DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

L'invention se rapporte au domaine des assemblages sur tôles minces, et en particulier à la fixation d'un élément sur une tôle par vissage dans un trou taraudé de la tôle.

L' invention concerne notamment un procédé de fluoperçage, et une tôle qui a été ainsi emboutie.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

Dans le domaine automobile, de nombreux assemblages sur tôles minces sont réalisés. L'une des solutions adoptées concerne le sertissage d'écrous. Ainsi par exemple, tel qu'illustré sur la figure IA, au niveau du capot avant de certains véhicules, une articulation de capot 1 comprenant des trous d'assemblage 2 doit être solidarisée sur un support d'articulation 3 d'épaisseur de l'ordre de 1,2 mm, par exemple en tôle de type « XES » : le support 3 est percé 4, l'articulation 1 et le support 3 sont solidarisés par l'intermédiaire d'une vis 5 de type M6, au couple de serrage 15 N/m grâce à un écrou 6 serti au niveau du support 2.

Bien que remplissant son rôle de fixation de façon fiable, cet assemblage par vis 5 et écrous 6 présente des inconvénients. En particulier, la mise en place de l' écrou 6, qu'il soit serti ou soudé, est

malaisée et coûteuse, ce qui ajoute au prix de l'écrou en tant que tel.

Une alternative a été développée pour la fixation de capteurs sur la tôle cylindrique de conduits d'échappement, présentée par exemple dans le document FR-A-2 762 045 : tel que schématisé sur la figure IB, il a été proposé de réaliser un fluoperçage de la tôle, et d'utiliser la douille ainsi formée et taraudée pour la solidarisation avec une vis. Cette technique pose cependant des problèmes, illustrés en figure IB, pour les tôles 7 minces, en particulier d'épaisseur inférieure à 1,5 mm, et pour les assemblages avec un élément 1 dont l'orifice de fixation 2 est de taille importante, très supérieure au diamètre de la vis 5 : pour l'exemple précédent, on constate au cours du vissage dans le prolongement fluotaraudé 8, une déformation 9 de ce dernier, pouvant aller jusqu'à la rupture pour les couples de serrage habituels. Or le couple de serrage pour une fixation à l'intérieur d'une automobile ne peut être diminué à volonté sans risques pour la sécurité, et l'épaisseur des tôles a été optimisée pour des raisons de poids, de fiabilité et de coût.

EXPOSÉ DE L' INVENTION

L'invention se propose d'utiliser le procédé de fluoperçage pour la fixation en palliant les problèmes existants.

Plus généralement, un assemblage selon l'invention utilise un procédé d'emboutissage d'une tôle, même quand cette dernière est mince.

L'invention sous un de ses aspects concerne un procédé de fluoperçage qui crée un prolongement tubulaire d' assemblage sur la tôle comprenant une partie d'embase conique. Grâce à cette partie d'embase, intermédiaire entre la tôle et le trou, qui sera avantageusement taraudé, les efforts sont répartis lors de l'assemblage, et le prolongement tubulaire ne se déforme pas, ni ne se rompt. Il y a ainsi possibilité de vissage avec des couples de serrage habituels, même pour des tôles d'épaisseur inférieure à 1,5 mm.

Sous un autre aspect, l'invention concerne une tôle qui a subi un tel fluoperçage et susceptible d'être assemblée, par exemple par vissage, grâce au prolongement tubulaire ainsi créé. La tôle selon l' invention possède un prolongement tubulaire en deux parties. Le trou traversant du prolongement tubulaire comprend un cercle inscrit dont le diamètre décroît dans la partie du prolongement adjacente à la tôle, et le trou est de diamètre constant dans la partie externe du prolongement. Avantageusement, dans la partie externe, le trou est taraudé.

Selon une forme de réalisation préférée, le trou formé dans la tôle est de section hexagonale. La tôle peut être d'épaisseur inférieure à

1,5 mm, et en particulier, la tôle peut être un support d' articulation de capot de voiture qui a subi quatre fluoperçages selon l'invention.

La tôle peut être assemblée par une vis coopérant avec le trou taraudé, par exemple dans un capot de voiture.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Les caractéristiques et avantages de

1' invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés, donnés à titre illustratif et nullement limitatifs .

La figure IA, déjà décrite, représente un assemblage d'articulation de capot selon l'état de la technique ; la figure IB, déjà décrite, montre un fluoperçage selon l'état de la technique d'un tel assemblage.

Les figures 2A et 2B montrent un assemblage selon un mode préféré de la présente invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

La description qui suit se rapporte au même exemple que précédemment, à savoir la fixation par des vis 5 de type Mβ, avec un couple de serrage de l'ordre de 15 N/m, sur des tôles de caisse de voiture. En particulier, sur la figure 2A également, une articulation 1 de capot avant est solidarisée à un support d'articulation 10 d'épaisseur 1,2 mm en tôle de type « XE 320D ». Habituellement, quatre points de fixation sont utilisés. Cependant, les applications peuvent être bien entendu différentes, en particulier en ce qui concerne le diamètre de la vis 5, le couple de serrage, ou le matériau de la tôle 10.

Préalablement à l'assemblage, la tôle 10 a subi un procédé de fluoperçage selon l'invention.

Le fluoperçage consiste à percer une paroi avec un outil, par exemple en carbure de tungstène, une

vitesse (de l'ordre de 1000 à 5000 tr/min) et une force de pénétration tels que l'élévation locale de la température entraîne la fusion du matériau de la paroi. Du fait de sa plasticité, le matériau de la paroi est refoulé autour de l'outil au fur et à mesure de l'avancement de ce dernier. Il y a ainsi formation d'un prolongement tubulaire 12 saillant d'un côté de la tôle 10. La longueur du prolongement tubulaire et le diamètre intérieur dl du trou 14 au niveau de son extrémité distale peuvent être adaptés. En particulier, le trou 14 peut être taraudé pour un vissage.

Pour les assemblages tels que schématisés, l'orifice d'assemblage 2 de l'élément 1 à assembler à la tôle 10 est de taille très supérieure au diamètre tte la vis 5 utilisée, c'est-à-dire au diamètre dl du trou 14 obtenu dans la partie distale du prolongement tubulaire 12.

Afin de répartir les efforts le long des parois du prolongement tubulaire 12, ce dernier comprend deux parties. La première partie 16 du prolongement tubulaire 12, ou partie externe ou distale, est similaire aux prolongements classiques 8 : le trou intérieur 14 est de diamètre dl sensiblement constant. Avantageusement, cette partie 16 peut être ensuite taraudée, par exemple selon une technique sans copeaux par déformation de la première partie 16 du prolongement tubulaire 12.

La deuxième partie 18 du prolongement tubulaire 12 forme son embase : elle est comprise entre la tôle 10 « non déformée », dont elle forme une partie intégrante, et la première partie 16, qui est également

unitaire avec elle. La deuxième partie 18 est de forme générale conique. En particulier, le trou intérieur 14 du prolongement tubulaire 12 est de forme conique sur cette deuxième partie 18, c'est-à-dire que le cercle 20 inscrit à l'intérieur du trou 14 a un diamètre décroissant, avantageusement de façon continue, entre la tôle 10 et la jonction 22 entre première et deuxième parties 16, 18.

La forme générale 24 du trou 14 au niveau de la tôle 10 est indifférente. En particulier, le trou peut, tel qu'usuel, être circulaire, centré sur le même axe que la première partie 16 du prolongement tubulaire 12.

Selon un mode de réalisation préféré, le trou 14 est de forme hexagonale 24 en surface de la tôle 10, tel que schématisé en figure 2B. Par exemple, chaque côté de l'hexagone 24 peut faire 4 mm, pour être inscrit dans un cercle 20 de diamètre d2 de 12 mm, le diamètre final du taraud dl étant de 8 mm ; la hauteur de la première partie 16 peut être de 5 mm, pour une embase conique 18 de longueur 5 mm. Ces dimensions doivent être comprises avec des marges d'erreur ; ainsi, de fait, 7 < dl < 9 mm.

Un tel profil peut être obtenu par différentes passes d'emboutissage, au moyen d'un outil dont les dimensions, par exemple la longueur, peuvent être adaptées en fonction du nombre de passes nécessaires. A titre d'exemple, les différentes passes d'emboutissage peuvent suivre une première phase classique d'emboutissage, connue sous le nom de principe de boulage.

La tôle 10 selon l'invention peut concerner toute pièce de véhicule, en particulier d'épaisseur inférieure à 1,5 mm, et des couples de serrage usuels, voire encore plus importants. Sur ces tôles minces, il est donc possible, grâce à l'invention, de procéder à une fixation par fluotaraudé à embase conique à base hexagonale.