Brevet FR3072138A1 — publié le 20190412

PROCEDE D'ASSEMBLAGE DE PIECES EN TOLE METALLIQUE TELLES QUE DES PIECES DE CARROSSERIE POUR VEHICULE pool] La présente invention concerne un procédé d'assemblage de pièces ou éléments en tôle telles que des pièces de carrosserie pour véhicule à l'aide d'une matière synthétique telle qu'un mastic de calage, d'étanchéité ou une colle. [0002] Le mastic de calage, par exemple, est utilisé depuis de nombreuses années dans le milieu de l'automobile et principalement déposé avec du matériel dit d'extrusion. Une des particularités des procédés utilisant le mastic est qu'il est impératif de maintenir les pièces immobiles l'une par rapport à l'autre tant que la polymérisation (c'est-à-dire le durcissement) de la matière n'a pas été réalisée. [0003] Cette particularité est particulièrement contraignante dans l'industrie automobile car la polymérisation de la matière de collage, de calage ou d'étanchéité ne pourra avoir lieu qu'après le procédé dit de cataphorèse c'est-à-dire dans l'atelier de peinture alors que l'assemblage des éléments a lieu dans un précèdent atelier dit de ferrage. [0004] Il est donc nécessaire de maintenir les pièces entre elles pendant un temps très long et surtout pendant tout le processus de fabrication de la caisse ferrée. [0005] C'est pourquoi le mastic n'est jamais utilisé seul mais en association d'un autre procédé d'assemblage des tôles en elles. [0006] Un tel procédé d'assemblage est notamment un assemblage mécanique par points tel que le clinchage qui est une méthode d'assemblage de tôles métalliques par des emboutissages localisés conduisant à l'interpénétration des deux tôles. [0007] Lorsqu'on utilise un procédé de fixation mécanique par point, un inconvénient apparaît en ce que l'entrefer varie tout le long du joint, atteignant plusieurs millimètres entre 2 points et proche de 0 mm au droit d'un point de fixation. [mos] Ainsi dans le cas du clinchage, la matière d'assemblage est chassée du fait des efforts importants nécessaires ce qui génère des débordements de matière en bord de feuillure pouvant polluer l'environnement proche. 2 [0009] Afin de pallier cet inconvénient, la présente invention propose un procédé d'assemblage d'éléments en tôle métallique, comprenant la dépose d'un cordon de matière de collage, de calage ou d'étanchéité sur un premier élément, puis l'assemblage d'un deuxième élément en tôle métallique sur le premier et une fixation 5 mécanique par points pour maintenir immobiles les deux éléments en tôle métallique avant de procéder au durcissement de la matière, caractérisé en ce que la matière est déposée sous forme d'un cordon continu qui présente des tronçons formés d'une quantité de matière déposée réduite par rapport à la quantité de matière formant le reste du cordon, les points de fixation mécanique étant réalisés au niveau desdits 10 tronçons. [0olo] De préférence, les points de fixation mécanique sont réalisés par clinchage. [0011] De manière avantageuse, ces points de fixation mécanique étant mis en oeuvre au niveau des tronçons de cordon qui présentent moins de matière, on évite les risques de débordement de la matière lors de la réalisation de ces fixations. 15 [0012] En outre la matière étant emprisonnée entre les deux éléments de tôle assemblés, l'assemblage ainsi réalisé peut subir les étapes du processus de cataphorèse ultérieur sans risque que la matière ne soit chassée lors d'étapes de lavage. [0013] L'invention permet donc d'obtenir un cordon de matière ne présentant aucun 20 des inconvénients précités mais qui, en outre, permet de fixer la géométrie de l'assemblage tant que cette matière n'est pas polymérisée. [0014] Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, lorsque la matière est de la colle, on doit déposer un cordon de colle de manière à obtenir un jeu entre les deux éléments de tôle compris entre 0,1 et 2 mm, de préférence compris entre 0,2 et 25 0,3 mm. La valeur de jeu optimale est valable par rapport à la performance de tenue mécanique de la liaison. Lorsque l'épaisseur de matière croît, la performance de tenue à la rupture diminue, notamment pour les sollicitations de type cisaillement. Il est donc nécessaire de maîtriser les jeux et épaisseurs de ces liaisons afin de conserver un bon niveau de prestation. [0015] La matière est donc déposée de manière à former une ligne d'encollage, de calage ou d'étanchéité continue formée de « tronçons » de matière réduite au niveau 3 desquels les points de fixation mécanique sont réalisés. Le cordon de matière suit généralement la forme du bord d'assemblage. Au moins un point de fixation mécanique par clinchage peut être réalisé dans chaque tronçon de matière en quantité réduite ou bien selon une fréquence différente. On peut également envisager de réaliser plus d'un 5 point de clinchage dans un tronçon. [0016] Le procédé selon l'invention est particulièrement avantageux dans le cadre de l'assemblage d'éléments de structure en tôle destinés à constituer une caisse de véhicule automobile. L'invention a donc pour objet également une caisse de véhicule automobile constituée au moins en partie d'éléments assemblés selon le procédé de 10 l'invention ainsi qu'un véhicule automobile constitué au moins en partie d'éléments en tôle (éléments de structure, éléments de carrosserie) assemblés selon le procédé de l'invention, en particulier un véhicule automobile pourvu d'une telle caisse. [0017] En effet, la fixation mécanique par point permet de maintenir les pièces immobiles les unes par rapport aux autres lors de la phase d'assemblage des éléments 15 constituant la caisse dans l'atelier de ferrage et de fixer ainsi la géométrie de l'assemblage avant que la matière ne soit durcie par polymérisation dans l'atelier de peinture au moment du procédé dit de cataphorèse. Certaines matières utilisées peuvent toutefois polymériser à température ambiante, la fixation mécanique maintenant les éléments le temps que cette polymérisation survienne. 20 [0018] Le procédé selon l'invention permet de garantir la maîtrise des propriétés mécaniques du cordon de matière déposé (celui-ci n'étant plus dégradé comme cela pouvait être le cas lors de débordement), l'absence d'aléas lors de la réalisation des points de fixation mécanique comme cela était le cas pour ceux réalisés dans le cordon de matière. 25 [0019] On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel la figure 1 représente une vue en perspective latérale du bord d'un assemblage réalisé selon l'invention ; la figure 2 représente une vue en perspective du dessus du bord de la figure 1. 4 [0020] Dans le processus de la fabrication d'un véhicule automobile, l'assemblage d'éléments en tôle métallique pour former la caisse ferrée peut être effectué par collage dit structural, permettant d'accroitre la rigidité des éléments de carrosserie ainsi formés. [0021] De manière à maintenir les éléments 1, 1' encollés immobiles les uns par 5 rapport aux autres et fixer ainsi la géométrie des éléments de carrosserie jusqu'au moment du durcissement de la colle lors du processus de cataphorèse, on utilise la méthode du clinchage de ces éléments 1, 1'. [0022] A cet effet, on dépose un cordon 2 de colle de manière continue sur un élément en tôle 1. Ce cordon 2 est constitué d'une quantité de matière donnée, permettant 10 d'obtenir les caractéristiques du joint de colle voulues après assemblage, à savoir hauteur et largeur lj du joint de colle écrasé entre les deux éléments de tôle 2, 2' dans la feuillure formée. [0023] Ainsi, le cordon de matière 2 est déposé de manière à présenter un cordon d'une certaine épaisseur qui définira la hauteur du joint, une largeur Ic de cordon qui 15 définira également la largeur du joint lj dans la feuillure, cette largeur Ic étant définie par rapport à la longueur L du cordon 2 déposé dans le plan P du bord du premier élément 1. [0024] Le cordon de matière est en outre déposé en faisant varier la quantité de matière déposée de sorte que le cordon présente des tronçons 21 constitués d'une 20 quantité de matière réduite, notamment qui présentent une largeur de cordon lu qui est inférieure à celle Ic du cordon 2. Ces tronçons 21 présentent de préférence une longueur Lr correspondant à la moitié d'un tronçon de cordon nominal. [0025] Après assemblage du deuxième élément en tôle 1' sur le premier 1, on réalise une opération de clinchage au niveau des tronçons 21. La quantité de matière étant 25 réduite sur ces tronçons 11, le clinchage peut être réalisé sans que la matière ne déborde alors que la zone présente un jeu nul au regard du joint de matière à volume constant. [0026] Le cordon 2 de colle déposé et ces tronçons sont calibrés en fonction du type de matière (colle époxy, polyuréthane, mastic) pour que, lors de l'assemblage, le 30 cordon de matière forme un film entre les deux éléments 1, 1' dont l'épaisseur se situe 5 entre de préférence 0,2 et 0,3 mm, ce qui correspond à un jeu entre les éléments en tôle 2, 2' compris entre 0,2 et 0,3 mm. [0027] De préférence, le diamètre du cordon de colle déposé correspond au jeu après assemblage entre les éléments auquel on ajoute 2 mm. 5 [0028] Ce jeu entre les éléments à assembler s'il est trop important (supérieur à 1 mm), provoque une perte de rigidité d'un collage ainsi réalisé. En outre, si ce jeu dépasse les 2 mm, il existe des risques de lavage de la colle (colle chassée) lors de l'étape de lavage du processus de cataphorèse. [0029] De même, le pas de formation des tronçons 21 de cordon de colle est choisi 10 de sorte que la dispersion de la colle lors de l'assemblage et donc de l'étalement de la colle entre les deux éléments laisse un espace pour mettre en place un clinchage 3. Ainsi, on synchronise la position des tronçons de cordon de colle 2 avec la position des points de clinchage 3. On garantit ainsi que les points de clinchage 3 ne seront pas réalisés sur le cordon de colle nominal mais sur les tronçons réduits. 15 [0030] Ainsi, à titre d'exemple, on pourra déposer des tronçons 21 de cordon de colle 2 d'une longueur de 50 mm et ménager des tronçons nominaux d'une longueur de 100 mm. [0031] De préférence, on réalise des cordons de colle nominaux 22 présentant une longueur comprise entre 20 et 200 mm et les tronçons réduits 21 d'une longueur 20 comprise entre 20 et 60 mm. [0032] Le cordon de colle une fois écrasé par assemblage entre les deux éléments présente de préférence une largeur d'au moins 10 mm. [0033] Le procédé d'assemblage de l'invention permet donc de réaliser lors de l'étape de ferrage une caisse ferrée qui conserve toute sa géométrie. La caisse ferrée est 25 ensuite amenée à l'étape de cataphorèse où la colle sera polymérisée, fixant l'assemblage REVENDICATIONS1. Procédé d'assemblage de éléments en tôle métallique (1, 1'), comprenant la dépose d'un cordon de matière (2) de collage, de calage ou d'étanchéité sur un premier élément (1), puis l'assemblage d'un deuxième élément en tôle métallique (1') sur le premier (1) et une fixation mécanique par points (3) pour maintenir immobiles les deux éléments en tôle métallique (1, 1') avant de procéder au durcissement de la matière, caractérisé en ce que la matière est déposée sous forme d'un cordon (2) continu qui présente des tronçons (21) formés d'une quantité de matière déposée réduite par rapport à la quantité de matière formant le reste du cordon (1), les points de fixation mécanique (3) étant réalisés au niveau desdits tronçons (21). 2. Procédé d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fixation mécanique est un clinchage. 3. Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la matière est une colle de structure du type époxy, polyuréthane 4. Procédé d'assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux éléments de tôle (1, 1') assemblés par la matière présente un jeu compris entre 0,1 et 2 mm. 5. Procédé d'assemblage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le jeu est compris entre 0,2 et 0,3 mm. 6. Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la matière est un mastic du type élastomère. 7. Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les tronçons de cordon de quantité de matière réduite présentent une longueur 25 comprise entre 20 et 60 mm et les tronçons de cordon nominaux une longueur comprise entre 20 et 200 mm. 8. Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le cordon de colle écrasé par assemblage entre les deux éléments présente de préférence une largeur d'au moins 10 mm. 7 9. Caisse de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'elle est constituée au moins en partie d'éléments en tôle assemblés selon le procédé d'assemblage d'éléments en tôle métallique selon l'une des revendications 1 à 8.