EP2212183A1 - Procede de fixation d'un pavillon de toit sur la caisse d'un vehicule automobile et vehicule associe - Google Patents

Procede de fixation d'un pavillon de toit sur la caisse d'un vehicule automobile et vehicule associe

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EP2212183A1
EP2212183A1 EP08853162A EP08853162A EP2212183A1 EP 2212183 A1 EP2212183 A1 EP 2212183A1 EP 08853162 A EP08853162 A EP 08853162A EP 08853162 A EP08853162 A EP 08853162A EP 2212183 A1 EP2212183 A1 EP 2212183A1
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EP
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channel
free edge
flag
opening
box
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Withdrawn
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EP08853162A
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German (de)
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Inventor
Henri Pinon
Christophe Verschave
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Renault SA
Original Assignee
Renault SA
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Publication date
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    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Definitions

  • the present invention relates to a method of fixing a roof flag on the body of a motor vehicle.
  • the roof pavilion of many of today's motor vehicles is attached to the side of the body by laser welding.
  • the vehicle body has an upper portion which has an opening adapted to be closed by a roof flag.
  • the edge of the aforementioned opening, also called “body side”, and the edge of the roof are shaped so as to form a channel, when they are brought into contact against each other.
  • a bead of solder is formed in the bottom of this channel.
  • a metal wire is unwound on the fastening zone, this wire is melted using a laser to make the solder which then forms a continuous bead. This technique ensures a continuous connection between the roof and the body with a concentrated and homogeneous heat supply that does not generate deformations.
  • An object of the present invention is to provide a method of fixing a roof horn on the body of a vehicle which is an alternative to the aforementioned laser brazing process.
  • This object is achieved by means of a method of fixing a roof of a motor vehicle on the body of a motor vehicle, said flag having an upper surface and each side a free edge, said box having a portion upper which has an opening that can be closed by said flag, said opening being delimited by a selvedge, said edge and said free edge being shaped so that when they are put against each other, they form a channel at the level of their contact zone, according to said method, - On each side, said free edge of said flag is attached to said edge of said opening of said box so as to form said channel.
  • particles containing at least one metal, in said channel are projected at a very high speed, greater than a critical speed, so as to fill said channel and to obtain a connecting zone which connects said edge and said free edge, whereby said flag is secured to said body.
  • said connecting zone is heated at least locally so as to obtain the melting of said metal, which strengthens the bond.
  • said heating can be performed by induction, so as to avoid deformation.
  • the critical speed is advantageously between 150m / s and 700m / s.
  • the particles are advantageously projected at a supersonic speed.
  • the metal may be selected from copper, aluminum, zinc, tin and mixtures of two or more of these metals.
  • the bond thus has the same physicochemical properties as a traditional solder.
  • said channel having a width which represents the distance separating said flag from said box, measured in a direction substantially perpendicular to said free edge, and a length which corresponds to the length of said free edge of said flag, projects said particles containing at least one metal by scanning along said width of said channel and along said length of said channel so as to form said connecting zone.
  • said channel having a bottom
  • said particles are projected in a direction substantially perpendicular to said bottom of said channel. In this way, the particles do not bounce and form a homogeneous and compact bonding zone, ensuring good fixation.
  • the shape of the bottom of the channel is not limited according to the invention as the shape of the channel itself.
  • the bottom may be a flat surface or the like.
  • the bottom of said channel is formed by a line of contact between said free edge of said flag and said selvedge.
  • the present invention also relates to a motor vehicle comprising a body and a roof roof, said roof having an upper surface and on each side a free edge, said body having an upper part which has an opening closed by said roof, said opening being delimited by a selvedge, said selvedge and said free edge being shaped to form a channel, at their contact zone.
  • said flag and said box are secured at a connection zone which is formed by projection, at a very high speed, greater than a critical speed, of particles containing at least one metal, in said channel, so as to fill said channel.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a particular embodiment of the invention.
  • FIG. 2 represents a perspective view of the embodiment of FIG. 1.
  • the roof 1 of a motor vehicle has an upper surface 11 oriented towards the outside of the vehicle, substantially plane, a lower surface 12, opposite to the upper surface, and on each side, a free edge 14 which extends along the length of the flag.
  • This free edge 14 is disposed at a longitudinal band 16 which is slightly curved towards the lower face 12 of the flag 1.
  • the body 2 of the vehicle has an upper portion 22 which forms an opening adapted to be closed by the flag 1.
  • This opening has a selvedge 24 which is disposed at a substantially curved strip 26 towards the inside of the box 2.
  • the free edge 14 and the edge 24 form a channel 13.
  • This channel 13 extends along the free edge 14 and has a V-shaped cross section, which is formed by the two curved strips 26 and 16 above.
  • the bottom 31 of the channel is formed by a line which represents the contact zone between the free edge 14 of the roof 1 and the edge 24 of the body 2.
  • This channel 13 has a maximum width 1, measured substantially at level of the upper surface 11 of the flag 1, and a length L which corresponds to the length of the free edge 14.
  • the invention is nevertheless not limited to this type of channel.
  • a connection or fastening zone 5 is formed, which corresponds to the interior of the trough 13 and has a substantially flat free surface 51, which is disposed substantially at the same level as the upper surface 11 of the horn 1.
  • the nozzle 4 is maintained so that the jet of particles 41 that it produces is substantially perpendicular to the line 31 which forms the bottom of the channel 13. In this way, the ejected particles are deposited correctly in the channel 13, filling it perfectly .
  • the depth of the channel 13 is at most 5mm.
  • a sweeping is carried out along the width 1 of the channel 13 while remaining substantially perpendicular to the bottom 31. This sweeping is carried out along the entire length L of the channel 13.
  • the width 1 of the channel 13 is of the order of 3mm to 4mm while its length L is of the order of 2000mm.
  • the flag 1 has a curve that follows the curvature of the body 2, at the front area (front windshield) and rear of the body 2.
  • the nozzle 4 follows a path that s' inclines parallel to the aforementioned curve, so that the nozzle distance 41-channel bottom 31, is constant and that the angle ⁇ formed by the bisector of the jet 41 and the bottom 31 is of the order of 90 ° ⁇ 5 °. If the aforementioned angle ⁇ goes too far from the value of 90 °, the projected particles do not form a deposit correct and tend to bounce or ricochet on the side walls and on the bottom 31 of the channel 13.
  • a powder of fine particles (diameter between 5 .mu.m and 50 .mu.m) of zinc and tin is sprayed.
  • This powder is injected into a nitrogen gas jet, for example, supersonic (nitrogen pressure: 25 bar, nitrogen flow rate 30 m / h), preheated to 300 ° C. maximum.
  • the aforementioned nitrogen jet imparts sufficient kinetic energy to the powder to allow adhesion of the powder to the surface of the attachment zone.
  • a coherent deposit is obtained which adheres to the surface on which it is deposited by mechanical and chemical bonds, of the metallurgical type.
  • the free surface 51 of the connecting zone 5 can then be covered with a sealant-type coating to avoid any problem of corrosion or appearance if necessary.
  • the method of the invention can be easily implemented by a robot or can be carried out manually, for example for retouching of bead break, carried out, for example, by laser brazing or deposition (or zone fixation) made according to the method of the invention.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fixation d'un pavillon de toit (1) de véhicule automobile sur la caisse (2) d'un véhicule automobile, ledit pavillon (1) comportant de chaque côté un bord libre (14), ladite caisse (2) présentant une ouverture pouvant être obturée par ledit pavillon (1), ladite ouverture étant délimitée par une lisière (24), ladite lisière (24) et ledit bord libre (14) étant conformés pour former une rigole (13), au niveau de leur zone de contact. Selon l'invention, on projette à une très grande vitesse, par exemple, supersonique, supérieure à une vitesse critique, des particules contenant au moins un métal, dans ladite rigole (13), de manière à combler ladite rigole (13) et à obtenir une zone de liaison (5) qui relie ladite lisière (24) et ledit bord libre (14).

Description

Procédé de fixation d'un pavillon de toit sur la caisse d'un véhicule automobile et véhicule associé
La présente invention concerne un procédé de fixation d'un pavillon de toit sur la caisse d'un véhicule automobile.
Le pavillon de toit de bon nombre de véhicules automobiles actuels est fixé sur le côté de la caisse par soudo-brasage laser. La caisse du véhicule présente une partie supérieure qui comporte une ouverture adaptée pour être fermée par un pavillon de toit. La lisière de l'ouverture précitée, encore appelée « côté de caisse », et le bord du pavillon sont conformés de manière à former une rigole, lorsqu'ils sont mis en contact l'un contre l'autre. Pour fixer le pavillon sur la caisse, on forme un cordon de brasure dans le fond de cette rigole. Pour ce faire, on déroule un fil de métal sur la zone de fixation, on fond ce fil, à l'aide d'un laser, pour réaliser la brasure qui forme alors un cordon continu. Cette technique assure une liaison continue entre le pavillon et la caisse avec un apport calorifique concentré et homogène qui ne génère pas de déformations.
Ce procédé implique néanmoins un investissement important incompatible avec la fabrication de véhicules en petite cadence. De plus, il n'existe aucune solution de retouche pour une interruption de cordon de soudage supérieure à 80mm. Un but de la présente invention est de proposer un procédé de fixation d'un pavillon de toit sur la caisse d'un véhicule qui représente une alternative au procédé de soudo-brasage au laser précité.
Ce but est atteint au moyen de d'un procédé de fixation d'un pavillon de toit de véhicule automobile sur la caisse d'un véhicule automobile, ledit pavillon comportant une surface supérieure et de chaque côté un bord libre, ladite caisse présentant une partie supérieure qui présente une ouverture pouvant être obturée par ledit pavillon, ladite ouverture étant délimitée par une lisière, ladite lisière et ledit bord libre étant conformés pour que lorsqu'ils sont mis l'un contre l'autre, ils forment une rigole au niveau de leur zone de contact, selon ledit procédé, - on accole, de chaque côté, ledit bord libre dudit pavillon contre ladite lisière de ladite ouverture de ladite caisse de manière à former ladite rigole.
Selon l'invention, de manière caractéristique, on projette à une très grande vitesse, supérieure à une vitesse critique, des particules contenant au moins un métal, dans ladite rigole, de manière à combler ladite rigole et à obtenir une zone de liaison qui relie ladite lisière et ledit bord libre, moyennant quoi on solidarise ledit pavillon à ladite caisse.
Selon une variante, on chauffe au moins localement ladite zone de liaison de manière à obtenir la fusion dudit métal, ce qui permet de renforcer la liaison. Dans ce cas, ledit chauffage peut être réalisé par induction, de manière à éviter les déformations.
La vitesse critique est avantageusement comprise entre 150m/s et 700m/s.
Les particules sont avantageusement projetées à une vitesse supersonique.
Le métal peut être choisi parmi le cuivre, l'aluminium, le zinc, l'étain et les mélanges d'au moins deux de ces métaux. La liaison a ainsi les mêmes propriétés physicochimiques qu'une brasure traditionnelle.
Selon un mode de mise en œuvre particulier, ladite rigole présentant une largeur qui représente la distance séparant ledit pavillon de ladite caisse, mesurée selon une direction sensiblement perpendiculaire audit bord libre, et une longueur qui correspond à la longueur dudit bord libre dudit pavillon, on projette lesdites particules contenant au moins un métal en réalisant un balayage selon ladite largeur de ladite rigole et sur toute ladite longueur de ladite rigole, de manière à former ladite zone de liaison. On obtient ainsi une zone de liaison homogène et continue.
Selon un mode de mise en œuvre, ladite rigole présentant un fond, on réalise la projection desdites particules selon une direction sensiblement perpendiculaire audit fond de ladite rigole. De cette manière, les particules ne rebondissent pas et forment une zone de liaison homogène et compacte, assurant une bonne fixation.
La forme du fond de la rigole n'est pas limitée selon l'invention tout comme la forme de la rigole elle-même. Le fond peut être une surface plane ou autre. Selon un mode de mise en œuvre particulier du procédé de l'invention, le fond de ladite rigole est formé par une ligne de contact entre ledit bord libre dudit pavillon et ladite lisière.
La présente invention concerne également un véhicule automobile comprenant une caisse et un pavillon de toit, ledit pavillon comportant une surface supérieure et de chaque côté un bord libre, ladite caisse présentant une partie supérieure qui présente une ouverture obturée par ledit pavillon, ladite ouverture étant délimitée par une lisière, ladite lisière et ledit bord libre étant conformés pour former une rigole, au niveau de leur zone de contact. Selon l'invention, ledit pavillon et ladite caisse sont solidarisés au niveau d'une zone de liaison qui est formée par projection, à une très grande vitesse, supérieure à une vitesse critique, de particules contenant au moins un métal, dans ladite rigole, de manière à combler ladite rigole.
La présente invention, ses caractéristiques et les avantages qu'elle procure apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de mise en œuvre particulier du procédé de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, et qui fait référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un mode de mise en œuvre particulier de l'invention ; et
- la figure 2 représente une vue en perspective du mode de mise en œuvre de la figure 1. En référence à la figure 1, le pavillon 1 d'un véhicule automobile présente une surface supérieure 11, orientée vers l'extérieur du véhicule, sensiblement plane, une surface inférieure 12, opposée à la surface supérieure, et de chaque côté, un bord libre 14 qui s'étend selon longueur du pavillon. Ce bord libre 14 est disposé au niveau d'une bande longitudinale 16 qui est légèrement incurvée vers la face inférieure 12 du pavillon 1. La caisse 2 du véhicule comporte une partie supérieure 22 qui forme une ouverture adaptée pour être fermée par le pavillon 1. Cette ouverture présente une lisière 24 qui est disposée au niveau d'une bande 26 sensiblement incurvée vers l'intérieur de la caisse 2. Lorsqu'on le pavillon 1 est fixé sur la caisse 2, chacun des deux bord libres 14 du pavillon est fixé au niveau de la lisière 24 de la caisse 2. Comme représenté sur la figure 1, lorsqu'on l'on accole un des bords libres 14 avec la lisière 24, selon la dimension longitudinale du pavillon, le bord libre 14 et la lisière 24 forment une rigole 13. Cette rigole 13 s'étend le long du bord libre 14 et présente une section transversale en forme de V, qui est formée par les deux bandes incurvées 26 et 16 précitées. Dans ce cas, le fond 31 de la rigole est formé par une ligne qui représente la zone de contact entre le bord libre 14 du pavillon 1 et la lisière 24 de la caisse 2. Cette rigole 13 présente une largeur maximale 1, mesurée sensiblement au niveau de la surface supérieure 11 du pavillon 1 , et une longueur L qui correspond à la longueur du bord libre 14. L'invention n'est néanmoins pas limitée à ce type de rigole. Pour fixer le pavillon 1 à la caisse 2, on pulvérise, à l'aide d'une buse 4 spécifique, des particules métalliques, projetées à une vitesse, par exemple sonique ou supersonique, dans la rigole 13 de manière à la combler. On forme alors une zone de liaison ou de fixation 5, qui correspond à l'intérieur de la rigole 13 et qui présente une surface libre 51 , sensiblement plane est disposée sensiblement au même niveau que la surface supérieure 11 du pavillon 1. La buse 4 est maintenue de manière à ce que le jet de particules 41 qu'elle produit soit sensiblement perpendiculaire à la ligne 31 qui forme le fond de la rigole 13. De cette manière, les particules éjectées se déposent correctement dans la rigole 13, la comblant parfaitement. La profondeur de la rigole 13 est au maximum de 5mm. On réalise un balayage selon la largeur 1 de la rigole 13 tout en restant sensiblement perpendiculaire au fond 31. Ce balayage est effectué sur toute la longueur L de la rigole 13.
La largeur 1 de la rigole 13 est de l'ordre de 3mm à 4mm tandis que sa longueur L est de l'ordre de 2000mm.
Comme représenté sur la figure 2, le pavillon 1 présente un galbe qui suit la courbure de la caisse 2, au niveau de la zone avant (pare-brise avant) et arrière de la caisse 2. La buse 4 suit une trajectoire qui s'incline parallèlement au galbe précité, afin que la distance buse 41 -fond de rigole 31, soit constante et que l'angle α formé par la bissectrice d du jet 41 et le fond 31 soit de l'ordre de 90° ± 5°. Si l'angle α précité s'éloigne trop de la valeur de 90°, les particules projetées ne forment pas un dépôt correct et ont tendance à rebondir ou ricocher sur les parois latérales et sur le fond 31 de la rigole 13.
Dans l'exemple de mise en œuvre ici représenté, on projette une poudre de particules fines (diamètre compris entre 5μm et 50μm) de zinc et d'étain. Cette poudre est injectée dans un jet d'azote gazeux, par exemple, supersonique (pression d'azote : 25 bars, débit d'azote 30m /h), préchauffé à 3000C maximum. Le jet d'azote précité communique à la poudre une énergie cinétique suffisante pour permettre l'adhésion de la poudre sur la surface de la zone de fixation. On obtient un dépôt cohérent qui adhère à la surface sur laquelle il est déposé par des liaisons mécaniques et chimiques, du type métallurgique.
La surface libre 51 de la zone de liaison 5 peut être ensuite recouverte d'un enduit, du type mastic afin d'éviter tout problème de corrosion ou d'aspect si nécessaire. Selon une variante de réalisation, on peut chauffer localement, de préférence par induction, la zone de fixation 5 de manière à améliorer la tenue mécanique de la fixation. On peut ajouter une notion d'adaptabilité du volume de matière déposée en fonction de l'évolution de la section de la rigole en modifiant la vitesse de dépôt et, par exemple, en modifiant la paramétrie sur la vitesse robot, lorsque le procédé est mis en œuvre par un robot.
Dans une autre variante de réalisation, il est possible, dans une première étape, de combler le creux en fond de rigole par un mouvement de balayage perpendiculaire à la liaison et, seulement dans une deuxième étape, de réaliser la dépose d'un cordon continu et régulier avec la buse à 90°.
Le procédé de l'invention peut être facilement mis en œuvre par un robot ou être réalisé manuellement, par exemple pour des retouches de rupture de cordon de liaison, réalisé, par exemple, par soudo-brasage au laser, ou de dépôt (ou zone de fixation) réalisé selon le procédé de l'invention.

Claims

Revendications
1. Procédé de fixation d'un pavillon de toit (1) de véhicule automobile sur la caisse (2) d'un véhicule automobile, ledit pavillon (1) comportant une surface supérieure (11) et de chaque côté un bord libre (14), ladite caisse (2) présentant une partie supérieure qui présente une ouverture pouvant être obturée par ledit pavillon (1), ladite ouverture étant délimitée par une lisière (24), ladite lisière (24) et ledit bord libre (14) étant conformés pour que lorsqu'ils sont mis l'un contre l'autre, ils forment une rigole (13) au niveau de leur zone de contact ; selon ledit procédé,
- on accole, de chaque côté, ledit bord libre (14) dudit pavillon (1) contre ladite lisière (24) de ladite ouverture de ladite caisse (2) de manière à former ladite rigole (13), caractérisé en ce que :
- on projette à une très grande vitesse, supérieure à une vitesse critique, des particules contenant au moins un métal, dans ladite rigole (13), de manière à combler ladite rigole (13) et à obtenir une zone de liaison (5) qui relie ladite lisière (24) et ledit bord libre (14), moyennant quoi on solidarise ledit pavillon (1) à ladite caisse (2).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe au moins localement ladite zone de liaison (5) de manière à obtenir la fusion dudit métal.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce ledit chauffage est réalisé par induction.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite vitesse critique est comprise entre 150m/s et 700m/s.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites particules sont projetées à une vitesse supersonique.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit métal est choisi parmi le cuivre, l'aluminium, le zinc, l'étain et les mélanges d'au moins deux de ces métaux.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite rigole (13) présentant une largeur (1) qui représente la distance séparant ledit pavillon (1) de ladite caisse (2), mesurée selon une direction sensiblement perpendiculaire audit bord libre (14), et une longueur (L) qui correspond à la longueur dudit bord libre (14) dudit pavillon (1), on projette lesdites particules contenant au moins un métal en réalisant un balayage selon ladite largeur (1) de ladite rigole (13) et sur toute ladite longueur (L) de ladite rigole (13), de manière à former ladite zone de liaison (5).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite rigole (13) présentant un fond (31), on réalise la projection desdites particules selon une direction sensiblement perpendiculaire audit fond (31) de ladite rigole (13).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit fond (31) de ladite rigole (13) est formé par une ligne de contact entre ledit bord libre (14) dudit pavillon (1) et ladite lisière (24).
10. Véhicule automobile comprenant une caisse (2) et un pavillon de toit (1), ledit pavillon (1) comportant une surface supérieure (11) et de chaque côté un bord libre (14), ladite caisse (2) présentant une partie supérieure qui présente une ouverture obturée par ledit pavillon (1), ladite ouverture étant délimitée par une lisière (24), ladite lisière (24) et ledit bord libre (14) étant conformés pour former une rigole (13) au niveau de leur zone de contact, caractérisé en ce que ledit pavillon (1) et ladite caisse (2) sont solidarisés au niveau d'une zone de liaison (5) qui est formée par projection, à une très grande vitesse, supérieure à une vitesse critique, de particules contenant au moins un métal, dans ladite rigole (13), de manière à combler ladite rigole (13).
EP08853162A 2007-11-30 2008-11-14 Procede de fixation d'un pavillon de toit sur la caisse d'un vehicule automobile et vehicule associe Withdrawn EP2212183A1 (fr)

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