FR3028194A1

FR3028194A1 - Berceau de vehicule automobile et procede d’assemblage d’un tel berceau

Info

Publication number: FR3028194A1
Application number: FR1460756A
Authority: FR
Inventors: Pierre Guyot
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2016-05-13

Abstract

Ce berceau de véhicule automobile comporte une demi-coquille inférieure (12) et une demi-coquille supérieure (10) réalisées sous forme de tôles d'acier, qui sont assemblées par clinchage.

Description

BERCEAU DE VEHICULE AUTOMOBILE ET PROCEDE D'ASSEMBLAGE D'UN TEL BERCEAU La présente invention se rapporte à un berceau de véhicule automobile et à un procédé d'assemblage d'un tel berceau. L'invention appartient au domaine de l'assemblage mécanique des berceaux de véhicules automobiles. De façon classique, un berceau de véhicule automobile comporte deux demi-coquilles : une demi-coquille inférieure ou semelle et une demi- coquille supérieure ou traverse, réalisées sous forme de tôles d'acier. Dans l'industrie, plusieurs techniques d'assemblage des berceaux existent, dont l'assemblage par soudage dit MAG (gaz réagissant avec le métal, en anglais "Metal Active Gaz") et l'assemblage par PSE (Points de Soudure Electriques).

Cependant, ces techniques présentent de nombreux inconvénients, tant du point de vue de la conception que du point de vue de la fabrication. Quant à la conception, il est impossible de souder des matériaux de natures différentes, par exemple une semelle en tôle d'aluminium avec une traverse en tôle d'acier.

En outre, il est difficile de souder entre elles deux tôles préalablement revêtues d'une couche de zinc : lors du contact du fil d'apport en fusion avec la tôle revêtue, le zinc qui recouvre la tôle se sublime et des bulles de gaz peuvent cloquer le cordon de soudure. Ces porosités ne sont pas toujours débouchantes et peuvent masquer un manque de liaison entre les pièces assemblées. Par ailleurs, la dissipation de chaleur au voisinage de la zone fondue peut transformer le matériau ou affaiblir ses caractéristiques mécaniques. Il n'est donc pas rare de devoir recourir à une opération de renforcement par grenaillage de la zone soudée.

De plus, on constate une rupture de raideur au niveau des cordons de soudure. Enfin, la masse des cordons n'est pas négligeable. Quant à la fabrication, on obtient souvent de nombreux défauts de soudure, nécessitant des reprises et retouches.

En outre, la fusion des revêtements de zinc crée de la fumée dans l'atelier et produit une lumière agressive pour les yeux de l'opérateur, nécessitant une protection et une aération adéquates des lieux.

Par ailleurs, ces opérations de soudure consomment de l'énergie (électricité, gaz) ainsi que des consommables (électrodes, etc.). Enfin, les points de soudure électriques et les cordons de soudure doivent être soumis à un contrôle de conformité destructif.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités de l'art antérieur. Dans ce but, la présente invention propose un berceau de véhicule automobile, comportant une demi-coquille inférieure et une demi-coquille supérieure, les demi-coquilles inférieure et supérieure étant réalisées sous forme de tôles d'acier, remarquable en ce que les demi-coquilles inférieure et supérieure sont assemblées par clinchage. En l'absence de toute soudure, on améliore les performances fonctionnelles de l'assemblage tout en évitant de causer sur la tôle des perturbations thermiques liées au soudage.

Cela permet également d'assembler certaines tôles même lorsque la soudure est impossible pour des raisons d'incompatibilité de matériaux. On gagne aussi en qualité d'assemblage car le processus de clinchage est nettement moins dispersif que la dispersion de qualité de soudure.

Etant donné que le processus de clinchage n'engendre pas de contraintes thermiques, on gagne en outre en stabilité géométrique. On obtient également un gain de place en usine, car l'opération de clinchage peut être réalisée sur une seule machine, au lieu de devoir disposer de plusieurs robots de soudure.

Au surplus, l'assemblage par une seule machine permet un gain de temps. La suppression de l'apport en matière de cordons de soudure entraîne aussi un gain de masse. Le gain économique se compte aussi bien en matériel, du fait de la 30 suppression des robots et des machines de préhension, qu'en consommables tel que fil, électrodes, énergie électrique, gaz, etc. Le problème d'hygiène lié aux fumées dans l'atelier est résolu. Enfin, parmi les autres avantages, on peut encore mentionner le contrôle non destructif de l'assemblage, par simple mesure de l'épaisseur 35 clinchée.

Selon une caractéristique particulière, le clinchage est appliqué simultanément en un nombre prédéterminé de points d'assemblage du berceau. Selon une caractéristique particulière, pour des points d'assemblage 5 adjacents, la déformation réalisée lors du clinchage est opérée alternativement à partir de la demi-coquille inférieure et à partir de la demi-coquille supérieure. Dans le même but que celui indiqué plus haut, la présente invention propose également un véhicule automobile, remarquable en ce qu'il 10 comporte au moins un berceau tel que succinctement décrit ci-dessus. Toujours dans le même but, l'invention propose aussi un procédé d'assemblage d'un berceau de véhicule automobile comportant une demi-coquille inférieure et une demi-coquille supérieure, les demi-coquilles inférieure et supérieure étant réalisées sous forme de tôles d'acier, 15 remarquable en ce qu'il comporte des étapes consistant à: - maintenir les demi-coquilles inférieure et supérieure l'une contre l'autre ; - positionner chaque point d'un ensemble de points d'assemblage des demi-coquilles inférieure et supérieure entre un poinçon placé en regard 20 d'une des demi-coquilles inférieure et supérieure et une contre-forme placée en regard de l'autre des demi-coquilles inférieure et supérieure, la contre-forme présentant la déformation souhaitée au point d'assemblage considéré ; et - déformer les demi-coquilles inférieure et supérieure simultanément 25 en chaque point de l'ensemble de points d'assemblage au moyen du poinçon dans la contre-forme. Les avantages du procédé et du véhicule conformes à l'invention étant similaires à ceux du berceau énumérés plus haut, ils ne sont pas répétés ici. Selon une caractéristique particulière du procédé, les poinçons 30 correspondant aux divers points d'assemblage sont placés alternativement en regard de la demi-coquille inférieure et en regard de la demi-coquille supérieure. Selon une autre caractéristique particulière, les tôles d'acier constituant les demi-coquilles inférieure et supérieure sont préalablement 35 revêtues d'une couche de zinc.

Selon une autre caractéristique particulière, les poinçons sont portés par une première matrice d'une presse et sont démontables et interchangeables. Selon une autre caractéristique particulière, les contre-formes sont portées par une seconde matrice de la presse et sont démontables et interchangeables. Selon une autre caractéristique particulière, le procédé comporte en outre une étape consistant à adapter le diamètre des contre-formes aux efforts mécaniques de la région considérée.

D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'une demi-coquille inférieure et d'une demi-coquille supérieure d'un berceau de véhicule automobile avant assemblage ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un berceau de véhicule automobile conforme à l'invention, dans un mode particulier de réalisation ; - la figure 3 est une représentation schématique en section d'une partie d'un berceau conforme à l'invention, dans un mode particulier de réalisation ; et - la figure 4 est un organigramme illustrant les principales étapes d'un procédé d'assemblage d'un berceau conforme à l'invention, dans un mode particulier de réalisation. Comme le montre la figure 1, on considère dans le cadre de la présente invention un berceau 14 de liaison au sol comportant une demi-coquille supérieure 10 appelée aussi traverse et une demi-coquille inférieure 12 appelée aussi semelle.

La traverse 10 et la semelle 12 sont réalisées sous forme de tôles d'acier. De façon optionnelle, ces tôles d'acier sont préalablement revêtues d'une couche de zinc. L'invention porte sur l'assemblage par déformation mécanique de la traverse 10 et de la semelle 12 du berceau 14. Conformément à la présente invention, l'assemblage du berceau 14 est effectué en utilisant une technique de clinchage.

Cette technique consiste à assembler la traverse 10 et la semelle 12 par emboutissage en un nombre prédéterminé de points d'assemblage 16 illustrés sur la figure 2, l'emboutissage étant effectué en chacun de ces points entre d'une part, un poinçon (non illustré) qui pousse la matière, guidé par une presse et d'autre part, une contre-forme (non illustrée) qui présente la déformation souhaitée au point d'assemblage 16 considéré et donne ainsi la forme creuse appropriée, appelée aussi clinche. La presse est dotée de deux matrices équipées respectivement des poinçons et des contre-formes.

Les poinçons et les contre-formes sont avantageusement démontables et interchangeables. Le clinchage est appliqué simultanément à l'ensemble des points d'assemblage 16. Comme le montre la figure 3, dans un mode particulier de réalisation, les points de clinchage sont alternativement inversés, c'est-à-dire que pour des points d'assemblage adjacents, la déformation est opérée alternativement à partir de la traverse 10 et à partir de la semelle 12. Autrement dit, le poinçon est situé alternativement : - en regard de la traverse 10 avec la contre-forme associée en regard de la semelle 12 et - en regard de la semelle 12 avec la contre-forme associée en regard de la traverse 10. Comme le montre l'organigramme de la figure 4, le procédé d'assemblage du berceau 14 conformément à l'invention comporte une première étape 40 consistant à maintenir la traverse 10 et la semelle 12 l'une contre l'autre. Puis une étape 42 consiste à positionner chaque point d'assemblage 16 du berceau 14 entre un poinçon placé en regard de la traverse 10, respectivement de la semelle 12 et une contre-forme présentant la déformation souhaitée au point d'assemblage considérée, placée en regard de la semelle 12, respectivement de la traverse 10. Enfin, une étape 44 consiste à déformer la traverse 10 et la semelle 12 simultanément en chacun des points d'assemblage 16. Lorsque les poinçons et les contre-formes sont de forme sensiblement cylindrique, on peut adapter le diamètre de la section des contre-formes aux efforts mécaniques de la région considérée du berceau, ce qui permet d'améliorer la résistance mécanique de la pièce.

D'autres composants du berceau peuvent être ensuite assemblés par soudage conventionnel, sous réserve de compatibilité entre les matériaux à assembler.

Claims

REVENDICATIONS1. Berceau (14) de véhicule automobile, comportant une demi- coquille inférieure (12) et une demi-coquille supérieure (10), lesdites demi- coquilles (10, 12) inférieure et supérieure étant réalisées sous forme de tôles d'acier, caractérisé en ce que lesdites demi-coquilles (10, 12) inférieure et supérieure sont assemblées par clinchage.
2. Berceau (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clinchage est appliqué simultanément en un nombre prédéterminé de points d'assemblage (16) dudit berceau.
3. Berceau (14) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour des points d'assemblage (16) adjacents, la déformation réalisée lors du clinchage est opérée alternativement à partir de ladite demi-coquille inférieure (12) et à partir de ladite demi-coquille supérieure (10).
4. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un berceau (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
5. Procédé d'assemblage d'un berceau (14) de véhicule automobile comportant une demi-coquille inférieure (12) et une demi-coquille supérieure (10), lesdites demi-coquilles inférieure (12) et supérieure (10) étant réalisées sous forme de tôles d'acier, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes consistant à : - maintenir (40) lesdites demi-coquilles (10, 12) inférieure et supérieure l'une contre l'autre ; - positionner (42) chaque point d'un ensemble de points d'assemblage (16) desdites demi-coquilles (10, 12) inférieure et supérieure entre un poinçon placé en regard d'une desdites demi-coquilles inférieure et supérieure et une contre-forme placée en regard de l'autre desdites demi-coquilles inférieure et supérieure, ladite contre-forme présentant la déformation souhaitée au point d'assemblage (16) considéré ; et - déformer (44) lesdites demi-coquilles (10, 12) inférieure et supérieure simultanément en chaque point dudit ensemble de points d'assemblage au moyen dudit poinçon dans ladite contre-forme.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les poinçons correspondant aux divers points d'assemblage (16) sont placés alternativement en regard de la demi-coquille inférieure (12) et en regard de la demi-coquille supérieure (10).
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les tôles d'acier constituant les demi-coquilles (10, 12) inférieure et supérieure sont préalablement revêtues d'une couche de zinc.
8. Procédé selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que les poinçons sont portés par une première matrice d'une presse et sont démontables et interchangeables.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les contre-formes sont portées par une seconde matrice de ladite presse et sont démontables et interchangeables.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à adapter le diamètre des contre-formes aux efforts mécaniques de la région considérée.