FR2992241A1 - Procede de formage d'un tube metallique avec fixation sur un flasque et assemblage comprenant un tel tube - Google Patents

Procede de formage d'un tube metallique avec fixation sur un flasque et assemblage comprenant un tel tube Download PDF

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Abstract

Procédé de formage d'un tube métallique (1) sur un orifice (50) d'un flasque (5), le flasque ayant une première face (51) et une deuxième face (52), dans un ensemble de formage comprenant une matrice (2), un premier poinçon (4) et un deuxième poinçon (6), le premier poinçon étant monté mobile selon l'axe A à l'encontre d'un moyen de rappel (7), le procédé comprenant : a- descendre simultanément les premier et deuxième poinçons, pour former un disque d'extrémité (12) destiné à venir en appui sur la première face, b- poursuivre la descente du deuxième poinçon en laissant reculer le premier poinçon pour former un bourrelet (15) en projection axiale, c- poursuivre la descente des premier et deuxième poinçons pour former un collet (13) d'appui venant en appui sur une deuxième face.

Description

PROCEDE DE FORMAGE D'UN TUBE METALLIQUE AVEC FIXATION SUR UN FLASQUE ET ASSEMBLAGE COMPRENANT UN TEL TUBE La présente invention est relative aux procédés de 5 formage d'un tube métallique avec fixation sur un flasque et aussi relative aux assemblages comprenant un tel tube fixé sur un flasque. Elle concerne plus particulièrement un procédé et un assemblage comprenant un tube fixé sur un flasque, un 10 tel assemblage pouvant être utilisé pour fabriquer un élément d'armature ou une armature de siège de véhicule automobile. Dans l'art antérieur, il est connu d'utiliser un poinçon et une matrice pour assembler par déformation 15 l'extrémité d'un tube métallique de section circulaire sur un orifice d'un flasque. On peut ainsi former un collet servant d'épaulement et un disque d'extrémité servant de butée d'arrêt, le flasque étant pris en sandwich entre le collet et le disque d'extrémité au voisinage de l'orifice. 20 Ce genre d'assemblage participe effectivement à la solidité de la structure du siège et est mis à contribution en cas de choc subi par le véhicule. Les critères de tenue aux chocs deviennent de plus en plus élevés pour les véhicules et par conséquent, il est 25 apparu nécessaire d'accroitre encore la robustesse de tels assemblages. A cet effet, l'invention propose un procédé de formage d'un tube métallique de section générale circulaire d'axe A, le tube ayant une zone d'extrémité à déformer pour 30 la fixer sur un orifice d'un flasque, dans un élément d'armature de siège, le flasque ayant une première face et une deuxième face, le procédé étant mis en oeuvre dans un ensemble de formage comprenant une matrice, un premier poinçon et un deuxième poinçon, le premier poinçon étant 35 monté mobile selon l'axe A par rapport au deuxième poinçon l'encontre d'un moyen de rappel, le tube étant maintenu en position par la matrice, une zone d'extrémité du tube étant reçu dans l'orifice du flasque, le procédé comprenant les étapes: a- descendre simultanément les premier et deuxième poinçons vers la matrice, pour déformer par expansion radiale une première portion d'extrémité du tube, afin de former un disque d'extrémité destiné à venir en appui sur une première face du flasque, b- poursuivre la descente du deuxième poinçon en laissant reculer le premier poinçon pour former un bourrelet en projection axiale dépassant du coté de la première face du flasque et amorcer la formation d'un collet entre le flasque et la matrice, c- poursuivre la descente des premier et deuxième poinçons vers la matrice pour déformer par expansion radiale une deuxième portion du tube, afin de former un collet d'appui venant en appui sur une deuxième face du flasque.
Grâce à ces dispositions, on peut augmenter la tenue d'un assemblage obtenu par un tel procédé, en particulier la tenue à des efforts subis notamment dans la direction de l'axe A du tube. En particulier, la présence du bourrelet a un effet bénéfique sur la tenue aux efforts.
Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - selon un aspect, au cours de l'étape c-, on vient presser le flasque entre le collet et le disque 30 d'extrémité ; moyennant quoi le tube est immobilisé à la fois en translation et en rotation autour de l'axe A ; - selon un autre aspect, le flasque peut être rappelé à une position de référence à distance de la matrice par des moyens de rappel auxiliaires ; moyennant 35 quoi l'étape de formation du collet est rendue plus fiable ; - selon un autre aspect, le diamètre extérieur du disque d'extrémité peut être compris entre 1,3 fois et 1,4 fois le diamètre extérieur D1 du tube de base ; et selon un autre aspect, le diamètre extérieur du collet peut être compris entre 1,3 fois et 1,4 fois le diamètre extérieur du tube de base ; de sorte que les grandes surfaces de portée ainsi formées entre le tube et le flasque augmentent la tenue aux efforts ; - selon un autre aspect, le bourrelet en projection axiale dépasse du disque d'extrémité au moins de 0,3mm ; de sorte que la robustesse du disque d'extrémité est ainsi augmentée ; - selon un autre aspect, le premier poinçon peut présenter une zone annulaire évasée, qui s'évase à partir du diamètre intérieur du tube vers l'extérieur pour ménager un espace lors du recul du premier poinçon pour la formation du bourrelet. De plus, l'invention concerne aussi un assemblage comprenant un tube métallique formé sur un flasque ayant un orifice au travers duquel passe le tube, le tube comprenant, à l'issue d'une opération de formage et d'assemblage : - une portion tubulaire de révolution autour d'un axe A, - un disque d'extrémité en appui sur une première face du flasque, - un collet en appui sur une deuxième face du flasque, - une portion de col reçue dans l'orifice du flasque, agencée entre le disque d'extrémité et le collet, - un bourrelet en projection axiale dépassant du coté de la première face du flasque, interposé entre le disque d'extrémité et la portion de col, le flasque étant 35 pris en sandwich entre le collet et le disque d'extrémité ; moyennant quoi on obtient un assemblage très robuste vis-à-vis des efforts pouvant être subis en cas de choc. Selon divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre, pour un tel 5 assemblage, à l'une et/ou à l'autre des dispositions décrites ci-dessus pour le procédé. L'invention vise également un siège de véhicule comportant un assemblage tel que décrit ci-dessus. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention 10 apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif à l'aide des dessins joints sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective partielle d'une armature d'assise de siège comprenant un assemblage 15 selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 montre schématiquement une coupe illustrant une étape initiale du procédé d'assemblage pour réaliser l'assemblage de l'assise de siège de la Figure 1, - les figures 3, 4 et 5 montrent schématiquement 20 en coupe les étapes successives du procédé d'assemblage pour réaliser l'assemblage utilisé dans l'assise de siège de la Figure 1, - la figure 6 est montre une coupe transversale de l'assemblage utilisé dans l'assise de siège de la Figure 1. 25 Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 représente une armature d'assise de siège de véhicule automobile. Cette armature d'assise comprend habituellement un flasque latéral droit 5 et un 30 flasque latéral gauche reliés ensemble par des tubes 1, 1', 1". Dans l'exemple illustré, le tube 1 relie entre eux directement les flasques gauche et droit 5, tandis que le tube 1' relie les corps de deux bielles 5', respectivement 35 gauche et droite, articulées sur les flasques latéraux. En outre, le tube 1" relie les points d'articulation de deux bielles 5", respectivement gauche et droite. L'invention décrite ci-après concerne la fixation d'une extrémité d'un tube (1,1',1") ayant un axe A sur une 5 pièce disposé transversalement à l'axe A au moins au voisinage de l'extrémité d'un tube. La pièce sur laquelle le tube (1,1',1") est fixé peut être un flasque, une bride, une bielle, une plaque de structure, une pièce d'armature quelconque. Le terme 10 'flasque' désignera donc toute pièce percée sur laquelle on vient assembler le tube. Ladite pièce peut être typiquement métallique, mais elle peut être aussi une pièce en matière plastique à hautes caractéristiques mécaniques, ou encore une pièce à base de fibre de verre ou de fibre de carbone. 15 Le tube (1,1',1") est en métal, acier ou alliage, ou aluminium avec une ductilité suffisante pour pouvoir subir des opérations de formage à froid comme il sera décrit ci-après. Par exemple, on pourra opter pour un acier à haute limite élastique BFS 390B ou un acier 'dualphase' 20 DP600. De plus, le tube présente une zone d'extrémité 10 qui présente, au moins au voisinage de la fixation sur le flasque, une forme cylindrique de révolution, et présente de préférence une section circulaire. Le diamètre extérieur du tube 1 peut être compris entre 10 mm et 40 mm, par 25 exemple 20 ou 25 mm. L'épaisseur du tube 1 peut être de 0,8 à 3 mm. Comme représenté aux figures 2 à 6, le procédé mis en oeuvre fait appel à un ensemble de formage qui comprend : - une matrice 2 destinée à maintenir le tube 30 fermement par exemple au moyen de mors (non représentés), la matrice ayant une face supérieure 26, et un logement 25, - un premier poinçon 4, avec une partie avant 40 symétrique de révolution centrée sur l'axe A, d'un diamètre voisin du diamètre intérieur du tube DO, 35 - et un deuxième poinçon 6, disposé radialement autour du premier poinçon 4, ce deuxième poinçon 6 pouvant être déplacé par des moyens de déplacement de type piston de presse (non représentés). Le premier poinçon 4 est monté mobile selon l'axe A 5 par rapport au deuxième poinçon à l'encontre d'au moins un moyen de rappel 7 ; ce ou ces moyens de rappel 7 peuvent être réalisés sous forme de ressort élastique à volume de gaz clos, ou sous forme de ressort mécanique. Ces moyens de rappel 7 s'appuient d'une part sur une embase 60 liée au 10 deuxième poinçon 6 et d'autre part sur l'arrière 47 du premier poinçon 4. Ces moyens de rappel 7 rappellent le premier poinçon 4 en direction de la matrice 2 vers une position de repos dans laquelle un épaulement 41 avant du premier poinçon 4 vient porter contre une zone d'armature 15 arrière 61 du deuxième poinçon 6. Le deuxième poinçon 6 comporte sur sa face inférieure 65 un évidement annulaire 62 centré sur l'axe A et ayant un bord extérieur 63. A la figure 2, la position de repos est 20 représentée, avant toute déformation du tube 1. On part d'un tube simple droit et de section circulaire ayant une surface extérieure la et est une surface intérieure lb, avec un diamètre intérieur noté DO et un diamètre extérieur noté Dl. 25 Le tube 1 comprend une zone d'extrémité 10 qui est reçu dans un orifice 50 du flasque 5, de préférence un alésage rond. Le diamètre intérieur dudit orifice est égal ou très légèrement supérieur au diamètre extérieur D1 du tube. 30 Le flasque s'étend, entre la matrice 2 et l'ensemble des poinçons 4,6, sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe A du tube, au moins au voisinage de l'orifice 50. Le flasque est disposé sur des moyens de rappel auxiliaires 75 à distance de la face supérieure 26 35 de la matrice, ce qui définit une position de référence pour le flasque 5 (cf. Figs 2 et 3). Le flasque comprend une première face 51 tournée vers le haut et une deuxième face 52 tournée vers le bas. L'épaisseur du flasque peut être faible dans le cas d'une pièce en métal, c'est-à-dire entre 0,5mm et 3mm, mais elle pourrait être plus importante dans le cas d'une pièce en plastique sans que cela ne pose de problème. A la figure 3, qui illustre l'état à la fin de la première étape notée a-, on a provoqué la descente simultanée des premier et deuxième poinçons 4,6 vers la matrice, pour déformer par expansion radiale une première portion d'extrémité du tube, afin de former un disque d'extrémité 12 destiné à venir en appui sur une première face 51 du flasque. Plus précisément, l'extrémité avant 19 du tube est déviée par une zone annulaire évasée 42 du premier poinçon 4, zone qui s'évase à partir du diamètre DO intérieur du tube. L'expansion radiale se poursuit jusqu'à ce que l'extrémité avant 19 atteigne le bord 63 annulaire de l'évidement 62. Un disque d'extrémité 12 s'étendant perpendiculairement à l'axe A est ainsi formé. Jusqu'à ce moment, le premier poinçon 4 est encore à sa position de repos par rapport au deuxième poinçon 6. A la figure 4, qui illustre l'état à la fin de la deuxième étape notée b-, la descente s'est poursuivie et le 25 premier poinçon 4 a reculé par rapport au deuxième poinçon 6, les moyens de rappel 7 étant alors comprimés. A l'endroit de la zone évasée 42 en position de recul, un bourrelet 15 se forme, en saillie par rapport au disque d'extrémité 12 vers le haut. De plus, un flambage se 30 produit et une amorce de collet 18 se forme entre l'orifice 50 et le fond du logement 25. La présence de la portion avant 40 du premier poinçon de diamètre DO qui contacte la surface intérieure lb du tube empêche toute flexion du tube vers l'intérieur. 35 Par ailleurs, le contact de l'orifice 50 avec la surface extérieure la empêche le tube de se déformer à ce niveau, en créant une zone de col 14 sur le tube. Par conséquent, une amorce de collet 18 se forme entre l'orifice 50 du tube et la matrice 2.
La hauteur disponible entre l'orifice 50 et le fond du logement 25 délimite la zone de flambage qui va former un collet à l'étape suivante, cette hauteur sera choisie sensiblement comme étant le double de la projection radiale du collet à réaliser.
A la figure 5, qui illustre l'état à la fin de la troisième étape notée c-, la descente s'est encore poursuivie et un collet 13 s'est formé par pliage complet de l'amorce de collet 18 précédemment formée, du fait de la compression des moyens de rappel auxiliaires 75. En effet, lors de la poursuite du mouvement de descente, le deuxième poinçon 6 vient contacter la face supérieure 51 du flasque et entraine le flasque 5 vers le bas jusqu'à ce qu'il vienne en butée sur la surface supérieure 26 de la matrice, position dans laquelle les moyens de rappel auxiliaires 75 20 sont comprimés, et le collet est conformé dans le logement annulaire 25 dont la profondeur par rapport à la surface supérieure 26 est sensiblement double de l'épaisseur du tube. Le collet 13 comprend un premier anneau s'étendant 25 transversalement à l'axe A, un coude à 180° sur son extérieur, puis un deuxième anneau s'étendant transversalement à l'axe A et plaqué contre le premier. En dessous du collet 13, il reste une portion tubulaire 11 de révolution non déformée.
30 Au dessus du collet 13, la section de col 14 présente une section non déformée par rapport au tube de base avec un diamètre extérieur Dl. De plus, avantageusement, on choisit les profondeurs du logement 25 et de l'évidement 62 de manière 35 à venir, en fin de course, presser le flasque entre le collet et le disque d'extrémité 12. Le tube est alors immobilisé à la fois en translation et en rotation autour de l'axe A. On peut en outre prévoir une indentation anti5 rotation grâce à une ou plusieurs encoches ménagées au niveau de l'orifice 50. Il est à noter que le bourrelet 15 dépasse du disque d'extrémité 12 d'une dimension 'e' de préférence supérieure ou égale à 0,3 mm, et de manière encore plus 10 préférentielle voisine de 0,5 mm. Avantageusement, le diamètre extérieur D3 du disque d'extrémité 12 peut aller de 1,3 à 1,4 fois le diamètre extérieur Dl du tube de base. De préférence, on optera pour un diamètre extérieur D3 du disque d'extrémité 12 voisin de 15 1,4 fois le diamètre extérieur D1 du tube de base. De plus, le diamètre extérieur D2 du collet 13 peut aller de 1,3 à 1,4 fois le diamètre extérieur Dl du tube de base. De préférence, on optera aussi pour un diamètre extérieur D2 du collet 13 voisin de 1,4 fois le diamètre 20 extérieur D1 du tube de base. Ainsi, les surfaces de contact entre le flasque et les zones déformées du tube sont ainsi de grande taille et contribue à l'amélioration de la tenue aux efforts. Il est à noter que le procédé peut être utilisé 25 ailleurs que dans une assise, par exemple un dossier, ou un appui-tête.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de formage d'un tube métallique (1) de section générale circulaire d'axe A, le tube ayant une zone d'extrémité à déformer pour la fixer sur un orifice (50) d'un flasque (5), dans un élément d'armature de siège, le flasque ayant une première face (51) et une deuxième face (52), le procédé étant mis en oeuvre dans un ensemble de formage 10 comprenant une matrice (2), un premier poinçon (4) et un deuxième poinçon (6), le premier poinçon (4) étant monté mobile selon l'axe A par rapport au deuxième poinçon à l'encontre de moyen de rappel (7), le tube étant maintenu en position par la matrice, une zone d'extrémité du tube 15 étant reçu dans l'orifice du flasque, le procédé comprenant : a- descendre simultanément les premier et deuxième poinçons 4,6 vers la matrice, pour déformer par expansion radiale une première portion d'extrémité du tube, afin de 20 former un disque d'extrémité (12) destiné à venir en appui sur une première face (51) du flasque, b- poursuivre la descente du deuxième poinçon (6) en laissant reculer le premier poinçon (4) pour former un bourrelet (15) en projection axiale dépassant du coté de la 25 première face du flasque et amorcer la formation d'un collet entre le flasque et la matrice, c- poursuivre la descente des premier et deuxième poinçons (4,6) vers la matrice pour déformer par expansion radiale une deuxième portion du tube, afin de former un 30 collet (13) d'appui venant en appui sur une deuxième face (52) du flasque.
  2. 2. Procédé de formage selon la revendication 1, dans lequel au cours de l'étape c-, on vient presser le flasque entre le collet (13) et le disque d'extrémité (12). 35
  3. 3. Procédé de formage selon l'une desrevendications 1 à 2, dans lequel le flasque (5) est rappelé à une position de repos à distance de la matrice par des moyens de rappel auxiliaires (75).
  4. 4. Procédé de formage selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le diamètre extérieur (D3) du disque d'extrémité (12) est compris entre 1,3 fois et1,4 fois le diamètre extérieur (D1) du tube de base, et/ou le diamètre extérieur (D2) du collet (13) est compris entre 1,3 fois et 1,4 fois le diamètre extérieur D1 du tube de base.
  5. 5. Procédé de formage selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le bourrelet (15) en projection axiale dépasse du disque d'extrémité (12) au moins de 0,3mm.
  6. 6. Procédé de formage selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le premier poinçon présente une zone annulaire évasée (42), qui s'évase à partir du diamètre (DO) vers l'extérieur pour ménager un espace lors du recul du premier poinçon pour la formation du bourrelet (15).
  7. 7. Assemblage comprenant un tube métallique (1) formé sur un flasque ayant un orifice au travers duquel passe le tube, le tube comprenant, à l'issue d'une opération de formage et d'assemblage : - une portion tubulaire (11) de révolution autour d'un axe A, - un disque d'extrémité (12) en appui sur une première face (51) du flasque, - un collet (13) en appui sur une deuxième face (52) du flasque, - une portion de col (14) reçue dans l'orifice du flasque, agencée entre le disque d'extrémité et le collet, - un bourrelet (15) en projection axiale dépassant du coté de la première face du flasque, interposé entre le 35 disque d'extrémité et la portion de col, le flasque étantpris en sandwich entre le collet et le disque d'extrémité.
  8. 8. Assemblage selon la revendication 7, dans lequel le diamètre extérieur (D3) du disque d'extrémité (12) est compris entre 1,3 fois et 1,4 fois le diamètre extérieur D1 5 du tube de base, et/ou le diamètre extérieur (D2) du collet (13) est compris entre 1,3 fois et 1,4 fois le diamètre extérieur D1 du tube de base.
  9. 9. Assemblage selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le bourrelet (15) en projection axiale dépasse du 10 disque d'extrémité (12) au moins de 0,3mm.
  10. 10.Siège pour véhicule automobile comprenant un assemblage selon l'une des revendications 7 à 9.
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