FR3065760B1 - Procede de preparation d’une surface d'appui d’un support recevant le serrage d'un element - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé de préparation d'une surface d'appui (22) d'un support en acier pour un véhicule automobile, prévue pour recevoir une face d'appui d'un élément rapporté (8) ajustée sur cette surface d'appui (22) et maintenue serrée dessus, ce procédé réalisant avec un rayonnement laser des bossages dépassant de cette surface d'appui (22).
Description
PROCEDE DE PRÉPARATION D’UNE SURFACE D’APPUI D’UN SUPPORT RECEVANT LE SERRAGE D’UN ÉLÉMENT
La présente invention concerne un procédé de préparation d’un support pour un véhicule automobile, ainsi qu’un ensemble et un véhicule automobile comportant des supports réalisés avec un tel procédé de préparation.
Les véhicules automobiles comportent généralement un berceau avant formé par des tôles assemblées entre elles, qui est fixé sous de la caisse du véhicule afin de constituer un support rigide présentant une résistance élevée, recevant des éléments du train avant subissant des fortes contraintes.
En particulier le berceau reçoit de chaque côté des triangles de suspension supportant les roues, et sur le dessus un mécanisme de direction disposé transversalement.
Le mécanisme de direction comporte un boîtier formant une traverse réalisée généralement dans un alliage d’aluminium, contenant à l’intérieur une crémaillère de direction. Le mécanisme de direction pouvant subir des efforts importants dans les virages, doit être fixé de manière très rigide sur le berceau, sans risque de glissement.
On peut disposer sur le dessus du berceau deux plots circulaires, présentant chacun une surface d’appui supérieure plane recevant une face correspondante du boîtier du mécanisme de direction. Pour chaque plot une vis axiale ou un goujon traverse le berceau, pour se visser dans le boîtier de direction.
Avec les contraintes transversales répétées qui s’appliquent sur le mécanisme de direction, on peut obtenir un certain tassement de la matière, en particulier de l’alliage d’aluminium du boîtier de direction, qui desserre légèrement la contrainte de serrage de la vis ou du goujon de fixation. On a alors un risque de petits glissements latéraux dans la limite du jeu des moyens de fixation du boîtier de direction, entraînant des usures, un desserrage qui peut s’accélérer, et un risque de rupture de ces moyens. II est connu d’interposer entre le berceau et le boîtier du dispositif de direction des rondelles de blocage réalisant un accrochage, comportant sur au moins un côté des rugosités ou des crans qui s’incrustent dans la partie disposée en face afin d’améliorer dans la direction transversale l’adhésion du boîtier de direction sur ce berceau.
Pour cela on peut utiliser par exemple un type de rondelle de blocage connu, présenté notamment par le document FR-B1-2995373, comportant une face de contact revêtue par projection thermique d’un revêtement rugueux, prévue pour augmenter les forces de friction sur un écrou pour éviter son desserrage.
Toutefois cette solution nécessite des pièces supplémentaires, qu’il faut fabriquer, approvisionner et installer sur le berceau, ce qui occasionne des coûts. De plus il y a un risque d’oubli d’une rondelle de blocage lors du montage du véhicule, ce qui entraînerait des risques.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.
Elle propose à cet effet un procédé de fabrication d’une surface d’appui d'un support en acier pour un véhicule automobile, prévue pour recevoir une face d’appui d’un élément rapporté ajustée sur cette surface et maintenue serrée dessus, ce procédé étant remarquable en ce qu’il réalise avec un rayonnement laser des bossages dépassant de cette surface.
Un avantage de ce procédé de préparation d’une surface d’appui d'un support en acier, prévue pour recevoir une face d’appui d’un élément serrée dessus, est qu’avec un laser de manière simple et rapide on réalise des bossages présentant un profil qui peut être précis pour permettre leur pénétration complète dans la face de l’élément rapporté, lors du serrage.
Le maintien latéral de l’élément est garanti sans composant supplémentaire à ajouter lors du montage du véhicule, ce qui limite les coûts, réduit la masse et évite des erreurs de montage.
Le procédé de préparation selon l’invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement le procédé réalise des bossages présentant une hauteur inférieure à 0,5mm.
Selon un mode de réalisation, le procédé dispose les bossages suivant une disposition en quadrillage ou en quinconce.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé dispose les bossages suivant une disposition concentrique ou radiale.
Avantageusement, le procédé dispose les bossages avec un espacement inférieur à dix millimètres.
Avantageusement, le procédé applique un rayonnement laser suivant une direction perpendiculaire à la surface d’appui.
Dans ce cas, avantageusement le procédé applique le rayonnement laser avec une puissance inférieure à 1kW, et une durée inférieure à deux secondes. L’invention a aussi pour objet un ensemble comportant des supports en acier présentant des surfaces d’appui réalisées avec un procédé de préparation comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, et un élément rapporté fixé sur ces surfaces d’appui, cet ensemble étant remarquable en ce que l’élément rapporté est réalisé dans un alliage d’aluminium.
Avantageusement, l’élément rapporté présente après son serrage complet sur les supports, des faces d’appui qui sont au contact des parties planes des surfaces d’appui entourant les bossages. L’invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d’un train avant comportant un berceau avant, remarquable en ce que ce berceau avant comporte des surfaces d’appui recevant un boîtier de direction, réalisées avec un procédé de préparation comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente un berceau recevant un mécanisme de direction, avec un procédé de préparation selon l’art antérieur ; - la figure 2 présente un berceau recevant un mécanisme de direction, avec un procédé de préparation selon l’invention ; - la figure 3 est une vue de détail de cette figure 2 ; - les figures 4 et 5 présentent deux répartitions différentes des bossages sur la surface d’appui ; et - la figure 6 présente en coupe axiale un creux formé par un procédé de fabrication selon l’invention.
La figure 1 présente un berceau 2 formant un ensemble sensiblement plat, composé de tôles soudées entre elles.
Le berceau 2 comporte de chaque côté vers l’avant une corne remontante comprenant à son extrémité un perçage avant 4, et vers l’arrière un plateau comprenant un perçage arrière 6, ces perçages recevant chacun une vis de fixation sous la caisse du véhicule.
Le berceau 2 est prévu pour recevoir de chaque côté un triangle avant de suspension, et pour supporter au-dessus le groupe motopropulseur.
Un mécanisme de direction comporte un boîtier 8 formant une traverse, réalisé dans un alliage d’aluminium, présentant d’un côté un arbre perpendiculaire 10 recevant l’extrémité de la colonne de direction, qui commande le mouvement transversal d’une crémaillère de direction 12 disposée dans ce boîtier.
Chaque extrémité de la crémaillère 12 est reliée par une biellette à un porte-moyeu de roue, pour lui transmettre le pivotement de la direction. En retour la crémaillère de direction 12 reçoit des efforts latéraux importants lors des virages prononcés pris à des vitesses assez élevées, qui sont transmises à la liaison entre le boîtier de direction 8 et le berceau 2.
De chaque côté le berceau 2 comporte un plot cylindrique 14 disposé verticalement, comprenant sur le dessus une surface d’appui plane 22 recevant une face d’appui correspondante du boîtier 8, par l’intermédiaire d’une rondelle d’accrochage 16 présentant sur sa surface des bossages.
Chaque face d’appui du boîtier de direction 8 reçoit par vissage un goujon 18 qui traverse axialement chaque plot cylindrique 14, pour être serré en dessous du berceau 2 par un écrou 20.
Ce type de montage nécessite lors de l’assemblage du véhicule, la pose des deux rondelles d’accrochage 16.
Les figures 2 et 3 présentent un berceau similaire 2, recevant le boîtier de direction 8 présentant ses faces d’appui qui viennent directement au contact des surfaces d’appui 22 sur les plots cylindriques 14.
De la même manière les goujons 18 traversant les plots cylindriques 14, sont serrés en dessous par les écrous 20.
Sur chaque plot cylindrique 14 avant son soudage sur le berceau 2, ou sur les deux plots déjà assemblés par soudure sur ce berceau, un système laser robotisé forme une succession de bossages 24 répartis sur chaque surface d’appui 22, en creusant la matière par fusion sur cette surface pour la déplacer.
En particulier on peut former avec les bossages 24 un quadrillage ou une disposition en quinconce, avec un espacement inférieur à dix millimètres. Afin d’en répartir une quantité assez importante, on peut prévoir en particulier un espacement inférieur à cinq millimètres.
Les bossages 24 peuvent présenter une extrémité pointue formant un picot. Les bossages métalliques 24 constituent une surface dure et rugueuse, qui lors du serrage des écrous 20 pénètre dans le métal plus ductile en alliage d’aluminium du boîtier de direction 8.
La hauteur des bossages généralement inférieure à 0,5mm, est avantageusement de quelques dixièmes de millimètre, pour assurer une pénétration complète dans le métal du boîtier de direction 8. La hauteur et la quantité des bossages 24 sont prévues pour que lors du serrage des écrous 20, la pénétration de ces bossages soit complète dans les faces d’appui du boîtier de direction 8, afin de mettre en contact directement ces faces avec la partie plane des surfaces d’appui 22 entourant les bossages.
De cette manière on obtient un serrage direct et efficace des deux surfaces d’appui entre elles, qui maintient la qualité de ce serrage dans le temps, ainsi qu’un accrochage latéral très élevé qui empêche tout microglissement lors des efforts latéraux. On notera qu’on pourra dans certains cas réduire le couple de serrage des écrous 20 par rapport aux solutions présentées dans l’art antérieur, sans risquer un glissement latéral du boîtier de direction 8.
La figure 4 présente une répartition régulière suivant des cercles concentriques 30 des différents bossages 24.
La figure 5 présente une répartition suivant des groupes de deux lignes radiales 32 des différents bossages 24, ces groupes étant espacés entre eux.
La figure 6 présente un creux 34 formé dans un acier par un rayonnement laser du type dioxyde de carbone CO2, dirigé perpendiculairement à la surface, d’une puissance inférieure à 1kW, en particulier environ 700W, avec une durée inférieure à deux secondes, en particulier d’environ une seconde.
Des essais ont montré que dans ces conditions, le métal chauffé à une température de l’ordre de 1500°C proche de sa température de fusion, forme un cratère sensiblement sphérique 34 comprenant un refoulement de matière régulier sur son contour constituant un bossage circulaire 24. D’une manière générale on peut réaliser de cette manière sur un véhicule automobile une liaison de tous types de composants comportant une matière plus ductile serrée sur un support métallique, subissant des contraintes radiales importantes.
On notera que le système laser de puissance suffisante, peut servir à d’autres opérations dans la fabrication des véhicules.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1 - Véhicule automobile équipé d’un train avant comportant un berceau avant (2), caractérisé en ce que ce berceau avant comporte des surfaces d’appui (22) de supports en acier (14) recevant un boîtier de direction (8), réalisées avec un procédé de préparation desdites surfaces d’appui (22), prévues pour recevoir des faces d’appui dudit boîtier de direction (8) ajustées sur ces surfaces d’appui (22) et maintenues serrées dessus, ledit procédé de préparation réalisant avec un rayonnement laser des bossages (24) dépassant de ces surfaces d’appui (22).
- 2 - Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bossages (24) présentent une hauteur inférieure à 0,5mm.
- 3 - Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les bossages (24) sont disposés suivant une disposition en quadrillage ou en quinconce.
- 4 - Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les bossages (24) sont disposés suivant une disposition concentrique ou radiale.
- 5 - Véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bossages (24) sont disposés avec un espacement inférieur à dix millimètres.
- 6 - Véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayonnement laser est appliqué suivant une direction perpendiculaire aux surfaces d’appui (22).
- 7 - Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rayonnement laser est appliqué avec une puissance inférieure à 1kW, et une durée inférieure à deux secondes.
- 8 - Véhicule selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de direction (8) est réalisé dans un alliage d’aluminium.
- 9 - Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que le boîtier de direction (8) présente après son serrage complet sur les supports (14), des faces d’appui qui sont au contact des parties planes des surfaces d’appui (22) entourant les bossages (24).
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