Brevet FR2794671A1 — publié le 20001215

L'invention concerne un dispositif de renforcement d'une pièce en alliage ou métal léger. Certaines pièces obtenues par des procédés de fonderie ou de forge, et constituées, par exemple, d'aluminium ou de magnésium, comportent des ouvertures ou cavités destinées à coopérer avec des moyens d'accouplement. Compte tenu des sollicitations mises en jeu au niveau de ces ouvertures, il est parfois nécessaire de disposer localement des renforts ou inserts constitués d'un matériau présentant des caractéristiques mécaniques supérieures à celles du matériau de la pièce. Pour immobiliser l'insert dans la pièce, on donne à la surface extérieure de l'insert une forme assurant son ancrage. L'insertion d'inserts en acier ou en fonte est une technique connue en fonderie. Cependant, celle-ci se révèle coûteuse en raison des nombreux usinages nécessaires pour réaliser les moyens d'ancrage de l'insert dans la pièce, ainsi que pour garantir les dimensions de l'insert. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de renforcement d'une pièce en alliage ou métal léger palliant tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. Ce but est atteint par le fait que dans le dispositif de renforcement d'une pièce en alliage ou métal léger, ladite pièce comportant au moins une ouverture ou cavité destinée à coopérer avec des moyens d'accouplement, et au moins un insert disposé dans la ou les ouvertures ou cavités pour constituer une zone de renforcement locale, la surface périphérique de l'insert comportant des moyens d'ancrage assurant le maintien dans la pièce; le ou les inserts sont constitués de métal fritté. Selon une autre particularité les moyens d'ancrage comportent une pluralité de saillies disposées de manière décalée, d'une part selon la direction longitudinale de l'insert, et d'autre part autour de l'axe longitudinal de l'insert, pour assurer un ancrage axial et en rotation. Selon une autre particularité l'insert comporte au moins deux ensembles de saillies situés chacun sur une portion longitudinale respective de l'insert, les saillies d'un premier ensemble étant décalées angulairement autour de l'axe longitudinal de l'insert par rapport aux saillies d'un second ensemble. Selon une autre particularité l'insert comporte deux ensembles de saillies, chacun des ensembles comportant trois saillies disposées symétriquement à 120 degrés autour de l'axe longitudinal de l'insert, les deux séries de saillies étant décalées d'environ 60 degrés autour dudit axe longitudinal de l'insert. Selon une autre particularité les saillies ont une forme sensiblement parallélépipédique et une faible épaisseur par rapport au diamètre de l'insert. Selon une autre particularité les saillies ont une épaisseur de l'ordre de 5 lo du diamètre de l'insert. Selon une autre particularité la pièce est un pivot de roue de véhicule automobile, l'ouverture étant constituée par le logement destiné à accueillir un roulement. Selon une autre particularité le ou les inserts sont constitués d'acier fritté. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles - la figure 1 représente une vue perspective d'un insert conforme à l'invention, - la figure 2, représente une vue de face de l'insert de la figure 1, - la figure 3 représente une vue en coupe selon la ligne AA de la figure 2, - la figure 4 représente une vue en coupe d'un pivot de roue de véhicule automobile dans lequel est disposé un insert conforme à l'invention. Le dispositif de renforcement selon l'invention va à présent être décrit dans son application à un pivot de roue de véhicule automobile. Cependant, ce dispositif peut être appliqué à d'autres types de pièces. La figure 4 représente un pivot 1 de roue. Le pivot 1 comporte classiquement un logement 2 destiné à accueillir un roulement permettant à un arbre de transmission de tourner librement dans le pivot 1. Lors du fonctionnement du véhicule, le logement 2 du roulement est le siège d'efforts importants. Ainsi, lorsque le pivot 1 de roue est constitué d'un alliage ou métal tel que l'aluminium, et que le roulement est emmanché directement dans le logement 2 du pivot 1, on constate des problèmes de tenue du roulement dans son logement 2, en raison des dilatations thermiques différentielles entre l'aluminium du pivot et l'acier du roulement. Les caractéristiques mécaniques d'un matériau tel que l'aluminium ne permettent pas au logement d'endurer directement des efforts importants sans se déformer. Selon l'invention, on dispose un insert 3 en forme de bague dans le logement 2 du pivot 1. L'insert 3 est constitué d'un matériau présentant des caractéristiques mécaniques supérieures à celles du matériau constituant le pivot 1. Par exemple, l'insert 3 peut être constitué d'acier ou de tout autre métal approprié. Les figures 1 à 3 représente un exemple de réalisation particulièrement avantageux d'un tel insert 3. L'insert 3 a la forme générale d'une bague cylindrique dont la surface extérieure comporte des moyens d'ancrage 4 assurant son maintien rigide dans le logement 2 du pivot 1. Les moyens d'ancrage 4 comportent une pluralité de saillies 4 disposées de manière décalée, d'une part selon la direction longitudinale de l'insert 3, et d'autre part autour de l'axe longitudinal de l'insert. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 3, l'insert 3 comporte six saillies 4 ayant chacune sensiblement la forme d'un parallélépipède de faible épaisseur par rapport au diamètre de l'insert 3. Par exemple, les saillies 4 peuvent avoir une épaisseur de l'ordre de 5% du diamètre de l'insert 3. Les six saillies 4 sont réparties selon deux ensembles de trois saillies. Chacun des ensembles de trois saillies s'étend sur la moitié environ de la longueur de l'insert 3. C'est-à-dire que la dimension des saillies dans la direction longitudinale de l'insert est sensiblement égale à la moitié de la longueur de l'insert. Les trois saillies 4 d'un même ensemble sont disposées symétriquement à 120 degrés autour de l'axe longitudinal de l'insert 3. Par ailleurs, les deux ensembles de saillies 4 sont décalés d'environ 60 degrés autour de ce même axe longitudinal de l'insert 3. La géométrie des saillies décrite ci- dessus assure un ancrage multidirectionnel de l'insert 3 dans le pivot 1. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'insert 3 est réalisé par frittage. Selon ce procédé connu, le métal en poudre constitutif de l'insert 3 est d'abord compacté au moyen d'un ensemble matrice et poinçon, puis cet ensemble est chauffé de façon à obtenir une liaison entre les grains de poudre et la dureté requise Le procédé de frittage permet d'obtenir un insert 3 ayant des formes douces, c'est à dire sans angles vifs et donc agressifs vis-à-vis de la pièce recevant l'insert 3. En effet, dans les dispositifs connus, les différences de dilatation thermique entre l'acier et l'aluminium provoquent souvent, lors du retrait de l'aluminium, des concentrations de contraintes aux angles vifs. Ces contraintes génèrent des fissures dans la pièce en aluminium. L'utilisation du frittage permet d'obtenir des inserts 3 directement aux cotes souhaitées, sans nécessiter, comme dans l'art antérieur, un usinage avant son insertion. En effet, les tolérances pour une pièce frittée mais non calibrée sont comparables à celles couramment obtenues par des procédés d'usinage tels que le tournage, le fraisage ou l'alésage. Si la pièce frittée est calibrée en fin de procédé, les tolérances obtenues sont alors celles de l'opération de rectification. De plus, du fait de sa réalisation par frittage, l'insert présente sur sa surface extérieure des porosités qui améliorent son accrochage dans le logement du pivot. De préférence, l'insert est constitué d'acier fritté, du type par exemple désigné par la référence F50-U3-70 selon la norme NFA 95711. Cependant, d'autres types de métaux peuvent être utilisés, comme par exemple ceux désignés par la référence F60-N4U2D-68 ou F60-D2U2-70. Bien entendu, l'invention ne saurait se limiter à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus. Ainsi, la forme des saillies, et/ou le nombre de saillies par rangées, et/ou le nombre de rangées de saillies et/ou la répartition de ces saillies, peuvent être modifiés en fonction notamment des efforts que devra endurer l'insert. Par ailleurs, on peut envisager des moyens d'ancrage supplémentaires pour l'insert, par exemple, il est possible de sertir ou de souder l'insert dans la pièce. C'est-à-dire que l'on peut déformer localement la pièce de façon à former un bourrelet de sertissage de l'insert, ou alors, on peut réaliser un cordon de soudure au niveau de l'une des extrémités du logement. Enfin, bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. REVENDICATIONS 1. Dispositif de renforcement d'une pièce (1) en alliage ou métal léger, ladite pièce (1) comportant au moins une ouverture (2) ou cavité destinée à coopérer avec des moyens d'accouplement, et au moins un insert (3) disposé dans la ou les ouvertures (2) ou cavités pour constituer une zone de renforcement locale, la surface périphérique de l'insert (3) comportant des moyens d'ancrage (4) assurant le maintien dans la pièce (1), caractérisé en ce que le ou les inserts (3) sont constitués de métal fritté. 2. Dispositif de renforcement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'ancrage (4) comportent une pluralité de saillies (4) disposées de manière décalée, d'une part selon la direction longitudinale de l'insert (3), et d'autre part autour de l'axe longitudinal de l'insert (4), pour assurer un ancrage axial et en rotation. 3. Dispositif de renforcement selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'insert (3) comporte au moins deux ensembles de saillies (4) situés chacun sur une portion longitudinale respective de l'insert (3), les saillies (4) d'un premier ensemble étant décalées angulairement autour de l'axe longitudinal de l'insert (3) par rapport aux saillies (4) d'un second ensemble. 4. Dispositif de renforcement selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'insert (3) comporte deux ensembles de saillies (4), chacun des ensembles comportant trois saillies (4) disposées symétriquement à 120 degrés autour de l'axe longitudinal de l'insert (3), les deux séries de saillies (4) étant décalées d'environ 60 degrés autour dudit axe longitudinal de l'insert (3). 5. Dispositif de renforcement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que les saillies (4) ont une forme sensiblement parallélépipédique et une faible épaisseur par rapport au diamètre de l'insert (3). 6. . Dispositif de renforcement selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que les saillies (4) ont une épaisseur de l'ordre de 5% du diamètre de l'insert (3). 7. Dispositif de renforcement d'une pièce selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la pièce (1) est un pivot de roue de véhicule automobile, l'ouverture (2) étant constituée par le logement destiné à accueillir un roulement. 8. Dispositif de renforcement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le ou les inserts (3) sont constitués d'acier fritté.