Brevet FR3021563A1 — publié le 20151204

PROCÉDÉ DE FABRICATION DE PIÈCES PAR EMBOUTISSAGE ET/OU HYDROFORMAGE APRÈS PLACEMENT DE BANDE(S) ANTIFRICTION ENTRE PAROIS L'invention concerne les pièces mécaniques qui comprennent des parois interne et externe conformées par emboutissage et/ou hydroformage. Comme le sait l'homme de l'art, certaines pièces mécaniques comprennent des parois interne et externe qui délimitent ensemble des la espaces creux et qui sont conformées par emboutissage (à froid ou à chaud) et/ou hydroformage. Ces parois interne et externe des pièces précitées peuvent constituer deux sous parties d'un élément tubulaire monobloc, ou bien être deux tôles découpées, déjà partiellement conformées et solidarisées entre elles par soudage ou assemblage mécanique. 15 Il est rappelé que l'emboutissage ou formage (à chaud ou à froid) est destiné à générer des formes simples qui sont généralement issues d'éléments plats comme par exemple des tôles, tandis que l'hydroformage est destiné à générer des formes complexes qui sont généralement issues d'éléments tubulaires. 20 Dans certains cas, la conformation par emboutissage et/ou hydroformage est notamment destinée à définir des sous-parties très proches l'une de l'autre dans une ou plusieurs zones. Hélas, en raison de cette grande proximité entre sous-parties et de la dispersion de déformation induite par l'emboutissage et/ou l'hydroformage, les faces internes (en regard et voisines) 25 de ces sous-parties peuvent se toucher et donc leur zone peut devenir une zone de friction, notamment lorsqu'elles font partie d'un système faisant l'objet de vibrations, comme par exemple un véhicule, éventuellement de type automobile. Ces zones de friction induisent fréquemment des bruits de 30 grincement résultant de mouvements de faible amplitude (ou « fretting »), ou des bruits sourds résultant de mouvements de forte amplitude. Ces bruits s'avèrent souvent gênants, et parfois inquiétants, pour les personnes qui sont 3021563 2 situées dans le voisinage des pièces qui les génèrent, et donc nuisent à la qualité perçue des systèmes comprenant ces pièces. De plus, les frottements ou frictions induisent une usure prématurée qui réduit la durée de vie des pièces. 5 L'invention a notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un procédé destiné à fabriquer une pièce comprenant des parois interne et externe conformées par emboutissage et/ou hydroformage de manière à présenter des sous-parties très proches l'une de l'autre dans au moins une zone de friction choisie. Ce procédé se caractérise par le fait qu'avant de procéder à la conformation par emboutissage et/ou hydroformage, on place une bande antifriction entre des portions des parois interne et externe, destinées à définir les sous-parties de chaque zone de friction, afin qu'après cette conformation chaque bande antifriction soit immobilisée étroitement entre les sous-parties de la zone de friction associée. Grâce à chaque bande antifriction placée étroitement dans chaque zone de friction, on évite les frottements ou frictions locaux, et donc on empêche la génération de bruits et l'usure prématurée. Le procédé de fabrication selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - chaque bande antifriction peut être collée sur une face interne de l'une des portions des parois interne et externe ; - chaque bande antifriction peut être collée au moyen d'une couche adhésive qu'elle comprend sur une face ; - chaque bande antifriction peut être placée sensiblement sur l'intégralité de la zone de friction associée ; - chaque bande antifriction peut être réalisée dans un matériau choisi parmi un fluoropolymère, un fluoropolymère muni d'au moins un additif, un élastomère, un élastomère avec un renfort tissé, un polymère thermoplastique, et un polymère thermoplastique chargé. L'invention propose également une pièce fabriquée par un procédé 3021563 3 de fabrication du type de celui présenté ci-avant. Une telle pièce peut, par exemple, être choisie parmi une traverse de train arrière de véhicule, un triangle de suspension de véhicule, et un berceau de moteur (éventuellement de véhicule). 5 L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins une pièce du type de celle présentée ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur 1 o lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une partie d'un élément tubulaire après la réalisation d'une première phase d'un procédé de fabrication selon l'invention, et la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, l'élément 15 tubulaire de la figure 1 après la réalisation d'une seconde phase d'un procédé de fabrication selon l'invention. L'invention a notamment pour but de proposer un procédé destiné à permettre la fabrication d'une pièce PS comprenant des parois interne PI et externe PE conformées par emboutissage et/ou hydroformage afin de 20 présenter des sous-parties SPi très proches l'une de l'autre dans au moins une zone de friction ZF choisie. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que la pièce PS à fabriquer est destinée à équiper un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de 25 système. Elle concerne en effet tout système pouvant comporter au moins une pièce fabriquée par la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication selon l'invention. Ainsi, elle concerne notamment tout type de véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien). Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non 30 limitatif, que la pièce PS à fabriquer est une traverse (éventuellement déformable) d'un train arrière de véhicule automobile. Une telle traverse est destinée à être solidarisée fixement à deux bras d'un train arrière comportant 3021563 4 chacun une extrémité avant destinée à être couplée à une partie de la caisse d'un véhicule, et une extrémité arrière destinée à être couplée à une roue arrière gauche ou droite de ce véhicule. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de pièce. Elle concerne en effet toute pièce comprenant au moins une 5 zone de friction entre des parois interne et externe. Ainsi, elle pourrait également concerner d'autres pièces mécano-soudées, comme par exemple des triangles de suspension de véhicule et des berceaux de moteur de véhicule. Comme indiqué précédemment, l'invention propose un procédé 10 destiné à permettre la fabrication d'une pièce PS comprenant des parois interne PI et externe PE conformées. Ce procédé débute lorsque l'on dispose d'une pièce PS dont les parois interne PI et externe PE n'ont pas encore été conformées ensemble. Un exemple non limitatif d'une telle pièce PS non conformée est illustré schématiquement sur la figure 1. 15 Il est important de noter que les parois interne PI et externe PE de cette pièce PS peuvent soit constituer deux sous-parties d'un élément tubulaire monobloc, soit être deux tôles préalablement découpées, partiellement conformées et solidarisées entre elles par soudage ou assemblage mécanique. 20 Le procédé selon l'invention consiste tout d'abord à placer au moins une bande antifriction BA entre au moins deux portions choisies des parois interne PI et externe PE de la pièce PS non conformée, comme illustré sur la figure 1. Il est important de noter que ces portions choisies sont destinées à définir ensemble au moins une paire de sous-parties SPi (i = 1 ou 2) d'au 25 moins une future zone de friction ZF dans laquelle elles (SPi) sont très proches l'une de l'autre. Par ailleurs, on notera que le placement de chaque bande antifriction BA peut se faire de façon manuelle ou bien robotisée. Par exemple, et comme illustré, chaque bande antifriction BA peut être initialement placée sur la face interne F2 d'une portion de l'une des 30 parois interne PI et externe PE. On entend ici par « face interne » une face d'une paroi qui n'est pas orientée vers l'extérieur, par opposition à une « face externe » qui est opposée à la face interne d'une paroi et donc orientée vers l'extérieur. 3021563 5 On notera que chaque bande antifriction BA peut être éventuellement collée sur la face interne F2 de l'une des portions des parois interne PI et externe PE (ici la sous-partie SP2). Cette option est notamment particulièrement avantageuse lorsque la pièce PS non conformée doit être 5 déplacée (et éventuellement temporairement entreposée) avant d'être conformée définitivement. Dans ce cas, chaque bande antifriction BA peut, par exemple, être collée au moyen d'une couche adhésive qu'elle comprend sur une face F3 destinée à contacter la face interne F2 de la portion destinée à définir une 10 sous-partie SP2. En variante, on pourrait utiliser une colle rapportée sur la face interne F2 de la portion destinée à définir une sous-partie SP2 ou bien sur la face F3 de la bande antifriction BA destinée à contacter la face interne F2 de la portion destinée à définir une sous-partie SP2. On notera que chaque bande antifriction BA peut être également 15 placée sensiblement sur l'intégralité de la future zone de friction ZF associée, de manière à optimiser l'efficacité de sa fonction antifriction. Le procédé selon l'invention consiste ensuite à conformer les parois interne PI et externe PE par emboutissage et/ou hydroformage afin que leurs portions définissent ensemble des sous-parties SPi d'au moins une zone de 20 friction ZF dans laquelle, d'une part, elles (SPi) sont très proches l'une de l'autre et, d'autre part, chaque bande antifriction BA est immobilisée étroitement entre les sous-parties SPi qui la définissent. On a schématiquement illustré sur la figure 2 la pièce PS résultant de la conformation de la pièce PS non conformée de la figure 1 (avec sa (ses) 25 bande(s) antifriction BA). Comme on peut le constater, la zone de friction ZF, où les deux sous-parties SP1 et SP2 sont très proches l'une de l'autre, contient une bande antifriction BA qui est immobilisée étroitement (et de préférence pincée) entre les faces internes F1 et F2 respectives de ces deux sous-parties SP1 et SP2. 30 Grâce à cette interposition étroite d'une bande antifriction BA entre chaque paire de sous-parties SPi d'une zone de friction ZF, on évite dans cette dernière (ZF) les frottements locaux ou frictions locales, et donc on empêche la génération de bruits et l'usure prématurée. 3021563 6 On notera que chaque bande antifriction BA peut être réalisée dans différents matériaux. Parmi ces matériaux, on peut notamment citer un fluoropolymère (ou PTFE), un fluoropolymère muni d'au moins un additif, un élastomère, un élastomère avec un renfort tissé, un polymère 5 thermoplastique, et un polymère thermoplastique chargé. Si le matériau est un fluoropolymère, comme par exemple du téflon®, avec ou sans additif(s), la bande antifriction BA peut se présenter sous la forme d'une feuille éventuellement munie d'une couche adhésive sur une face. Les additifs peuvent, par exemple, être des lubrifiants solides destinés à 10 améliorer les propriétés anti-usure, comme par exemple du disulfure de molybdène ou du graphite. Par ailleurs, une telle feuille peut présenter une épaisseur variable selon l'écartement entre les sous-parties SPi de la zone de friction ZF considérée. Par exemple, cette épaisseur peut être comprise entre environ 0,1 mm et environ 5 mm. 15 Si le matériau est un élastomère, avec ou sans renfort tissé, la bande antifriction BA peut se présenter sous la forme d'une couche (ou lame) résistante à l'usure par frottement et éventuellement munie d'une couche adhésive sur une face. A titre d'exemple, l'élastomère peut être de type NR (caoutchouc naturel) ou de type NR-SBR (copolymère styrène-butadiène). Un 20 renfort tissé est adjoint à la matrice d'élastomère lorsque les mouvements de frottement relatifs entre les sous-parties SPi sont importants et que l'on recherche une bonne rigidité. A titre d'exemple, le renfort tissé peut être en polyuréthane ou en néoprène. Par ailleurs, une telle couche peut présenter une épaisseur variable selon l'écartement entre les sous-parties SPi dans la 25 zone de friction ZF considérée. Par exemple, cette épaisseur peut être comprise entre environ 0,5 mm et environ 5 mm. Si le matériau est un polymère thermoplastique, avec ou sans charge, la bande antifriction BA peut se présenter sous la forme d'une couche éventuellement munie d'une couche adhésive sur une face. A titre d'exemple, 30 cette couche peut être en PEEK. On notera qu'une telle couche peut être soit une bande rapportée, soit réalisée par un procédé de dépôt (par exemple par projection thermique ou pulvérisation). On notera également que le procédé de fabrication selon l'invention 3021563 7 peut également et éventuellement comporter une ou plusieurs étapes postérieures à la conformation par emboutissage et/ou hydroformage. Parmi ces étapes possibles, on peut notamment citer un nettoyage dans une lessive, un grenaillage interne et/ou externe, une découpe mécanique de 5 bords, une protection anticorrosion et/ou anti-gravillonnage, et un dépôt de peinture par cataphorèse. On notera que cette dernière étape s'effectuant par cuisson, elle peut servir à finaliser la polymérisation de chaque bande antifriction BA réalisée en polymère. L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : 1 o - elle ne nécessite pas de modification des différentes étapes de fabrication de la pièce considérée, le positionnement de chaque bande antifriction est garanti pendant toute la durée de vie de la pièce du fait de son immobilisation étroite (par exemple par pincement) entre les sous-parties des parois interne et externe, 15 - elle ne modifie pas les dimensions initiales et finales des pièces, - elle supprime les bruits générés par les mouvements relatifs des sous-parties des parois interne et externe, - elle évite l'usure prématurée des sous-parties des parois interne et externe, et donc l'usure prématurée des pièces, 20 - elle est bien adaptée à la dispersion de la distance entre sous-parties des parois interne et externe induite par les techniques de conformation utilisées (emboutissage et/ou hydroformage). REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une pièce (PS) comprenant des parois interne (PI) et externe (PE) conformées par emboutissage et/ou hydroformage de manière à présenter des sous-parties (SPi) très proches l'une de l'autre dans au moins une zone de friction (ZF) choisie, caractérisé en ce qu'avant de procéder à ladite conformation par emboutissage et/ou hydroformage, on place une bande antifriction (BA) entre des portions desdites parois interne (PI) et externe (PE), destinées à définir lesdites sous- parties (SPi) de chaque zone de friction (ZF), afin qu'après ladite conformation chaque bande antifriction (BA) soit immobilisée étroitement entre lesdites sous-parties (SPi) de la zone de friction (ZF) associée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bande antifriction (BA) est collée sur une face interne (F2) de l'une desdites portions des parois interne (PI) et externe (PE). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque bande antifriction (BA) est collée au moyen d'une couche adhésive qu'elle comprend sur une face (F3). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque bande antifriction (BA) est placée sensiblement sur l'intégralité de la zone de friction (ZF) associée. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque bande antifriction (BA) est réalisée dans un matériau choisi dans un groupe comprenant un fluoropolymère, un fluoropolymère muni d'au moins un additif, un élastomère, un élastomère avec un renfort tissé, un polymère thermoplastique, et un polymère thermoplastique chargé. 6. Pièce (PS) comprenant des parois interne (PI) et externe (PE) conformées par emboutissage et/ou hydroformage de manière à présenter des sous-parties (SPi) très proches l'une de l'autre dans au moins une zone de friction (ZF) choisie, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée par un procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes. 7. Pièce selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est choisie 3021563 9 dans un groupe comprenant une traverse de train arrière de véhicule, un triangle de suspension de véhicule, et un berceau de moteur. 8. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une pièce (PS) selon l'une des revendications 6 et 7. 5 9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.