Brevet FR3158253A1 — publié le 20250718

ELEMENT DE JONCTION ASSURANT UN ASSEMBLAGE MULTI-MATERIAUX DE TROIS EPAISSEURS La présente invention concerne un élément de jonction (2), destiné à lier de manière irréversible une première pièce (3) et une deuxième pièce (5) à une troisième pièce (7) par soudage par résistance électrique, comprenant : - une tête (4) destinée à prendre appui sur la première pièce ; et - une portion axiale s’étendant depuis la tête et destinée à traverser, respectivement, les première et deuxième pièces, pour être soudée par résistance électrique à la troisième pièce ; remarquable en ce que la portion axiale présente une section étagée comprenant un premier étage (6.1) présentant un premier diamètre et destiné à être serti dans un premier orifice (3.1) de la première pièce, et un deuxième étage (6.2) présentant un deuxième diamètre inférieur audit premier diamètre et destiné à être serti dans un deuxième orifice (5.1) de la deuxième pièce. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 2) ELEMENT DE JONCTION ASSURANT UN ASSEMBLAGE MULTI-MATERIAUX DE TROIS EPAISSEURS La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement le domaine des assemblages de pièces multi-matériaux des véhicules automobiles. Dans le contexte d’un assemblage multi-matériaux, i.e. assemblage aluminium/acier, acier/composite, acier/plastique, etc., l’utilisation d’éléments de jonction afin d’assurer une liaison rigide par collage et/ou par soudage des différentes pièces, est conventionnellement répandue, notamment pour assurer un soudage par friction, dans lequel l’élément de jonction est mis en contact et pressé en rotation contre les deux pièces à assembler, afin de forcer la liaison entre lesdites deux pièces par déformation plastique. Il existe également un autre type d’éléments de jonction permettant un assemblage multi-matériaux par soudage électrique. En effet, ces éléments de jonction sont conventionnellement directement soudés à une pièce qui correspond généralement à une épaisseur de tôle, tout en étant liée à une autre pièce, obtenant ainsi un assemblage de plusieurs pièces superposées, par exemple deux ou trois épaisseurs, au moyen d’une ou plusieurs jonction(s) soudée(s) électriquement. Le document de brevet publié US 2018/0354231 A1 divulgue un assemblage de trois tôles ensemble par un rivet ayant une extrémité distale soudée à une des trois tôles, les deux autres tôles restantes sont préalablement soudées entre elles avant l’assemblage par ledit rivet. Cependant, la solution proposée par le document nécessite que toutes les pièces de tôle soient soudables et conductrices afin de permettre un soudage électrique à la fois entre au moins deux desdites tôles, et un soudage de l’extrémité distale du rivet à la troisième desdites tôles. Ainsi, ladite solution ne permet pas d’assembler trois pièces, dont deux desdites pièces ne sont pas soudables ou conductrices, par exemple, obtenues en matériau isolant, ou en composite, ou en tout autre matériaux ne permettant pas leur soudage par jonction électrique. A cet effet, il existe un besoin d'assembler trois matériaux différents, sans nécessairement avoir deux tôles soudables, de manière à obtenir, par exemple, un assemblage multi-matériaux de trois pièces ayant au plus une seule pièce en acier apte à être soudée. La présente invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer une solution simple et efficace permettant un assemblage de trois pièces de matériaux différents par soudage électrique, dont deux desdites pièces sont non soudables et/ou non conductrices. À cet effet, l’invention a pour objet un élément de jonction, destiné à lier de manière irréversible une première pièce et une deuxième pièce à une troisième pièce par soudage par résistance électrique, comprenant : - une tête destinée à prendre appui sur la première pièce ; et - une portion axiale s’étendant depuis la tête (4) et destinée à traverser, respectivement, un premier orifice dans la première pièce et un deuxième orifice dans la deuxième pièce, ladite portion axiale comprenant, à une extrémité distale, une face de liaison destinée à être soudée par résistance électrique à la troisième pièce ; remarquable en ce que la portion axiale présente une section étagée comprenant un premier étage présentant un premier diamètre et destiné à être serti dans le premier orifice de la première pièce, et un deuxième étage présentant un deuxième diamètre inférieur audit premier diamètre et destiné à être serti dans le deuxième orifice de la deuxième pièce. Avantageusement, l’élément de jonction ainsi que la troisième pièce sont obtenus à partir d’un matériau métallique, et sont préférentiellement formés en acier. Préférentiellement, la tête est circulaire de manière continue, et comprend une face supérieure externe qui est lisse et dépourvue d’encoches ou de rainures radiales. Selon un mode de réalisation, le deuxième diamètre correspond à au plus 90% du premier diamètre. Selon un mode de réalisation, le premier étage comprend une première nervure circulaire formant un épaulement circulaire avec la tête. Selon un mode de réalisation, le deuxième étage comprend une deuxième nervure circulaire coaxiale avec la première nervure circulaire. Selon un mode de réalisation, chacune des première et deuxième nervures circulaires est continue sur 360° autour d’un axe principal de la portion axiale. Préférentiellement, l’axe principal s’étend sensiblement perpendiculairement à la tête. Selon un mode de réalisation, chacune des première et deuxième nervures circulaires présente une inclinaison d’au plus 45° par rapport à un axe principal de la portion axiale. Selon un mode de réalisation, l’extrémité distale de la portion axiale présente un troisième diamètre inférieur à chacun des premier et deuxième diamètres. Selon un mode de réalisation, le troisième diamètre correspond à au plus 90% du deuxième diamètre. L’invention concerne également un procédé d’assemblage d’une première pièce et d’une deuxième pièce à une troisième pièce au moyen d’un élément de jonction, comprenant les étapes : - réalisation d’un premier orifice dans la première pièce ; - réalisation d’un deuxième orifice dans la deuxième pièce ; - superposition de la première pièce, de la deuxième pièce et de la troisième pièce ; - insertion d’un élément de jonction au travers des premier et deuxième orifices ; - application d’un courant électrique au travers de l’élément de jonction et de la troisième pièce de manière à réaliser une soudure de l’élément de jonction avec ladite troisième pièce ; remarquable en ce que l’élément de jonction est selon l’invention. Avantageusement, la portion axiale est sertie dans chacun des deux orifices respectifs de la première pièce et de la deuxième pièce, au moyen de la section étagée et de nervures circulaires. L’invention a également trait à un véhicule automobile comprenant un assemblage d’au moins trois pièces au moyen d’un élément de jonction, remarquable en ce que ledit élément de jonction étant selon l’invention. Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce que la section étagée de la portion axiale permet d’assurer un maintien efficace des première et deuxième pièces préalablement au soudage de l’élément de jonction à la troisième pièce. Les nervures circulaires permettent de favoriser davantage le maintien par sertissage de l’élément de jonction dans l’orifice correspondant, afin de sécuriser un assemblage multi-matériaux avec deux pièces non soudables, sans nécessiter un deuxième soudage. L’élément de jonction est spécifiquement conçu pour le soudage électrique, assurant une liaison sans confinement d'air pour préserver la qualité des assemblages multi-matériaux, avec une robustesse conforme aux normes de qualité et aux exigences du soudage électrique. De plus, sa fabrication est simple. FIG. 1 représente une vue en perspective d’un élément de jonction selon l’invention, comprenant une portion axiale présentant une section étagée comprenant des nervures circulaires destinées à être serties dans des orifices correspondants de pièces à assembler. FIG. 2 représente schématiquement une vue en coupe de trois pièces assemblées par soudage par résistance électrique au moyen de l’élément de jonction de la FIG. 1 . Description détaillée La FIG. 1 représente une vue en perspective d’un élément de jonction 2 selon l’invention, qui est destiné à lier de manière irréversible trois pièces 3, 5 et 7 ayant des matériaux différents, par soudage par résistance électrique. L’élément de jonction 2 comprend préférentiellement une forme sensiblement cylindrique et en révolution autour d’un axe principal 2.1, formant ainsi un pion de jonction 2, et sera désigné comme tel dans le reste de la présente description. Le pion 2 comprend une tête 4 destinée à prendre appui sur une première pièce des trois pièces à assembler. Cela sera détaillé suivant la FIG. 2 , dans la présente description. Préférentiellement, le pion 2 comprend une portion axiale 6 s’étendant suivant l’axe principal 2.1 depuis la tête 4, et se terminant à une extrémité distale 8 dudit pion 2, par une face de liaison 10 destinée à être soudée par résistance électrique à une troisième pièce des trois pièces à assembler. La face de liaison 10 peut comprendre un profil généralement plat tel qu’illustré à la FIG. 1 , ou un profil bombé. Ladite face 10 peut alternativement comprendre au moins une rainure agissant comme un évent permettant une évacuation d’éventuels gaz pouvant être produits lors de la soudure électrique avec la troisième pièce. Avantageusement, la portion axiale 6 présente une section étagée comprenant un premier étage 6.1 présentant un premier diamètre D1, et un deuxième étage 6.2 présentant un deuxième diamètre D2 inférieur audit premier diamètre D1. Chacun des premier et deuxième étages 6.1 et 6.2 étant destiné à s’engager, préférentiellement par sertissage, dans un orifice de la pièce correspondante à assembler. Préférentiellement, le deuxième diamètre D2 correspond à au plus 90% du premier diamètre D1. Plus préférentiellement, D1 est supérieur à D2 d’environ 20% (±10%). La différence des diamètres D1 et D2 permet avantageusement de créer un dégagement facilitant davantage l’engagement du pion 2 dans les orifices correspondants des pièces à assembler. De préférence, le premier étage 6.1 comprend une première nervure circulaire 6.1 formant un épaulement circulaire 12 avec la tête 4. Le deuxième étage 6.2 comprend à son tour une deuxième nervure circulaire 6.2 qui est coaxiale avec la première nervure circulaire 6.1, suivant l’axe principal 2.1. On peut voir que les nervures 6.1, 6.2 sont légèrement inclinées latéralement vers l’extérieur par rapport à l’axe principal 2.1. Préférentiellement, chacune des première et deuxième nervures circulaires 6.1, 6.2 présente une inclinaison d’au plus 45° par rapport à l’axe principal 2.1. Avantageusement, une telle inclinaison permet de garantir un maintien serré de la nervure dans l’orifice correspondant, assurant ainsi une fixation (par sertissage) efficace permettant d’assembler les pièces de façon plus sécurisée. L’extrémité distale 8 de la portion axiale 6 présente un troisième diamètre D3 qui est inférieur à chacun des premier et deuxième diamètres D1 et D2. Préférentiellement, le troisième diamètre D3 correspond à au plus 90% du deuxième diamètre D2. Plus préférentiellement, D2 est supérieur à D3 d’environ 20% (±10%). La FIG. 2 représente schématiquement une vue en coupe d’un assemblage 9 de trois pièces 3, 5, 7 assemblées par soudage par résistance électrique au moyen du pion de jonction 2 de la FIG. 1 . L’assemblage 9 peut, par exemple, correspondre à une pièce de carrosserie d’un véhicule automobile 1. Le pion de jonction 2 selon l’invention comprend une face supérieure 4.1 de la tête 4 qui est totalement lisse et dépourvue d’encoches ou de rainures radiales. En effet, le pion 2 permettant le soudage électrique, ne nécessite pas de telles irrégularités au niveau de la tête pour transmettre un mouvement de rotation, pour assurer un soudage par friction par exemple. L’invention propose un procédé d’assemblage de la première pièce 3 et d’une deuxième pièce 5 à la troisième pièce 7, comprenant une première étape de réalisation d’un premier orifice 3.1 dans la première pièce 3, celui-ci étant moins large qu’un diamètre de la tête 4 du pion 2. Ensuite, un deuxième orifice 5.1 est réalisé au niveau de la deuxième pièce 5, et qui est moins large que le premier orifice 3.1. Dans cette configuration, les trois pièces 3, 5 et 7 peuvent être superposées, et le pion 2 peut être inséré dans les orifices 3.1 et 5.1 d’une seule passe, jusqu’à ce que la face de liaison rentre en contact avec la troisième pièce 7. Cela permet avantageusement d’assurer un gain de temps considérable. Ainsi, le soudage électrique peut être réalisé par application d’un courant électrique au travers du pion de jonction 2 et de la troisième pièce 7, de manière à réaliser une soudure permettant de fixer l’ensemble des trois pièces. Avantageusement, l’épaulement circulaire 12 permet de maintenir efficacement la première pièce 3 à la deuxième pièce 5 postérieurement à l’opération de soudage électrique. La tête 4 permet ainsi de maintenir solidement la première pièce 3 avec la troisième pièce 7 en passant par la deuxième pièce 5, l’assemblage 9 est donc rigide, et cela notamment grâce à la section étagée de la portion axiale 6 et des nervures circulaires 6.1 et 6.2 qu’ont permis d’abord de lier rigidement la première pièce 3 et la deuxième pièce 5 ensemble, sans nécessiter un soudage ou de fixation secondaire particulière entre lesdites deux pièces 3 et 5, avant d’être définitivement liées à la troisième pièce 7. De façon avantageuse, la première pièce 3 et la deuxième pièce 5 sont de matériaux non soudables, tandis que la troisième pièce 7 est la seule à être soudable avec le pion de jonction 2. Les nervures circulaires 6.1 et 6.2 permettent avantageusement d’agir comme deux butées d’arrêt (point de contact terminal) à la suite d’une consommation de matière lors du soudage de la face de liaison avec la troisième pièce 7, indiquant la fin du soudage. La jonction 14 visible à la FIG. 2 est avantageusement saine et dépourvue de tout évidement pouvant compromettre sa rigidité, et permettant, en combinaison des sertissages des nervures circulaires 6.1, 6.2 dans les orifices correspondants 3.1, 5.1 d’assurer la robustesse de l'assemblage 9. Alternativement, l’invention peut également permettre d’assurer l’assemblage de plus de trois pièces de matériaux différents, par exemple, avec une section étagée portant une pluralité d’étages, avec notamment autant d’étages (de nervures circulaires) que de pièces à assembler. Elément de jonction (2), destiné à lier de manière irréversible une première pièce (3) et une deuxième pièce (5) à une troisième pièce (7) par soudage par résistance électrique, comprenant : - une tête (4) destinée à prendre appui sur la première pièce (3) ; et - une portion axiale (6) s’étendant depuis la tête (4) et destinée à traverser, respectivement, un premier orifice (3.1) dans la première pièce (3) et un deuxième orifice (5.1) dans la deuxième pièce, ladite portion axiale (6) comprenant, à une extrémité distale (8), une face de liaison (10) destinée à être soudée par résistance électrique à la troisième pièce (7) ; caractérisé en ce que la portion axiale (6) présente une section étagée comprenant un premier étage (6.1) présentant un premier diamètre (D1) et destiné à être serti dans le premier orifice (3.1) de la première pièce (3), et un deuxième étage (6.2) présentant un deuxième diamètre (D2) inférieur audit premier diamètre (D1) et destiné à être serti dans le deuxième orifice (5.1) de la deuxième pièce (5). Elément de jonction (2) selon la revendication 1, dans lequel le deuxième diamètre (D2) correspond à au plus 90% du premier diamètre (D1). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le premier étage (6.1) comprend une première nervure circulaire (6.1) formant un épaulement circulaire (12) avec la tête (4). Elément de jonction (2) selon la revendication 3, dans lequel le deuxième étage (6.2) comprend une deuxième nervure circulaire (6.2) coaxiale avec la première nervure circulaire (6.1). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 3 et 4, dans lequel chacune des première et deuxième nervures circulaires (6.1, 6.2) est continue sur 360° autour d’un axe principal (2.1) de la portion axiale (6). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 3 à 5, dans lequel chacune des première et deuxième nervures circulaires (6.1, 6.2) présente une inclinaison d’au plus 45° par rapport à un axe principal (2.1) de la portion axiale (6). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’extrémité distale (8) de la portion axiale (6) présente un troisième diamètre (D3) inférieur à chacun des premier et deuxième diamètres (D1, D2). Elément de jonction (2) selon la revendication 7, dans lequel le troisième diamètre (D3) correspond à au plus 90% du deuxième diamètre (D2). Procédé d’assemblage d’une première pièce (3) et d’une deuxième pièce (5) à une troisième pièce (7) au moyen d’un élément de jonction (2), comprenant les étapes : - réalisation d’un premier orifice (3.1) dans la première pièce (3) ; - réalisation d’un deuxième orifice (5.1) dans la deuxième pièce (5) ; - superposition de la première pièce (3), de la deuxième pièce (5) et de la troisième pièce (7) ; - insertion d’un élément de jonction (2) au travers des premier et deuxième orifices (3.1, 5.1) ; - application d’un courant électrique au travers de l’élément de jonction (2) et de la troisième pièce (7) de manière à réaliser une soudure de l’élément de jonction (2) avec ladite troisième pièce (7) ; caractérisé en ce que l’élément de jonction (2) est selon l’une des revendications 1 à 8. Véhicule automobile (1) comprenant un assemblage (9) d’au moins trois pièces (3, 5, 7) au moyen d’un élément de jonction (2), caractérisé en ce que ledit élément de jonction (2) étant selon l’une des revendications 1 à 9.