur le volant pour maintenir la trajectoire du véhicule. Diverses solutions ont été proposées pour résoudre le problème de réglage de la géométrie d'un train roulant d'un véhicule, mais elles se sont avérées complexes et relativement coûteuses. La présente invention a pour but de palier les inconvénients ci-dessus en proposant une solution permettant de garantir une géométrie souhaitée d'un train roulant avant d'un véhicule. A cet effet, selon l'invention, le procédé de montage d'un ensemble de train avant et de berceau à une partie de caisse d'un véhicule constituée par une unité avant comportant deux longerons parallèles et un tablier solidaire des longerons, est caractérisé en ce qu'il comprend : une étape d'assemblage de l'ensemble à train avant et berceau, une étape d'assemblage de l'unité avant à longerons et tablier, une étape de positionnement de l'unité avant relativement à un outil de référence qui comporte des points d'indexation reproduisant les emplacements d'ancrage de têtes d'amortisseurs du train avant conformément à une géométrie déterminée du train avant, une étape de positionnement de bols d'ancrage des têtes d'amortisseurs relativement à l'unité avant et aux points d'indexation de l'outil de référence, une étape de fixation des bols à l'unité avant à la position correspondant aux emplacements d'ancrage des têtes d'amortisseurs du train avant, une étape de retrait mutuel de l'outil de référence et de l'unité avant, et une étape d'assemblage de l'ensemble de train avant et de berceau à l'unité avant de façon que les têtes d'amortisseurs puissent être ancrées dans leurs bols respectifs. De préférence, l'outil de référence est fixe. 35 Le procédé consiste à positionner longitudinalement et verticalement chaque bol d'ancrage relativement à l'unité avant par appui d'une paroi sensiblement plane du 30 bol le long d'une paroi latérale du longeron correspondant et à fixer chaque bol d'ancrage à la paroi latérale du longeron. De préférence, chaque bol d'ancrage est fixé au 5 longeron correspondant par soudage. A l'étape de positionnement des bols d'ancrage, ceux-ci sont centrés sur les points d'indexation de l'outil de référence par des portées tronconiques de forme conjuguée respectivement des bols et des points 10 d'indexation. Avantageusement, la portée tronconique de chaque bol est formée dans une plaque amoviblement fixée sur une paroi supérieure du bol. Chaque plaque peut être positionnée relativement au 15 bol suivant une direction transversale au longeron correspondant avant d'être fixée au bol. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description 20 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 représente en perspective un brancard 25 de véhicule automobile auquel s'applique l'invention et muni des moyens d'ancrage de têtes d'amortisseurs de suspension ; - les figures 2 à 4 représentent en perspective diverses étapes d'assemblage, selon l'art antérieur, du 30 brancard, des moyens d'ancrage des têtes d'amortisseurs de suspension et d'un tablier pour constituer un ensemble auquel sera assemblé un autre ensemble à berceau et train avant du véhicule ; - les figures 5 et 6 représentent en perspective et 35 conformément à l'invention les étapes d'assemblage de l'ensemble à brancard, tablier et moyens d'ancrage des têtes d'amortisseur de suspension et auquel sera assemblé l'ensemble à berceau et train avant du véhicule dans le but de respecter une géométrie déterminée de ce train ; - la figure 7 est une vue partielle en coupe de l'ancrage d'une tête d'amortisseur de suspension à un bol d'un longeron du brancard ; et - la figure 8 est une vue en perspective du bol d'ancrage d'une tête d'amortisseur de suspension. Les figures 1 à 8 représentent une partie d'une structure d'un véhicule automobile comprenant un brancard 1 comportant deux longerons 2, 3, disposés sur les côtés droit et gauche du véhicule, symétriquement par rapport à un plan médian longitudinal de ce véhicule. Les longerons 2, 3 comprennent chacun sur le côté correspondant du véhicule, une poutre médiane gauche 2a ou droite 3a et une poutre antérieure gauche 2b ou droite 3b s'étendant vers l'avant du véhicule et surélevée par rapport à la poutre médiane 2a, 3a en étant reliée à cette dernière par une poutre inclinée gauche 2c et droite 3c. Une traverse 4 relie les extrémités postérieures respectives des poutres antérieures gauche 2b et droite 3b. Les longerons 2, 3 du brancard s'étendent respectivement d'un tablier 5 auquel ils sont solidarisés, notamment par soudage. L'ensemble constitué par les longerons 2, 3 du brancard 1, la traverse 4 et le tablier 5 constitue une unité avant de caisse du véhicule. La structure du véhicule comprend également un berceau 7 destiné à être fixé aux deux longerons 2, 3 transversalement à ceux-ci sous le tablier 5 de l'unité avant et un train avant 8 du véhicule assemblé au berceau 7. Ce train avant comprend essentiellement deux triangles de suspension de roue 9, 10 montés respectivement sur les côtés gauche et droit du berceau 7, deux biellettes de direction des roues 11, 12 situées à gauche et à droite des triangles de suspension 9, 10 et deux amortisseurs de suspension 13, 14 situés à gauche et à droite du berceau 7. Bien que cela ne soit pas représenté aux figures, la structure du véhicule comprend un plancher d'habitacle s'étendant le long de l'axe longitudinal du véhicule de l'avant vers l'arrière du véhicule sous les deux longerons 2, 3 auxquels il est fixé par l'intermédiaire notamment de deux plaques 15, 16 solidaires des deux longerons 2, 3 au niveau de leurs poutres inclinées 2c, 3c en faisant saillie à l'extérieur de ces longerons. Le plancher d'habitacle est rigidifié dans sa zone médiane par un tunnel longitudinal central, non représenté, disposé entre les deux longerons 2, 3 du brancard 1. Le berceau 7 comprend des pions d'indexation 17 du berceau relativement aux longerons 2, 3 du brancard pour positionner parfaitement le berceau 7 relativement au brancard 1 avant fixation de ce berceau aux longerons 2, 3 du brancard 1. Comme cela ressort des figures 1 et 4 deux pions verticaux d'indexation 17 situés en arrière du berceau 7 suivant une même direction transversale s'engagent respectivement dans deux perçages 18 formés dans deux plaques 19 solidaires des longerons 2, 3 entre ceux-ci et en regard l'une de l'autre. Les deux poutres antérieures 2b, 3b du brancard 1 sont pourvues de deux moyens 20, 21 situés à gauche et à droite de ces poutres à l'extérieur de celles-ci pour ancrer et supporter les têtes 13a, 14a des amortisseurs de suspension 13, 14 du train avant 8. Chaque moyen d'ancrage 20 comprend un bol renversé 22, 23 dont la paroi supérieure 24, 25 s'étend perpendiculairement à la poutre antérieure correspondante 2b, 3b et un ensemble de parois 26, 27 reliées les unes aux autres et aux bols 22, 23 pour définir un passage de roue. Chaque ensemble 26, 27 de parois comprend notamment une paroi sensiblement plane 28, 29 permettant de fixer chaque moyen d'ancrage 20, 21 à une face plane externe des poutres antérieures 2b, 3b du brancard 1. Les têtes 13a, 14a des amortisseurs de suspension 13, 14 sont ancrées dans les bols 22, 23. La géométrie du train avant sur caisse du véhicule est définie par des angles caractéristiques tels que la chasse ou le carrossage déterminés par le constructeur en fonction des critères précis permettant de satisfaire aux exigences de tenue de route, de stabilité, et de précision de la direction du véhicule. La symétrie de chasse ou de carrossage de véhicule est définie par la position des moyens d'ancrage et de support 20, 21 des têtes d'amortisseurs de suspension 13a, 14a par rapport aux poutres antérieures 2b, 3b du brancard 1. Il est donc important que la position des moyens d'ancrage soit parfaitement définie lors du montage de l'ensemble à berceau 7 et train avant 8 à l'unité avant à brancard 1 et tablier 5 afin d'éviter toute dispersion dimensionnelle nuisible à la symétrie de chasse ou de carrossage sur caisse du véhicule. Jusqu'à maintenant, comme représenté aux figures 2 à 4, l'assemblage des moyens d'ancrage 20, 21 s'effectuait en les fixant tout d'abord aux poutres antérieures droite et gauche 2b et 3b du brancard 1 puis cet ensemble était fixé au tablier 5. Ce procédé d'assemblage a pour inconvénient d'occasionner une dispersion dimensionnelle lors de la fixation de moyens d'ancrage 20, 21 aux poutres antérieures 2b, 3b du brancard 1 et à laquelle s'ajoutait une dispersion dimensionnelle lors de l'assemblage du brancard 1 au tablier 5. Le montage de l'ensemble à berceau 7 et train avant 8 à l'unité avant constituée du brancard 1 pourvu de ces moyens d'ancrage 20, 21 et du tablier 5 se traduisait alors par une dispersion dimensionnelle sur la symétrie de chasse ou de carrossage sur caisse du véhicule pouvant aller jusqu'à 1,8 mm. Le procédé de l'invention permet de réduire la dispersion dimensionnelle de la symétrie notamment de chasse sur caisse du véhicule. Comme représenté aux figures 5 et 6, le procédé de l'invention consiste tout d'abord à assembler et fixer les longerons 2, 3 du brancard 1 au tablier 2 pour constituer l'unité avant puis cette unité avant est positionnée sur la chaîne de montage relativement à un outil de référence ou gabarit fixe dans la chaîne de montage et qui n'est pas représenté. Cet outil de référence reproduit exactement l'ensemble à berceau 7 et train avant 8 dans la géométrie souhaitée de ce train avant telle que par exemple une géométrie de chasse sur caisse du véhicule. L'outil de référence comporte ainsi des points d'indexation reproduisant les emplacements d'ancrage des têtes 13a, 14a des amortisseurs de suspension 13, 14 du train avant 8 conformément à la géométrie souhaitée de ce train. Ainsi, la forme de chaque point d'indexation de l'outil de référence est identique à la forme de chaque tête 13a, 14a d'un amortisseur de suspension 13, 14 visible en figure 7 et destinée à être ancrée dans le bol correspondant 22, 23 en étant supportée par celui-ci. Chaque tête d'amortisseur 13a, 14a comprend un corps supérieur métallique 30 solidaire de l'extrémité supérieure de la tige d'amortisseur 31 et dont la face supérieure comporte une portée périphérique tronconique 32 pouvant coopérer avec une portée tronconique de forme conjuguée 33 formée dans la paroi supérieure 24, 25 du bol 22, 23. Comme cela ressort mieux de la figure 8, la portée tronconique 33 de chaque bol 22, 23 est formée, par exemple par emboutissage, dans une plaque 34 à orifice central 35 de passage de l'extrémité libre de la tige d'amortisseur 31 et amoviblement fixée sur la paroi 24, 25 du bol 22, 23 par l'intermédiaire de trois boulons de fixation, non représentés, traversant respectivement trois perçages 36, 37 de la plaque 34 et de la paroi supérieure 24, 25 de ce bol. Les perçages 36 de la plaque 34 sont circulaires tandis que les perçages 37 de la paroi 24, 25 du bol correspondant sont constitués par des trous oblongs parallèles occupant une direction perpendiculaire à la poutre antérieure correspondante 2b, 3b du brancard 1 lorsque des moyens d'ancrage 20, 21 sont solidarisés à la poutre antérieure correspondante. En variante, la portée tronconique 33 pourrait être usinée directement dans la face interne de la paroi supérieure 24, 25 du bol 22, 23 concentriquement à un orifice de cette paroi permettant le passage de l'extrémité libre de la tige d'amortisseur 31. Une fois l'unité avant positionnée relativement à l'outil de référence fixe, les deux bols 22, 23 sont positionnés relativement aux poutres antérieures 2b, 3b du brancard 1 de l'unité avant et aux points d'indexation de l'outil de référence reproduisant la forme externe tronconique 32 des têtes d'amortisseur 13a, 14a du train avant de façon que les plaques 28, 29 solidaires des bols 22, 23 viennent en appui sur les faces externes verticales des poutres antérieures 2b, 3b et que les bols 22, 23 coiffent les points d'indexation de l'outil de référence. Ainsi, en accostant les plaques 28, 29 respectivement sur les deux faces externes opposées des poutres antérieures 2b, 3b, les bols 22, 23 sont positionnés en direction longitudinale du véhicule et en direction verticale et chaque plaque 34 est centrée automatiquement en appui sur la portée tronconique correspondante du point d'indexation après déplacement, le cas échéant, de la plaque suivant une direction perpendiculaire à la poutre antérieure correspondante 2b, 3b du brancard 1. Ensuite, chaque plaque 34 est fixée au bol correspondant 22, 23 par les trois boulons de fixation. L'étape suivante consiste tout simplement à fixer les bols 22, 23 aux poutres antérieures 2b, 3b aux positions de réglage préalablement définies correspondant bien aux emplacements des têtes d'amortisseur 13a, 14a du train avant. Cette opération de fixation de moyens d'ancrage 20, 21 aux poutres antérieures 2b, 3b peut s'effectuer par soudage des plaques 28, 29 le long des bords supérieurs des poutres antérieures 2b, 3b du brancard 1. Après retrait de l'unité avant de l'outil de référence, l'ensemble de berceau 7 et train avant 8 est assemblé à l'unité avant de façon que les têtes d'amortisseur 13a, 14a s'engagent dans leurs bols respectifs 22, 23 avec la portée tronconique 32 de chaque corps 30 d'une tête d'amortisseur 13, 14a venant en appui centré sur la portée tronconique conjuguée 33 du bol. Le positionnement des moyens d'ancrage 20, 21 relativement aux poutres antérieures 2b, 3b du brancard 1 et leur fixation à ces poutres peut être effectué par un robot. Les moyens d'ancrage et de support des têtes de suspension sont ainsi assemblés sur l'unité avant au même stade de positionnement de cette unité dans un référentiel commun qui est l'outil de référence reproduisant la géométrie souhaitée du train avant. Dans le cadre d'une symétrie de chasse, il a été constaté que le procédé de l'invention permet de réduire la dispersion dimensionnelle de cette symétrie de chasse sur caisse d'environ 40%, ce qui permet de réduire les phénomènes de tirage du véhicule. L'invention procure un gain de temps d'environ huit semaines de mise au point géométrique en phase d'industrialisation, ce qui correspond en pratique à l'assemblage de trente deux caisses de véhicules. Enfin, le procédé de l'invention ne nécessite pas d'investissement particulier ni d'emplacement supplémentaire dans la chaîne de fabrication et n'implique pas l'utilisation de nouvelle technologie. REVENDICATIONS1. Procédé de montage d'un ensemble de train avant (8) et de berceau (7) à une partie de caisse d'un véhicule constituée par une unité avant comportant deux longerons parallèles (2, 3) et un tablier (5) solidaire des longerons (2,3), caractérisé en ce qu'il comprend : une étape d'assemblage de l'ensemble à train avant (8) et berceau (7), une étape d'assemblage de l'unité avant à longerons (2,3) et tablier (5), une étape de positionnement de l'unité avant relativement à un outil de référence qui comporte des points d'indexation reproduisant les emplacements d'ancrage de têtes d'amortisseurs (13a, 14a) du train avant (8) conformément à une géométrie déterminée du train avant (8), une étape de positionnement de bols (22, 23) d'ancrage des têtes d'amortisseurs (13a, 14a) relativement à l'unité avant et aux points d'indexation de l'outil de référence, une étape de fixation des bols (22, 23) à l'unité avant à la position correspondant aux emplacements d'ancrage des têtes d'amortisseurs (13a, 14a) du train avant (8), une étape de retrait mutuel de l'outil de référence et de l'unité avant, et une étape d'assemblage de l'ensemble de train avant (8) et de berceau (7) à l'unité avant de façon que les têtes d'amortisseurs (13a, 14a) puissent être ancrées dans leurs bols respectifs (22,23). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil de référence est fixe. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à positionner longitudinalement et verticalement chaque bol d'ancrage (22,23) relativement à l'unité avant par appui d'uneparoi sensiblement plane (28, 29) du bol (22, 23) le long d'une paroi latérale du longeron correspondant (2, 3) et à fixer chaque bol d'ancrage (22, 23) à la paroi latérale du longeron (2, 3). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque bol d'ancrage (22, 23) est fixé au longeron correspondant (2, 3) par soudage. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape de positionnement des bols d'ancrage (22, 23), ceux-ci sont centrés sur les points d'indexation de l'outil de référence par des portées tronconiques de formes conjuguées respectivement des bols et des points d'indexation. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la portée tronconique (33) de chaque bol (22, 23) est formée dans une plaque (34) amoviblement fixée sur une paroi supérieure (24, 25) du bol (22, 23). 7. Procédé selon la revendication 6 considérée en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque (34) peut être positionnée relativement au bol (22, 23) suivant une direction transversale au longeron correspondant (2, 3) avant d'être fixée au bol (22, 23).25