Brevet FR2470700A1 — publié le 19810612

La présente invention concerne un procédé de construction d'un élé- ment de suspension. Dans une suspension à bras jumelés pour véhicule (appelée également suspension à essieu brisé), deux bras sont montés pivotants sur le châs- sis du véhicule et chaque bras porte un enssmble de roue à son extrémité opposée à celle articulée sur le châssis. Dans le passé, ces bras ont éffé forgés, ce qui avait pour effet que la suspension à bras jumelés était lourde. La réduction du poids étant d'une importance capitale pour la conservation de l'énergie utilisée dans rou véhicule, il est désirable de réduire le poids de la suspension à bras jumelés sans réduire de manière notable les caractéris- tiques de résistance propres nécessaires pour que la suspension à bras jumelés porte le véhicule.On a déjà proposé d'utiliser un tube ou poutre tubulaire,qui est, dans l'ensemble, plus léger et est déformable, pour raccorder un châssis de véhicule à un ensemble de roue0 Cependant, la déformation du tube à créé des problèmes pour le maintien des carac téristiques de résistance et de support nécessaires dans la suspension. En outre, mi formage à chaud onéreux est nécessaire pour donner au tube la forme appropriée. L'un des buts de la présente invention est de construire un élément de suspension à partir d'une tole plate, qui soit plus léger qu'un élé- ment de suspension forgé et qui présente les mêmes caractéristiques de résistance qu'un élément de suspension forgé. A cette fin, la présente invention propose un procédé de construction d'un élément de suspension qui consiste: a) à découper à l1emporte-pièce une pièce plate dans une tôle, cette pièce plate ayant une dimension transversale qui va en diminuant de sa première extrémité à sa seconde extrémité et l'opération de décou- page formant à ladite première extrémité deux échancrures qui séparent plusieurs doigts les uns des autres; b) à déformer l'un des doigts pour former une poche qui fait sail- lie par rapport à la pièce plate;; c) à plier la pièce plate de façon à disposer les deux échancrures face à face,de façon à disposer deux doigts face à la poche et de façon à disposer les bords de la pièce plate adjacents l'un à l'autre; et d) à fixer les bords entre eux et à fixer les deux doigts entre eux. On décrira maintenant l'invention de manière plus détaillée en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue de dessus d'une pièce plate en tôle métallique destinée à titre formée en un élément de suspension selon la présente invention; les Fig. 2 et 2a sont, respectivement, une vue en plan de dessus et une vue en bout à plus petite échelle d'une pièce métallique plate après son découpage à l'emporte-pièce dans une tôle; les Fig. 3 3a, 4 4a, 5, 5a, 6, 6a, 7, 7a, 8, 8a et 9, 9a sont des vues schématiques respectivement en plan de dessus et en bout qui représentent les diverses étapes de déformation de la pièce métallique plate de la Fig. 1;; la Fig. 10 est une vue de côté de la pièce en tôle métallique de la Fig. 1 après sa déformation effectuée conformément aux étapes successives représentées sur les Fig. 2 à 9a,cette pièce étant raccordée à un ensemble de roue et au châssis d'un véhicule; la Fig. 11 est une vue en coupe suivant la ligne 11-11 de la Fig. 10; et la Fig. 12 est une vue en coupe suivantla ligne 12-12 de la Fig. 10. La pièce métallique plate 10 représentée sur la Fig. 1 est découpée à l'emporte-pièce dans une tôle 12. La pièce 10 est découpée de façon à comporter plusieurs doigts 14 qui sont séparés par des échancrures 16. Pour construire l'élément de suspension 20 de la Fig. 10 on soumet la pièce plate 10 des Fig. 2, 2a à une série d'opérations qui la déforme de la manière représentée sur les Fig. 3 à 9a. A l'étape repré ventée sur les Fig. 3 et 3a, une partie du doigt intermédiaire 14 est déformée vers le bas, d'un côté du plan de la pièce plate 10, pour former une poche 22 dans le doigt intermédiaire 14. Cette opération est effectuée au moyen d'un ensemble de poinçon et de matrice (non repré senté)le poinçon frappant le doigt intermédiaire afin de le déformer dans la matrice.Ensuite, deux nervures 24 sont formées, comme repré senté sur les Fig. 4 et 4e, par des moyens appropriés quelconques, par exemple en frappant la pièce 10 avec un poinçon pour repousser les nervures dans une matrice. Les nervures 24 sont formées le long d'une par tie essentiellement intermédiaire de la longueur de la pièce 10o A loé- tape représentée sur les Fig. 5 et 5a, les bords extérieurs 26 sont re- tournés vers le haut pour commencer le pliage de la pièce 10o A l'étape représentée sur les Fig. 6 et 6a, les parties de la pièce 10 qui s'é- tendent vers l'extérieur à partir d'une région transversalement intermédiaire 28 dont la largeur est approximativement égale à la largeur de la poche 21 sont repliées vers le haut en considérant les Fige 6 et 6a.A l'étape représentée sur les FigO 7 et 7a, les bords antérieurs 26 sont amenés en appui l'un contre l'autre pour achever le pliage de la pièce 10e Au cours des étapes de déformation de la pièce plate 10 effectuées successivement comme représenté sur les Fig. 38 3a à 79 7a, il peut être nécessaire de frapper plusieurs fois la pièce plate pour la mettre sous la forme représentée sur chacune des figures. Dans la position pliée des Fig0 7 et 7a, les nervures 24 sont disposées face à face et les échancrures 16 sont verticalement alignées pour recevoir un ensemble de roue 30 représenté sur la Fige 100 Lorsque les bonds extérieurs 26 sont disposés l'un contre l'autre, la section transversale résultante de l'élément l'élément de suspension est approximativement rectangulaire malgré la présence des nervures 24 disposées face à face qui ne s'étendent que sur une petite partie de la longueur de l'élément de suspension 20 comme représenté sur la Fig. 10. La pièce de tôle 10 de la Fig. 1 a une dimension transversale, ou largeur, A,réduite à son extrémité 36 opposée à celle qui comporte la série de doigts 14. par conséquent, lorsque les bords extérieurs 26 sont pliés pour former une section transversale rectangulaire, l'extré- mité 36 conserve une section transversale an forme de U, comme repré- senté sur la Fig. 11. A l'étape représentée sur les FigO 8 et 8a, on emboutit l'extrémité 36 an forme de U de façon à réduire sa largeur et, à l'étape représentée sur les Fig. 9 et 9a, on tord l'extrémité 36 en forme de U d'environ 60 par rapport à la partie restante de l'élément de suspension 20 afin de rendre l'extrémité an forme de U tordue sus ceptible d'être montée pivotante sur le châssis 32 d'un véhicule. Après que la tôle plate 10 a été déformée de façon à avoir une section transversale rectangulaire et après que l'extrémité en forme de U a été tordue, on soude entre eux les bords adjacents 26 pour former un joint 54 et donner sa forme définitive à l'élément de suspension 20. Sur la Fig. 10 à laquelle on se référera maintenant, on a représenté l'élément de suspension plié 20 que l'on obtient après achèvement de la déformation de la pièce plate 10. La première extrémité 40 comporte la poche 22 qui s'étend à partir d'un côté de l'élément de suspension 20. Les échancrures 16 formées sur la première extrémité forment un étrier qui coopère avec l'ensemble de roue 30 pour raccorder la première extrémité 40 à l'ensemble de roue 30. L'élément de suspension 20 comporte des ouvertures d'alignement 42 formées sur ses cotés supérieur et inférieur pour recevoir un tube 44 dont les extrémités supérieure et inférieure 46 et 48 sont soudées aux c8tés supérieur et inférieur de l'élément de suspension. Le tube 44 reçoit un boulon 50 qui retient un ensemble de ressort 52 en appui contre la face supérieure de l'élément de suspension 20.D'une manière classique, le ressort est également en appui contre une partie du châssis 32 pour permettre un mouvement relatif élastique entre le châssis et l'élément de suspension et également pour transmettre le poids du véhicule, du chassies 32 à l'élément de suspension 20. Le joint soudé 54 entre les bords extiieurs 26 est disposé sur le c6té inférieur de l'élément de suspension 20, en considérant la Fig. 10, du côté opposé à la poche 22. Le joint 54 s'étend à partir de la première extrémité 40 jusqu'à la seconde extrémité 36 en forme de U mais ne s'étend pas sur l'extrémité 36 en forme de U. L'extrémité 36 est munie d'ouvertures d'alignement 62 destinées à recevoir un axe-pivot 60 qui est fixé au chassis 32. par conséquent, l'élément de suspension 20 peut librement pivoter autour de l'axe-pivot 60 à l'encontre de la force de l'ensemble de ressort 52. L'extrémité 40 est munie d'une paroi facultative 64 qui s'adapte à l'intérieur de la poche 22 et comporte des échancrures en vis à vis 66 correspondant aux échancrures 16. La paroi facultative sert de support pour accroître la résistance de l'extrémité 40, étant donné que la plus grande partie de la charge entre l'ensemble de roue et le chassis 32 est transmise par l'extrémité 40. Comme représenté sur les Fig. 2 à 9a, lextrémité 36 de la pièce plate unique est désaxée, par rapport au doigt intermédiaire 14, en direction du doigt 14 situé sur le c8té gauche. En outre? les étapes de pliage donnent une certaine courbure à la pièce 10. Par conséquent, la région intermédiaire 28 qui s'étend à partir de l'extrémité 36 jus qu'aune doigts 14 est incurvée de manière à désaxer les extrémités l'une par rapport à l'autre. Lorsque la pièce pliée est soudée le long du joint 54, l'extrémité 36 en forme de U représentée sur les Fig. 7 à 10 reste désaxée par rapport à la poche 22 de l'extrémité 40 de sorte que l'élément de suspension 20 est non linéaire d'une extrémité à l'autre. Dans un mode de réalisation préféré, l'élément de suspension 20 est construit en acier ShE 980e Cependant, un acier de série 900 ou un acierfaiblement allié à haute résistance est acceptable pour l'exé- cution du procédé. En outre, la déformation de la pièce plate 10 des Fig. 3, 3a à 9, 9a pour construire l'élément de suspension 20 est une séquence d'opirations de formage à froid à l'exception du soudage des bords extérieurs 26 pour former le joint soudé 54. Bien que l'élément de suspension 20 fonctionne de la mème manière que les bras jumelés forgés de la technique antérieure, la pièce plate 10 permet de réaliser un éliment de suspension final léger 20 qui est parfaitement approprié pour remplacer les lourds bras jumelés forgés de la technique antérieure. En outre, on considère que le procédé de formage de l'élément de suspension 20 à partir d'une unique pièce plate 10 effectué en pliant cette dernière est plus efficace, du point de vue de la consommation d'énergies que le procédé de formage des bras de la technique antérieure. Une caractéristique importante de la présente invention réside en ce que l'élément de suspension 20 est formé à partir dgune unique pièce métallique plate 10 par pliage de cette dernière et exécution d'une unique soudure 54 pour fixer de manière permanente la forme de la pièce pliée en lui donnant une section transversale approximativement rectangulaire. REVENDICATIONS 1 - Procédé de canstruction dtun élément de suspension caractérisé en ce qu'il consiste: a) à découper à ltemporte-pièce une pièce plate dans une tôle, cette pièce plate ayant une dimension transversale qui va en diminuant de sa première extrémité à sa seconde extrémité et l'opération de découpage formant à ladite première extrémité deux échancrures qui séparent plusieurs doigts les uns des autres; b) à déformer l'un des doigts pour former une poche qui fait saillie par rapport à la pièce plate; c) à plier la pièce plate de façon à disposer les deux échancrures face à face,de façon à disposer deux doigts face à la poche et de façon à disposer les bords de la pièce plate adjacents l'un à l'autre; et d) à fixer les bords entre eux et à fixer les deux doigts entre eux. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte l'étape qui consiste à tordre la seconde extrémité par rapport au reste de la pièce plate après que cette dernière a été pliée. 3 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la première extrémité de la pièce plate est désaxée par rapport à la seconde extrémité. 4 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pièce plate est pliée pour désaxer la première extrémité par rapport à la seconde extrémité, 5 - Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'étape de fixation comprend leopération qui consiste à souder un unique joint continu sur la pièce pliée. 6 - Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'opération de soudage forme un joint soudé qui s'étend à partir de la première extrémité jusqu'à la seconde extrémité mais ne comporte pas cette seconde extrémité.