Brevet FR2924957A1 — publié le 20090619

PROCEDE DE FABRICATION D'UN COMPOSANT D'ESSIEU La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un composant d'essieu revêtant la forme d'une mince barre de traction/compression comportant deux logements de portée. Des composants d'essieux se présentant comme des barres de traction/compression (travaillant à la traction/à la compression) sont utilisés en tant que Io barres d'accouplement, bras oscillants ou tiges de solidarisation. Des barres d'accouplement font partie intégrante de la tringlerie de direction et servent à transmettre les forces et mouvements de braquage sur les fusées de roue d'un essieu de véhicule, respectivement montées à rotation ou à pivotement. Au cours d'un déplacement du véhicule automobile, des forces proportionnelles à la masse sont introduites dans le 15 système de direction dudit véhicule par l'intermédiaire des roues, des fusées desdites roues et des barres d'accouplement. Des influences vibratoires néfastes peuvent alors s'exercer, par exemple, suite à des balourds affectant les roues. C'est la raison pour laquelle le rattachement des barres d'accouplement a lieu, dans la tringlerie de direction, par l'intermédiaire de paliers caoutchouc-métal. 20 Des bras oscillants de châssis de roulement ont pour fonction de provoquer un blocage cinématique de la roue, et ont une influence essentielle sur les propriétés de braquage. Des bras oscillants présentant des tronçons tubulaires devant être rapportés individuellement par soudage, et dans lesquels les paliers caoutchouc-métal sont emmanchés à force, présupposent une succession d'étapes de production et des pièces 25 structurelles additionnelles, si bien que la complexité impliquée par de tels logements de portée est relativement grande. D'après la demande de brevet EP-A2-0 479 598, l'on connaît par exemple un bras oscillant constitué de deux demi-coques en tôle reliées l'une à l'autre et solidarisées par agrafage sur leurs côtés marginaux. L'on connaît également des bras oscillants à coque 30 unique, dans lesquels un profilé en tôle est déformé en U. En d'autres termes, le profil longitudinal de la barre de traction/compression est matérialisé par une coque monobloc venue de pressage et configurée en U, dont la membrure centrale est traversée par les deux logements de portée, sachant que les bords de ladite membrure centrale sont coudés dans la même direction, ce qui donne naissance au profilé en U. Les régions extrêmes des coudes 35 peuvent alors être rabattues une nouvelle fois et peuvent être orientées dans des directions opposées, ou bien pointer vers l'extérieur. De par le brevet DE-B3-10 2006 028 713, l'on connaît un procédé de fabrication d'un bras oscillant en tôle de section transversale en U, destiné à un essieu de véhicule de tourisme à bras multiples, et dans lequel une coque en tôle est réalisée comme une pièce profilée à deux coques partielles agencées symétriquement. Des oeillets de portée, prévus aux deux extrémités des coques en tôle, sont respectivement formés d'une paire de trous alignés, pratiqués dans les coques partielles. Pour procéder à la fabrication, une tôle métallique est tout d'abord découpée, puis cintrée à la forme souhaitée vis-à-vis d'un premier flanc. Ledit premier flanc est ensuite perforé dans la région de chaque oeillet de portée. A l'issue du cintrage consécutif du second flanc, ce dernier est perforé dans la région de chaque oeillet de portée. D'après le brevet EP-B1-1 370 431, l'on connaît un élément structurel dédié à une suspension de roue de véhicule, ainsi qu'un procédé de fabrication associé. Il est proposé de percer les premières branches du futur profilé en U, avant même de procéder au cintrage, ce qui donne naissance au dos conçu pour relier les deux branches, lesquelles sont parallèles l'une à l'autre. Dans cette forme de réalisation de la structure triangulaire du bras oscillant, les trous, devant être mutuellement alignés, se trouvent à une distance relativement grande préalablement au cintrage, si bien que la précision dudit cintrage doit obéir à des exigences sévères. De ce fait, il peut être malaisé d'aligner mutuellement les trous de façon précise lorsque la distance augmente. La perforation d'une tôle non encore mise en forme, se présentant notamment comme une platine métallique plane, est d'autre part possible à l'aide d'outils plus simples que la perforation d'une platine déjà mise en forme. En se fondant sur ces considérations, l'invention a pour objet de fournir un procédé amélioré pour la fabrication d'un composant d'essieu revêtant la forme d'une mince barre de traction/compression munie de deux logements extrêmes de portée. Pour atteindre cet objet, ledit procédé est caractérisé par la séquence des étapes suivantes : a) découpage d'une tôle métallique ; b) perçage de ladite tôle dans la région de futurs logements de portée ; c) emboutissage profond d'une membrure postérieure disposée au centre de ladite tôle ; d) façonnage, sur un premier flanc perforé, d'un coude à 90° vis-à-vis de ladite membrure ; façonnage de soyages sur les trous dudit premier flanc ; façonnage d'un coude sur un second flanc perforé, de façon telle que les flancs se 35 trouvent directement en regard l'un de l'autre ; g) façonnage de soyages sur les trous du second flanc ; et h) insertion de paliers caoutchouc-métal dans les logements. Le composant d'essieu conforme à l'invention, revêtant la forme d'une barre de traction/compression, possède un profil longitudinal en tôle métallique respectivement pourvu d'un logement de portée à ses deux extrémités. Ledit profil est une coque monobloc venue de pressage et configurée en U. Ladite coque comprend un premier flanc traversé par lesdits logements de portée, et un second flanc situé en vis-à-vis dudit premier flanc et semblablement traversé par des logements de portée. Lesdits logements coïncident. Les flancs sont reliés l'un à l'autre, d'un seul tenant, par une membrure postérieure coudée par rapport auxdits flancs. Il en résulte que le composant d'essieu selon l'invention est ouvert vers un côté marginal, c'est-à-dire du côté marginal tourné à l'opposé de la membrure postérieure. Bien qu'il s'agisse d'une pièce structurelle venue de pressage et revêtant, fondamentalement, la forme d'un U en coupe transversale, l'orientation de la configuration en U est décalée de 90° comparativement aux tiges de solidarisation connues, venues d'emboutissage profond en tôle métallique. Cela autorise, moyennant un espacement mutuel constant des logements de portée, une économie pondérale d'environ 40 % vis-à-vis d'une pièce de référence dans laquelle la configuration en U pointe en direction des axes médians desdits logements. En tant que matériau destiné à de tels composants d'essieux, l'on utilise, de préférence, un acier hautement résistant, en particulier un acier à phase duale ferritiquebainitique à fort effet d'écrouissage au cours du processus de mise en forme. L'épaisseur de paroi de la tôle métallique est tributaire des exigences mécaniques imposées au composant considéré et se situe, de préférence, dans une plage de 1,6 mm à 2,2 mm, notamment dans une plage comprise entre 1,8 mm et 2,0 mm. Les flancs du profil longitudinal s'étendent, de préférence, parallèlement l'un à l'autre, c'est-à-dire qu'ils sont espacés d'une distance constante dans leurs régions principales. Dans ce cas, il n'est pas exclu que lesdits flancs puissent présenter des empreintes rentrantes ou sortantes dans certaines zones, ce qui n'a toutefois pas pour effet d'influencer le parallélisme fondamental desdits flancs. L'orientation de la coque venue de pressage et configurée en U autorise une configuration relativement étroite du profil longitudinal dans une région située entre les logements de portée. En d'autres termes, une largeur des flancs mesurée transversalement par rapport à la membrure postérieure est, fondamentalement, plus petite dans la région située entre les logements de portée, que dans la région desdits logements, ne serait-ce que pour des considérations pondérales. Ladite largeur est de préférence plus grande, au centre entre les logements de portée, que dans les régions excentrées entre lesdits logements. Cette hauteur accrue, dans la région centrale, sert à instaurer une rigidité à la flexion bien définie lors de contraintes de compression. De préférence, la largeur augmente continûment depuis lesdites régions excentrées jusqu'à ladite région centrale. L'accroissement de largeur peut se présenter de part et d'autre, c'est-à-dire tant dans la zone du bord longitudinal muni de la membrure postérieure, qu'au niveau du bord longitudinal ouvert situé côté embouchure. Dans une forme de réalisation préférentielle, seul le bord longitudinal des flancs qui se trouve côté membrure postérieure est bombé, tandis que le bord longitudinal tourné à l'opposé est rectiligne, c'est-à-dire qu'il s'étend pour l'essentiel parallèlement à l'axe médian du profil longitudinal. La membrure postérieure, interposée entre le premier flanc et le second flanc, s'étend de préférence depuis l'axe médian vertical du premier logement de portée jusqu'à l'axe médian vertical du second logement de portée, voire au-delà. Dans le principe, à l'inverse d'agencements structurels connus jusqu'à présent, ladite membrure postérieure peut également posséder une longueur s'étendant au-delà du profil délimitant la pièce structurelle. Cela autorise un accroissement supplémentaire de la robustesse de ladite pièce. Les logements de portée servent à recevoir des paliers caoutchouc-métal qui, suite à la configuration en U de la coque venue de pressage, sont respectivement retenus dans deux logements de portée situés en vis-à-vis, c'est-à-dire occupant des positions alignées. Lesdits logements, proprement dits, sont respectivement matérialisés par des soyages pointant vers l'extérieur. En d'autres teries, lesdits soyages sont orientés de l'intérieur vers l'extérieur du composant d'essieu. De préférence, lesdits soyages sont orientés quasiment à angle droit vis-à-vis de la paroi longitudinale considérée, c'est-à-dire qu'ils offrent des rayons de courbure très étroits. Le rayon intérieur se situe, de préférence, dans une plage inférieure à 0,4 mm et mesure par exemple 0,2 mm. Le composant d'essieu selon l'invention est d'une réalisation particulièrement légère et est de préférence employé en tant que pièce sacrifiée, c'est-à-dire que la barre d'accouplement est par exemple conçue pour se déformer en premier lieu, lorsqu'une contrainte excessive est respectivement imposée au châssis de roulement ou audit composant à effet de support, de manière à éviter des détériorations affectant des pièces dudit châssis qui sont plus onéreuses ou plus difficiles à remplacer. En conséquence, l'invention est notamment appréciable sous la forme de minces barres d'accouplement. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels : les figures 1 et 2 montrent, par deux perspectives différentes, un composant d'essieu revêtant la forme d'une barre d'accouplement ; la figure 3 est une élévation latérale du composant d'essieu selon la figure 1 ; la figure 4 est une autre perspective du composant d'essieu des figures 1 à 3 ; et 35 les figures 5 à 10 représentent la séquence de fabrication d'un composant d'essieu en huit étapes. Un composant d'essieu 1, revêtant la forme d'une mince barre d'accouplement, est illustré sur les figures 1 à 4 qui ne représentent toutefois pas les paliers caoutchouc-métal étant donné que l'objet de l'invention porte non pas sur la conception desdits paliers caoutchouc-métal, mais sur la conception du profil longitudinal de support dudit composant 1. Ledit profil longitudinal du composant 1 est constitué d'une tôle métallique mise en forme. Ledit composant se présente comme une coque monobloc venue de pressage et configurée en U. Dans ce contexte, le terme "monobloc" signifie que ladite coque a été amenée à la forme définitive non pas par des techniques de solidarisation matérielle, mais exclusivement par des procédés de déformation. Une observation des figures 1 et 2 atteste que le profil longitudinal comporte, à ses deux extrémités 2, 3, des logements circulaires respectifs de portée 4, 5 dans lesquels des paliers caoutchouc-métal peuvent être emmanchés à force. Le diamètre desdits logements 4, 5 est considérablement plus grand que la largeur B des flancs 6, 7 respectifs. Dans cet exemple de réalisation, les flancs 6, 7 sont parallèles l'un à l'autre sur toute leur étendue longitudinale. La largeur B desdits flancs 6, 7 augmente sensiblement en direction d'un centre M entre les logements de portée 4, 5 et est, par conséquent, sensiblement moindre dans des régions excentrées 8, 9 situées entre lesdits logements 4, 5, sachant que ladite largeur B est minimale à peu près à la moitié entre ledit centre M et le logement 4, 5 considéré. A partir de ces zones étroites, la largeur croît en continu en direction du logement 4, 5 considéré, la largeur B du profil longitudinal augmentant alors d'un facteur _. 3. Dans cet exemple de réalisation, comme le révèle une observation des figures 3 et 4, l'accroissement de largeur a lieu dans la zone comprise entre les logements de portée 4, 5, exclusivement dans la région d'un bord longitudinal 10 au niveau duquel une membrure postérieure 11 relie l'un à l'autre les deux flancs 6, 7. A l'appui de la figure 3, l'on constate que ladite membrure 11 s'étend jusqu'à des lignes droites G1 et G2 qui sont tracées sur la figure 3 et coupent les centres des logements 4, 5 considérés. Dans le principe cependant, à l'inverse de conceptions connues jusqu'à présent, ladite membrure Il peut également être réalisée encore plus longue et s'étendre au-delà des axes médians verticaux des logements 4, 5 respectifs. Comme cela est mis en lumière par la figure 4, la membrure postérieure 11 s'étend à angle droit vis-à-vis des flancs 6, 7. La figure 4 révèle également que les logements de portée 4, 5 sont matérialisés par des soyages 12, 13, 14, 15 pointant dans des directions opposées et respectivement orientés vers l'extérieur. Le bord longitudinal 10 des flancs qui est situé du côté de la membrure postérieure est bombé, tandis que le bord longitudinal 16 tourné à l'opposé est rectiligne (figure 3). La fabrication d'un tel composant d'essieu fait l'objet d'une description, ci-après, en regard des figures 5 à 10. Pour fabriquer un composant d'essieu du type décrit ci-avant, revêtant la forme d'une barre de compression/traction mince et allongée, le découpage d'une tôle métallique 18 ou d'une platine métallique, pour lui donner la forme souhaitée, s'avère tout d'abord nécessaire. Lors de l'étape suivante, la tôle 18 est percée dans la région de ses extrémités, à l'emplacement de futurs logements de portée (figure 4). La distance comprise entre les trous 17 et la future membrure postérieure est très faible, de sorte que lesdits trous 17 peuvent être alignés sans grandes difficultés lorsqu'un coude est façonné sur la tôle 18. De Io plus, le façonnage consécutif des soyages permet aisément d'assurer un parallélisme axial de trous 17 se faisant mutuellement face. Un perçage de la tôle 18, préalablement à une mise en forme consécutive, est possible à l'aide d'outils notablement plus simples qu'en présence de platines métalliques déjà mises en forme. Ainsi, de telles barres minces de traction/compression, présentant uniquement deux logements de portée à leurs extrémités, 15 peuvent être fabriquées d'une manière particulièrement simple et économique, également en présence d'un type de réalisation de section transversale en U. Lors de l'étape suivante, un emboutissage profond permet d'obtenir une membrure postérieure 11 visible, sur la figure 6, sous la forme d'une empreinte sortante centrale trapézoïdale. Dans l'enchaînement, un premier flanc 6 percé est coudé à 90° vis-à- 20 vis de ladite membrure 11 (figure 7). Au stade successif, les soyages 14 sont façonnés sur les perçages dudit premier flanc 6 (figure 8). Au cours de l'étape suivante, le second flanc 7 est coudé par rapport à la membrure 11, ce qui procure déjà la forme en U de la coque venue de pressage. A présent, les flancs 6, 7 s'étendent parallèlement l'un à l'autre (figure 9). Au stade définitif, des soyages 15 sont façonnés sur les trous 17 du second flanc 7 en 25 introduisant respectivement des outils de formage correspondants à travers les trous 17 ou les soyages 14 du premier flanc 6, si bien que les soyages 14, 15 respectifs pointent vers l'extérieur dans des directions opposées. Durant cette étape, il est simultanément procédé au moins à un calibrage des soyages 14 et 12 façonnés en premier lieu, ce qui gouverne une coaxialité optimale desdits soyages 12, 14. 30 Un palier caoutchouc-métal est inséré dans l'enchaînement, d'une manière non illustrée en détail, dans les logements de portée 4 qui occupent des positions coïncidentes et sont matérialisés par les soyages 14, 15 respectifs. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. 7 Liste des références numériques 1 composant d'essieu 2 extrémité 3 extrémité 4 logement de portée 5 logement de portée 6 flanc 7 flanc 8 région excentrée 9 région excentrée 10 bord longitudinal 11 membrure postérieure 12 soyage 13 soyage 14 soyage 15 soyage 16 bord longitudinal 17 trou 18 tôle métallique B largeur G1 ligne droite G2 ligne droite M centre REVENDICATIONS - 1. Procédé de fabrication d'un composant d'essieu revêtant la forme d'une mince barre de traction/compression comportant deux logements de portée, procédé caractérisé par la séquence des étapes suivantes : a) découpage d'une tôle métallique (18) ; b) perçage de ladite tôle (18) dans la région de futurs logements de portée (4, 5) ; c) emboutissage profond d'une membrure postérieure (11) disposée au centre de ladite tôle (18) ; d) façonnage, sur un premier flanc perforé (6), d'un coude à 90° vis-à- vis de ladite membrure (11) ; e) façonnage de soyages (12, 14) sur les trous (17) dudit premier flanc (6) ; f) façonnage d'un coude sur un second flanc perforé (7), de façon telle que les flancs (6, 7) se trouvent directement en regard l'un de l'autre ; g) façonnage de soyages (13, 15) sur les trous (17) du second flanc (7) ; et h) insertion de paliers caoutchouc-métal dans les logements (4, 5). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins le soyage (12, 14), façonné sur le premier flanc (6), est calibré au cours du façonnage des soyages (13, 15) sur le second flanc (7).