"Dispositif de maintien en contact de deux pièces de véhicule". "Device for holding two vehicle parts in contact".
L'invention concerne un dispositif de maintien en contact de deux pièces de véhicule avant fixation définitive des pièces entre elles, par exemple par soudage, sur une ligne de montage de véhicule, notamment de véhicule automobile. Habituellement, le pièces en acier doux ou (HLE), comprend une patte qui est introduite pendant The invention relates to a device for keeping two vehicle parts in contact before final fixing of the parts together, for example by welding, on a vehicle assembly line, particularly a motor vehicle. Usually, mild steel parts or (HLE), includes a tab that is inserted during
les deux pièces entre elles par pliage ou non de sur le bord du trou. Un besoin se fait ressentir aujourd'hui pour utiliser, notamment dans les procédés d'assemblage de caisse de véhicule automobile, des nuances d'acier de type à très haute limite d'élasticité (THLE) ou à ultra haute limite d'élasticité (UHLE) parmi lesquelles on note particulièrement la nuance 22MNB5. Ces nuances d'acier permettent d'obtenir des performances mécaniques élevées en réduisant le poids du véhicule et par conséquent sa consommation. the two pieces together by folding or not on the edge of the hole. A need is felt today to use, especially in automotive body assembly processes, grades of steel type very high yield strength (THLE) or ultra high yield strength ( UHLE), of which the grade 22MNB5 is especially noted. These grades of steel provide high mechanical performance by reducing the weight of the vehicle and therefore its consumption.
Cependant les dispositifs d'épinglage connus ne conviennent pas car ils présentent une fragilité, particulièrement pendant les phases de transport, qui est amplifiée par la rigidité que la limite élevée d'élasticité induit, notamment sur une patte de faible dimension découpée dans la tôle. Il arrive aussi parfois aux pattes des dispositifs connus d'être déformées avant leur stade d'utilisation, ce qui pose problème à un pré-assemblage en usine, tant en termes mauvais positionnement que de reprises à effectuer. However known pinning devices are not suitable because they have a fragility, particularly during the transport phases, which is amplified by the stiffness that the high limit of elasticity induced, especially on a small tab cut in the sheet. It also sometimes happens to the legs of the known devices to be deformed before their use stage, which poses a problem to pre-assembly in the factory, both in terms of bad positioning and occasions to be performed.
Pour remédier aux inconvénients de l'état connu de la technique, l'invention a pour buts de procurer une géométrie d'épinglage suffisamment robuste pour être dispositif de maintien des à haute limite d'élasticité découpée sur l'une des pièces une phase de montage, dans une ouverture pratiquée sur l'autre pièce de façon à épingler la patte réalisée sur des pièces en nuance d'acier THLE ou UHLE ; de s'affranchir d'une patte qui risque d'être rabattue avant sont utilisation ; d'éviter les rebuts de pièces dans un souci d'intérêt économique. In order to overcome the drawbacks of the state of the art, the object of the invention is to provide a pinning geometry that is sufficiently robust to be a device for holding high yield strengths cut on one of the pieces. mounting, in an opening made on the other part so as to pin the tab made on parts in steel grade THLE or UHLE; to get rid of a leg that may be folded before use; to avoid scraps of coins in the interest of economic interest.
Les buts sont atteints par un dispositif qui exploite un procédé d'emboutissage pour répondre à un besoin d'assemblage en ferrage qui nécessite un maintien d'une première pièce de véhicule en acier au moins à très haute limite d'élasticité en contact avec une deuxième pièce de véhicule avant assemblage définitif des deux pièces de véhicule. Le dispositif qui fait l'objet de l'invention, comprend alors au moins une excroissance pratiquée par emboutissage dans la première pièce et destinée à pénétrer dans une ouverture pratiquée dans la deuxième pièce. Parmi les mises en oeuvre préférées de l'invention, on note celles dont ladite excroissance a une forme conique, tronconique ou trapézoïdale ; celles dont ladite excroissance comprend au moins une paroi inclinée par rapport à une perpendiculaire à la première pièce ; celles dont ladite paroi fait un angle d'au moins 30° avec ladite perpendiculaire à la première pièce ; celles dont ladite excroissance comprend au moins un bord arrondi à sa base sur la première pièce ; celles dont ladite excroissance présente un rapport entre une largeur à la base et une distance d'extrémité la plus éloignée de la pièce, supérieur ou égal à l'unité ; celles dans lesquelles ladite première pièce de véhicule est réalisée par emboutissage d'une tôle en acier à ultra haute limite d'élasticité, plus particulièrement par emboutissage d'une tôle en acier au bore trempé ou plus particulièrement encore par emboutissage d'une tôle dans une nuance d'acier de type 22MnB5. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de deux 5 pièces dont la mise en contact est maintenue par un dispositif de l'état antérieur de la technique ; - la figure 2 est une vue partielle de pièce comprenant une patte connue de l'état antérieur de la technique ; 10 - la figure 3 est une représentation détaillée de la patte de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue partielle de dessus en perspective de deux pièces dont la mise en contact est maintenue par un dispositif conforme à l'invention ; 15 - la figure 5 est une vue de dessous du dispositif de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue en coupe du dispositif représenté sur les figures 4 et 5. En référence à la figure 1, l'épinglage est un 20 procédé de pré-assemblage utilisé pour retenir deux pièces 1, 2, ou plus, l'une par rapport à l'autre en attendant l'assemblage définitif. Cet épinglage n'a pas pour fonction de positionner précisément les deux pièces 1, 2 l'une par rapport à l'autre. 25 Lors de l'assemblage de pièces au ferrage, il est parfois nécessaire de déposer sur la caisse d'un véhicule, non représenté ici dans son ensemble, certaines pièces à un stade n, mais ne pouvant être soudées qu'au stade suivant n+1. Il est alors nécessaire de les pré- 30 maintenir pour éviter tout décrochage de la pièce lors du transfert entre les stades d'assemblage n et n+1. Un moyen connu pour pré-maintenir ces pièces est de réaliser, dans les pièces tôles, des pattes pour agrafer les pièces entre elles. Une patte 3 sur la pièce 1 vient 35 s'encastrer dans un trou 4 de la pièce 2. Cette solution est la solution classique, déjà largement utilisée. Ces pattes peuvent être repliées ou non, soit manuellement soit avec un doigt du robot ferrage. Classiquement, ces pattes sont réalisées dans des pièces en nuance d'acier doux ou à haute limite élastique (HLE). L'acier HLE est un acier dont la limite élastique est égale ou supérieure à 355 N/mm'. Les aciers thermomécaniques, qui en font partie présentent une aptitude au soudage améliorée par rapport aux aciers standards. En référence à la figure 2, un exemple de pièce de doublure 6 comprend une patte 7 pour venir s'appliquer sur une pièce 5. La patte 7 est classiquement réalisée par découpe dans une tôle utilisée pour réaliser la pièce 6. En référence à la figure 3, la patte 7 de la pièce 6 présente à sa base deux échancrures 8 à partir de chacune desquels s'élève une arrête de dépouille qui fait un angle de sensiblement 15° par rapport à une perpendiculaire au bord de la pièce 6. A titre illustratif, les échancrures 8 sont séparées de 30 mm et la largeur en extrémité de la patte 7 mesure 15 mm lorsque la longueur de la patte 7 qui sépare l'extrémité de la base, mesure 18 mm. Le rapport de la longueur sur la largeur à la base, est alors voisin de 0,6. Dans un environnement de fabrication de véhicules particulièrement élaborés, une patte d'agrafage est nécessaire pour pré-assembler au stade armature, l'arceau de pavillon sur la caisse. Plus précisément, l'environnement ici considéré est celui dans lequel la forme de la doublure arceau de pavillon et le nombre d'interfaces dans la zone ne permettent pas d'intégrer une telle patte sur la doublure comme cela est fait classiquement. La solution qui s'impose est de réaliser cette patte sur la pièce de renfort mais cela pose plusieurs problèmes. Pour obtenir de bonnes performances mécaniques avec un optimum de légèreté, on s'oriente vers une utilisation d'aciers à très haute limite d'élasticité (THLE). Les aciers THLE permettent d'alléger le véhicule et de réduire ainsi la consommation d'énergie. Cependant l'augmentation de la plage d'élasticité a pour contre partie de réduire la plage de plasticité avant rupture. La rigidité de la patte qui en résulte, rend très difficile son pliage. Même lorsqu'il n'est pas nécessaire de plier la patte pour obtenir la fonction de maintien attendue, la rigidité de la patte qui résulte de sa haute limite en élasticité, combinée avec les faibles dimensions de la patte en comparaison de l'ensemble de la pièce, induit une fragilité de la patte de géométrie classique qui augmente le risque de casse de la patte lors des phases de logistique. Le risque de casse est exacerbé pendant le transport lorsque le lieu de fabrication des pièces est distant du lieu d'assemblage et de montage. En référence à la figure 4, une pièce 11 est réalisée par emboutissage dans une tôle en acier THLE ou en acier à ultra haute limite d'élasticité (UHLE). De préférence, la pièce 11 est réalisée dans une tôle en acier trempant au bore tel que celui de la nuance 22MNB5. Les aciers qui utilisent le bore comme agent de trempe, offrent un excellent comportement sous charge de la pièce finie après traitement thermique. Le traitement en poche pratiqué sur ces aciers, combiné avec le contrôle du traitement thermomécanique sur train à bandes, conduit à des microstructures très fines, qui leur confèrent une remarquable capacité de durcissement. La dureté élevée obtenue après traitement thermique permet leur utilisation pour des applications qui requièrent une très bonne résistance à l'usure par abrasion. Ces aciers rendent possible l'allègement significatif des pièces de structure ou de parties mobiles, jusqu'à 50% supérieur à celui obtenu avec les aciers classiques à haute limite d'élasticité. L'intérêt particulier de ces aciers au bore est leur aptitude à la trempe à l'eau, qui rend leur traitement plus favorable à l'environnement en ce qui concerne les effluents que celui des aciers à haut carbone usuels. Parmi les qualités d'aciers au bore qui comprennent les nuances 22MnB5 et 30MnB5, la sélection est essentiellement guidée par la priorité portée sur la dureté de la pièce finie ou sur la sévérité de sa mise en forme. Le formage des nuances 22MnB5 et 3OMnB5 peut être réalisé à chaud ou à froid. Une excroissance 13 est réalisée par emboutissage dans la tôle de la pièce 11. La solution qui consiste à réaliser un crevé de la matière lors d'une phase d'emboutissage permet d'obtenir une forme suffisamment robuste pour remédier aux risques de casse pendant le transport, dans des nuances d'acier THLE et UHLE. Une lame de l'outil d'emboutissage vient déformer la matière, particulièrement en créant une forme en V. The goals are achieved by a device that uses a stamping process to meet a need for a fitting assembly that requires a maintenance of a first piece of steel vehicle at least at a very high limit of elasticity in contact with a second vehicle part before final assembly of the two vehicle parts. The device which is the subject of the invention then comprises at least one protrusion formed by stamping in the first part and intended to penetrate into an opening made in the second part. Among the preferred embodiments of the invention, there are those whose said protrusion has a conical, frustoconical or trapezoidal shape; those whose said protrusion comprises at least one wall inclined relative to a perpendicular to the first part; those whose said wall is at least 30 ° with said perpendicular to the first piece; those which said protrusion comprises at least one edge rounded at its base on the first piece; those in which said protrusion has a ratio between a width at the base and an end distance farthest from the workpiece greater than or equal to unity; those in which said first vehicle part is made by stamping a steel sheet ultra high elastic limit, more particularly by stamping a hardened boron steel sheet or more particularly by stamping a sheet in a grade of steel type 22MnB5. The invention will be better understood, and other objects, features, details and advantages thereof will appear more clearly in the following explanatory description made with reference to the accompanying schematic drawings given solely by way of example illustrating a Embodiment of the invention and in which: - Figure 1 is a perspective view of two parts whose contact is maintained by a device of the prior art; - Figure 2 is a partial part view comprising a known tab of the prior art; Figure 3 is a detailed representation of the tab of Figure 2; - Figure 4 is a partial top view in perspective of two parts, the placing in contact is maintained by a device according to the invention; Figure 5 is a bottom view of the device of Figure 4; FIG. 6 is a sectional view of the device shown in FIGS. 4 and 5. With reference to FIG. 1, pinning is a pre-assembly method used to retain two pieces 1, 2, or more, one compared to the other pending final assembly. This pinning does not have the function of precisely positioning the two parts 1, 2 relative to each other. When assembling parts to the shoe, it is sometimes necessary to deposit on the body of a vehicle, not represented here as a whole, some parts at a stage n, but can not be welded at the next stage n 1. It is then necessary to maintain them to prevent any stall of the part during the transfer between the assembly stages n and n + 1. One known means for pre-maintaining these parts is to produce, in the sheet metal parts, tabs for stapling the parts together. A lug 3 on the part 1 comes 35 to fit into a hole 4 of the piece 2. This solution is the classic solution, already widely used. These tabs can be folded or not, either manually or with a finger of the robot shoe. Conventionally, these tabs are made in parts made of mild steel or high elastic limit (HLE). HLE steel is a steel with an elastic limit equal to or greater than 355 N / mm '. Thermomechanical steels, which are part of it, have improved weldability over standard steels. With reference to FIG. 2, an exemplary lining piece 6 comprises a lug 7 to be applied to a part 5. The lug 7 is conventionally made by cutting into a sheet used to make part 6. With reference to FIG. 3, the tab 7 of the part 6 has at its base two indentations 8 from each of which rises a cutting edge which is at an angle of substantially 15 ° relative to a perpendicular to the edge of the piece 6. A As an illustration, the notches 8 are separated by 30 mm and the width at the end of the tab 7 is 15 mm when the length of the tab 7 which separates the end of the base is 18 mm. The ratio of the length to the width at the base is then close to 0.6. In a particularly sophisticated vehicle manufacturing environment, a staple tab is required to pre-assemble at the reinforcement stage, the headband on the body. More specifically, the environment considered here is that in which the shape of the roof arch lining and the number of interfaces in the zone do not allow to integrate such a tab on the liner as is conventionally done. The solution that is required is to make this tab on the reinforcement piece but this poses several problems. In order to obtain good mechanical performances with an optimum of lightness, one turns towards the use of steels with very high limit of elasticity (THLE). THLE steels help to lighten the vehicle and thus reduce energy consumption. However, the increase of the elastic range has the counterpart of reducing the range of plasticity before breaking. The rigidity of the leg resulting, makes it very difficult to fold. Even when it is not necessary to bend the tab to achieve the expected holding function, the stiffness of the tab that results from its high elastic limit, combined with the small size of the tab compared to the entire the piece, induces a fragility of the leg of classic geometry that increases the risk of breakage of the leg during logistics phases. The risk of breakage is exacerbated during transport when the place of manufacture of the parts is distant from the place of assembly and assembly. Referring to Figure 4, a part 11 is made by stamping in a steel sheet THLE or ultra high yield strength steel (UHLE). Preferably, the part 11 is made of a boron hardening steel sheet such as that of the grade 22MNB5. Steels that use boron as a quenching agent provide excellent under load performance of the finished part after heat treatment. The pocket treatment performed on these steels, combined with the control of the thermomechanical processing on a banded belt, leads to very fine microstructures, which give them a remarkable hardening capacity. The high hardness obtained after heat treatment allows their use for applications that require very good resistance to abrasive wear. These steels enable the significant lightening of structural parts or moving parts, up to 50% higher than that obtained with conventional high yield strength steels. The particular interest of these boron steels is their suitability for quenching with water, which makes their treatment more environmentally friendly with respect to effluents than that of the usual high carbon steels. Among the grades of boron steels that include the grades 22MnB5 and 30MnB5, the selection is essentially guided by the priority given to the hardness of the finished part or the severity of its shaping. Shaping of 22MnB5 and 3OMnB5 grades can be done hot or cold. An outgrowth 13 is made by stamping into the sheet of the part 11. The solution consisting in making a puncture of the material during a stamping stage makes it possible to obtain a form that is sufficiently robust to remedy the risks of breakage during the transport, in steel grades THLE and UHLE. A blade of the stamping tool deforms the material, particularly by creating a V shape.
Le procédé d'emboutissage en lui-même est classique mais son utilisation est remarquable en ce qu'elle est orientée pour répondre au besoin d'épinglage en s'appliquant sur la réalisation d'une forme adaptée à la matière et à la fonction de retenue demandée. Cette forme n'a pas pour but de positionner précisément des pièces l'une par rapport à l'autre mais de réaliser un système de pré-maintien plus robuste dont toute dégradation est évitée lors des manipulations. L'excroissance 13 présente une forme de géométrie moins haute que la patte 3 classique, ne nécessitant pas d'être rabattue et n'entrant pas en interférence avec d'autres pièces assemblées par la suite. La forme de l'excroissance 13 qui est obtenue par emboutissage, n'a pas une tolérance géométrique serrée, car cela n'est pas nécessaire pour la fonction de pré-maintien recherchée. Sur la vue de dessous représentée par la figure 5 comme sur la vue de dessus présentée par la figure 4, on note que l'excroissance 13 a sensiblement une forme trapézoïdale non nécessairement fermée telle un cône ou cône tronqué avec sommet arrondi. Sur la coupe représentée en figure 6, on note une paroi 19 dont l'angle d'inclinaison par rapport à une perpendiculaire au plan local de la pièce 11, n'est pas prédéterminé, ici de l'ordre de 30°, mais dépend de l'épaisseur de la tôle à emboutir. Par contre, on notera que le rapport hauteur/largeur de la forme doit être voisine de l'unité de façon à réduire la pénétration en profondeur dans la pièce 12 et à garantir une bonne résistance aux épreuves extérieures. La largeur à la base de l'excroissance 13 est ici définie par un écart entre deux bords arrondis 18, légèrement inférieur à l'écart entre les bords de l'ouverture 14. The embossing process itself is conventional but its use is remarkable in that it is oriented to meet the need for pinning by applying to the achievement of a shape adapted to the material and the function of requested deduction. This form is not intended to precisely position parts relative to each other but to achieve a more robust pre-holding system which any degradation is avoided during handling. The protrusion 13 has a shape of geometry lower than the leg 3 conventional, not requiring to be folded and not interfering with other parts assembled thereafter. The shape of the protrusion 13 which is obtained by stamping, does not have a tight geometric tolerance, as this is not necessary for the desired pre-holding function. In the bottom view shown in Figure 5 as in the top view shown in Figure 4, it is noted that the protrusion 13 has substantially a trapezoidal shape not necessarily closed such as a cone or truncated cone with rounded apex. On the section shown in FIG. 6, there is a wall 19 whose angle of inclination with respect to a perpendicular to the local plane of the part 11, is not predetermined, here of the order of 30 °, but depends the thickness of the stamping sheet. On the other hand, it should be noted that the height / width ratio of the shape must be close to the unit so as to reduce the penetration deep into the part 12 and to guarantee good resistance to external tests. The width at the base of the protrusion 13 is here defined by a gap between two rounded edges 18, slightly smaller than the gap between the edges of the opening 14.