Brevet FR2110340A1 — publié le 19720602

La présente invention concerne un pont arrière pour véhicule automobile, notamment pour poids lourd, ainsi qu'un procédé et une installation pour sa fabrication. Les ponts arrière sont conformés de façon à présenter une partie centrale de support de forme renflée destinée à recevoir le carter du différentiel et, raccordées à celle-ci de part et d'autre de l'axe longitudinal, des parties tubulaires constituant des trompettes. On fabrique ces ponts arrière de diverses façons. Les ponts de faibles dimensions sont venus d'une seule pièce et ceci par estampage dans une matrice à l'aide d'un appareil de choc ou d'une presse. D'autres réalisations, surtout pour les poids lourds de fort tonnage, sont basées sur une structure en plusieurs parties obtenue en réunissant entre elles par soudure différentes pièces venues d'estampage. On connaît des réalisations en deux parties dans lesquelles on façonne ces -*•5 deux parties par estampage, avec également une opération de fluage à chaud. On réunit alors entre elles par soudure les portions arquées supérieures et inférieures qui font saillie dans la région du différentiel, sur les parties cylindriques du pont, de manière à obtenir l'ensemble du pont. Dans une réalisation en trois parties, 20 on estampe séparément les trompettes, puis on les réunit en un seul bloc avec le carter de différentiel préparé à part, à l'aide de cordons de soudure circulaires. Toutes ces réalisations connues en plusieurs parties présentent en commun un inconvénient essentiel constitué par le fait que les divers cordons de soudure sont orien-25 tés transversalement par rapport à l'axe longitudinal du pont et se trouvent dans les zones de contraintes principales de ce pont. Les gros ponts arrière nécessitent, en outre, des épaisseurs de paroi différentes qui ne s'obtiennent dans les ponts en plusieurs parties, que par un traitement mécanique correspondant d'un prix 50 de revient élevé et qui interdisent d'utiliser comme platine une tôle normale. C'est pourquoi la présente invention a pour but de réaliser un pont arrière constitué par la réunion de plusieurs parties telles que les cordons de soudure qui les relient sont situés en déhors 55 des zones de contraintes principales et assurant une fabrication économique de la platine qui constitue le produit de départ pour chaque partie. Selon l'invention, un tel pont arrière est caractérisé en ce-qu'il est constitué de deux moitiés qui s'étendent chacune sur toute la longueur dudit pont et sont séparées suivant l'axe longitudinal médian, ces deux moitiés étant venues d'estampage avec des épaisseurs de paroi qui varient suivant la direction de l'axe 71 36240 2110340 longitudinal et étant réunis par soudure dans un plan horizontal. Pour façonner chacune de ces moitiés de pont, on peut partir d'une pièce intermédiaire ou platine présentant un contour irrégulier et des portions d'épaisseur différentes raccordées par 5 des parties de transitions à profil conique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, afin de pouvoir préparer cette platine avec un traitement mécanique réduit et de faibles chutes de matière, on prévoit d'utiliser comme produit de départ une billette de section transversale carrée ou ronde et portée à une 10 température d'estampage. On étire ensuite cette billette sous forme d'une ébauche présentant une répartition de matière vaMable suivant son axe longitudinal, cette ébauche étant alors transformée à chaud à la presse en une platine présentant ion contour extérieur et un profil d'épaisseur préfixés. On peut alors transformer cette 15 platine à la même température en une moitié longitudinale de pont. De préférence, on estampe partiellement l'ébauche en au moins deux opérations successives, cette ébauche pouvant d'abord être amenée aux dimensions finales de la platine sur toute sa longueur par refoulement à l'aide d'un outil étroit. L'excès de 20 matière se trouve alors étalé. On exécute ensuite, de préférence en deux autres opérations d'estampage, d'abord un élargissement supplémentaire de la platine par écrasement à l'aide d'un outil plus large puis un estampage des lobes avec une bavure. On peut, en outre, raccourcir la platine à ses extrémités, en vue de lui donner 25 la longueur voulue, au cours de la dernière passe d'estampage. l'ébauche est par ailleurs redressée de façon avantageuse avant de subir l'estampage. Un tel mode de réalisation du pont arrière offre plusieurs avantages. L'utilisation d'une billette comme produit de départ 50 à la place d'une tôle est extrêmement économique. Du fait de la répartition du travail de transformation en plusieurs opérations d'un genre préfixé, on peut utiliser une presse de puissance réduite. Le genre d'estampage prévu qui consiste tout d'abord à estamper l'ébauche sur toute sa longueur à l'aide d'un outil étroit, 35 produit un effet d'élargissement nécessaire et favorable et ne demande de ce fait qu'un excès de matière minimal. Pour la réalisation des lobes qui sont nécessaires sur la partie centrale, il n'est prévu qu'un estampage partiel avec bavures, ce qui n'entraîne ainsi qu'une perte de matière réduite. Avec une presse de puissance 40 relativement réduite, l'écoulement de la matière est orienté presque exclusivement dans le sens transversal par rapport à l'axe 71 36240 ' 2110340 longitudinal de la billette, es qui per.net d'obtenir, avec un excès de matière le plus faible possible, un élargissement maximal et la réalisation la meilleure possible des lobes. Le façonnage s'obtient en outre surtout par refoulement libre. La puissance nécessaire pour la presse ne ssélève de ce fait qu'au tiers de celle qu'il faudrait pour un estampage en matrice fermée. On peut par ailleurs utuliser des outils simples et d'un prix de revient relativement faible. La platine peut être façonnée entièrement à la même température, y compris le cintrage à la forme définitive. On 10 obtient ainsi une platine finie venue d'estampage et qui sous sa forme définitive dans le pont arrière constitué par la réunion de telles platines présente des cordons de soudure qui ne se trouvent pas dans les zones soumises à des contraintes. La presse qui permet de transformer en platine la billette 15 préformée et redressée est de préférence réalisée de telle façon que sa matrice inférieure présente line surface plane lisse ou profilée et soit plusieurs fois plus large que la largeur de la pLatine à réaliser. La matrice inférieure peut également dans ce cas être réalisée en plusieurs parties et la surface de chaeunede ces 20 parties est plus iarge que la largeur de la platine que l'on amène sur cette matrice inférieure. On peut ainsi déplacer rapidement et sûrement la platine sur cette matrice inférieure de l'un des trois postes d'estampage à l'autre. Le dispositif de transport qui permet ce déplacement de la 25 platine sur la matrice inférieure est avantageusement disposé de façon à ce qu'il soit prévu un dispositif d'avance hydraulique et oscillant muni de guides latéraux, sur le côté frontal de la première section de la matrice inférieure et latéralement à côté du premier poste d'estampage, ce dispositif d'avance permettant 30 d'amener la billette préformée en position eontre une butée réglable. Pour le déplacement transversal de la billette sur la matrice inférieure, on se sert d'une règle mobile qui est disposée sur le côté longitudinal libre de la première section de cette matrice et e st munie de butées mécaniques de course réglables et basculantes, 35 cette règle servant à pousser l'ébauche au milieu du premier poste d'estampage. La platine préformée peut également être poussée à l'aide de la même règle au milieu des deuxième et troisième postes d'estampage. Il est en outre prévu sur la matrice inférieure et sur son côté frontal au milieu du troisième poste d'estampage un dispo-40 sitif électeur à l'aide duquel la platine finie qu'il a soulevée 71 56240 2110340 peut être amenée sui un c&ioti zn saillie d'ion dispcaili.r £z pouss4e, Grâce à ion tel agencement de la presse, on peut amener rapidement et sûrement la billette préformée et les ébaucher de platine en position exacte par rapport à la matriea supérieure 5 pour chacun des différents travaux de îormage, de sort*# que la chaleur initiale fournie à J,a billette est suffisante pour pouvoir encore transformer à la même température la platine finie1 en une oitié de pont arrière. La présence du dispositif de transport assure l'adoption pour chaque pièce à façonner d'une position cor-io recte aux postes d'estampage même en cas de déplacement rapide et ...ela rend possible une estampage aux dimensions préfi„ée_„ D'autres caractéristiques et avantages de i'irivention réassortiront de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif 15 les Pig. 1 à 15 illustrent la suite des opérations de l'estampage des moitiés de pont arrière conformes à l'invention, les Fig. 3, 6, 8, 10, 11, 13, 15 étant des coupes transversales suivant les lignes III-III XV-XV des Pig. 2,5, 1, 9, 12 et 14; la Pig. 16 représente schématiquement une vue de dessus de 20 l'installation de façonnage des~deux moitiés de punt, notamment sa presse avec ses trois postes d'estampage; les Pig. 17, 18 et 19 sont des vues en coupe suivant les lignes XVII-XVII, XVIII-XVIII et XIX-XIX de la Pig. 16 ; les Pig. 20 et 21 représentent des coupes longitudinales 25 suivant les lignes XX-XX et XXI-XXI de cette même Pig. 16 ; les Pig. 22 et 23 représentent schématiquement des coupes transversales suivant les lignes XXII-XXII et XXIII-XXIII des Pig. 20 et 21. Pour fabriquer les moitiés de pont arrière 1 (Pig. 15), 30 on part d'une billette 2 (Pig. l) dont le poids présente la tolérance voulue. Après l'avoir portée à une température d'estampage on fait passer la billette 2 dans un laminoir de forge de façon à obtenir une ébauche 3 (Pig- 3) qui présente une répartition de matière optimale pour l'opération d'estampage qui doit suivre. On 35 amène en effet ensuite cette ébauche 3 dans une presse où, en trois opérations, elle est transformée successivement en des ébauches de platine 4 et 5 et en une platine finie 6. Afin de pouvoir travailler avec une presse de puissance relativement faible, au cours des deux premières opérations, on n'es-40 tampe aux dimensions finales que les portions médianes 4a et 5a. ^es 71 36240 2110340 parties de l'ébauche qui correspondent aux futures moitiés de pont, alors que par contre on ne fait qu'écraser de façon incomplète les autres parties 4b et 5b de la platine de façon à constituer des renflements. Les Pig. 4 à 8 montrent eri détail le façonnage des ébauches 5 de platine 4 et 5. Pour tenir compte de la forme renflée particulière de la partie la_ de la moitié de pont qui doit servir de support au carter du différentiel, le contour extérieur de la platine 6 doit présenter dans sa partie centrale 6a_ quatre lobes 7 (Pig.9). Afin de pou-10 voir obtenir par matriçage un contour parfait pour ces lobes, dans la troisième opération d'estampage on ne travaille que la région de ces lobes 7 et avec me bavure 8, alors que l'on ne fait que refouler les autres parties de la zone centrale 6a_ de l'ébauche de platine. Les chutes de matière dues à la présence de la bavure 15 sont ainsi extrêmement faibles. On obtient de cette façon la platine finie des Fig. 9 à 11, la Pig. 11 représentant la cbupe transversale, suivant la ligne XI-XI de la Pig. 9, à travers la zone présentant les lobes estampés et la bavure 8. La Pig. 12 représente une coupe longitudinale et la Pig. 13 20 me coupe transversale de la moitié de pont arrière façonnée à partir de cette platine finie 6. Les Pig. 14 et 15 représentent un pont arrière réalisé à l'aide de deux moitiés analogues à celle de la Pig. 12 et soudées entre elles suivant un plan horizontal, les cordons de soudure 11 s'étendant le long des deux moitiés et sur 25 les cotés de celles-ci. Ces cordons de soudure se trouvent donc, du point de vue contraintes, disposés suivant l'axe neutre du pont lorsque celui-ci est soumis à des efforts de flexion. La presse 12 (Pig. 16) comprend une matrice inférieure 9 et me matrice supérieure 10, la matrice inférieure présentant une 30 surface plane ou profilée sur laquelle on amène et on fait glisser la billette 3 préformée et redressée. Cette matrice inférieure 9, qui peut être réalisée en plusieurs parties, comprend trois postes d'estampage d'axes longitudinaux médians 13,14 et'15"et où l'on exécute les trois opérations successives d'estampage à l'aide de la 35 matrice supérieure 10. La billette préformée 3 est amenée au moyen d'un dispositif de transport 16 qui est entrainé en rotation et comporte des taquets d'entraînement 17 qui saisissent par derrière l'ébauche .et la font glisser sur la matrice inférieure latéralement sur le côté par rapport à son premier poste 13. Avant de pénétrer 40 dans la presse, la billette traverse un dispositif de redressage 18 qui comporte des machoîres 19 fixées sur des leviers 20 qui sont 7136240 2110340 montés oscillants sur des axes 21. Un dispositif pneumatique de serrage 22, par exemple un vérin, est prévu entre les extrémités libres des leviers 20. Les machoîres 19 reçoivent entre elles la billette 3 qui se trouve ainsi réajustée.dans le sens horizontal. 5 Les leviers 20 sont reliés entre eux par une traverse 23 dont le déplacement est limité par des butées fixes 24. A partir de ce dispositif de redressage 18, m dispositif de poussée ou d'avance 25 fait glisser longitudinalement la billette préformée 3 sur la matrice inférieure 9, latéralement , c'est--5-0 à-dire sur le côté par rapport à son premier poste d'estampage 13. Ce dispositif de poussée 25 est monté oscillant en 26 et peut basculer vers le bas dès que le dispositif de transport 16 a suffisamment fait avancer la billette 3. Il comprend une barre de guidage 27 qui est guidée dans un anneau basculant 28 et peut cou-•*•5 lisser longitudinalement dans celui-ci sous l'action d'un vérin 29. Cette barre 27 présente à son extrémité avant une partie de guidage 30 en forme de fourche présentant des machoîres latérales 31 de façon à pouvoir faire glisser la billette préformée 3 suivant son axe longitudinal sur la matrice inférieure 9. A l'extrémité de la 20 course de la billette se trouve disposée une butée réglable 32 qui est guidée dans un support 33 et peut basculer autour d'un axe 34. Le déplacement transversal de la billette préformée 3 s'obtient à l'aide d'une règle 35 qui est disposée sur l'un des ^5 côtés longitudinaux de la matrice inférieure 9- Cette règle 35 présente un chant avant de poussée 36 dont le profil correspond au contour de la billette préformée 3 et des ébauches de platine 4 et 5 et elle est articulée sur des barres de guidage 37 qui sont portées par des supports 38. Ces barres 37 sont de préférence cons-tituées par des vérins et les supports 38 sont fixés sur le socle 39. Sur la règle 35 se trouvent articulées en 40 d'autres barres 41 qui servent à limiter la course de cette règle et sur lesquelles sont disposées des vis de butée réglables 42 qui peuvent venir s'appuyer sur une butée fixe 43 (Fig. 18). Grâce à ces pièces mécaniques de 55 limitation de course 41 et 42 qui sont réglables et escamotables; on peut faire glisser la billette préformée 3 exactement jusqu'au milieu du premier poste d'estampage 13. On estampe alors l'ébauche de platine 4 à ce poste au moyen de la matrice supérieure 10. Pour pouvoir ensuite faire glisser la platine ainsi estampée jusqu'au second poste d'ëstampage 14, on se sert de deux autres vérins 44 71 36240 2110340 (Fig. iB ) j:.j.L- JLi-'K jlgti U~; C'J-teCOIî "*"2* CGi"iit-ni» vi'ciïi jjâi.GtS 46 dGo y■ ' nés à faire osciller les barres 41, 42 de façon qu'elles passent par dessus la butée fixe 43, si bien qu'on peut fùir-e glisser-la règle y-j du-dcoijus ci a pi-oisler podfce 1$ & l'aido ses vérins 3?» 5 La course ae l'ébauche de pla«ine 4 danvS sor* glissement sur le deuxième 14 sous l'action de cetce règle 35 se trouve limitée par des vis de butée réglables 47 ( Fig, 19) qui sont disposées sur des barres 48 articulés sur la règle 35 à. l'aide de boulons 49, des vis 47 pouvant également venir s'appuyer sur la butée fixe 43. Pour faire glisser l'ébauche estampée 5 sur le troisième poste 15, on se sert de doux autres vérins 50 (Fig. 19) dont la structure et le rôle sont identiques à ceux des vérins 44. Ainsi, après oscillation des barres 47, 48 de façon qu'elles passent par ■ dessus la butée fixe 43, on peut faire glisser la règle 35 au-dessus 15 du deuxième pàste 14 à l'aide des vérins 37- La course qui, sous l'action de la règle 35 amène l'ébauche de platine 5 au milieu du troisième poste 15 se trouve limitée par une butée fixe $1 et une butée basculante 52. Cette butée 52 est articulée sur tan vérin 53 qui est lui-même monté oscillant en 54 sur une console 55- Cette 20 butée basculante 52 est nécessaire pour que l'on puisse évacuer en la faisant glisser dans la direction de la flèche 56 la platine finie 6 qui a été amenée aux dimensions finales au poste 15, sans qu'elle soit gênée, malgré la bavure 8 et les lobes 7 en saillie. Pour cette évacuation, il est prévu sur la matrice inférieure 9 25 côté frontal un dispositif éjecteur 57 (Fig. 2 et 21) qui comporte un levier 58 monté oscillant autour d'un axe 59 et dont l'extrémité libre s'appuie sur un vérin 60. La platine finie 6 qui est soulevée de la matrice inférieure a lsaide de ce dispositif éjecteur 57 peut alors être reprise par un dispositif 61 d'évacuation par poussée. 30 ce dispositif (Fig. 16 et 21) comprend une barre de guidage 62 de section de préférence carrée qui est disposée entre des rouleaux 63 et 64 et qui présente à son extrémité avant un talon en saillie 65 qui, lorsque la barre se déplace, vient saisir par en dessous l'extrémité soulevée de la platine 6. Après retrait du dispositif 35 éjecteur 57, cette extrémité soulevée de la platine vient reposer sur le talon 65. Lorsque la barre 62 continue son mouvement, la platine 6 se trouve évacuée de la matrice inférieure 9 en glissant sur elle..Les rouleaux 63 et 64 sont montés sur un bâti 66 et l'un des rouleaux 64 est monté sur un bras oscillant 67 qui peut tourner ^0 autour d'un axe 68 et qui est soutenu par un boulon à ressort 69. L'une des paires de rouleaux 63,64 peut être entraînée au moyen d'un 71 36240 8 2110340 moteur non : On ptîUû JLt ïéçlzcée pjB à pat: jv-dt.,:s,.\à J- !" 7136240 9 2110340 : REVENDICATIONS 1 - Pont arrière pour véhicule automobile-, notamment pour poids lourds, ce, pont qui présente une partie de support centrale de forme renflée destinée à recevoir le carter du différentiel, et raccordées à celle-ci de part et d'autre de l'axe longitudinal, des 5 parties tubulaires constituant des trompettes, et qui est constitué par la réunion de plusieurs parties, étant caractérisé en ce qu'il comprend deux moitiés de pont (l) qui s'étendent sur toute sa longueur et sont séparées suivant son axe longitudinal médian, ces deux moitiés étant venues d'estampage avec des épaisseurs de paroi 10 variables suivant la direction de l'axe longitudinal et étant soudées entre elles suivant un plan horizontal. 2 - Procédé de fabrication d'un pont arrière selon la revendication 1, au moyen d'une opération de forgeage et/ou d'estampage, caractérisé en ce qu'on utilise comme produit de départ 15 une billette (2) de section transversale carrée ou ronde et portée à une température d'estampage, on étire cette billette sous forme d'une ébauche (3) présentant me répartition de matière variable suivant son axe longitudinal et on transforme alors cette ébauche à chaud par estampage en me platine (4,5,6) présentant m contour ex-20 térieur et un profil d'épaisseur préfixés. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on transforme la platine finie (6) à la même température en une moitié de pont (20) longitudinale. 4 - Procédé selon l'me quelconque des revendications 2 et 25 3, caractérisé en ce qu'on estampe partiellement la billette pré- fcrmée (3) en au moins deux opérations successives, en n'estampant tout d'abord aux dimensions finales en me ou plusieurs opérations que la partie de la billettte (3) correspondant aux régions médianes (4a_, 5_a ) des moitiés d'axe, et ceci avec me accumulation de ma-30 tière dans la zone des lobes qui sont incomplètement écrasés, et en estampant ces lobes (7) avec me bavure (8) pendant la dernière opération, les parties de la platine déjà estampées aux dimensions finales servant de limitation de course pour la matrice supérieure (10). 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, 35 caractérisé en ce qu'on met à longueur la platine 6 en tronçonnant ses extrémités lors de la dernière opération d'estampage. 6 - Procédé selon l'me quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'on redresse horizontalement la billette préformée (3) avant les opérations d'estampage. 71 36240 2110340 7 - Installation pour la mise en oeuvre du procédé d'estampage d'une billette préformée et redressée sous forme d'une platine selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans laquelle coopèrent une matrice supérieure et une matrice inférieure, caractérisée 5 en ce que la matrice inférieure (9) présente une surface plane, lisse ou profilée, et d'une largeur qui dépasse plusieurs fois la largeur de la platine à réaliser, cette matrice inférieure (9) pouvant être en plusieurs parties. 8 - Installation selon la revendication 7, caractérisée en 10 ce qu'il est prévu un dispositif de poussée (25) hydraulique et oscillant muni de guides latéraux (31) , sur le côté frontal de la première section de la matrice inférieure et latéralement, sur le côté, du premier poste d1estampage (13). 9 - Installation selon l'une quelconque des revendications 15 7 et 8, caractérisée en ce qu'il est prévu sur le côté longitudinal libre de la première section de la matrice inférieure, une règle mobile (35, 36) munie de pièces mécaniques de limitation de œourses réglables et basculantes (41, 42 et 47, 48), servant b pousser la billette préformée (3) au milieu du nremier poste d'estampage 20 (13) et en ce que cette règle (35,36) peut être décalée de façon à pousser les ébauches de platine (4,5) au milieu des postes d'estampage suivants (14, 15). 10 - Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'il est prévu pour l'ébauche de platine 25 une butée fixe et une butée basculante (51, 52) sur les côtés libres de la dernière section de la matrice inférieure. 11 - Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce qu'il est prévu un dispositif éjecteur (57) disposé sur son côté frontal dans la matrice inférieure (9) au 30 dernier poste d'estampage (15) et un dispositif de poussée (61) muni d'un talon en saillie (-65) et disposé frontalement devant la matrice inférieure. 12 - Variante de l'installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisée en ce que, à la place de la 35 billette (3) et des ébauches de platine (4, 5), c'est-la matrice supérieure, (10) qui pourvue de plusieurs gravures, est déplacée pas à pas au-dessus de l'ouvrage qui repose sur la matrice inférieure (9) en vue de l'exécution des diverses opérations d'estampage.