FR3078003A1

FR3078003A1 - Piece de structure soudee par des points de soudure a une autre piece de structure et comportant le long de la soudure des parties a rigidite variable

Info

Publication number: FR3078003A1
Application number: FR1851422A
Authority: FR
Inventors: Philippe Bonnot
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2019-08-23
Anticipated expiration: 2038-02-20
Also published as: WO2019162582A1; EP3755481A1; FR3078003B1; MA51904A

Abstract

La présente invention concerne une pièce de structure (1) d'un véhicule qui comporte une première partie (11) qui forme une bande, ladite bande (11) étant adaptée pour recevoir des points de soudure (12) pour solidariser ladite pièce de structure (1) à une autre pièce de structure (2) dudit véhicule, la bande (11) comportant un premier bord (13), qui forme un bord libre de la pièce de structure (1) et un second bord (14) opposé, la pièce de structure comportant, le long d'une partie du second bord (14) de la bande (11) au moins une nervure (15) qui permet de rigidifier le tronçon (16) de la bande (11) qui est positionné entre ladite nervure (15) et ledit premier bord (13), caractérisée en ce que la bande (11) comporte un embouti (3) qui comporte une succession de picots (31) et qui est positionné de manière à juxtaposer ledit tronçon (16) rigidifié de la bande (11).

Description

PIECE DE STRUCTURE SOUDEE PAR DES POINTS DE SOUDURE A UNE AUTRE PIECE DE STRUCTURE ET COMPORTANT LE LONG DE LA SOUDURE DES PARTIES A RIGIDITE VARIABLE

La présente invention concerne une pièce de structure d’un véhicule adaptée pour être solidarisée par des points de soudure à une autre pièce de structure du véhicule.

La présente invention concerne en particulier une première partie de la pièce de structure qui forme une bande. La bande est adaptée pour recevoir les points de soudure et comporte un premier bord qui forme un bord libre de la pièce de structure et un second bord opposé. La pièce de structure comporte, le long d’une partie du second bord de la bande, au moins une nervure qui permet de rigidifier le tronçon de la bande qui est positionné entre la nervure et le premier bord de la bande, créant le long de la bande de la pièce de structure des parties à rigidité variable.

Il est connu d’avoir un tel assemblage où, en bordure d’une première pièce, sont formées des nervures qui alternent avec des parties sans nervure. Une bande en bordure de la première pièce, le long de laquelle est formée des points de soudure, présente de ce fait des tronçons rigidifiés et des tronçons plus souples. Le long des tronçons plus souples et cela surtout juste avant ou juste après un tronçon rigidifié, se forme des ondulations de la bande. Les ondulations de la bande de la première pièce posent de nombreux problèmes ; cela peut créer une mauvaise tenue des points de soudure et créer des espacements propices à des remontées d’eau au travers de la structure du véhicule.

La présente invention a pour objectif de pallier ces problèmes et de proposer une pièce de structure d’un véhicule qui comporte une première partie qui forme une bande qui est adaptée pour recevoir des points de soudure pour solidariser la pièce de structure à une autre pièce de structure du véhicule. La bande devant présenter une surface plane sur toute sa longueur et cela indépendamment de la forme du reste de la pièce de structure, garantissant un bon assemblage avec une bonne tenue dans le temps des points de soudure formés le long de ladite bande et garantissant aussi une bonne étanchéité d’assemblage.

Plus particulièrement, l'invention a pour objet une pièce de structure d’un véhicule qui comporte une première partie qui forme une bande, ladite bande étant adaptée pour recevoir des points de soudure pour solidariser ladite pièce de structure à une autre pièce de structure du véhicule. Une telle bande comporte un premier bord qui forme un bord libre de la pièce de structure et un second bord opposé. La pièce de structure comporte, le long d’une partie du second bord de la bande, au moins une nervure qui permet de rigidifier le tronçon de la bande qui est positionné entre ladite nervure et ledit premier bord, telle que la bande comporte un embouti qui est formé par une succession de picots et qui est positionné de manière à juxtaposer ledit tronçon rigidifié de la bande.

Selon une première caractéristique de la pièce de structure, les picots de l’embouti sont alternativement en saillie d’une première face de la bande et de la face opposée de ladite bande.

Selon une seconde caractéristique de la pièce de structure, les picots de l’embouti sont au moins positionnés selon deux rangées, chaque rangée étant alignée de manière sensiblement parallèle au premier bord de ladite bande.

Une telle structure du véhicule comporte une pièce de structure, telle que décrite précédemment, qui est solidarisée par des points de soudure à une autre pièce de structure. Les points de soudure sont préférentiellement positionnés le long de la bande de la pièce de structure, à distance de l’embouti. Ainsi, si les points de soudure sont trop proche de l’embouti, voir ce superposent à celui-ci, il y a un risque pour que de tels points de soudure ne présentent pas une tenue suffisante dans le temps du fait d’un léger écartement qui peut y avoir entre les deux pièces de structure à cet emplacement.

La présente invention concerne aussi un poinçon pour un outil d’emboutissage permettant de former par emboutissage une telle pièce de structure telle que le poinçon comporte une partie centrale qui comporte une surface de travail formé par les picots et deux parties latérales qui forment des interfaces de montage adaptés pour fixer le poinçon sur la presse d’emboutissage. La partie centrale comporte au moins des rangées de deux picots. Un tel outil d’emboutissage comporte au moins deux tels poinçons pour former un embouti tel que décrit précédemment sur une pièce de structure d’un véhicule.

Selon une caractéristique de l’outil d’emboutissage, les deux poinçons sont identiques ; un premier des deux poinçons formant un poinçon supérieur et le second formant un poinçon inférieur entre lesquels est destinée à être mis en forme la pièce de structure. Les surfaces de travail des parties centrales desdits deux poinçons sont alignées parallèlement entre elles, en vis-à-vis l’une de l’autre, avec un décalage latéral d’un demi-picot suivant deux directions longitudinale et transversale desdites surfaces de travail.

La présente invention concerne aussi un véhicule qui comporte une structure composée d’au moins deux pièces de structure dont au moins une comporte un embouti qui comporte au moins une des caractéristiques précédentes.

D’autres objets, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus en détail à la lecture de la description qui suit, ainsi qu’à l’aide des dessins annexés, fournis à titre purement illustratif et non limitatif, parmi lesquels :

• La figure 1 représente une pièce de structure d’un véhicule qui comporte une première partie qui est adaptée pour être solidarisée par des points de soudure à une autre pièce de structure, la première partie comportant des emboutis adaptés pour tendre localement ladite première partie selon l’invention • La figure 2 représente une vue de détail de la figure 1, à l’emplacement d’un des emboutis ;

• La figure 3 représente une partie d’un outil d’emboutissage, comportant un bâti supérieur sur lequel est fixé un poinçon supérieur et d’un bâti inférieur sur lequel est fixé un poinçon inférieur, avec un poinçon supérieur et un poinçon inférieur selon l’invention ;

• La figure 4 représente une vue de face du poinçon inférieur selon l’invention, qui est en tous points semblable au poinçon supérieur ; et • Les figures 5 à 8 représentent différentes étapes permettant le montage sur un outil d’emboutissage du poinçon inférieur et du poinçon supérieur avec une précision de montage adaptée pour former un embouti sur une pièce de structure selon l’invention.

La figure 1 représente une pièce de structure 1 d’un véhicule qui comporte une première partie 11 qui forme une bande et qui est adaptée pour être solidarisée par des points de soudure 12 à une autre pièce de structure 2. Les points de soudure 12 sont alignés le long de la plus grande longueur de la bande 11. Le long de ladite plus grande longueur, la bande 11 comporte une première bordure 13 qui forme un bord libre de la pièce de structure 1. La bordure opposée à la première bordure 13 de la bande 11, forme une seconde bordure 14. La pièce de structure 1 comporte, le long d’une partie de la seconde bordure 14 de la bande 11, au moins une nervure 15. Chaque nervure 15 rigidifie un tronçon 16 de la bande 11 qui est positionné entre la nervure 15 et le premier bord 13 (un des deux tronçons 16 est présenté en hachuré sur cette figure). La bande 11 comporte un embouti 3 qui est formé par une succession de picots. L’embouti 3 est positionné de manière à juxtaposer le tronçon 16 rigidifié de la bande 11. Dans l’exemple de mode de réalisation tel que représenté dans cette figure, est représenté quatre emboutis 3 qui juxtaposent de chaque côté les deux tronçons 16. Chaque embouti 3 est préférentiellement positionné à proximité de la seconde bordure 14. Chacun des emboutis 3 permet de tendre la partie de la bande 11 qui s’étend du tronçon 16 rigidifié correspondant le long de reste la bande 11. La création d’une telle tension par les emboutis 3 le long de la bande 11 permet d’avoir une variation progressive de la rigidité de la bande 11 entre les tronçons 16 rigidifiés et les parties moins rigides, dénuées des nervures 15.

La figure 2 représente une vue de détail de la figure 1, à l’emplacement d’un des emboutis 3. Sur cette figure 2 est plus particulièrement visible la forme des picots 31 des emboutis 3. Les picots 31 des emboutis 3 ont, dans ce mode de réalisation, une forme en dôme. Mais il peut être aussi intéressant d’avoir aussi des picots de forme conique ou en pyramide. Est aussi plus particulièrement visible l’orientation des picots 31 qui sont alternativement en saillie d’une première face de la bande 11 et de la face opposée de ladite bande 11 et cela que ce soit le long de chaque rangé ou le long de chaque colonne. Dans ce mode de réalisation, chaque embouti 3 présent quatre lignes parallèles de trois picots 31 alignés formant un quadrillage rectangulaire. Les points de soudure 12, tels que plus particulièrement visibles sur la figure 1, sont généralement centrés par rapport au premier bord et au second bord 14 le long de la bande 11, alors que les emboutis 3 sont préférentiellement à proximité du second bord 14 de la bande 11, évitant ainsi qu’un des points de soudure 12 ne soit trop proche d’un des emboutis 3.

La figure 3 représente une partie d’un outil d’emboutissage 4, qui comporte un bâti supérieur 41 sur lequel est fixé un poinçon supérieur 42 et d’un bâti inférieur 43 sur lequel est fixé un poinçon inférieur 44. Selon l’invention le poinçon supérieur 42 est identique au poinçon inférieur 44. Le poinçon supérieur 42 et le poinçon inférieur 44 comporte une partie centrale 45 qui comporte une surface de travail formée par les picots 46. Comme plus particulièrement expliqué dans la suite de la description, le poinçon supérieur 42 est positionné en vis-à-vis du poinçon inférieur 44 sur l’outil d’emboutissage, alignés parallèlement l’un à l’autre, avec un décalage d’un demi picot 46 suivant les deux directions longitudinale et transversale de la partie centrale 45 du poinçon supérieur 42 et de la partie centrale 45 du poinçon inférieur 44. Ainsi, un sommet 47 d’un picots 46 de la partie centrale 45 du bâti supérieur 42 est adapté pour venir se loger, en position fermée de l’outil d’emboutissage 4, dans un creux 48 formé au centre de quatre picots 46 de la partie centrale 45 du poinçon inférieur 44. Et inversement, un sommet 47 d’un picots 46 de la partie centrale 45 du poinçon inférieur 44 est adapté pour venir se loger, en position fermée de l’outil d’emboutissage 4, dans un creux 48 formé au centre de quatre picots 46 de la partie centrale 45 du poinçon supérieur 42. Pour ce faire, le poinçon inférieur 44 est positionné de manière décalée par rapport au poinçon supérieur 42 d’un demi picot 46 que ce soit le long de chaque ligne et le long de chaque rangé de lignes. Ainsi positionné, lors de l’étape d’emboutissage, est formé un embouti 3 qui comporte une succession de picots 31 qui sont alternativement en saillie d’une première face de la bande 11 et de la face opposée de ladite bande 11. La hauteur des picots 31 de l’embouti 3 ainsi formés est généralement compris entre 0.3 et 0.6 mm. Cette alternance de picots 31 de l’embouti 3 permet de tendre efficacement la partie de la bande 11 correspondante sans créer de trop fortes contraintes sur la bande 11 lors de l’opération d’emboutissage, évitant les problèmes de déchirures de la pièce de structure 1. Entre le poinçon supérieur 42 et le bâti supérieur 41 et entre le poinçon inférieur 44 et le bâti inférieur 43 sont interposés des calles de réglage 49 dont l’épaisseur peut être adaptée en fonction des contraintes d’emboutissage.

La figure 4 représente une vue de face du poinçon inférieur 44, qui est semblable au poinçon supérieur 42 tel que représenté à la figure 3. Les picots 46 du poinçon inférieur 44 sont alignés selon deux directions pour former un quadrillage. Dans l’exemple de mode de réalisation tel que représenté, le quadrillage comporte dix-huit picots 46 alignés le long de huit rangés. De chaque côté de la partie centrale 45 est formé une interface de montage 5 adaptée pour permettre la fixation du poinçon inférieur 44 sur le bâti inférieur 43 tel que représenté en figure 3. Il en est de même pour la fixation du poinçon supérieur 42 sur le bâti supérieur 41 par l’intermédiaire de deux interfaces de montage 5 en tous points identiques. Chaque interface de montage 5 comporte trois ouvertures alignées ; deux premières ouvertures 51 aux deux extrémités, qui encadrent une seconde ouverture 52 centrale. Une première 51a des deux ouvertures d’extrémité 51 est alignée avec le sommet 47 d’une rangée de picots 46 de la partie centrale 45, la seconde 51 b des deux ouvertures d’extrémité 51 est alignée avec la ligne de séparation de deux rangées de picots 46 de la partie centrale 45. Le long de cette ligne de séparation sont aussi alignés lesdits creux 48 formés entre les picots 46 de la partie centrale 45. De même, les deux ouvertures d'extrémité 51 et l'ouverture centre 52 du premier des deux interfaces de montage 5 sont décalés d'un demi picot 43 de la partie centrale 45 par rapport aux deux ouvertures d'extrémité 51 et à l'ouverture centre 52 de la seconde interface de montage 5. Cet écart d’un demi picot 43 suivant ces deux directions orthogonales est adaptée pour que, pour des points de fixation identiques formées dans le bâti supérieur et dans le bâti inférieur, que les poinçons en fonction du sens de montage comportent bien, lorsque l’outil d’emboutissage est en position fermé, le sommet des picots d’un des deux poinçons qui est positionné dans le creux formé entre quatre picots de l’autre poinçon. Du fait de la taille des picots 43 de la partie centrale 45, l’alignement des deux poinçons doit se faire avec une grande précision, suivant un process de montage bien particulier.

Les figures 5 à 8 représentent différentes étapes permettant le montage sur un outil d’emboutissage d’un poinçon inférieur 44 et d’un poinçon supérieur 42 avec une précision de montage adaptée. Les poinçons inférieur 44 et supérieur 42 sont respectivement positionnés sur les bâtis inférieur 43 et supérieur 41 qui sont positionnés sur l’outil d’emboutissage. L’outil d’emboutissage étant destiné à être monté dans une presse à présenter qui permet la mise au point du montage, avant d’être positionnés dans la presse d’emboutissage définitive.

Sur la figure 5 est représenté la première étape qui consiste à positionner le poinçon inférieur 44 et une cale de réglage inférieur 49 sur le bâti inférieur

43. Deux vis 61 sont vissées dans le bâti inférieur 43 et dans les deux ouvertures centrale 52 des deux interfaces de montage 5 (une seule vis 61 sur les deux étant représentée). Dans les deux ouvertures latérales 51 des deux interfaces de montage 5 et dans le bâti inférieur 43 sont vissées des goupilles longues 62 qui présentent une longueur d’au moins quatre-vingt millimètre, dont une grande partie de cette longueur est en saillie desdites ouvertures latérales 51 (une seule goupille longue 62 sur les quatre étant représentée).

Sur la figure 6 est représenté la deuxième étape qui consiste à positionner le poinçon supérieur 42 et une cale de réglage inférieur 49 sur le bâti supérieur 41. Deux vis 61 sont vissées non serrées dans le bâti supérieur 41 et dans les deux ouvertures centrales 52 des deux interfaces de montage 5 du poinçon supérieur 42 (une seule des deux vis 61 étant représentés dans cette figure). Dans le bâti supérieur 41 ne sont pas encore formées les ouvertures qui seront positionnées dans le prolongement des deux ouvertures latérales 51 des deux interfaces de montage 5 du poinçon supérieur 42. Comme expliqué précédemment, la partie centrale 45 du poinçon supérieur 42 est positionnée de manière décalé d’un demi picot 46 par rapport à la partie centrale du poinçon inférieur, tout en aillant les ouvertures des interfaces de montage 5 du poinçon supérieur 42 qui sont en regard des ouvertures correspondantes des interfaces de montage du poinçon inférieur.

Sur la figure 7 est représenté une troisième étape où l’outil d’emboutissage est monté retourné sur la presse à présenter, inversant le positionnement des poinçons supérieur 42 et inférieur 44 et des bâtis supérieur 41 et inférieur 43 correspondant.

Sur la figure 8 est représenté une quatrième étape où la presse à présenter est positionnée de manière partiellement fermée, faisant correspondre les extrémités libres des goupilles longues 62 (visées dans le bâti inférieur 43 et dans les ouvertures latérales 52 des poinçons inférieurs 44) avec les ouvertures latérales 52 des poinçons supérieurs 42. Un tel positionnement permet de centrer le poinçon supérieur 42 avec le poinçon inférieur 44. Les vis des deux interfaces de montage 5 du poinçon supérieur 42 sont alors serrées, permettant de bloquer en position le poinçon supérieur 42.

Une cinquième étape non représentée, consiste à ouvrir la presse à présenter, à retirer les goupilles longues, à extraire l’outil d’emboutissage de la presse à présenter pour réaliser les trous des goupilles par contre-perçage, puis à monter les goupilles courtes (telles que représentées en figure 3).

Une sixième et dernière étape non représentée, consiste à intégrer l’outil d’emboutissage sur la presse d’emboutissage définitive, avec le bon alignement des poinçons supérieurs avec les poinçons inférieurs, permettant d’obtenir au moins un embouti selon l’invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Pièce de structure (1) d’un véhicule comportant une première partie (11) qui forme une bande, ladite bande (11) étant adaptée pour recevoir des points de soudure (12) pour solidariser ladite pièce de structure (1) à une autre pièce de structure (2) dudit véhicule, la bande (11 ) comportant un premier bord (13), qui forme un bord libre de la pièce de structure (1) et un second bord (14) opposé, la pièce de structure comportant, le long d’une partie du second bord (14) de la bande (11) au moins une nervure (15) qui permet de rigidifier le tronçon (16) de la bande (11) qui est positionné entre ladite nervure (15) et ledit premier bord (13), caractérisée en ce que la bande (11) comporte un embouti (3) qui comporte une succession de picots (31) et qui est positionné de manière à juxtaposer ledit tronçon (16) rigidifié de la bande (11 ).
2. Pièce de structure (1 ) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les picots (31) de l’embouti (3) sont alternativement en saillie d’une première face de la bande (11) et de la face opposée de ladite bande (11).
3. Pièce de structure (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les picots (31) de l’embouti (3) sont au moins positionnés selon deux rangées, chaque rangée étant alignée de manière sensiblement parallèle au premier bord (13) de ladite bande (11).
4. Structure de véhicule comportant une pièce de structure (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, ladite pièce de structure (1) étant solidarisée par des points de soudure (12) à une autre pièce de structure (2) et comportant au moins un embouti (3), l’embouti (3) et les points de soudure (12) étant formés le long de la bande (11) positionnée en bordure de la pièce de structure (1).
5. Structure de véhicule selon la revendication 4, caractérisée en ce que les points de soudure (12) sont formés à distance dudit embouti (3).
6. Poinçon (42, 44) pour un outil d’emboutissage (4) pour former par emboutissage une pièce de structure (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le poinçon (42, 44) comporte une partie centrale (45) qui comporte une surface de travail formée par les picots (46) et deux parties latérales (5) qui forment des interfaces de montage adaptés pour fixer ledit poinçon (42, 44) sur ledit outil (4).
7. Poinçon (42, 44) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie centrale (45) comporte au moins des rangées de deux picots (46).
8. Outil d’emboutissage (4) comportant deux poinçons (42, 44), chaque poinçon (42, 44) étant formé selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu’un premier des deux poinçons (42) forme un poinçon supérieur (42) et le second forme un poinçon inférieur (44) entre lesquels est destinée à être formé un embouti de la pièce de structure.
9. Outil d’emboutissage (4) selon la revendication 8, caractérisée en ce que les deux poinçons (42, 44) sont identiques et en ce que les surfaces de travail des parties centrales (45) desdits deux poinçons (42, 44) sont alignées parallèlement entre elles, en vis-à-vis l’une de l’autre, avec un décalage latéral d’un demi-picot suivant les deux directions longitudinale et transversale desdites surfaces de travail.
10. Véhicule comportant une structure selon l’une des revendications 4 ou 5, dont au moins une des pièces de structure (1) de ladite structure comporte au moins un embouti (3).