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Méthodes robustes et rapides de fixation des pièces du soubassement de carrosserie


Date : 01/10/2005 | Thématique : Automotive

Le soubassement fait partie des zones du véhicule aux exigences les plus élevées. Il supporte des températures élevées dans la zone proche du système d’échappement et subit des contraintes spéciales telles que l’impact des graviers, la poussière, le sable et les hauts niveaux d’humidité. Aussi, par exemple, les déflecteurs d'air de la roue doivent passer le test de bouteroue à -40°C et les canalisations de carburant et de frein doivent être fixées avec des clips ayant des propriétés amortissant les bruits. Les revêtements irréguliers des routes et les hautes vitesses peuvent provoquer des impacts importants et des forces de vibration constantes.

 

Le soubassement est constitué de diverses zones, en commençant par les écrans thermiques, au-dessus desquels se trouvent les canalisations de carburant et de frein, puis les panneaux aérodynamiques (Image 1). Les nombreuses et diverses techniques de montage utilisées telles que le vissage, la soudure, le clippage, le rivetage et le collage, sont la source de la complexité des fabrications.
En dehors des exigences liées à la réalisation des fonctions tout au long du cycle de vie du véhicule, les techniques de montage doivent être conçues de manière à garantir un assemblage rapide au processus sûr et elles doivent permettre un désassemblage et une réutilisation faciles dans les cas de réparation et de recyclage.

Avantages et inconvénients des techniques de montage sur la base d’une confrontation d’un soubassement de 6 véhicules

Pour la réalisation de cette analyse détaillée des techniques de montage, les six véhicules suivants ont été considérés :
Audi A6, BMW series 1, BMW series 3, Ford C-Max, Peugeot 407 et Volvo V50

Lors de la sélection des véhicules, nous avons analysé les modules de soubassement suivants :
- Boitier du moteur
- Ecrans thermiques
- Panneaux aérodynamiques
- Garnissage du passage de roue
- Déflecteurs d’air du soubassement
- Canalisations de carburant / frein / servodirection

La diversité des variantes est énorme, nous avons dénombré pour un véhicule de taille moyenne 11 méthodes de fixation avec un nombre total de 179 types de fixation.
Pour évaluer les différentes méthodes de fixation, nous avons tout d’abord identifié les besoins en interrogeant les équipementiers et leurs principaux fournisseurs. Les besoins en terme de fixation des panneaux du soubassement sont :
- Assemblage rapide
- Processus d’assemblage sûr
- Faibles efforts d’assemblage
- Eléments de fixation pré-assemblés avec composants structurels
- Compensation de tolérance +/- 2 mm
- Connexions de longue durée
- Eléments de fixation robustes (impact gravier, abrasion, ...)
- Maintenance facile (ouverture / fermeture faciles)
- Résistance à la corrosion / corrosion protégée

En raison des contraintes de rapidité, le vissage n’a pas été considéré comme un processus d’assemblage rapide. En revanche, les processus de vissage comportent des avantages quant à la stabilité du processus – sauf en cas d’utilisation pour la surveillance de la puissance réelle. La fixation verrou 1/4 de tour offrait des avantages en raison de son désassemblage rapide et facile. Cependant, vu que le verrou est verrouillé manuellement, l'"assemblage rapide" s'en trouve diminué.

Un exemple de fixation d’écran thermique

Divers types de fixation métalliques ont été trouvés. Un type commun est l’écrou hexagonal à embase vissé sur un tenon soudé. C’est toutefois une opération plus laborieuse qu’une simple pression, elle peut s’avérer robuste si le contrôle de la puissance est maintenu et l’opérateur réalise correctement l’assemblage. 
La solution A Raymond est un clip à ressort, qui est pré-assemblé sur l’écran thermique et simplement inséré sur le tenon soudé avec une pression de serrage maintenu avec précision par des languettes élastiques. Pour le désassemblage, le clip métallique peut être dévissé. La solution A Raymond présente des avantages quant au pré-assemblage sur l’écran, quant à la rapidité d’assemblage et quant aux nuisances sonores lorsqu’en fonction.  (Image 2).

Un exemple de fixation des canalisations de carburant et de frein sur le soubassement

Les exigences de fixation correspondent à celles des panneaux, en outre, il existe également un besoin d’amortissement du bruit. Si les canalisations de carburant et de frein sont couvertes par des panneaux, les contraintes relatives aux impacts de gravier et d’abrasion sont réduites.
Dans cette optique, les variantes suivantes sont disponibles :
a) Un clip composant en plastique avec languettes élastiques
Avantage : faible coût
Inconvénient :  élasticité des languettes en plastiques diminuée
b) Serrage métallique avec TPE-Insert
Avantage : robuste et bonne réduction du bruit
Inconvénient : plus cher que a)
c) clip plastique 2-composants (dur / souple)
Avantage : bonne réduction du bruit
Inconvénient :  caisson dur susceptible de fracture (impact de gravier, …..)
d) clip 1-composant de mousse structurelle (Image 3)
Avantage : robuste, bonne réduction du bruit et faible coût
Inconvénient :  aucun

Synthèse

Cette activité de confrontation que nous avons mené démontre aux équipementiers et leurs fournisseurs principaux les avantages de nos solutions de fixation astucieuses.
Les deux exemples réussis mis en évidence dans le présent document ; le matériel breveté ARBAG comme solution efficace, économique et complète (par opposition aux insertions caoutchouc ou bi injectées) procure des avantages en terme d’amortissement de bruit avec une haute résistance aux impacts à toutes les températures (idéal pour carburant, frein, servodirection, clips et becquets aérodynamiques).

La butée à ressort compte également, ses propriétés peuvent être utilisées pour créer des solutions de fixation astucieuses telle que la fixation d’écran thermique facile à insérer.

Pour de plus amples informations, n’hésitez pas à nous contacter.
contact.fr@araymond.com