FR2905292A3 - Assembling first metallic part with second metallic part of an automobile vehicle, comprises applying a magnetic field on an exterior side of the first part for contacting the parts with high speed so that they are permanently assembled - Google Patents
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Abstract
Description
1 L'invention concerne un procédé d'assemblage de pièces. L'inventionThe invention relates to a method for assembling parts. The invention
concerne plus précisément un procédé d'assemblage de d'une première pièce sur une seconde pièce, cette dernière étant une pièce à profilé fermé. more specifically relates to a method of assembling a first part on a second part, the latter being a closed section piece.
L'invention concerne également un dispositif selon le procédé de l'invention. L'invention s'applique en particulier au domaine automobile, et à l'assemblage de pièces lors du montage de véhicule, l'une de ces pièces au moins étant une pièce à profilé fermé (corps creux). The invention also relates to a device according to the method of the invention. The invention applies in particular to the automotive field, and the assembly of parts during vehicle assembly, at least one of these parts being a closed section member (hollow body).
On connaît des procédés d'assemblage entre des pièces embouties, qui sont le plus souvent basés sur une opération de soudage dans laquelle les pièces à assembler sont mises entre deux pinces. Un tel procédé est illustré sur la figure 1, dans l'exemple de l'assemblage d'une traverse emboutie 1 sur un élément de carrosserie 2. Les pinces 30, 31 viennent souder l'une à l'autre la traverse 1 et une pièce 3 (généralement un gousset), emboutie également, solidaire de l'élément de carrosserie 2, au niveau d'une zone 4 rigide et pleine de celles-ci. Cependant, dans le cas où la traverse n'est plus emboutie 1 mais est un profilé fermé 10, comme illustré sur la figure 2, le procédé de soudage illustré sur la figure 1 ne peut être envisagé que si une étape préalable de détourage de la traverse à profilé fermé a été effectuée, étape consistant à enlever la zone 100 pour permettre l'accès des pinces à la zone de soudage, entre la traverse 1 et la pièce 3. Methods of assembly are known between stamped parts, which are most often based on a welding operation in which the parts to be assembled are placed between two clamps. Such a method is illustrated in Figure 1, in the example of the assembly of a stamped cross member 1 on a body member 2. The clamps 30, 31 are welded to each other the cross member 1 and a piece 3 (usually a gusset), also stamped, integral with the bodywork element 2, at a rigid zone 4 and full of them. However, in the case where the crosspiece is no longer stamped 1 but is a closed section 10, as shown in Figure 2, the welding process illustrated in Figure 1 can be considered only if a preliminary step of trimming the cross section closed was carried out, step of removing the area 100 to allow access of the clamps to the welding zone, between the cross 1 and the part 3.
Cette opération de détourage augmente le temps d'assemblage des pièces et s'avère donc coûteuse. De plus, ce procédé affaiblit sensiblement la liaison entre les pièces assemblées. En effet, les parois de la traverse à profilé fermé 10 sont relativement minces et un soudage (procédé à chaud) peut modifier ses caractéristiques mécaniques, comme celles de la pièce 3. Pour ces raisons, on cherche donc à proposer d'autres procédés d'assemblage de telles pièces. This clipping operation increases the assembly time of parts and is therefore expensive. In addition, this process substantially weakens the connection between the assembled parts. Indeed, the walls of the closed profile cross member 10 are relatively thin and welding (hot process) can modify its mechanical characteristics, such as those of part 3. For these reasons, it is therefore sought to propose other methods of assembly of such parts.
2905292 2 Un objectif de l'invention est donc d'améliorer les procédés existants visant à l'assemblage d'une première pièce avec une seconde pièce, cette dernière étant à profilé fermé. Un autre objectif de l'invention est de proposer un dispositif pour 5 mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Pour atteindre ces objectifs, il est prévu dans le cadre de la présente invention un procédé d'assemblage d'une première pièce métallique à une seconde pièce métallique, caractérisé en ce que, la seconde pièce métallique étant une pièce à profilé fermé, on applique un 10 champ magnétique pour mettre en contact les pièces à grande vitesse de sorte qu'elles sont assemblées de façon permanente. Le procédé selon l'invention pourra en outre présenter au moins l'une des caractéristiques suivantes : - la première pièce est une pièce ouverte de section en U, 15 enserrant la seconde pièce après assemblage ; - la seconde pièce étant à l'intérieur de la première pièce, on applique le champ magnétique depuis les côtés extérieurs de la première pièce ; - on prévoit un jeu d'assemblage entre les côtés de la première 20 pièce et la seconde pièce ; - on fixe la première pièce et la seconde pièce au niveau de leurs fonds respectifs, de préférence par collage ; -la seconde pièce est l'une parmi une traverse, un brancard, ou un montant de baie.An object of the invention is therefore to improve existing methods for assembling a first part with a second part, the latter being closed section. Another object of the invention is to propose a device for implementing the method according to the invention. In order to achieve these objectives, a method of assembling a first metal part to a second metal part is provided in the context of the present invention, characterized in that the second metal part being a closed section piece, is applied a magnetic field for contacting the parts at high speed so that they are permanently assembled. The method according to the invention may also have at least one of the following features: the first part is an open U-section part, enclosing the second part after assembly; the second part being inside the first part, the magnetic field is applied from the outer sides of the first part; an assembly set is provided between the sides of the first piece and the second piece; the first piece and the second piece are fixed at their respective bottoms, preferably by gluing; the second piece is one of a crossbar, a stretcher, or a bay jamb.
25 Pour atteindre ces objectifs, il est également prévu dans le cadre de la présente invention un dispositif d'assemblage d'une première pièce métallique à une seconde pièce métallique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour générer un champ magnétique assurant la mise en contact à grande vitesse des pièces de sorte qu'elles sont 30 assemblées de façon permanente, la seconde pièce étant une pièce à profilé fermé.To achieve these objectives, it is also provided in the context of the present invention a device for assembling a first metal part to a second metal part, characterized in that it comprises means for generating a magnetic field ensuring the bringing the parts into high speed contact so that they are permanently assembled, the second part being a closed profile piece.
2905292 3 Le dispositif selon l'invention pourra en outre présenter au moins l'une des caractéristiques suivantes : - la première pièce est une pièce ouverte de section en U, enserrant la seconde pièce après assemblage ; 5 - les moyens pour générer un champ magnétique sont agencés en regard des côtés extérieurs de la première pièce, la seconde pièce étant à l'intérieur de la première pièce ; - la seconde pièce comprend des rainures pour augmenter sa rigidité et améliorer le maintien du sertissage des pièces entre 10 elles, après assemblage. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : 15 - la figure 1 représente une vue schématique d'une étape d'opération d'assemblage selon l'art antérieur d'une traverse emboutie avec un élément de carrosserie ; - la figure 2 représente une vue schématique d'une étape d'opération d'assemblage selon l'art antérieur d'une traverse à 20 profilé fermé avec un élément de carrosserie ; - la figure 3 représente une vue schématique, en vue de côté, et à titre d'exemple non limitatif, d'une étape d'opération d'assemblage selon l'invention d'une traverse à profilé fermé sur un élément de carrosserie ; 25 - les figures 4a et 4b montrent des vues schématiques de côté et en perspective respectivement, après l'étape d'assemblage selon l'invention illustré à la figure 3, de la traverse à profilé fermé sur l'élément de carrosserie. La figure 3 représente, en vue de côté, et à titre d'exemple non 30 limitatif, une étape d'opération d'assemblage selon l'invention d'une traverse à profilé fermé 10 sur un élément de carrosserie (non représenté), par l'intermédiaire d'un gousset 3.The device according to the invention may furthermore have at least one of the following characteristics: the first part is an open U-section part enclosing the second part after assembly; The means for generating a magnetic field are arranged facing the outer sides of the first part, the second part being inside the first part; the second part comprises grooves to increase its rigidity and to improve the maintenance of the crimping of the parts between them, after assembly. Other features, objects and advantages of the present invention will appear on reading the detailed description which follows, and with reference to the appended drawings, given by way of non-limiting examples and in which: FIG. schematic view of an assembly operation step according to the prior art of a cross-member stamped with a bodywork element; FIG. 2 is a schematic view of an assembly operation step according to the prior art of a closed profile cross member with a bodywork element; - Figure 3 shows a schematic view, in side view, and by way of non-limiting example, an assembly operation step according to the invention of a closed profile cross member on a body member; FIGS. 4a and 4b show diagrammatic side and perspective views respectively, after the assembly step according to the invention illustrated in FIG. 3, of the closed profile cross member on the bodywork element. FIG. 3 shows, in side view, and by way of nonlimiting example, an assembly operation step according to the invention of a closed profile cross member 10 on a bodywork element (not represented), via a gusset 3.
2905292 4 Plus généralement, cette figure 3 représente l'assemblage d'une première pièce métallique 3 (le gousset) sur une seconde pièce métallique 10 (la traverse) à profilé fermé, la première pièce 3 étant solidaire de l'élément de carrosserie.More generally, this Figure 3 shows the assembly of a first metal part 3 (the gusset) on a second metal part 10 (the cross member) to closed profile, the first part 3 being integral with the bodywork element.
5 La première pièce 3 est une pièce ouverte dont la section est en forme de U, la seconde pièce 10 étant disposée à l'intérieur de la première pièce. Il est prévu un jeu d'assemblage d entre les côtés 32, 33 de la première pièce 3 et la seconde pièce 10, avant l'opération d'assemblage 10 des pièces 3, 10. Le principe de l'assemblage selon l'invention consiste à déformer la première pièce 3, qui est de préférence une pièce emboutie, sous l'effet d'une force magnétique générée par une décharge de courant dans des bobines plates 50, 51, laquelle décharge engendre un courant de 15 Foucault dans la première pièce 3. Les bobines plates 50, 51 génèrent ainsi une force magnétique représentée par les flèches 60, 61 et provoquant un rapprochement de la première pièce 3 vers la seconde pièce 10 pour les mettre en contact à grande vitesse de sorte qu'elles sont assemblées de façon 20 permanente. Cette force magnétique 60, 61 est appliquée sur un côté extérieur 32, 33 respectivement de la première pièce 3. Les bobines plates 50, 51 sont donc disposées en regard d'un des côtés extérieurs 32, 33 de la première pièce 3 pour pouvoir appliquer efficacement la force 25 magnétique en direction de l'intérieur de la première pièce 3. Par ailleurs, les bobines plates 50, 51 sont agencées de sorte qu'aucune force magnétique ne s'applique à la seconde pièce 10. La tenue mécanique est ainsi assurée par la forme des pièces 3, 10 qui présentent une surface en vis-à-vis importante et par la vitesse 30 d'impact des côtés 32, 33 de la première pièce 3 sur la seconde pièce 10 (seul minimum). Cette vitesse doit cependant être parfaitement maîtrisée pour que la pièce à profilé fermé 10 ne subisse pas de contraintes mécaniques 2905292 5 trop importantes, aptes à la déformer (seuil maximum), ce qui revient à dire que la force appliquée à la première pièce 3 doit être parfaitement contrôlée pour cette application. Pratiquement, la vitesse d'impact employée sera de quelques 5 centaines de mètres par seconde, typiquement entre 100 et 500 m/s et plus précisément de l'ordre de 300 m/s. La durée de l'impulsion magnétique est quant à elle généralement comprise entre 80 et 100 s. Pour éviter toute déformation, la forme même du profilé de la seconde pièce 10 est également importante.The first piece 3 is an open piece whose section is U-shaped, the second piece 10 being disposed inside the first piece. It is provided a set of assembly d between the sides 32, 33 of the first part 3 and the second part 10, before the assembly operation 10 parts 3, 10. The principle of assembly according to the invention consists in deforming the first part 3, which is preferably a stamped part, under the effect of a magnetic force generated by a current discharge in flat coils 50, 51, which discharge generates a current of Foucault in the first 3. The flat coils 50, 51 and generate a magnetic force represented by the arrows 60, 61 and causing a rapprochement of the first part 3 to the second part 10 to bring them into contact at high speed so that they are assembled permanently. This magnetic force 60, 61 is applied on an outer side 32, 33 respectively of the first piece 3. The flat coils 50, 51 are therefore arranged facing one of the outer sides 32, 33 of the first piece 3 to be able to apply In addition, the flat coils 50, 51 are arranged in such a way that no magnetic force is applied to the second part 10. The mechanical strength is thus provided by the shape of the parts 3, 10 which have a large surface vis-à-vis and the impact velocity of the sides 32, 33 of the first part 3 on the second part 10 (only minimum). This speed must, however, be perfectly controlled so that the closed profile piece 10 does not undergo excessive mechanical stresses, capable of deforming it (maximum threshold), which amounts to saying that the force applied to the first part 3 must be perfectly controlled for this application. Practically, the impact velocity employed will be a few hundred meters per second, typically between 100 and 500 m / s and more precisely of the order of 300 m / s. The duration of the magnetic pulse is generally between 80 and 100 s. To avoid any deformation, the shape of the profile of the second piece 10 is also important.
10 Dans cette optique, on note que la présence de rainures 12 sur la seconde pièce 10 permet de rigidifier la structure, avant l'assemblage des pièces 3 et 10 entre elles, et d'améliorer le sertissage (tenue mécanique) entre elles, après l'assemblage. A l'issue de cette étape, on se trouve donc dans la situation 15 illustrée sur les figures 4a et 4b. Sur ces figures, on observe sous deux angles de vue différents que la première pièce 3 est assemblée à la seconde pièce 10, de façon permanente. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation présenté ci-dessus.In this regard, it is noted that the presence of grooves 12 on the second part 10 makes it possible to stiffen the structure, before the parts 3 and 10 are assembled together, and to improve the crimping (mechanical strength) between them, after assembly. At the end of this step, we are therefore in the situation 15 illustrated in Figures 4a and 4b. In these figures, it is observed from two different angles of view that the first part 3 is assembled to the second part 10, permanently. The invention is not limited to the embodiment presented above.
20 En particulier, on pourra prévoir de fixer la première pièce 3 et la seconde pièce 10 l'une à l'autre aux niveaux de leurs fonds respectifs 31, 11 ; de préférence par collage. En particulier également, l'invention peut s'appliquer à chaque fois qu'on cherche à assembler une première pièce préalablement emboutie 25 et une seconde pièce à profilé fermé (corps creux profilé ou hydroformé), la seconde pièce pouvant ainsi être un brancard ou un montant de baie. Le procédé selon l'invention, qui est un procédé à froid, n'implique donc pas de déformations mécaniques liées à un apport de chaleur trop 30 important (comme cela peut être le cas de la soudure à pinces). Il n'implique pas non plus une étape préalable de détourage de la seconde pièce 10.In particular, it will be possible to fix the first piece 3 and the second piece 10 to one another at their respective bottoms 31, 11; preferably by gluing. In particular also, the invention can be applied each time it is sought to assemble a first piece previously stamped 25 and a second piece closed profile (profiled hollow body or hydroformed), the second piece can thus be a stretcher or a bay amount. The process according to the invention, which is a cold process, therefore does not involve mechanical deformations related to excessively high heat input (as may be the case with clamp welding). It does not imply either a prior step of trimming the second piece 10.
2905292 6 On connaît certes des procédés de soudage à froid basés sur un phénomène d'impulsion magnétique. Toutefois, dans ce type de procédés, l'impulsion magnétique provoque un mouvement de rapprochement entre les pièces à assembler qui s'effectue à très grande 5 vitesse (de l'ordre de 500 m/s à 1000m/s). Compte tenu des vitesses d'impact et donc des énergies d'impact, ces procédés concernent des éléments de structure, emboutis, formant le bâti du véhicule et présentant une solidité suffisante (épaisseur de pièces notamment) pour supporter l'impact à grande vitesse.Although cold welding processes based on a magnetic pulse phenomenon are known. However, in this type of process, the magnetic pulse causes a movement of approximation between the parts to be assembled which is carried out at a very high speed (of the order of 500 m / s to 1000 m / s). Given the impact speeds and therefore the impact energies, these processes concern structural elements, stamped, forming the frame of the vehicle and having sufficient strength (including thickness of parts) to withstand the impact at high speed.
10 Ces procédés sont ainsi limités dans la pratique à des pièces à profilé ouvert, ou à des tubes mis l'un dans l'autre, comme on peut le constater dans les documents US 6 234 375 ou EP 1 506 831. Ces procédés n'ont cependant jamais été envisagés pour l'assemblage d'une première pièce avec une seconde pièce, cette 15 dernière étant à profilé fermé (et plus particulièrement au cas de la traverse de pavillon), dans la mesure où il est considéré que ce mode d'assemblage n'est applicable qu'entre deux pièces à profil fermé emboîtées. En effet, à première vue, une telle pièce peut s'avérer fragile pour 20 un tel procédé d'impulsion magnétique, compte tenu de sa nature creuse et de l'épaisseur faible du profilé. La Demanderesse a donc pu montrer qu'il n'en est rien, contrairement à ce que l'homme du métier pouvait en percevoir et comme le montrent les applications effectuées à ce jour. 25These methods are thus limited in practice to open-profile parts, or to tubes inserted into each other, as can be seen in US Pat. Nos. 6,234,375 or 1,506,831. have however never been envisaged for the assembly of a first part with a second part, the latter being of closed profile (and more particularly in the case of the roof crossmember), inasmuch as it is considered that this mode assembly is only applicable between two nested closed profile parts. Indeed, at first glance, such a piece may be fragile for such a magnetic pulse process, given its hollow nature and the low thickness of the profile. The Applicant has therefore been able to show that it is not, contrary to what the person skilled in the art could perceive and as shown by the applications made to date. 25
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Publications (1)
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| FR2905292A3 true FR2905292A3 (en) | 2008-03-07 |
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ID=37888361
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20080430 |