Brevet FR3065760A1 — publié le 20181102

PROCEDE DE PRÃPARATION D'UNE SURFACE D'APPUI D'UN SUPPORT RECEVANT LE SERRAGE D'UN ÃLÃMENT La prÃ©sente invention concerne un procÃ©dÃ© de prÃ©paration d'un support pour un vÃ©hicule automobile, ainsi qu'un ensemble et un vÃ©hicule automobile comportant des supports rÃ©alisÃ©s avec un tel procÃ©dÃ© de prÃ©paration. Les vÃ©hicules automobiles comportent gÃ©nÃ©ralement un berceau avant formÃ© par des tÃ´les assemblÃ©es entre elles, qui est fixÃ© sous de la caisse du vÃ©hicule afin de constituer un support rigide prÃ©sentant une rÃ©sistance Ã©levÃ©e, recevant des Ã©lÃ©ments du train avant subissant des fortes contraintes. En particulier le berceau reÃ§oit de chaque cÃ´tÃ© des triangles de suspension supportant les roues, et sur le dessus un mÃ©canisme de direction disposÃ© transversalement. Le mÃ©canisme de direction comporte un boÃ®tier formant une traverse rÃ©alisÃ©e gÃ©nÃ©ralement dans un alliage d'aluminium, contenant Ã l'intÃ©rieur une crÃ©maillÃ¨re de direction. Le mÃ©canisme de direction pouvant subir des efforts importants dans les virages, doit Ãªtre fixÃ© de maniÃ¨re trÃ¨s rigide sur le berceau, sans risque de glissement. On peut disposer sur le dessus du berceau deux plots circulaires, prÃ©sentant chacun une surface d'appui supÃ©rieure plane recevant une face correspondante du boÃ®tier du mÃ©canisme de direction. Pour chaque plot une vis axiale ou un goujon traverse le berceau, pour se visser dans le boÃ®tier de direction. Avec les contraintes transversales rÃ©pÃ©tÃ©es qui s'appliquent sur le mÃ©canisme de direction, on peut obtenir un certain tassement de la matiÃ¨re, en particulier de l'alliage d'aluminium du boÃ®tier de direction, qui desserre lÃ©gÃ¨rement la contrainte de serrage de la vis ou du goujon de fixation. On a alors un risque de petits glissements latÃ©raux dans la limite du jeu des moyens de fixation du boÃ®tier de direction, entraÃ®nant des usures, un desserrage qui peut s'accÃ©lÃ©rer, et un risque de rupture de ces moyens. 3065760 2 Il est connu d'interposer entre le berceau et le boÃ®tier du dispositif de direction des rondelles de blocage rÃ©alisant un accrochage, comportant sur au moins un cÃ´tÃ© des rugositÃ©s ou des crans qui s'incrustent dans la partie disposÃ©e en face afin d'amÃ©liorer dans la direction transversale l'adhÃ©sion du 5 boÃ®tier de direction sur ce berceau. Pour cela on peut utiliser par exemple un type de rondelle de blocage connu, prÃ©sentÃ© notamment par le document FR-B1-2995373, comportant une face de contact revÃªtue par projection thermique d'un revÃªtement rugueux, prÃ©vue pour augmenter les forces de friction sur un Ã©crou pour 10 Ã©viter son desserrage. Toutefois cette solution nÃ©cessite des piÃ¨ces supplÃ©mentaires, qu'il faut fabriquer, approvisionner et installer sur le berceau, ce qui occasionne des coÃ»ts. De plus il y a un risque d'oubli d'une rondelle de blocage lors du montage du vÃ©hicule, ce qui entraÃ®nerait des risques. 15 La prÃ©sente invention a notamment pour but d'Ã©viter ces inconvÃ©nients de la technique antÃ©rieure. Elle propose Ã cet effet un procÃ©dÃ© de fabrication d'une surface d'appui d'un support en acier pour un vÃ©hicule automobile, prÃ©vue pour recevoir une face d'appui d'un Ã©lÃ©ment rapportÃ© ajustÃ©e sur cette surface et maintenue 20 serrÃ©e dessus, ce procÃ©dÃ© Ã©tant remarquable en ce qu'il rÃ©alise avec un rayonnement laser des bossages dÃ©passant de cette surface. Un avantage de ce procÃ©dÃ© de prÃ©paration d'une surface d'appui d'un support en acier, prÃ©vue pour recevoir une face d'appui d'un Ã©lÃ©ment serrÃ©e dessus, est qu'avec un laser de maniÃ¨re simple et rapide on rÃ©alise des 25 bossages prÃ©sentant un profil qui peut Ãªtre prÃ©cis pour permettre leur pÃ©nÃ©tration complÃ¨te dans la face de l'Ã©lÃ©ment rapportÃ©, lors du serrage. Le maintien latÃ©ral de l'Ã©lÃ©ment est garanti sans composant supplÃ©mentaire Ã ajouter lors du montage du vÃ©hicule, ce qui limite les coÃ»ts, rÃ©duit la masse et Ã©vite des erreurs de montage. 30 Le procÃ©dÃ© de prÃ©paration selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractÃ©ristiques suivantes, qui peuvent Ãªtre combinÃ©es entre elles. 3065760 3 Avantageusement le procÃ©dÃ© rÃ©alise des bossages prÃ©sentant une hauteur infÃ©rieure Ã 0,5mm. Selon un mode de rÃ©alisation, le procÃ©dÃ© dispose les bossages suivant une disposition en quadrillage ou en quinconce. 5 Selon un autre mode de rÃ©alisation, le procÃ©dÃ© dispose les bossages suivant une disposition concentrique ou radiale. Avantageusement, le procÃ©dÃ© dispose les bossages avec un espacement infÃ©rieur Ã dix millimÃ¨tres. Avantageusement, le procÃ©dÃ© applique un rayonnement laser suivant 10 une direction perpendiculaire Ã la surface d'appui. Dans ce cas, avantageusement le procÃ©dÃ© applique le rayonnement laser avec une puissance infÃ©rieure Ã 1kW, et une durÃ©e infÃ©rieure Ã deux secondes. L'invention a aussi pour objet un ensemble comportant des supports en 15 acier prÃ©sentant des surfaces d'appui rÃ©alisÃ©es avec un procÃ©dÃ© de prÃ©paration comprenant l'une quelconque des caractÃ©ristiques prÃ©cÃ©dentes, et un Ã©lÃ©ment rapportÃ© fixÃ© sur ces surfaces d'appui, cet ensemble Ã©tant remarquable en ce que l'Ã©lÃ©ment rapportÃ© est rÃ©alisÃ© dans un alliage d'aluminium. 20 Avantageusement, l'Ã©lÃ©ment rapportÃ© prÃ©sente aprÃ¨s son serrage complet sur les supports, des faces d'appui qui sont au contact des parties planes des surfaces d'appui entourant les bossages. L'invention a aussi pour objet un vÃ©hicule automobile Ã©quipÃ© d'un train avant comportant un berceau avant, remarquable en ce que ce berceau 25 avant comporte des surfaces d'appui recevant un boÃ®tier de direction, rÃ©alisÃ©es avec un procÃ©dÃ© de prÃ©paration comprenant l'une quelconque des caractÃ©ristiques prÃ©cÃ©dentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractÃ©ristiques et avantages apparaÃ®tront plus clairement Ã la lecture de la description ci-aprÃ¨s 30 donnÃ©e Ã titre d'exemple, en rÃ©fÃ©rence aux dessins annexÃ©s dans lesquels : - la figure 1 prÃ©sente un berceau recevant un mÃ©canisme de direction, avec un procÃ©dÃ© de prÃ©paration selon l'art antÃ©rieur ; 3065760 4 - la figure 2 prÃ©sente un berceau recevant un mÃ©canisme de direction, avec un procÃ©dÃ© de prÃ©paration selon l'invention ; - la figure 3 est une vue de dÃ©tail de cette figure 2 ; - les figures 4 et 5 prÃ©sentent deux rÃ©partitions diffÃ©rentes des 5 bossages sur la surface d'appui ; et - la figure 6 prÃ©sente en coupe axiale un creux formÃ© par un procÃ©dÃ© de fabrication selon l'invention. La figure 1 prÃ©sente un berceau 2 formant un ensemble sensiblement plat, composÃ© de tÃ´les soudÃ©es entre elles. 10 Le berceau 2 comporte de chaque cÃ´tÃ© vers l'avant une corne remontante comprenant Ã son extrÃ©mitÃ© un perÃ§age avant 4, et vers l'arriÃ¨re un plateau comprenant un perÃ§age arriÃ¨re 6, ces perÃ§ages recevant chacun une vis de fixation sous la caisse du vÃ©hicule. Le berceau 2 est prÃ©vu pour recevoir de chaque cÃ´tÃ© un triangle avant 15 de suspension, et pour supporter au-dessus le groupe motopropulseur. Un mÃ©canisme de direction comporte un boÃ®tier 8 formant une traverse, rÃ©alisÃ© dans un alliage d'aluminium, prÃ©sentant d'un cÃ´tÃ© un arbre perpendiculaire 10 recevant l'extrÃ©mitÃ© de la colonne de direction, qui commande le mouvement transversal d'une crÃ©maillÃ¨re de direction 12 20 disposÃ©e dans ce boÃ®tier. Chaque extrÃ©mitÃ© de la crÃ©maillÃ¨re 12 est reliÃ©e par une biellette Ã un porte-moyeu de roue, pour lui transmettre le pivotement de la direction. En retour la crÃ©maillÃ¨re de direction 12 reÃ§oit des efforts latÃ©raux importants lors des virages prononcÃ©s pris Ã des vitesses assez Ã©levÃ©es, qui sont 25 transmises Ã la liaison entre le boÃ®tier de direction 8 et le berceau 2. De chaque cÃ´tÃ© le berceau 2 comporte un plot cylindrique 14 disposÃ© verticalement, comprenant sur le dessus une surface d'appui plane 22 recevant une face d'appui correspondante du boÃ®tier 8, par l'intermÃ©diaire d'une rondelle d'accrochage 16 prÃ©sentant sur sa surface des bossages. 30 Chaque face d'appui du boÃ®tier de direction 8 reÃ§oit par vissage un goujon 18 qui traverse axialement chaque plot cylindrique 14, pour Ãªtre serrÃ© en dessous du berceau 2 par un Ã©crou 20. 3065760 5 Ce type de montage nÃ©cessite lors de l'assemblage du vÃ©hicule, la pose des deux rondelles d'accrochage 16. Les figures 2 et 3 prÃ©sentent un berceau similaire 2, recevant le boÃ®tier de direction 8 prÃ©sentant ses faces d'appui qui viennent directement au 5 contact des surfaces d'appui 22 sur les plots cylindriques 14. De la mÃªme maniÃ¨re les goujons 18 traversant les plots cylindriques 14, sont serrÃ©s en dessous par les Ã©crous 20. Sur chaque plot cylindrique 14 avant son soudage sur le berceau 2, ou sur les deux plots dÃ©jÃ assemblÃ©s par soudure sur ce berceau, un systÃ¨me 10 laser robotisÃ© forme une succession de bossages 24 rÃ©partis sur chaque surface d'appui 22, en creusant la matiÃ¨re par fusion sur cette surface pour la dÃ©placer. En particulier on peut former avec les bossages 24 un quadrillage ou une disposition en quinconce, avec un espacement infÃ©rieur Ã dix 15 millimÃ¨tres. Afin d'en rÃ©partir une quantitÃ© assez importante, on peut prÃ©voir en particulier un espacement infÃ©rieur Ã cinq millimÃ¨tres. Les bossages 24 peuvent prÃ©senter une extrÃ©mitÃ© pointue formant un picot. Les bossages mÃ©talliques 24 constituent une surface dure et rugueuse, qui lors du serrage des Ã©crous 20 pÃ©nÃ¨tre dans le mÃ©tal plus 20 ductile en alliage d'aluminium du boÃ®tier de direction 8. La hauteur des bossages gÃ©nÃ©ralement infÃ©rieure Ã 0,5mm, est avantageusement de quelques dixiÃ¨mes de millimÃ¨tre, pour assurer une pÃ©nÃ©tration complÃ¨te dans le mÃ©tal du boÃ®tier de direction 8. La hauteur et la quantitÃ© des bossages 24 sont prÃ©vues pour que lors du serrage des Ã©crous 25 20, la pÃ©nÃ©tration de ces bossages soit complÃ¨te dans les faces d'appui du boÃ®tier de direction 8, afin de mettre en contact directement ces faces avec la partie plane des surfaces d'appui 22 entourant les bossages. De cette maniÃ¨re on obtient un serrage direct et efficace des deux surfaces d'appui entre elles, qui maintient la qualitÃ© de ce serrage dans le 30 temps, ainsi qu'un accrochage latÃ©ral trÃ¨s Ã©levÃ© qui empÃªche tout micro- glissement lors des efforts latÃ©raux. On notera qu'on pourra dans certains cas rÃ©duire le couple de serrage des Ã©crous 20 par rapport aux solutions 3 06 5 760 6 prÃ©sentÃ©es dans l'art antÃ©rieur, sans risquer un glissement latÃ©ral du boÃ®tier de direction 8. La figure 4 prÃ©sente une rÃ©partition rÃ©guliÃ¨re suivant des cercles concentriques 30 des diffÃ©rents bossages 24. 5 La figure 5 prÃ©sente une rÃ©partition suivant des groupes de deux lignes radiales 32 des diffÃ©rents bossages 24, ces groupes Ã©tant espacÃ©s entre eux. La figure 6 prÃ©sente un creux 34 formÃ© dans un acier par un rayonnement laser du type dioxyde de carbone CO2, dirigÃ© 10 perpendiculairement Ã la surface, d'une puissance infÃ©rieure Ã 1kW, en particulier environ 700W, avec une durÃ©e infÃ©rieure Ã deux secondes, en particulier d'environ une seconde. Des essais ont montrÃ© que dans ces conditions, le mÃ©tal chauffÃ© Ã une tempÃ©rature de l'ordre de 1500Â°C proche de sa tempÃ©rature de fusion, forme 15 un cratÃ¨re sensiblement sphÃ©rique 34 comprenant un refoulement de matiÃ¨re rÃ©gulier sur son contour constituant un bossage circulaire 24. D'une maniÃ¨re gÃ©nÃ©rale on peut rÃ©aliser de cette maniÃ¨re sur un vÃ©hicule automobile une liaison de tous types de composants comportant une matiÃ¨re plus ductile serrÃ©e sur un support mÃ©tallique, subissant des 20 contraintes radiales importantes. On notera que le systÃ¨me laser de puissance suffisante, peut servir Ã d'autres opÃ©rations dans la fabrication des vÃ©hicules. REVENDICATIONS1 - ProcÃ©dÃ© de prÃ©paration d'une surface d'appui (22) d'un support en acier (14) pour un vÃ©hicule automobile, prÃ©vue pour recevoir une face d'appui d'un Ã©lÃ©ment rapportÃ© (8) ajustÃ©e sur cette surface d'appui (22) et maintenue serrÃ©e dessus, caractÃ©risÃ© en ce qu'il rÃ©alise avec un rayonnement laser des bossages (24) dÃ©passant de cette surface d'appui (22). 2 - ProcÃ©dÃ© de prÃ©paration selon la revendication 1, caractÃ©risÃ© en ce qu'il rÃ©alise des bossages (24) prÃ©sentant une hauteur infÃ©rieure Ã 0,5mm. 3 - ProcÃ©dÃ© de prÃ©paration selon la revendication 1 ou 2, caractÃ©risÃ© en ce qu'il dispose les bossages (24) suivant une disposition en quadrillage ou en quinconce. 4 - ProcÃ©dÃ© de prÃ©paration selon la revendication 1 ou 2, caractÃ©risÃ© en ce qu'il dispose les bossages (24) suivant une disposition concentrique ou radiale. 5 - ProcÃ©dÃ© de prÃ©paration selon l'une quelconque des revendications prÃ©cÃ©dentes, caractÃ©risÃ© en ce qu'il dispose les bossages (24) avec un espacement infÃ©rieur Ã dix millimÃ¨tres. 6 - ProcÃ©dÃ© de prÃ©paration selon l'une quelconque des revendications prÃ©cÃ©dentes, caractÃ©risÃ© en ce qu'il applique un rayonnement laser suivant une direction perpendiculaire Ã la surface d'appui (22). 7 - ProcÃ©dÃ© de prÃ©paration selon la revendication 6, caractÃ©risÃ© en ce qu'il applique le rayonnement laser avec une puissance infÃ©rieure Ã 1 kW, et une durÃ©e infÃ©rieure Ã deux secondes. 8 - Ensemble comportant des supports en acier (14) prÃ©sentant des surfaces d'appui (22) rÃ©alisÃ©es avec un procÃ©dÃ© de prÃ©paration selon l'une quelconque des revendications prÃ©cÃ©dentes, et un Ã©lÃ©ment rapportÃ© (8) fixÃ© sur ces surfaces d'appui (22), caractÃ©risÃ© en ce que l'Ã©lÃ©ment rapportÃ© (8) est rÃ©alisÃ© dans un alliage d'aluminium. 9 - Ensemble selon la revendication 8, caractÃ©risÃ© en ce que l'Ã©lÃ©ment rapportÃ© (8) prÃ©sente aprÃ¨s son serrage complet sur les supports (14), des 3065 760 8 faces d'appui qui sont au contact des parties planes des surfaces d'appui (22) entourant les bossages (24). 10 - VÃ©hicule automobile Ã©quipÃ© d'un train avant comportant un berceau avant (2), caractÃ©risÃ© en ce que ce berceau avant comporte des 5 surfaces d'appui (22) recevant un boÃ®tier de direction (8), rÃ©alisÃ©es avec un procÃ©dÃ© de prÃ©paration selon l'une quelconque des revendications 1 Ã 7.