FR3074470A1 - Fabrication d’une piece superieure d’un element support de direction assistee sans cordon de soudure - Google Patents

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Abstract

Pièce (1), destinée à être pliée de manière à former une pièce supérieure (2, 3, 4) d'un élément support d'une direction assistée d'un véhicule, constituée par une plaque plane comprenant : - au moins une zone de fixation (11, 111, 211) destinée à fixer la pièce supérieure (2, 3, 4) à un châssis du véhicule, - au moins une zone d'élongation (29, 28, 113, 214, 215) destinée à être positionnée dans un plan perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la zone de fixation (11, 111, 211), - et au moins une zone de pliage (16, 17, 18, 19, 20, 21, 212, 219, 217, 221).

Description

L'invention concerne le domaine des directions assistées pour un véhicule automobile et plus particulièrement une pièce supérieure d'un élément support d'une colonne de direction.
Une colonne de direction d'une direction assistée a pour rôle de transmettre un couple exercé par un conducteur sur un volant à une crémaillère, afin de tourner des roues du véhicule.
Plus particulièrement, la colonne de direction est un ensemble de pièces mécaniques agencées de manière à relier le volant à un moteur d'assistance monté sur un axe intermédiaire.
La colonne de direction permet un réglage en profondeur du volant selon un axe longitudinal de la colonne de direction, et un réglage en hauteur du volant.
La colonne de direction comprend notamment un ensemble de deux tubes coaxiaux creux, le tube extérieur et le tube intérieur, emboîtés l'un dans l'autre de manière à ce que le tube extérieur recouvre au moins partiellement le tube intérieur. Le tube supérieur et le tube intérieur coulissent l'un dans l'autre de sorte qu'une longueur totale des tubes selon un axe longitudinal, c'est-à-dire selon l'axe longitudinal de la colonne de direction, varie entre une longueur de réglage maximum et une longueur de réglage minimum. Les deux longueurs de réglage permettent le réglage en profondeur du volant.
La colonne de direction 1' est maintenue à un châssis du véhicule au niveau du tube extérieur par un élément support 2', 3' comme on peut le voir sur la figure 1.
Généralement, l'élément support 2', 3' comprend au moins une pièce supérieure 2 fixe liée à une pièce inférieure 3' mobile par rapport à la pièce supérieure
2.
La pièce inférieure 3' supporte le tube extérieur 1' et permet le réglage en profondeur et en hauteur du volant.
La fabrication de la pièce supérieure 2' comprend :
- une étape de fabrication d'une plaque de fixation ménageant au moins une zone sensiblement plane comprenant au moins un orifice traversant destiné à fixer la pièce supérieure 2' au châssis du véhicule ;
- une étape de fabrication d'un étrier de maintien muni d'une base dont deux côtés parallèles sont prolongés par deux élongations perforées de manière à former un U;
- une étape de réalisation d'un cordon de soudure afin de fixer chacun des côtés de la base de l'étier sur la plaque de fixation.
L'étape de réalisation d'un cordon de soudure garantit une tenue mécanique et une rigidité de l'étrier de maintien sur la plaque de fixation vis-à-vis des efforts s'exerçant sur la pièce supérieure en conditions normales et dans une situation de crash.
La réalisation d'un cordon de soudure entraîne une déformation des élongations de l'étrier de maintien de sorte que les élongations peuvent ne plus être parallèles et que les perforations peuvent ne plus être alignées. Ainsi, il devient difficile, voire impossible dans certains cas, de fixer la pièce inférieure 3' à la pièce supérieure 2'.
En outre, l'étape de réalisation d'un cordon de soudure est l'une des étapes les plus longues à effectuer sur une ligne de production.
L'invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités en proposant une pièce, destinée à être pliée de manière à former une pièce supérieure d'un élément support d'une direction assistée d'un véhicule, constituée par une plaque plane comprenant :
- au moins une zone de fixation destinée à fixer la pièce supérieure à un châssis du véhicule,
- au moins une zone d'élongation destinée à être positionnée dans un plan perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la zone de fixation,
- et au moins une zone de pliage.
Ainsi, la pièce destinée à être pliée de manière à former une pièce supérieure d'un élément support d'une direction assistée d'un véhicule, comprend l'ensemble des zones nécessaires pour, d'une part, fixer la pièce au châssis du véhicule, via la zone de fixation, et d'autre part, retenir une pièce inférieure mobile.
Avant pliage, la pièce est sensiblement plane, c'est-à-dire que toutes les zones de la pièce sont sensiblement dans un même plan que l'on définira comme le plan de la zone de fixation par la suite. Dans un mode de réalisation, la pièce peut présenter des déformations de type bossage.
En outre, la pièce est formée dans une unique paroi qui peut être en métal.
Chacune des zones de la pièce est agencée de manière à être en contact au moins partiellement avec une zone adjacente.
Selon une caractéristique de l'invention, la pièce comprend une pluralité de zone de fixation.
Selon une caractéristique de l'invention, la pièce comprend deux zones d'élongation.
Selon une caractéristique de l'invention, les deux zones d'élongation sont disposées de part et d'autre de la zone de fixation.
Selon une caractéristique de l'invention, la pièce comprend une pluralité de zone de pliage.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone de fixation comprend au moins un orifice traversant.
Ainsi, la zone de fixation est fixée au châssis du véhicule en insérant un élément, de type vis, dans l'orifice traversant.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone de fixation comprend une pluralité d'orifices traversants.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone de fixation comprend une pluralité d'orifice traversant.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone de fixation a une forme sensiblement rectangulaire.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone d'élongation comprend au moins un orifice traversant.
Ainsi, la zone d'élongation peut retenir la pièce inférieure par l'insertion d'une tige dans l'orifice traversant.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins un orifice traversant de la zone d'élongation à une forme oblong ou une forme ronde
Ainsi, la position de la pièce inférieure peut varier par rapport à la position de l'élément supérieur afin de permettre un réglage en hauteur du volant.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone de pliage a une forme d'une droite sensiblement rectiligne.
Ainsi il est facile de plier une première zone par rapport à une seconde zone suivant la zone de pliage.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone de pliage est positionnée sur un bord de l'au moins une zone de fixation.
Ainsi la zone d'élongation peut être pliée par rapport à la zone de fixation de manière à être positionnée selon un angle de 90° par exemple.
Selon une caractéristique de l'invention, la pièce comprend en outre au moins une zone de maintien.
La zone de maintien est destinée à maintenir la position de la zone d'élongation par rapport à la zone de fixation après pliage de la pièce.
Ainsi, la zone de maintien garantit une tenue mécanique et une rigidité de la zone d'élongation par rapport à la zone de fixation vis-à-vis des efforts s'exerçant sur la pièce supérieure en conditions normales et dans une situation de crash.
Selon une caractéristique de l'invention, la pièce comprend une pluralité de zones de maintien.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone de maintien est destinée à être positionnée au contact de la zone de fixation après pliage de la pièce.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone de maintien a une surface inférieure à 5cm2, préférentiellement inférieure à 1cm2.
Ainsi la zone de maintien peut être fixée au moyen d'une soudure par résistance, d'un cordon de soudure, d'un rivet, ou d'un clinchage.
Selon une caractéristique de l'invention, l'au moins une zone de maintien a une forme sensiblement rectangulaire.
Selon une caractéristique de l'invention, une zone de pliage est positionnée sur un bord de l'au moins une zone de maintien.
Ainsi la zone de maintien permet de maintenir la zone d'élongation dans un plan perpendiculaire au plan de la zone de fixation.
L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'une pièce supérieure d'un élément support d'une direction assistée comprenant :
- une étape de découpe d'une pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans une plaque ;
- une étape de pliage de la pièce au niveau de l'au moins une zone de pliage.
L'étape de découpe de la pièce dans une plaque, qui peut être une tôle métallique, est réalisée en utilisant un laser, un jet d'eau, ou d'air, plasma immergé, plasma HD. L'étape de découpe peut également être réalisée par détaillage, par l'utilisation d'un emporte pièce ou par une fraise scie.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de pliage consiste à former un angle compris entre 0° et 180° entre deux plans au niveau d'une zone de pliage.
Préférentiellement, l'étape de pliage consiste à former un angle sensiblement égal à 90° entre deux plans au niveau d'une zone de pliage.
Ainsi, la zone d'élongation est positionnée dans un plan perpendiculaire au plan de la zone de fixation.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé de fabrication comprend une étape de maintien de l'au moins une zone de maintien sur l'au moins une zone de fixation.
Ainsi la zone de maintien est fixée sur la zone de fixation.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de maintien peut être réalisée par un moyen parmi : d'une soudure par résistance, d'un cordon de soudure, un rivet, un clinchage, un sertissage, une brasure, une soudo-brassure, une soudure laser.
Ainsi l'étape de maintien est rapidement réalisée sur une ligne de montage.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à plusieurs modes de réalisation selon la présente invention, donné à titre d'exemples non limitatifs et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation d'un élément support et d'une colonne de direction de l'état de l'art ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un élément support selon un premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue de dessous en perspective de l'élément support selon le premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 4 est une vue de dessous de l'élément support selon le premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 5 est une vue de dessus de l'élément support selon le premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 6 est une représentation d'une pièce destinée à former, après une étape de pliage, l'élément support selon le premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 7 est une vue en perspective d'un élément support selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 8 est une vue de dessous en perspective de l'élément support selon le deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 9 est une vue de dessus de l'élément support selon le deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 10 est une vue de dessous de l'élément support selon le deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 11 est une vue en perspective d'un élément support selon un troisième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 12 est une vue en perspective de l'élément support selon le troisième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 13 est une vue de dessus de l'élément support selon le troisième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 14 est une vue de dessous de l'élément support selon le troisième mode de réalisation de l'invention,
La figure 6 représente une pièce 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention réalisée après une étape de découpe et avant une étape de pliage. La pièce 1 est plane et comprend une zone de fixation 11 sensiblement rectangulaire, c'est-à-dire avec un premier côté long 13 parallèle à un second côté long 14 et deux côtés courts parallèles entre eux. La zone de fixation 11 comprend deux orifices 12 traversants positionnés à chacune des extrémités de la zone de fixation 11 dans le sens d'élongation de la zone de fixation 11.
La pièce 1 comprend en outre une première zone d'élongation 29 et une deuxième zone d'élongation 28 comportant chacune un orifice traversant 22, 23 oblong. Les deux zones d'élongation 28, 29 ont une forme sensiblement identique.
La première zone d'élongation 29 est séparée d'une première zone de maintien 30 par une première zone de pliage 18. La première zone de maintien 30 a une forme sensiblement rectangulaire d'icm2 et est positionnée en regard du premier côté long 13 de la zone de fixation 11 sans toutefois être en contact avec celui-ci.
La première zone d'élongation 29 est également séparée d'une première zone de bord 26 par une deuxième zone de pliage 17. La première zone de bord 26 a une forme sensiblement allongée et comporte un orifice traversant 25.
La première zone de bord 26 est séparée de la zone de fixation 11 par une troisième zone de pliage 16 de sorte que la troisième zone de pliage 16 est perpendiculaire à la deuxième zone de pliage 17. Ainsi, la zone de fixation 11 et la première zone d'élongation 29 sont positionnées sur deux côtés perpendiculaires de la première zone de bord 26.
La deuxième zone d'élongation 28 est séparée d'une deuxième zone de maintien 31 par une quatrième zone de pliage 21. La deuxième zone de maintien 31 a une forme sensiblement rectangulaire d'icm2 et est positionnée en regard du second côté long 14 de la zone de fixation 11 sans toutefois être en contact avec celui-ci. Pour cela, la zone de fixation 11 comprend un évidement 15 sur le second côté long 14 d'une forme complémentaire à la forme de la deuxième zone de maintien 31. Ainsi, la zone de fixation 11 est positionnée entre les deux zones d'élongation 28, 29.
La deuxième zone d'élongation 28 est également séparée d'une deuxième zone de bord 27 par une cinquième zone de pliage 20. La deuxième zone de bord 27 a une forme sensiblement triangulaire et comporte un orifice traversant 24.
La deuxième zone de bord 27 est séparée de la zone de fixation 11 par une sixième zone de pliage 19 de sorte que la sixième zone de pliage 19 soit perpendiculaire à la cinquième zone de pliage 20. Ainsi, la zone de fixation 11 et la deuxième zone d'élongation 28 sont positionnées sur deux côtés perpendiculaires de la deuxième zone de bord 27.
Lors d'un étape de pliage, la pièce 1 est mise en forme afin de créer une pièce supérieure 2 d'un élément support d'une direction assistée.
L'étape de pliage consiste à former un angle de 90° au niveau des zones de pliage 16,17, 18, 19, 20, 21.
De sorte que lorsque l'on plie la pièce 1 au niveau de la troisième zone de pliage 16, la première zone de bord 26 s'étend le long du premier côté long 13 de la zone de fixation 11 dans un plan perpendiculaire à la zone de fixation 11.
Lorsque l'on plie la pièce 1 au niveau de la deuxième zone de pliage 17, la première zone d'élongation 29 est dans un plan perpendiculaire à la première zone de bord 26 et perpendiculaire à la zone de fixation 11. Le plan d'élongation de la première zone d'élongation 29 coupe transversalement le plan d'élongation de la zone de fixation 11 et le plan d'élongation de la première zone de bord 26.
La première zone de maintien 30 est positionnée dans le plan d'élongation de la zone de fixation 11 et en contact de celle-ci en pliant la pièce 1 au niveau de la première zone de pliage 18.
De la même manière, lorsque l'on plie la pièce 1 au niveau de la sixième zone de pliage 19, la deuxième zone de bord 27 s'étend le long du second côté long 14 de la zone de fixation 11 dans un plan perpendiculaire à la zone de fixation 11.
Lorsque l'on plie la pièce 1 au niveau de la cinquième zone de pliage 20, la deuxième zone d'élongation 28 est dans un plan perpendiculaire à la deuxième zone de bord 27 et perpendiculaire à la zone de fixation 11. Le plan d'élongation de la deuxième zone d'élongation 28 coupe transversalement le plan d'élongation de la zone de fixation 11 et le plan d'élongation de la deuxième zone de bord 27.
La deuxième zone de maintien 31 est positionnée dans le plan d'élongation de la zone de fixation 11 et en contact de celle-ci en pliant la pièce 1 au niveau de la quatrième zone de pliage 21.
Enfin, on réalise une étape de maintien pendant laquelle on fixe la première 30 et la deuxième 31 zone de maintien sur la zone de fixation 11 en positionnant une pince afin de réaliser une soudure par résistance.
Ainsi, la pièce 1 initialement plane forme la pièce supérieure 2 de l'élément support, comme on peut le voir sur les figures 2, 3, 4 et 5, sans nécessiter la réalisation d'un cordon de soudure.
Les figures 7, 8, 9 et 10 représentent un deuxième mode de réalisation d'une pièce supérieure 3 d'un élément support. Le deuxième mode de réalisation de la pièce supérieure 3 utilise une pièce sensiblement identique à la pièce 1 du premier mode de réalisation dans laquelle la deuxième zone d'élongation 28, la deuxième zone de maintien 31 et la deuxième zone de bord 27 ont été supprimées.
Ainsi, la pièce supérieure 3 selon le deuxième mode de réalisation comporte une unique zone de fixation 111, une unique zone de maintien 112, une unique zone d'élongation 113 et une unique zone de bord 114.
Les figures 11, 12, 13 et 14 représentent un troisième mode de réalisation d'une pièce supérieure 4 d'un élément support. Dans ce mode de réalisation, une zone de fixation 211 sensiblement rectangulaire comporte une unique zone de pliage 212 positionnée au centre d'un premier côté long 213 de la zone de fixation 211. Une première zone d'élongation 214 et une deuxième zone d'élongation 215 sont chacune reliée à une même zone centrale 216 par une zone de pliage 217.
Chacune des zones d'élongation 214, 215 est reliée à une zone de bord 218 par une zone de pliage 219.
Chaque zone de bord 218 est reliée à une zone de maintien 220 par une zone de pliage 221.
De sorte que les deux zones de maintien 220 sont dans le plan d'élongation de la zone de fixation 211.
La pièce supérieure 2, 3, 4 d'un élément support selon l'un quelconque des modes de réalisation précédemment décrit est prévue pour être fixée à un châssis d'un véhicule automobile au moyen d'une élongation, de type vis, insérée dans les orifices traversants 12 de la plaque de fixation 11,111, 211.
En outre, une pièce inférieure de l'élément de support est accrochée à la pièce supérieure 2, 3, 4 par l'introduction d'un axe dans les orifices oblongs 23, 22 des zones d'élongation 29, 28, 113, 215, 214.
Enfin, les orifices traversants 24, 25 présents sur les zones de bords 26, 27 de la pièce supérieure 2 de l'élément support servent à fixer un ressort permettant de maintenir une colonne de direction dans une position dite « haute », lorsqu'un réglage de celle-ci est en cours par le conducteur.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, 5 notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Pièce (1), destinée à être pliée de manière à former une pièce supérieure (2, 3, 4) d'un élément support d'une direction assistée d'un véhicule, constituée par une plaque plane comprenant :
    - au moins une zone de fixation (11, 111, 211) destinée à fixer la pièce supérieure (2, 3, 4) à un châssis du véhicule,
    - au moins une zone d'élongation (29, 28, 113, 214, 215) destinée à être positionnée dans un plan perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la zone de fixation (11,111, 211),
    - et au moins une zone de pliage (16, 17, 18, 19, 20, 21, 212, 219, 217, 221).
  2. 2. Pièce (1) selon la revendication 1, dans laquelle l'au moins une zone de fixation (11,111, 211) comprend au moins un orifice traversant (12).
  3. 3. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'au moins une zone de fixation (11, 111, 211) a une forme sensiblement rectangulaire.
  4. 4. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'au moins une zone d'élongation (29, 28, 113, 214, 215) comprend au moins un orifice traversant (24, 25).
  5. 5. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'au moins une zone de pliage (16, 17, 18, 19, 20, 21, 212, 219, 217, 221) a une forme d'une droite sensiblement rectiligne.
  6. 6. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'au moins une zone de pliage (16,19, 212) est positionnée sur un bord de l'au moins une zone de fixation (11,111, 211).
  7. 7. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre au moins une zone de maintien (30, 31,112, 220).
  8. 8. Pièce (1) selon la revendication 7, dans laquelle l'au moins une zone de maintien (30, 31, 112, 220) a une surface inférieure à 5cm2, préférentiellement inférieure à 1cm2.
  9. 9. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, dans laquelle l'au moins une zone de maintien (30, 31, 112, 220) a une forme sensiblement rectangulaire.
  10. 10. Pièce (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans laquelle une zone de pliage (18, 21, 221) est positionnée sur un bord de l'au moins une zone de maintien (30, 31,112, 220).
  11. 11. Procédé de fabrication d'une pièce supérieure (2, 3, 4) d'un élément support d'une direction assistée comprenant :
    - une étape de découpe d'une pièce (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans une plaque ;
    5 - une étape de pliage de la pièce (1) au niveau de l'au moins une zone de pliage (16, 17, 18, 19, 20, 21, 212, 219, 217, 221).
  12. 12. Procédé de fabrication selon la revendication 11, dans lequel l'étape de pliage consiste à former un angle compris entre 0° et 180° entre deux plans au niveau d'une zone de pliage (16, 17, 18, 19, 20, 21, 212, 219, 217, 221).
    10
  13. 13. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, comprenant une étape de maintien de l'au moins une zone de maintien (30, 31, 112, 220) sur l'au moins une zone de fixation (11,111, 211).
  14. 14. Procédé de fabrication selon la revendication 13, dans lequel l'étape de maintien peut être réalisée par un moyen parmi : d'une soudure par résistance, 15 d'un cordon de soudure, un rivet, un clinchage, un sertissage, une brasure, une soudo-brassure, une soudure laser.
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