WO2008009810A2 - Tube de traverse de planche de bord, et son procede de fabrication - Google Patents

Tube de traverse de planche de bord, et son procede de fabrication Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method of centering a passenger compartment member on a cross member of a motor vehicle, as well as a dashboard transom tube provided with a centraliser.
  • the passenger compartment comprises a dashboard, essentially made of plastic material, and a dashboard cross member, essentially made of metal.
  • the cross member is intended to constitute the interface between the body of the motor vehicle and the dashboard.
  • the dashboard is positioned in the cockpit in cooperation with the transom.
  • This cooperation is generally carried out by "centering" the dashboard on the cross member, generally by using a member projecting from the dashboard, such as a rod, penetrating into a hole of a body of the dashboard. the crossing .
  • the rod is generally formed of the plastic material of the dashboard, and the hole formed in the cross member is generally delimited by a metal member.
  • the "centering" function actually comprises a positioning in a plane perpendicular to the axis of the centering rod, and a positioning in the direction of this axis.
  • the positioning in this plane perpendicular to the axis is achieved by the cooperation of the rod with a hole of complementary section.
  • the cooperation in the direction of the axis of the rod is made by contact between a delimited plane on the side of the cross member and a plane formed around the base of the rod.
  • the rod is generally formed of plastic, it is essential that its cooperation on the one hand with the hole of the cross member and on the other hand with a planar support plane are perfect: the presence of burrs by example is forbidden because, given the vibrations applied, they could cause premature failure of the centering rod.
  • Figure 1 shows a first example of such an insert.
  • the reference 10 designates a cross tube, generally of curved section, provided with an insert 12 which is fixed on the tube, for example by welding.
  • This insert 12 defines a centering hole 14, shown in rectangular form and free of burrs, the hole being surrounded by a support plane 15. There are thus the two centering functions.
  • FIG. 2 represents another insert element 16 formed of a stamped sheet metal fixed to a transverse tube, for example of steel, and delimiting a centering hole 14, represented with a rectangular shape and devoid of burr, the hole being surrounded a support plan 15.
  • FIG. 3 shows another example of an insert element 18 which, instead of a hole, has a projection 20 of rectangular section intended to penetrate a cavity of complementary shape to a dashboard.
  • This projection 20 defines a bearing plane 15, as indicated with reference to Figures 1 and 2, and the insert element 18 is also attached to a cross tube 10 for example by welding.
  • Figure 4 shows another example of a centering insert bearing the reference 22 and welded to a crosshead tube.
  • This element 22 defines a hole 14 of rectangular section, provided with remote tabs for retaining the centering rod of a dashboard.
  • a support plane is formed around the hole 14.
  • the precise and burr-free machining of the hole and the support plane is carried out with precision on a separate element which is then fixed to the cross tube, for example by welding. Accordingly, all these embodiments comprise an additional element which first must be machined separately, then must be fixed to the cross-member.
  • the subject of the invention is the embodiment of a centraliser having the above-mentioned functions, ie delimiting a centering hole and a support plane, which is produced directly on a cross-tube, without any complementary operation such as deburring, and with simple obtaining of a plan of support.
  • Infiltration is an operation in which a tool, generally having a conical shape of polygonal section and formed of metal carbide, is rotated at a very high speed, with application of a high force in a direction of advance.
  • the friction due to the very high speed of the tool causes local heating of the material of the part which considerably increases the ductility of this material.
  • the tool is uniformly introduced into the workpiece in a single shot and drills a hole while, thanks to the heat released, the material is backed up and forms a ring which, in this case, delimits a flange in a plane perpendicular to the axis of movement of the drilling tool.
  • the tool can carry a flange which crushes the repressed material and forms a flat support.
  • the invention relates to a method of centering a passenger compartment member on a cross member of a motor vehicle, by cooperation of a rod and an orifice; according to the invention, the orifice is made by flow-piercing.
  • the method further comprises a tapping operation performed while the material of the cross is still hot as a result of the fluo-drilling operation.
  • the invention furthermore relates to a dashboard cross-member tube provided with a centraliser, in which the centering device is integrated into the cross tube by forming from the material of the tube, and the centering device comprises a ring delimiting a cylindrical hole of circular section, the ring having an outer surface in a bearing plane substantially parallel to the axis of the tube, the cylindrical surface of the hole and the outer surface being free of burrs.
  • the cylindrical surface of the hole comprises a tapping.
  • the tube in the transverse part of the tube comprising the centering device, has an elongate section in the direction of the axis of the centering hole.
  • FIG. 5 is a perspective view a section of cross tube cut off near a centraliser; and Figure 6 is a longitudinal section of the cross tube of Figure 5, at the centraliser.
  • Figure 5 shows a tube 24 of dashboard transom; the end 26 shown has been cut so that its sectional configuration appears, the tube being normally continuous beyond this plane. It is noted in this figure that the section of the tube 24 is elongated near the centralizer 28.
  • the centralizer 28, as shown in Figure 6, comprises a ring 30 which defines a hole 32 of cylindrical shape of circular section.
  • the ring ends outside the tube in a plane 34 which forms a support plane.
  • the ring 30 is integrally formed by the material of the tube 24 itself. Then, thanks to the realization by fluoperçage, there is no burr, especially near the ends of the ring 30. Finally, the ring 30 delimits on the outside an end which is in a support plane.
  • the centering device 28 shown in FIGS. 5 and 6 is produced by spraying in a single rotary drive operation of a carbide tool and directly gives, on the one hand, the cylindrical hole 32 for accommodating a centering rod, for example. example of plastic material, and secondly a support plane 34, for example for a dashboard surface also formed of plastic.
  • the cylindrical surface of the hole comprises a tapping.
  • this tapping is carried out during an operation which immediately follows the fluoiling operation, so that the material of the tube is still very ductile in the ring 30.
  • the centralizer can then also be used for fixing the dashboard at the transom.
  • the protruding member of the dashboard is a rod
  • this projection can be any to the extent that it allows centering.
  • a rod may have a polygonal section.
  • the centraliser allows the realization of crosses of reduced cost.
  • the cockpit element centered on the cross member is a dashboard
  • it may be any other element, in particular already attached to a dashboard cross member, such as a group of air conditioning, a steering column or even an air bag device.

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Abstract

L ' invention concerne un tube de traverse de planche de bord muni d'un centreur (28) qui est intégré au tube (24) de traverse par formation à partir du matériau du tube, et le centreur (28) comporte une bague (30) délimitant un trou cylindrique (32) de section circulaire, la bague (30) ayant une surface extérieure (34) dans un plan d'appui sensiblement parallèle à l'axe du tube (24), la surface cylindrique du trou (32) et la surface extérieure (34) étant dépourvues de toute bavure. Le centreur est formé par une opération de fluoperçage. Dans la partie transversale du tube (24) comprenant le centreur, le tube (24) a une section allongée dans la direction de l ' axe du trou du centreur. Application aux habitacles des véhicules automobiles.

Description

Tube de traverse de planche de bord, et son procédé de fabrication
La présente invention concerne un procédé de centrage d'un élément d'habitacle sur une traverse de véhicule automobile, ainsi qu'un tube de traverse de planche de bord muni d' un centreur .
Dans un véhicule automobile, l 'habitacle comporte une planche de bord, essentiellement formée de matière plastique, et une traverse de planche de bord, essentiellement formée de métal . La traverse est destinée à constituer 1 ' interface entre la caisse du véhicule automobile et la planche de bord. Ainsi, la planche de bord est positionnée dans l ' habitacle par coopération avec la traverse .
Cette coopération est en général effectuée par "centrage" de la planche de bord sur la traverse, en général par utilisation d'un organe en saillie de la planche de bord, tel qu'une tige, pénétrant dans un trou d'un organe de la traverse . La tige est en général formée de la matière plastique de la planche de bord, et le trou formé dans la traverse est en général délimité par un organe métallique .
La fonction de "centrage" comprend en réalité un positionnement dans un plan perpendiculaire à l ' axe de la tige de centrage, et un positionnement dans la direction de cet axe . Le positionnement dans ce plan perpendiculaire à l ' axe est réalisé par la coopération de la tige avec un trou de section complémentaire . La coopération dans la direction de 1 ' axe de la tige est réalisée par contact entre un plan délimité du côté de la traverse et un plan formé autour de la base de la tige .
Comme la tige est en général formée de matière plastique, il est primordial que ses coopérations d'une part avec le trou de l'organe de traverse et d'autre part avec un plan d'appui plans soient parfaites : la présence de bavures par exemple est interdite, car, compte tenu des vibrations appliquées , elles pourraient provoquer une rupture prématurée de la tige de centrage.
Etant donné la section courbe des tubes de traverse, qui sont formés en général d'acier, il est d'obtenir à la fois un trou de centrage et un plan d'appui, sans formation de bavures pouvant nécessiter de coûteuses opérations de finition. Pour cette raison, on utilise normalement un cen- treur réalisé sur un élément rapporté sur la traverse .
La figure 1 représente un premier exemple d'un tel élément rapporté. Sur la figure 1, la référence 10 désigne un tube de traverse, en général de section courbe, muni d'un élément rapporté 12 qui est fixé sur le tube, par exemple par soudage. Cet élément rapporté 12 délimite un trou 14 de centrage, représenté sous forme rectangulaire et dépourvue de bavure, le trou étant entouré d'un plan d'appui 15. On retrouve ainsi les deux fonctions de centrage .
La figure 2 représente un autre élément rapporté 16 formé d'une tôle emboutie fixée à un tube de traverse, par exemple d'acier, et délimitant un trou de centrage 14, représenté avec une forme rectangulaire et dépourvu de bavure, le trou étant entouré d'un plan d'appui 15.
La figure 3 représente un autre exemple d'élément rapporté 18 qui, au lieu d'un trou, a une saillie 20 de section rectangulaire destinée à pénétrer dans une cavité de forme complémentaire d'une planche de bord. Cette saillie 20 délimite un plan d'appui 15, comme indiqué en référence aux figures 1 et 2, et l'élément rapporté 18 est aussi fixé à un tube de traverse 10 par exemple par soudage.
La figure 4 représente un autre exemple d'élément rapporté de centrage portant la référence 22 et soudé à un tube 10 de traverse. Cet élément 22 délimite un trou 14 de section rectangulaire, muni de languettes déportées destinées à retenir la tige de centrage d'une planche de bord. Un plan 15 d'appui est formé autour du trou 14.
Dans toutes ces réalisations, l'usinage précis et sans bavure du trou et du plan d'appui est réalisé avec précision sur un élément séparé qui est ensuite fixé au tube de traverse, par exemple par soudage. En conséquence, toutes ces réalisations comprennent un élément supplémentaire qui d'abord doit être usiné séparément, puis doit être fixé à la traverse . L'invention a pour objet la réalisation d'un centreur ayant les fonctions précitées , c ' est-à-dire délimitant un trou de centrage et un plan d'appui, qui est réalisé directement sur un tube de traverse, sans opération complémentaire telle qu'un ébavurage, et avec obtention simple d' un plan d' appui .
Selon l'invention, ces résultats sont obtenus par utilisation, pour la formation du centreur, d'une opération de fluoperçage .
Le fluoperçage est une opération dans laquelle un outil, ayant en général une forme conique de section polygonale et formé de carbure métallique, est entraîné en rotation à très grande vitesse, avec application d'une force élevée dans une direction d'avance. Le frottement dû à la très grande vitesse de l'outil provoque un chauffage local du matériau de la pièce qui accroît considérablement la ductilité de ce matériau . L ' outil est introduit uniformément en un seul coup dans la pièce et perce un trou alors que, grâce à la chaleur dégagée, le matériau subit un refoulement et forme une bague qui, dans le cas considéré, délimite un rebord dans un plan perpendiculaire à l ' axe de déplacement de l ' outil de fluoperçage . L ' outil peut porter une collerette qui écrase le matériau refoulé et forme un appui bien plan.
Ainsi, l'invention concerne un procédé de centrage d'un élément d'habitacle sur une traverse de véhicule automobile, par coopération d'une tige et d'un orifice ; selon l'invention, l'orifice est réalisé par fluoperçage.
Dans une variante destinée à une fixation de la planche de bord par vissage, le procédé comporte en outre une opération de taraudage effectuée alors que le matériau de la traverse est encore chaud des suites de l ' opération de fluoperçage .
L' invention concerne en outre un tube de traverse de planche de bord muni d'un centreur, dans lequel le centreur est intégré au tube de traverse par formation à partir du matériau du tube, et le centreur comporte une bague délimitant un trou cylindrique de section circulaire, la bague ayant une surface extérieure dans un plan d'appui sensiblement parallèle à l ' axe du tube, la surface cylindrique du trou et la surface extérieure étant dépourvues de bavure .
Dans une variante, la surface cylindrique du trou comporte un taraudage.
Dans une autre variante, dans la partie transversale du tube comprenant le centreur, le tube a une section allongée dans la direction de l ' axe du trou du centreur .
D ' autres caractéristiques et avantages de l ' invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, les figures 1 à 4 ayant déjà été décrites : la figure 5 est une vue en perspective d'un tronçon de tube de traverse coupé à proximité d'un centreur ; et la figure 6 est une coupe longitudinale du tube de traverse de la figure 5 , au niveau du centreur .
La figure 5 représente un tube 24 de traverse de planche de bord ; l'extrémité 26 représentée a été coupée pour que sa configuration en coupe apparaisse, le tube étant normalement continu au-delà de ce plan . On note sur cette figure que la section du tube 24 est allongée à proximité du centreur 28.
Le centreur 28, comme l'indique la figure 6, comporte une bague 30 qui délimite un trou 32 de forme cylindrique de section circulaire . La bague se termine à l ' extérieur du tube dans un plan 34 qui forme un plan d'appui.
On note d'abord que la bague 30 est formée de manière intégrée par le matériau du tube 24 lui-même. Ensuite, grâce à la réalisation par fluoperçage, il n'existe aucune bavure, notamment à proximité des extrémités de la bague 30. Enfin, la bague 30 délimite à l'extérieur une extrémité qui se trouve dans un plan d' appui .
Le centreur 28 représenté sur les figures 5 et 6 est réalisé par fluoperçage en une seule opération d'entraînement en rotation d'un outil de carbure et donne directement d'une part le trou cylindrique 32 de logement d'une tige de centrage, par exemple de matière plastique, et d'autre part un plan 34 d'appui, par exemple destiné à une surface de planche de bord formée aussi de matière plastique.
Dans une variante, la surface cylindrique du trou comporte un taraudage. De manière connue, ce taraudage est réalisée au cours d'une opération qui suit immédiatement l'opération de fluoperçage, si bien que le matériau du tube est encore très ductile dans la bague 30. Le centreur peut alors aussi être utilisé pour la fixation de la planche de bord à la traverse .
Grâce à l'absence de toute bavure, qui est une caractéristique obtenue par les opérations de fluoperçage, la tige de matière plastique et les parties proches de sa base ne risquent pas de subir une usure progressive pouvant provoquer leur rupture.
Sur la figure 5, on a représenté deux centreurs en positions opposées, afin de mieux illustrer l'aspect des deux faces du centreur. En général, il suffit d'un seul centreur .
Bien qu' on ait indiqué que l ' organe en saillie de la planche de bord était une tige, cette saillie peut être quelconque dans la mesure où elle permet le centrage . Par exemple, une tige peut avoir une section polygonale .
Grâce à la suppression de l'élément rapporté, de ces opérations d'usinage et de finition, et de ces opérations de fixation à la traverse, le centreur selon l ' invention permet la réalisation de traverses de coût réduit.
Bien qu'on ait indiqué que l'élément d'habitacle centré sur la traverse était une planche de bord, il peut s'agir de tout autre élément, notamment déjà fixé à une traverse de planche de bord, tel qu'un groupe de climatisation, une colonne de direction ou même un dispositif à sac gonflable.

Claims

REVENDICATIONS
1. Tube de traverse de planche de bord muni d'un cen- treur (28) , caractérisé en ce que le centreur (28) est intégré au tube (24) de traverse par formation à partir du matériau du tube, et le centreur (28) comporte une bague
(30) délimitant un trou cylindrique (32) de section circulaire, la bague (30) ayant une surface extérieure (34) dans un plan d'appui sensiblement parallèle à l'axe du tube
(24) , la surface cylindrique du trou (32) et la surface extérieure (34) étant dépourvues de toute bavure par formation par fluoperçage.
2. Tube de traverse selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la surface cylindrique du trou (32) comporte un taraudage .
3. Tube de traverse selon l ' une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans la partie transversale du tube (24) comprenant le centreur, le tube (24) a une section allongée dans la direction de l ' axe du trou du centreur .
4. Procédé de centrage d'un élément d'habitacle sur une traverse (24) de véhicule automobile ayant un tube selon 1 ' une quelconque des revendications précédentes , par coopération d'une tige et d'un orifice, caractérisé en ce que l'orifice est réalisé par fluoperçage.
5. Procédé de centrage selon la revendication 4 , caractérisé en ce qu ' il comporte en outre une opération de taraudage effectuée alors que le matériau de la traverse (24) est encore chaud des suites de l'opération de fluoperçage .
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