Brevet FR2696686A1 — publié le 19940415

La présente invention a pour objet un bras de suspension pour véhicule automobile. Les suspensions du type Mac PHERSON équipant les trains avant de véhicules automobiles comportent une pièce dénommée bras de suspension qui permet de réaliser une liaison entre le moyeu de chaque roue et le berceau moteur. A cet effet, le bras de suspension est composé d'un corps muni d'au moins trois points d'attache comprenant un axe d'articulation arrière, une pièce de liaison avec le berceau moteur et une pièce support d'une rotule de roue. Les bras de suspension peuvent être réalisés par forgeage, ce qui donne une pièce massive, ou encore par assemblage de deux coquilles matricées et soudées entre elles pour former un caisson. La réalisation en forme de caisson permet de diminuer le poids du bras de suspension, par rapport à un bras forgé, mais elle ne permet pas d'obtenir un poids de bras de suspension minimum. Or, les constructeurs automobiles s'orientent de plus en plus vers l'allégement des éléments consti- tuant les véhicules, comme par exemple l'amincissement en épaisseur des tôles de carrosserie, ou encore le choix d'un matériau de densité plus faible que l'acier, en particulier pour des parties ne supportant pas de contraintes mécaniques importantes. La présente invention a pour but de proposer un bras de suspension notamment pour train avant de véhicule automobile qui présente dans sa conception un poids réduit en recherchant une optimisation entre la tenue mécanique et la masse. La présente invention a donc pour objet un bras de suspension notamment pour train avant de véhicule automobile, du type comportant un corps muni d'au moins trois points d'attache comprenant un axe d'articulation arrière, une pièce de liaison avec un berceau moteur et une pièce support d'une rotule de roue, caractérisé en ce que le corps comprend, d'une part, une coquille formée d'un profilé de section en forme de U dont les extrémités libres des branches parallèles comportent chacune un bord tombé s'étendant parallèlement au fond du profilé, ledit profilé étant cintré dans un plan perpendiculaire au plan passant par l'axe longitudinal de symétrie de ce profilé, et, d'autre part, d'une béquille disposée dans le cintre du profilé et reliée audit profilé en au moins deux points de liaison. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion: la béquille est formée d'une tôle pliée en forme de U dont une aile s'appuie sur l'extérieur du fond du profilé et l'autre aile s'appuie sur les deux bords tombés de ce profilé en fermant partiellement ledit profilé, au moins une extrémité de la coquille comporte une plaque fixée sur les bords tombés du profilé et formant un logement, l'articulation arrière se compose d'un tube dont une extrémité est aplatie pour former une pâte de fixation soudée à une extrémité de la coquille, la pièce de liaison avec le berceau moteur se compose d'un support comprenant un boîtier muni d'un silent bloc et d'une chape dont les deux branches parallèles sont disposées chacune de part et d'autre et transversalement à la coquille, l'une desdites branches fermant la partie supérieure du profilé, la branche de la chape fermant la partie supérieure du profilé peut s'étendre jusqu'à la béquille et est reliée à celle-ci par soudage, la pièce support de la rotule de roue est insérée dans le logement formé par la plaque et le profilé et est fixée à ces deux éléments par des organes de liaison traversant la pièce support, la plaque et le profilé, le profilé est obtenu par emboutissage d'un flan de tôle de 2 à 3 mm d'épaisseur, en acier dont la limite élastique est supérieure à 300 Mpa, la béquille est obtenue par pliage d'un flan de tôle de 1,5 à 2 mm d'épaisseur, en acier dont la limite élastique est supérieure à 400 Mpa. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est une vue en perspective éclatée d'un bras de suspension selon l'invention, la Fig 2 est une vue de dessus du bras de suspension. Comme représenté sur les figures, le bras de suspension notamment pour train avant de véhicule automobile se compose d'un corps désigné dans son ensemble par la référence 1 et muni d'au moins trois points d'attache avec différents organes du train avant. Ces points d'attache comprennent, par exemple, un axe d'articulation arrière 3, une pièce support 4 d'une rotule de roue non représentée et une pièce de liaison 5 avec un berceau moteur non représenté. Le corps 1 peut également comporter un point d'attache avec un axe de biellette de raccordement avec une barre antidévers non représentée. Le corps 1 du bras de suspension comprend une unique coquille 2 formée d'un profilé 20 de section en forme de U dont les extrémités libres des branches parallèles 20 a et 20 b comportent chacune un bord tombé, respectivement 21 a et 21 b s'étendant parallèlement au fond 22 du profilé 20. Le profilé 20 est cintré dans un plan perpendiculaire au plan passant par l'axe longitudinal de symétrie dudit profilé, c'est à dire que le profilé est cintré dans le plan du fond 22 dudit profilé 20. La coquille 2 est mise en forme par exemple par emboutissage d'un flan de tôle de 2 à 3 mm d'épais- seur et de préférence égale à 2,5 mm d'épaisseur. Cet acier a une caractéristique mécanique en limite élastique supérieure à 300 M Pa et de préférence égale à 350 Mpa pour supporter les contraintes mécaniques du bras de suspension. La profondeur du profilé 20 est plus impor- tante au milieu que sur les extrémités de façon à augmenter sensiblement la rigidité de ce profilé dans cette zone. Le corps 2 du bras de suspension comporte également une béquille 30 disposée dans le cintre du profilé 20 et reliée audit profilé en au moins deux points de liaison. Cette béquille 20 est formée à partir d'une tôle pliée en forme de U comportant deux ailes 31 a et 31 b parallèles. La béquille 30 est disposée sur le profilé 20 de telle manière que l'aile 31 a s'appuie sur l'extérieur du fond 22 du profilé 20 et que l'aile 31 b s'appuie sur les deux bords tombés 21 a et 21 b de ce profilé 20. L'aile 31 b comporte une découpe en forme d'arc de cercle et ferme partiellement le profilé 20 comme représenté sur la Fig 2. De préférence, le profilé 20 et la béquille sont soudés l'un à l'autre au moyen d'un faisceau laser. La béquille 30 du fait de sa forme simplifiée peut être réalisée dans une tôle d'acier de très haute caractéristique mécanique, ce qui permet d'alléger le poids du bras de suspension de façon conséquente. La béquille 30 est obtenue par pliage d'un flan de tôle en acier de 1,5 à 2,5 mm d'épaisseur et de préférence égale à 2 mm d'épaisseur. Cet acier possède une caractéristique mécanique en limite élastique supérieure à 400 Mpa et de préférence comprise entre 400 et 750 Mpa. A une extrémité de la coquille 2, l'axe d'articulation arrière 3 est réalisé à partir d'un tube creux 32 dont une extrémité 32 a est aplatie pour former une pâte de fixation soudée sur le profilé 20. L'autre extrémité de la coquille 2, c'est à dire l'extrémité opposée à celle recevant l'axe d'articu- lation arrière 3, comporte une pièce support 4 d ' une rotule de roue. Cette pièce support 4 est insérée dans un logement formé par l'extrémité du profilé 20 et par une plaque 40 fixée sur les bords tombés 21 a et 21 b du profilé 20 et qui ferme ledit profilé 20. La pièce support 4 est fixée à la coquille 2 et à la plaque 40 par des organes de liaison 41, consti- tués par exemple par des boulons, traversant la pièce support 4, la plaque 40 et le profilé 20. Le bras de suspension 1 comporte également une pièce de liaison 5 avec le berceau moteur du véhicu- le. Cette pièce de liaison 5 est placée du côté de la convexité de la coquille 2 et se compose d'un support comprenant un boîtier 50 muni d'un silent bloc et d'une chape 51. Cette chape 51 comporte deux ailes parallè- les, respectivement 51 a et 51 b. Les branches 5 ia et 51 b sont disposées chacune de part et d'autre et transversalement à la coquille 2. La branche 5 ia s'appuie sur l'extérieur du fond 22 du profilé 20 et la branche 51 b s'appuie sur les deux bords tombés 21 a et 21 b de ce profilé 20 en fermant partiellement ledit profilé. La chape 51 est fixée sur le profilé 20 par exemple par soudage. La branche 51 b de la chape 51 peut s'étendre jusqu'à la béquille 30 et être reliée à celle-ci égale- ment par soudage. Une telle conception du bras de suspension apporte plusieurs avantages. Ce bras de suspension permet l'encaissement des contraintes mécaniques en flexion dans le plan de cintrage du profilé et en torsion générées par les trois points d'attache disposés en triangle. La répartition des masses et des charges assure au bras de suspension une légèreté remarquable. Les bras de suspension réalisés en deux coquilles superposées pèsent environ 1,8 Kg ou plus, alors que le bras de suspension selon la présente invention, pour les mêmes caractéristiques mécaniques, pèsent environ 1,4 Kg ce qui procure un gain de poids d'environ 25 %. REVENDICATIONS 1 Bras de suspension notamment pour train avant de véhicule automobile, du type comportant un corps ( 1) muni d'au moins trois points d'attache comprenant un axe d'articulation arrière ( 3), une pièce support ( 4) d'une rotule de roue et une pièce de liaison ( 5) avec un berceau moteur, caractérisé en ce que le corps ( 1) comprend, d'une part, une coquille ( 2) formée d'un profilé ( 20) de section en forme de U dont les extrémités libres des branches parallèles ( 20 a, 20 b) comportent chacune un bord tombé ( 21 a, 21 b) s'étendant parallèlement au fond ( 22) du profilé, ledit profilé ( 20) étant cintré dans un plan perpendiculaire au plan passant par l'axe longitudinal de symétrie de ce profilé, et, d'autre part, d'une béquille ( 30) disposée dans le cintre du profilé ( 20) et reliée audit profilé ( 20) en au moins deux points de liaison. 2 Bras de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que la béquille ( 30) est formée d'une tôle pliée en forme de U dont une aile ( 31 a) s'appuie sur l'extérieur du fond ( 22) du profilé ( 20) et l'autre aile ( 31 b) s'appuie sur les deux bords tombés ( 21 a, 21 b) de ce profilé en fermant partiellement ledit profilé. 3 Bras de suspension suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'au moins une extrémité de la coquille ( 2) comporte une plaque ( 40) fixée sur les bords tombés ( 21 a, 21 b) du profilé ( 20) et formant un logement. 4 Bras de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe d'articulation arrière ( 3) se compose d'un tube ( 32) dont une extrémité ( 32 a) est aplatie pour former une patte de fixation soudée à une extrémité de la coquille ( 2). 5 Bras de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de liaison ( 5) avec le berceau moteur se compose d'un support comprenant un boîtier ( 50) muni d'un silent bloc et d'une chape ( 51) dont les deux branches parallèles ( 51 a, 51 b) sont disposées chacune de part et d'autre et transversalement à la coquille ( 2), l'une ( 51 b) desdites branches fermant la partie supérieure du profilé ( 20). 6 Bras de suspension selon la revendication , caractérisé en ce que la branche ( 51 b) de la chape ( 51) fermant la partie supérieure du profilé ( 20) s'étend jusqu'à la béquille ( 30) et est liée à celle-ci par soudage. 7 Bras de suspension selon les revendica- tions 1 et 3, caractérisé en ce que la pièce support ( 4) de la rotule de roue est insérée dans le logement formé par la plaque ( 40) et le profilé ( 20) et est fixée à ces deux éléments par des organes de liaison ( 41) traversant la pièce support ( 4), la plaque ( 40) et le profilé ( 20). 8 Bras de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profilé ( 20) est obtenu par emboutissage d'un flan de tôle de 2 à 3 mm d'épaisseur, en acier dont la limite élastique est supérieure à 300 M Pa. 9 Bras de suspension selon les revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que la béquille ( 30) est obtenue par pliage d'un flan de tôle de 1,5 à 2,5 mm d'épaisseur, en acier dont la limite élastique est supérieure à 400 Mpa et de préférence comprise entre 400 et 750 Mpa.