FR3011493A1 - METHOD FOR ASSEMBLING PARTS OF A GAS GENERATOR - Google Patents
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Abstract
Procédé d'assemblage d'une première pièce (10) sur une deuxième pièce (20), la première pièce (10) étant métallique avec au moins une partie mâle (11) agencée pour s'insérer dans une partie femelle de la deuxième pièce (20) et traverser cette dernière, la partie mâle (11) dépassant d'une hauteur prédéterminée de la deuxième pièce (20), le procédé comprenant au moins une étape consistant à exercer un effort sur la partie mâle (11) et à simultanément chauffer cette dernière pour que l'effort soit suffisant pour déformer plastiquement la partie dépassante de la partie mâle (11), de sorte à former une déformation de retenue de la deuxième pièce (20) sur la première pièce (10).A method of assembling a first piece (10) on a second piece (20), the first piece (10) being metallic with at least one male part (11) arranged to fit into a female part of the second piece (20) and passing therethrough, the male portion (11) protruding a predetermined height from the second piece (20), the method comprising at least one step of exerting a force on the male part (11) and simultaneously heating the latter so that the force is sufficient to plastically deform the protruding part of the male part (11), so as to form a retaining deformation of the second part (20) on the first part (10).
Description
PROCEDE D'ASSEMBLAGE DE PIECES D'UN GENERATEUR DE GAZ La présente invention concerne de manière générale un procédé d'assemblage de pièces d'un module de sécurité monté sur un véhicule automobile et en particulier de pièces d'un générateur de gaz utilisé dans ces modules de sécurité.The present invention relates generally to a method of assembling parts of a security module mounted on a motor vehicle and in particular of parts of a gas generator used in a vehicle. these security modules.
Il est connu dans l'art antérieur des assemblages de pièces par déformation d'une partie mâle d'une première pièce dépassant d'une partie femelle d'une deuxième pièce, pour créer une déformation de retenue de la deuxième pièce sur la première pièce. En général, un procédé de rivetage est utilisé, mais un tel procédé est effectué en appliquant des efforts importants sur la première pièce. Lorsque cette première pièce est fragile ou si l'assemblage doit être précis, les efforts peuvent déformer la première pièce ou même l'assemblage complet et les rendre impropre à l'utilisation. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un procédé d'assemblage d'une première pièce avec une deuxième pièce, par déformation d'une partie mâle de la première pièce dépassant d'une partie femelle de la deuxième pièce, le procédé étant prévu pour limiter les risques de déformation de la première pièce ou de l'assemblage. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un procédé d'assemblage d'une première pièce sur une deuxième pièce, la première pièce étant métallique avec au moins une partie mâle agencée pour s'insérer dans une partie femelle de la deuxième pièce et traverser cette dernière, la partie mâle dépassant d'une hauteur prédéterminée de la deuxième pièce, le procédé comprenant au moins une étape consistant à exercer un effort sur la partie mâle et à simultanément chauffer cette dernière pour que l'effort soit suffisant pour déformer plastiquement la partie dépassante de la partie mâle, de sorte à former une déformation de retenue de la deuxième pièce sur la première pièce. Le procédé selon la présente mise en oeuvre comporte, au moins en partie simultanément à l'étape d'application de l'effort, une étape de chauffage pour diminuer la résistance de la partie mâle de la première pièce, et limiter ainsi les efforts à appliquer pour former la déformation de retenue, telle qu'un bourrelet ou un pliage de retenue, par rapport à une déformation effectuée à température ambiante. Les risques de déformation du reste de la première pièce sont ainsi limités. L'effort suffisant pour déformer plastiquement la partie dépassante de la partie mâle, de sorte à former une déformation de retenue de la deuxième pièce sur la première pièce est inférieur à un effort de déformation du reste de la première pièce. On peut envisager de concevoir la première pièce de sorte à ce que la partie mâle présente une section ou un volume bien inférieur au reste de la structure de la première pièce, pour limiter l'échauffement dans la partie mâle, de sorte que le reste de la première pièce ne chauffe pas et conserve une résistance mécanique importante et ne se déforme pas ou peu. Selon un mode de réalisation, une section de ladite au moins une partie mâle est inférieure ou égale à 45% d'une section immédiatement adjacente du reste de la première pièce. Plus particulièrement, la section de ladite au moins une partie mâle est inférieure ou égale à 40% de la section immédiatement adjacente. Selon un mode de réalisation, l'étape d'application de l'effort et de chauffe simultanée est une étape pendant laquelle la partie mâle est chauffée 25 de sorte à réduire la résistance mécanique de 60% ou plus de la partie mâle lorsqu'elle est à température ambiante. Selon un mode de réalisation, l'étape de chauffage est une étape pendant laquelle la partie mâle est chauffée à au moins 50% de la température de fusion du matériau de la première pièce. -3 Selon un mode de réalisation, la première pièce comprend plusieurs parties mâles, chacune agencée pour s'insérer dans une partie femelle de la deuxième pièce et traverser cette dernière, et l'étape d'application d'un effort et de chauffage est simultanée sur toutes les parties dépassantes des parties mâles. Le procédé, avec cette étape simultanée de chauffage-déformation, permet d'assembler rapidement les deux pièces. Selon un mode de réalisation, l'étape d'application de l'effort est réalisée avec un seul outil monolithique pour toutes les parties mâles. Selon un mode de réalisation, l'étape de chauffage est une étape de chauffage indépendant et simultané de chaque partie dépassante de chaque partie mâle. L'indépendance des circuits de chauffage garantit une bonne maîtrise du procédé et permet l'identification rapide d'un problème de production. Selon un mode de réalisation, l'étape de formation de la déformation 15 de retenue conduit à un encastrement sans jeu de la deuxième pièce dans la première pièce. Un second aspect de l'invention est un dispositif comprenant : - une première pièce, - une deuxième pièce à assembler sur la première pièce, la première pièce 20 étant métallique avec au moins une partie mâle agencée pour s'insérer dans une partie femelle de la deuxième pièce et traverser cette dernière, la partie mâle dépassant d'une hauteur prédéterminée de la deuxième pièce, - un outil agencé pour exercer un effort sur la partie mâle dépassant de la deuxième pièce et pour simultanément chauffer la partie dépassante de la 25 partie mâle, de sorte à former une déformation de retenue de la deuxième pièce sur la première pièce. Selon un mode de réalisation, la première pièce comprend plusieurs parties mâles, chacune agencée pour s'insérer dans une partie femelle de la deuxième pièce et traverser cette dernière, et dans lequel l'outil est agencé pour appliquer simultanément un effort et un chauffage sur toutes les parties mâles. Selon un mode de réalisation, l'outil est agencé pour chauffer indépendant et simultané chaque partie mâle.It is known in the prior art assemblies parts by deformation of a male part of a first piece protruding from a female part of a second part, to create a retaining deformation of the second part on the first piece . In general, a riveting method is used, but such a process is performed by applying significant forces to the first piece. When this first part is fragile or if the assembly must be precise, the efforts can deform the first part or even the complete assembly and make them unfit for use. An object of the present invention is to meet the disadvantages of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to propose a method of assembling a first piece with a second piece, by deformation of a male portion of the first piece protruding from a female part of the second piece, the method being provided to limit the risk of deformation of the first piece or the assembly. For this, a first aspect of the invention relates to a method of assembling a first part on a second part, the first part being metallic with at least one male part arranged to fit into a female part of the second part and passing through the latter, the male portion protruding from a predetermined height of the second piece, the method comprising at least one step of exerting a force on the male part and simultaneously heat the latter so that the effort is sufficient to deform plastically the protruding part of the male part, so as to form a retaining deformation of the second part on the first part. The method according to the present implementation comprises, at least partly simultaneously with the step of applying the force, a heating step to reduce the resistance of the male part of the first part, and thus limit the efforts to apply to form the holding deformation, such as a bead or a retention bend, with respect to deformation performed at ambient temperature. The risk of deformation of the rest of the first part are thus limited. The force sufficient to plastically deform the protruding part of the male part, so as to form a holding deformation of the second part on the first part is less than a deformation force of the rest of the first part. It is conceivable to design the first part so that the male part has a section or volume much lower than the rest of the structure of the first part, to limit the heating in the male part, so that the rest of the first piece does not heat and retains a significant mechanical strength and does not deform or little. According to one embodiment, a section of said at least one male portion is less than or equal to 45% of a section immediately adjacent to the rest of the first piece. More particularly, the section of said at least one male portion is less than or equal to 40% of the immediately adjacent section. According to one embodiment, the step of applying the force and simultaneous heating is a step during which the male portion is heated so as to reduce the mechanical strength of 60% or more of the male part when is at room temperature. According to one embodiment, the heating step is a step during which the male part is heated to at least 50% of the melting temperature of the material of the first part. According to one embodiment, the first part comprises several male parts, each arranged to fit into and pass through a female part of the second part, and the step of applying a force and heating is simultaneous on all the protruding parts of the male parts. The process, with this simultaneous heating-deformation step, makes it possible to quickly assemble the two parts. According to one embodiment, the step of applying the force is performed with a single monolithic tool for all the male parts. According to one embodiment, the heating step is a step of independent and simultaneous heating of each protruding part of each male part. The independence of the heating circuits guarantees a good control of the process and allows the rapid identification of a production problem. According to one embodiment, the step of forming the holding deformation leads to a play-free embedding of the second piece in the first piece. A second aspect of the invention is a device comprising: - a first part, - a second part to be assembled on the first part, the first part 20 being metallic with at least one male part arranged to fit into a female part of the second piece and passing through the latter, the male part protruding from a predetermined height of the second piece, a tool arranged to exert a force on the male part protruding from the second piece and to simultaneously heat the protruding part of the part male, so as to form a holding deformation of the second piece on the first piece. According to one embodiment, the first part comprises several male parts, each arranged to fit into a female part of the second part and pass through the latter, and in which the tool is arranged to simultaneously apply a force and a heating on all male parts. According to one embodiment, the tool is arranged to independently heat and simultaneously each male part.
Selon un mode de réalisation, le système comprend une troisième pièce montée en liaison glissière entre la première et la deuxième pièce et agencée pour coulisser entre ces dernières. Un troisième aspect de l'invention est un générateur de gaz comprenant un assemblage d'une première pièce avec une deuxième pièce, réalisé selon le procédé selon le premier aspect de l'invention. Il est capital, pour un générateur de gaz, de garantir que l'assemblage en cause est conforme et pourra fournir sa fonction correctement lors de son fonctionnement pour gonfler le coussin de sécurité. Un quatrième aspect de l'invention est un module de sécurité 15 automobile comprenant un générateur de gaz selon le troisième aspect de l'invention. Un cinquième aspect de l'invention est un véhicule automobile comprenant un module de sécurité selon le quatrième aspect de l'invention. Un dernier aspect de l'invention est un procédé d'assemblage d'une 20 première pièce sur une deuxième pièce, la première pièce étant métallique avec une résistance mécanique prédéterminée à température ambiante, et comportant au moins une partie mâle agencée pour s'insérer dans une partie femelle de la deuxième pièce et traverser cette dernière, la partie mâle dépassant d'une hauteur prédéterminée de la deuxième pièce, le procédé 25 comprenant : - une étape consistant à exercer un effort sur la partie mâle et à simultanément chauffer cette dernière pour réduire une résistance mécanique de la partie dépassante de la partie mâle, - une étape consistant à déformer plastiquement la partie dépassante de la partie mâle en lui appliquant une contrainte inférieure à la résistance mécanique prédéterminée à température ambiante, de sorte à former une déformation de retenue de la deuxième pièce sur la première pièce. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 5 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'un assemblage d'une première, d'une deuxième et d'une troisième pièce, avant la création d'une 10 déformation de retenue de la deuxième pièce sur la première pièce avec le procédé selon l'invention ; - la figure 2 représente deux vues de côté de l'assemblage de la figure 1, avant et après la création de la déformation de retenue de la deuxième pièce sur la première pièce. 15 Dans la présente demande, on entend par résistance mécanique la résistance à la rupture Rm. Pour les matériaux métalliques comme le fer, l'acier, le cuivre ou l'aluminium, il est bien connu que cette résistance mécanique chute lorsqu'ils sont chauffés. La figure 1 représente une vue en perspective d'une première pièce 10 20 en forme de U, qui supporte une deuxième pièce 20 qui a la forme générale d'une plaque. Une troisième pièce 30 est montée entre la première pièce 10 et la deuxième pièce 20. La première pièce 10 comprend une pluralité de parties mâles 11 qui s'engagent dans des parties femelles de la deuxième pièce 20, afin de 25 positionner cette dernière sur la première pièce 10. Ainsi, la troisième pièce 30 peut être montée en liaison glissière par rapport à la première pièce 10 et par rapport à la deuxième pièce 20, et se trouvera parfaitement positionnée et guidée par l'assemblage formé par la première pièce 10 et la deuxième pièce 20.According to one embodiment, the system comprises a third piece mounted in a sliding connection between the first and the second part and arranged to slide between them. A third aspect of the invention is a gas generator comprising an assembly of a first piece with a second piece, made according to the method according to the first aspect of the invention. It is vital for a gas generator to ensure that the assembly in question is compliant and can provide its function properly during its operation to inflate the airbag. A fourth aspect of the invention is an automotive security module comprising a gas generator according to the third aspect of the invention. A fifth aspect of the invention is a motor vehicle comprising a security module according to the fourth aspect of the invention. A final aspect of the invention is a method of assembling a first piece to a second piece, the first piece being metallic with a predetermined mechanical strength at room temperature, and having at least one male part arranged to fit in a female portion of the second piece and passing therethrough, the male portion protruding a predetermined height from the second piece, the method comprising: - a step of exerting a force on the male part and simultaneously heating the latter to reduce a mechanical strength of the protruding portion of the male part; - a step of plastically deforming the protruding part of the male part by applying to it a stress lower than the predetermined mechanical strength at room temperature, so as to form a deformation of retaining the second piece on the first piece. Other features and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following detailed description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example and illustrated by the appended drawings, in which: FIG. 1 shows a perspective view of an assembly of a first, a second and a third part, before the creation of a retaining deformation of the second part on the first part with the process according to the invention; - Figure 2 shows two side views of the assembly of Figure 1, before and after the creation of the retaining deformation of the second part on the first part. In the present application, the mechanical strength is defined as the tensile strength Rm. For metallic materials such as iron, steel, copper or aluminum, it is well known that this mechanical strength drops when they are heated. Figure 1 shows a perspective view of a first U-shaped member 20 which supports a second piece 20 which is generally plate-shaped. A third piece 30 is mounted between the first piece 10 and the second piece 20. The first piece 10 comprises a plurality of male portions 11 which engage female portions of the second piece 20, in order to position the second piece 20 on the second piece 20. first piece 10. Thus, the third piece 30 may be mounted in sliding connection relative to the first piece 10 and relative to the second piece 20, and will be perfectly positioned and guided by the assembly formed by the first piece 10 and the second piece 20.
Afin de rendre l'assemblage représenté figure 1 solidaire, les parties mâles 11 dépassent de la deuxième pièce 20, pour pouvoir être déformées afin de former une déformation de retenue de la deuxième pièce 20 sur la première pièce 10.In order to make the assembly shown in FIG. 1 integral, the male parts 11 protrude from the second part 20, so that they can be deformed in order to form a retaining deformation of the second part 20 on the first part 10.
Du fait de la forme en U de la première pièce 10 et de son épaisseur, l'application d'un effort vertical sur les parties mâles 11 peut déformer la première pièce 10 ou provoquer un décalage entre cette dernière et la deuxième pièce 20, ce qui peut conduire à une remise en cause de la liaison glissière de la troisième pièce 30.Due to the U-shape of the first piece 10 and its thickness, the application of a vertical force on the male parts 11 can deform the first piece 10 or cause a shift between the latter and the second piece 20, this which can lead to a questioning of the slide connection of the third piece 30.
Afin d'éviter ces risques de non-conformité (déformation de la première pièce 10 et/ou coincement de la troisième pièce 30), le procédé selon l'invention propose de chauffer les parties mâles 11 afin de diminuer localement la résistance mécanique de la première pièce 10. La figure 2 représente deux vues de côté de l'assemblage de la figure 15 1, avant et après la formation de la déformation de retenue de la deuxième pièce 20 sur la première pièce 10. Le procédé selon l'invention propose donc d'appliquer un effort sur les parties mâles 11 et de les chauffer simultanément avec un outil 40. L'outil 40 est agencé pour faire passer un courant électrique dans chaque partie mâle 20 11, lorsque l'effort est appliqué sur ces dernières. Le passage du courant va donc provoquer un échauffement du métal par effet joule, jusqu'à obtenir une diminution sensible de la résistance mécanique des parties mâles 11. Afin de limiter les risques de dérive du procédé, l'outil comprend une partie 40a en contact avec une des parties mâles 11, indépendante d'une 25 partie 40b en contact avec une autre des parties mâles 11. Ainsi, le courant qui passe dans chaque partie mâle 11 est contrôlable et mesurable, afin de vérifier que chaque partie mâle 11 est bien traversée par un courant de chauffage adéquat.In order to avoid these risks of non-compliance (deformation of the first part 10 and / or jamming of the third part 30), the method according to the invention proposes to heat the male parts 11 in order to reduce locally the mechanical strength of the first piece 10. FIG. 2 shows two side views of the assembly of FIG. 1, before and after the formation of the retaining deformation of the second piece 20 on the first piece 10. The method according to the invention proposes therefore to apply a force on the male parts 11 and heat them simultaneously with a tool 40. The tool 40 is arranged to pass an electric current in each male portion 11, when the force is applied to them. The passage of the current will thus cause a heating of the metal Joule effect, until a significant decrease in the mechanical strength of the male parts 11. In order to limit the risk of drift of the method, the tool comprises a portion 40a in contact with one of the male parts 11, independent of a portion 40b in contact with another of the male parts 11. Thus, the current flowing in each male portion 11 is controllable and measurable, to verify that each male portion 11 is well crossed by a suitable heating current.
Lors de l'étape de chauffage, les paramètres de courant et de temps de chauffe sont déterminés de sorte à chauffer chaque partie mâle pour que leur résistance mécanique chute d'au moins 60%. Par exemple, pour une première pièce en acier en U de longueur 37mm et d'épaisseur 2.5mm comme représentée, ayant six parties mâles 11 ayant chacune une section de 5x2.5 mm, dépassant de 5.3mm, on peut appliquer un courant de 18000 ampères pendant 400 millisecondes et obtenir aisément une déformation avec une force d'appui de 9000N. La vue de gauche de la figure 2 représente l'outil 40 en contact avec la première pièce 10, lors de l'étape d'application de l'effort et de chauffage, avant que la température des parties mâles 11 ne permette la formation avec un effort réduit de la déformation de retenue de la deuxième pièce 20 sur la première pièce 10. La vue de droite de la figure 2 représente l'outil 40 qui a formé la déformation de retenue de la deuxième pièce 20 sur la première pièce 10, par une descente représentée par les flèches de chaque côté de l'outil 40. Comme les parties mâles 11 ont été chauffées, l'effort de déformation a été faible, et aucune déformation parasite n'a déformé le reste de la première pièce 10, ni l'assemblage de la première pièce 10 avec la deuxième pièce 20.During the heating step, the parameters of current and heating time are determined so as to heat each male part so that their mechanical strength drops by at least 60%. For example, for a first U-shaped piece of steel of length 37 mm and thickness 2.5 mm as shown, having six male parts 11 each having a section of 5 × 2.5 mm, exceeding by 5.3 mm, a current of 18,000 can be applied. amperes for 400 milliseconds and easily obtain a deformation with a bearing force of 9000N. The left view of FIG. 2 shows the tool 40 in contact with the first part 10, during the application of the force and heating step, before the temperature of the male parts 11 allows the formation with a reduced force of the holding deformation of the second piece 20 on the first piece 10. The right view of FIG. 2 represents the tool 40 which has formed the deformation of the second piece 20 on the first piece 10, by a descent represented by the arrows on each side of the tool 40. As the male parts 11 have been heated, the deformation force has been low, and no spurious deformation has deformed the remainder of the first part 10, neither the assembly of the first piece 10 with the second piece 20.
Il est également à noter que le chauffage des parties mâles 11 limite le risque de création de fissure dans les parties déformées. Il est à noter que l'étape de chauffage simultané avec l'application d'un effort améliore le contact entre l'outil 40 et la première pièce 10, ce qui réduit les résistances de contact.It should also be noted that the heating of the male parts 11 limits the risk of crack creation in the deformed parts. It should be noted that the step of simultaneous heating with the application of a force improves the contact between the tool 40 and the first part 10, which reduces the contact resistance.
Comme on le voit sur la figure 1, les parties mâles 11 ont une section et une masse bien inférieures au reste de la première pièce 10, si bien que le passage du courant de chauffage dans les parties mâles 11 ne provoque qu'un échauffement localisé dans ces dernières. Le reste de la première pièce 10 n'est pas suffisamment chauffé pour réduire sa résistance mécanique de plus de 10% par exemple. On peut envisager également de localiser les électrodes de masse au plus près des parties mâles 11 pour limiter le passage du courant de chauffage dans le reste de la première pièce 10. Un avantage du procédé selon l'invention est qu'il peut aisément être 5 mis en oeuvre avec une machine de soudure par résistance, ce qui limite les investissements. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans 10 sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées.As can be seen in FIG. 1, the male parts 11 have a section and a mass that is much smaller than the rest of the first part 10, so that the passage of the heating current in the male parts 11 causes only localized heating. in these last ones. The remainder of the first part 10 is not sufficiently heated to reduce its mechanical strength by more than 10% for example. It can also be envisaged to locate the ground electrodes as close as possible to the male parts 11 to limit the passage of the heating current in the remainder of the first part 10. An advantage of the method according to the invention is that it can easily be implemented with a resistance welding machine, which limits investment. It will be understood that various modifications and / or improvements obvious to those skilled in the art can be made to the various embodiments of the invention described herein without departing from the scope of the invention defined by the appended claims.
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DE19632238A1 (en) * | 1996-08-09 | 1998-02-12 | Alusuisse Bayrisches Druckgus | Stud former for rocker cover mountings of internal combustion engine cylinder head cover |
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2013
- 2013-10-07 FR FR1302326A patent/FR3011493B1/en active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE949704C (en) * | 1940-11-02 | 1956-09-27 | Siemens Ag | Method for connecting metal parts with parts made of insulating materials, e.g. B. ceramic, by electrothermal upsetting of the metal parts |
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