Brevet FR2673560A1 — publié le 19920911

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé de fabrication d'une articulation comprenant un premier élément tel qu'un bras de suspension de véhicule et un deuxième élément tel qu'une traverse d'essieu emmanchée dans le premier élément par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles ou analogues. L'invention vise également l'articulation elle-même, obtenue par ce procédé. I1 est déjà connu d'articuler un bras de roue de véhicule sur une traverse d'essieu dont l'extrémité est montée dans un logement du bras de roue par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles par exemple, qui est bien sûr monté dans ledit logement et dont la bague extérieure porte sur la paroi interne du logement, tandis que les aiguilles portent sur l'extrémité de la traverse d'essieu. Une telle articulation permet donc au bras de roue de se débattre en rotation autour de l'axe de la traverse d'essieu lorsque le véhicule roule. Toutefois, il y a nécessairement des jeux dans l'articulation constituée par les trois pièces qui sont le roulement, l'extrémité de la traverse et le logement du bras recevant le roulement, ces jeux étant la conséquence des variations de cotes de ces trois pièces et se répercutant sur le bras de roue qui, en plus de son mouvement normal de rotation autour de l'axe de la traverse, est soumis à des variations de plan lors des changements d'appui de la roue en virage, ce qui conduit aux effets bien connus de carrossage et/ou de pincement qu'il convient d'éviter dans certains cas. Pour remédier à ces inconvénients, on se contentait, jusqu'à présent, d'utiliser dans l'articulation susmentionnée, un élément élastique susceptible d'absorber où d'éviter les jeux, cet élément élastique étant tout simplement constitué par la bague extérieure et élastiquement déformable du roulement à aiguilles. Cependant, la déformation de la bague extérieure du roulement, lorsque l'articulation est en fonctionnement, ne peut pas, comme on le comprend, constituer une solution de maintien positif ou de bonne tenue des éléments de l'articulation pour éviter tout effet de carrossage et/ou de pincement. Aussi, la présente invention a pour but de résoudre ce problème en proposant une articulation entre deux éléments interdisant tout débattement autre que le mouvement normal de rotation d'un élément par rapport à l'autre. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une articulation entre un premier élément tel que par exemple un bras de suspension de véhicule automobile et un deuxième élément tel qu'une traverse d'essieu, et du type consistant à emmancher ces deux éléments l'un dans l'autre avec interposition d'un roulement à aiguilles ou analogues, caractérisé en ce qu'avant d'effectuer l'emmanchement, on usine, en exerçant un effort d'usinage constant, l'un et/ou l'autre élément qui comportent des parties plus ou moins flexibles pour obtenir sur l'un et/ou l'autre élément, lors de la rotation relative de l'un ou l'autre élément et de l'outil d'usinage, au moins trois zones usinées et plus creusées sur les parties les moins flexibles et au moins trois zones usinées et moins creusées sur les parties les plus flexibles, de façon à obtenir après emmanchement un contact permanent et sans jeu des deux éléments avec le roulement en au moins trois points pour empêcher tout débattement de l'articulation autre que le mouvement normal de rotation procuré par celle-ci. Ce procédé est encore caractérisé en ce que l'écart entre les rayons des zones plus creusées et moins creusées précitées est de l'ordre de 0,05 à 0,07 mm. On précisera encore que le rapport entre les flexibilités des zones précitées est voisin de 10. Suivant un exemple de réalisation, l'usinage est effectué à l'intérieur d'un manchon qui appartient au premier élément constituant le bras, et qui reçoit le roulement et la traverse. Suivant un autre mode de réalisation de ce procédé, l'usinage est effectué sur un embout, de section circulaire, du deuxième élément constituant la traverse dont le corps présente en section transversale une forme telle que la flexibilité de ce corps et des deux embouts aux extrémités du corps est variable lors de la rotation de la traverse autour de son axe. L'usinage peut être effectué sur une zone de l'embout proche du corps de la traverse maintenue par ses deux embouts. L'usinage peut être effectué aussi sur une zone de l'embout du côté de son extrémité libre ou éloignée du corps de la traverse dont les deux embouts, avant usinage, sont munis de pièces les prolongeant et par l'intermédiaire desquelles est maintenue la traverse durant l'usinage. L'invention a également pour objet une articulation obtenue par le procédé répondant à l'une et/ou l'autre des caractéristiques ci-dessus et du type comprenant un premier élément tel qu' un bras de suspension de véhicule et un deuxième élément tel qu'une traverse d'essieu emmanchée dans le premier élément par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles ou analogues, caractérisée en ce que l'un et/ou l'autre éléments comportent aux moins trois zones ou points sensiblement équidistants de contact permanent et sans jeu avec ledit roulement. Suivant une autre caractéristique de cette articulation, les zones ou points de contact précités correspondent à des parties usinées du bras et/ou de la traverse qui sont plus flexibles que les autres parties usinées moins flexibles ou indéformables du bras et/ou de la traverse. Suivant un premier mode de réalisation de cette articulation, les zones ou points de contact précités sont situés sur la périphérie interne d'un manchon qui est prévu sur le bras pour recevoir le roulement et la traverse et dont le rayon intérieur est, au niveau des parties plus flexibles, plus petit qu'au niveau des parties moins flexibles ou indéformables. On précisera ici que les parties plus flexibles et moins flexibles précitées sont respectivement constituées par des parties plus minces et plus épaisses du bras au niveau du manchon. Suivant un autre mode de réalisation, les zones ou points de contact précités sont situés sur la périphérie externe d'un embout à section transversale circulaire de la traverse. Cette dernière comporte un corps présentant en section transversale une forme de triangle où d'étoile à trois branches et comportant à ses extrémités l'embout précité. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 illustre schématiquement et en élévation une articulation de type connu entre une traverse d'essieu arrière et un bras de roue - la figure 2 est une vue avec coupe partielle de cette articulation suivant la flèche II de la figure 1 ;; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2 - les figures 4 à 6 illustrent l'extrémité en forme de manchon d'un bras de roue et montrent suscessivement les opérations d'usinage essentielles effectuées sur ce manchon pour réaliser une articulation conforme à l'invention - la figure 7 est une vue en coupe de l'articulation selon l'invention - la figure 8 illustre une variante du procédé de l'invention, et selon laquelle on usine l'extrémité d'une traverse d'essieu avant de l'emmancher dans un roulement lui-même emmanché dans un manchon du bras de roue - les figures 9 et 10 sont des vues en coupe, respectivement suivant les lignes IX-IX et X-X de la figure 8 - la figure 12 est une vue similaire à la figure 8, mais illustre l'usinage de l'extrémité de la traverse d'essieu à un endroit différent de celui représenté à la figure 8 - la figure 13 est une vue en coupe axiale de l'extrémité de la traverse visible sur les figures 8 et 12 et sur laquelle est monté un roulement double à aiguilles ; et - la figure 11 est une vue en coupe transversale d'une articulation selon l'invention et réalisée avec une traverse d'essieu usinée comme montré sur les figures 8 et 12. En se reportant aux figures 1 et 2, on voit une articulation connue entre un bras 1 de suspension de véhicule portant une roue 2 et une traverse 3 d'essieu arrière fixée sur la caisse 4 d'un véhicule comme montré schématiquement en 5. L'articulation proprement dite est constituée par l'extrémité de la traverse 3 qui comporte un embout 6 creux et de section circulaire, lequel embout est emmanché dans un roulement 7 à aiguilles 8 par exemple, lui même emmanché dans un alésage 9 du bras 1, cet alésage formant un manchon 10 à l'extrémité dudit bras. Comme expliqué au début de cette description, et comme on le voit bien sur la figure 3, la bague extérieure et élastique 11 du roulement 7 contenant les aiguilles 8 elles-mêmes retenues dans une cage 12, se déforme pour réagir contre les aiguilles 8 et/ou la paroi interne du manchon 10 du bras de suspension 1, mais elle n'est pas d'une raideur suffisante pour éviter tout débattement du bras 1 dans un plan autre que celui défini par la rotation dudit bras autour de l'axe X-X' de la traverse 3. Autrement dit, comme on le voit sur la figure 3, il existe toujours un jeu J lorsque le véhicule effectue un virage dans un sens ou dans l'autre, et c'est dire que l'effet de carrossage et/ou de pincement des roues 2 ne peut pas être contrôlé. Ce problème est résolu avec l'articulation selon cette invention qui sera décrite ci-après en se reportant tout d'abord aux figures 4 à 7. Pour réaliser cette articulation, et suivant un premier mode de réalisation, on utilise, comme on le voit sur la figure 4, un bras dont l'extrémité ou manchon 10 avec alésage 9 est circulaire et qui comporte d'une part trois parties plus épaisses 13, 14, 15 constituées par des surépaisseurs de matière réparties autour du manchon 10 à 120 l'une de l'autre, et d'autre part trois parties plus minces 16, 17, 18 entre les trois parties plus épaisses. Ainsi, les parties plus épaisses 13, 14, 15 du manchon 10 définissent des zones 13a, 14a, 15a qui sont indéformables ou moins flexibles que les zones 16a, 17a, 18a correspondant aux parties plus minces et plus flexibles 16, 17, 18 du manchon 10. Comme il apparait clairement sur la figure 5, on usine à effort constant, à l'aide d'un outil 0, l'alésage 9. Lorsque l'outil 0 passe sur les zones indéformables ou peu flexibles 13a, 14a, 15a, il réalisera, au niveau de ces zones, une découpe 13b, 14b, 15b, comme on le voit bien sur la figure 6. Lorsque l'outil 0, exerçant un effort d'usinage constant, passera au niveau des zones plus flexibles 16a, 17a, 18a, il se produira, au niveau de ces zones une déformation du manchon 10 vers l'extérieur comme on le voit en 19 sur la figure 5, de sorte que, lorsque l'outil 0 sera au-delà de cette zone, ladite zone reviendra élastiquement vers l'axe du manchon 10, et la creusure réalisée dans cette zone sera finalement moins profonde que la creusure réalisée dans les zones indéformables 13a, 14a, 15a. Au total, et comme on le voit bien sur la figure 6, l'alésage 9, après usinage par l'outil 0 ne sera plus circulaire mais comportera trois découpes ou creusures 13b, 14b, 15b correspondant aux zones indéformables 13a, 14a, 15a et plus profondes que les découpes ou creusures 16b, 17b et 18b correspondant aux zones plus flexibles 16a, 17a et 18a. C'est dire que le manchon 10 comportera des rayons R plus grands correspondant aux zones indéformables 13a, 14a, 15a, et des rayons plus petits S correspondant aux zones flexibles 16a, 17a et 18a, les rayons R et S évoluant de façon continue sur 3600, comme on le voit bien sur la figure 6 qui, tout comme la figure 5, illustre le phénomène à une échelle volontairement exagérée pour une meilleure compréhension. Ainsi, comme on le comprend en se reportant à la figure 7, les trois zones plus flexibles 16a, 17a et 18a constitueront par leurs parties 16b, 17b, 18b trois zones à 1200 de contact permanent en trois points du bras 1 avec l'embout 6 de la traverse 3 par l'intermédiaire du roulement 7, de façon à empêcher tout débattement de l'articulation autre que le mouvement normal de rotation procuré par cette articulation. On observera ici que l'écart entre les rayons plus grands R et plus petits S sera de l'ordre de 0,05 à 0,07 mm, tandis que le rapport entre les flexibilités des zones plus flexibles et moins flexibles ou indéformables sera voisin de 10. Revenant à la figure 7, on voit clairement le contact positif et permanent en trois points équidistants de 1200 des zones 16a, 17a, 18a avec la bague extérieure 11 du roulement 7, laquelle bague est elle aussi en contact permanent en ces points avec les aiguilles 8 qui sont en contact avec l'embout 6 de la traverse 3. On observera encore que lorsque la bague extérieure 11 du roulement 7 est emmanchée dans l'alésage usiné du manchon 10, elle prend la forme de celui-ci du fait que ladite bague est constituée d'une tôle de faible épaisseur. Puis l'embout 6 de la traverse 3 est mis en place dans le roulement 7 à aiguilles 8 avec un serrage de quelques centièmes de millimètre, les points de contact s'effectuant en 16a, 17a, 18a, comme expliqué précédemment. Suivant un autre mode de réalisation, pour obtenir une articulation conforme à cette invention, on effectue l'usinage sur l'embout 6 de la traverse 3, comme on le voit bien sur les figures 8 et 12, ladite traverse comportant un corps 20 présentant en section transversale une forme triangulaire (figure 9) ou encore la forme d'une étoile à trois branches. Ainsi, lors de l'usinage par l'outil 0 de l'embout 6 de la traverse 3 entraînée en rotation autour de son axe Y-Y' et maintenue par ses deux embouts 6 entre une pointe 21 et une contre - pointe 22, il se produira, comme matérialisé par la ligne en traits mixtes 23 sur les figures 8 et 12, un fléchissement de la traverse qui sera variable en fonction de son angle de rotation et qui est du à l'effort de l'outil 0. Autrement dit, on réalisera avec l'outil 0 sur la périphérie externe de l'embout 6 des creusures ou découpes alternativement plus profondes et moins profondes selon que l'outil 0 attaquera des zones respectivement moins flexibles ou indéformables et plus flexibles dudit embout. Ainsi, avec un corps 20 triangulaire pour la traverse 3 on obtiendra sur la périphérie externe de l'embout six creusures plus profondes 24 alternant avec six creusures 25 beaucoup moins profondes et qui constituent en fait six zones assurant un contact permanent du manchon 10 du bras 1 et de l'embout 6 de la traverse 3 avec le roulement 7. Suivant l'exemple représenté, la périphérie interne du manchon 10 contre laquelle s'applique la bague extérieure 11 du roulement 7 est circulaire, mais sans sortir du cadre de l'invention, on pourrait prévoir également pour la périphérie interne du manchon 10 un contact permanent en plusieurs points équidistants sur le roulement 7, comme décrit à propros du mode de réalisation précédent. Revenant à la figure 8, on voit que l'usinage effectué par l'outil 0 qui peut être une meuleuse ou un autre outil, est effectué sur une zone 6a de l'embout 6 qui est proche du corps 20 de la traverse 3 maintenue par ses embouts 6 entre la pointe 21 et la contre-pointe 22. Mais, comme on le voit sur la figure 12, l'usinage peut aussi être effectué sur une zone 6b de l'embout 6 qui est éloignée du corps 20 de la traverse 3. Dans ce cas, on emmanche dans 1' embout 6 une pièce 26 qui le prolonge et dans laquelle est enfichée la contre-pointe 22, ladite pièce 26 ayant une raideur identique à celle de l'embout 6. La longueur de cette pièce 26 prolongeant l'embout 6 sera telle que pour l'usinage selon la figure 12, on se retrouvera dans les mêmes conditions de fléchissement et donc d'usinage que pour la figure 8 où la position de l'outil 0 est différente. Dans ces conditions, comme montré sur la figure 13 on pourra monter sur l'embout 6 un roulement 27 à deux couronnes d'aiguilles 8 prenant appui sur deux pistes annulaires à six points où zones 25, comme expliqué précédemment. On a donc réalisé suivant l'invention une articulation formée d'un assemblage de pièces existantes mais qui est plus raide que lorsqu'on utilise un ressort constitué par la bague extérieure du roulement, cette raideur résultant en quelque sorte d'un défaut d'usinage pratiqué soit sur la partie du bras de suspension extérieure au roulement, soit sur la partie de la traverse intérieure audit roulement, de façon à obtenir un contact permanent et sans jeu en au moins trois points de ces deux parties avec le roulement. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'usinage pourrait être effectué sur les deux parties respectivement du bras et de la traverse coopérant avec le roulement. Egalement, les surépaisseurs prévues sur le bras pour procurer des zones de flexibilité différentes peuvent avoir une forme autre que celle représentée. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une articulation entre un premier élément tel que par exemple un bras de suspension (1) de véhicule automobile et un deuxième élément tel qu'une traverse d'essieu (3), et du type consistant à emmancher ces deux éléments l'un dans l'autre avec interposition d'un roulement (7) à aiguilles ou analogues, caractérisé en ce qu'avant d'effectuer l'emmanchement, on usine, en exerçant un effort d'usinage constant, l'un et/ou l'autre élément (1, 3) qui comportent des parties plus ou moins flexibles pour obtenir sur l'un et/ou l'autre élément, lors de la rotation relative de l'un ou l'autre élément et de l'outil d'usinage, au moins trois zones usinées (13a, 14a, 15a, 24) et plus creusées sur les parties les moins flexibles et au moins trois zones usinées (16a, 17a, 18a, 25) et moins creusées sur les parties les plus flexibles, de façon à obtenir après emmanchement un contact permanent et sans jeu des deux éléments (1, 3) avec le roulement (7) en au moins trois points pour empêcher tout débattement de l'articulation autre que le mouvement normal de rotation procuré par cette articulation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écart entre les rayons (R, S) des zones plus creusées et moins creusées précitées est de l'ordre de 0,05 à 0,07 mm. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rapport entre les flexibilités des zones précitées est voisin de 10. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'usinage est effectué à l'intérieur d'un manchon (10) qui appartient au premier élément constituant le bras (1), et qui reçoit le roulement (7) et la traverse (3). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'usinage est effectué sur un embout (6), de section circulaire, du deuxième élement constituant la traverse (3) dont le corps (20) présente en section transversale une forme telle que la flexibilité de ce corps et des deux embouts (6) aux extrémités du corps est variable lors de la rotation de la traverse (3) autour de son axe (Y-Y'). 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'usinage est effectué sur une zone de l'embout (6) proche du corps (20) de la traverse (3) maintenue par ses deux embouts. 7. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'usinage est effectué sur une zone de l'embout (6) du côté de son extrémité libre ou éloignée du corps (20) de la traverse (3) dont les deux embouts, avant usinage, sont munis chacun de pièces (26) les prolongeant et par l'intermédiaire desquelles est maintenue la traverse (3) durant l'usinage. 8. Articulation obtenue par le procédé selon l'une des revendications 1 à 7 et du type comprenant un premier élément tel qu'un bras de suspension de véhicule (1) et un deuxième élément tel qu'une traverse d'essieu (3) emmanchée dans le premier élément (1) par l'intermédiaire d'un roulement (7) à aiguilles ou analogues (8), caractérisée en ce que l'un et/ou l'autre élément (1, 3) comportent au moins trois zones ou points sensiblement équidistants (16a, 17a, 18a, 25) de contact permanent et sans jeu avec ledit roulement (7). 9. Articulation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les zones ou points de contact précités (16a, 17a, 18a, 25) correspondent à des parties usinées du bras (1) et/ou de la traverse (3) qui sont plus flexibles que les autres parties usinées (13, 14, 15 24) moins flexibles ou indéformables du bras et/ou de la traverse. 10. Articulation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les zones ou points de contact précités (16a, 17a, 18a) sont situés sur la périphérie interne d'un manchon (10) qui est prévu sur le bras (1) pour recevoir le roulement (7) et la traverse (3) et dont le rayon intérieur (S) est, au niveau des parties plus flexibles, plus petit qu'au niveau des parties moins flexibles ou indéformables. 11. Articulation suivant la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que les parties plus flexibles et moins flexibles précitées sont respectivement constituées par des parties plus minces (16, 17, 18) et plus épaisses (13, 14, 15) du bras (1) au niveau du manchon (10). 12. Articulation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les zones ou points de contact précités (25) sont situés sur la périphérie externe d'un embout (6) à section transversale circulaire de la traverse (3). 13. Articulation selon la revendication 12, caractérisée en ce que la traverse (3) comporte un corps (20) présentant en section transversale une forme de triangle ou d'étoile à trois branches et comportant à ses extrémités l'embout précité (6).