Brevet FR3036065A1 — publié le 20161118

PROCEDE DE FABRICATION D'UN TRIANGLE DE SUSPENSION POUR VEHICULE, ET TRIANGLE DE SUSPENSION OBTENU PAR UN TEL PROCEDE. [0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un triangle de suspension destiné à un système de suspension de véhicule. Elle concerne également un triangle de suspension perfectionné pour système de suspension de véhicule obtenu par un tel procédé. Elle concerne enfin un véhicule, en particulier un véhicule automobile, dont le système de suspension comporte un tel triangle de suspension perfectionné. [0002] Les triangles de suspension utilisés dans les systèmes de suspension des véhicules automobiles actuels sont, le plus souvent, réalisés en acier. Ils peuvent être, dans certaines applications, réalisés en aluminium. [0003] Les triangles de suspension en acier sont fabriqués, de manière connue en soi, par un procédé d'emboutissage d'une tôle d'acier. Ils peuvent être « mono coquille » ou « bi coquilles », ces derniers résultant d'un assemblage par soudage de deux coquilles. [0004] Les triangles de suspension en aluminium sont fabriqués, de manière également connue en soi, par un procédé de formage de type fonderie ou par une technique de forgeage. [0005] L'inconvénient des triangles de suspension en acier est de présenter une masse non suspendue relativement élevée, laquelle ne favorise ni le confort du véhicule ni la réduction des émissions de 002. Les triangles de suspension en aluminium présentent le même inconvénient, parce qu'ils sont utilisés sur des gros véhicules, en remplacement des triangles en acier. [0006] On a déjà cherché à surmonter ces difficultés. [0007] A titre d'exemple, le document US 7 938 417 B2 décrit un triangle de suspension, réalisé en métal et matière plastique, qui comprend un corps principal en tôle métallique comportant au moins un alésage traversant. Une pièce en matière plastique est fixée rigidement sur le corps principal. Au moins un joint articulé, qui comprend une enveloppe ou boîtier, est rigidement relié au corps principal. Ce boîtier est inséré dans l'alésage traversant, selon la direction axiale de l'alésage. Un tronçon de ce boîtier présente un épaulement radial, qui est situé extérieurement à l'alésage traversant et qui est encastré 3036065 2 dans la partie en matière plastique, de telle sorte que le tronçon de boîtier, relié rigidement au boîtier, s'appuie axialement sur le corps principal. [0008] Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé de fabrication d'un triangle de suspension pour véhicule, qui permette de réaliser un triangle de 5 suspension plus léger que les triangles de suspension connus de l'art antérieur, le gain en masse réalisé étant d'autant plus intéressant qu'il est un gain de masse non suspendue. [0009] Un autre but de la présente invention est de fournir un triangle de suspension perfectionné, qui conserve une tôle métallique, en acier par exemple, sur la partie inférieure, par conséquent la plus proche de la route, de telle sorte que cette tôle 10 métallique offre une protection aux parties en matière composite contre les projections de la route. [0010] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel triangle de suspension, qui soit de conception et de fabrication simples, qui soit robuste, fiable et économique. 15 [0011] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un triangle de suspension perfectionné pour véhicule, et ce procédé, nouveau, comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : [0012] a) sur une base en tôle métallique, on colle une couche de matériau composite à fibres continues, de façon à obtenir un ensemble appelé « coquille hybride métal 20 composite » dans la suite du texte, et [0013] b) afin de renforcer ladite coquille hybride métal composite, on surmoule dans cette dernière un réseau de nervures à base d'un matériau composite. [0014] Par « matériau composite », ou « composite », on entend, dans le présent texte, de façon classique, un matériau hétérogène, formé d'au moins deux constituants, qui 25 occupent des phases différentes et sont disposés selon une organisation géométrique qui lui confère des propriétés supérieures à celles des constituants pris séparément. De manière classique également, un composite est constitué d'une ossature appelée « renfort », qui est constituée de fibres, et d'un liant ou matrice, qui est le plus souvent une matière plastique de type résine apte à assurer la cohésion de la structure et la 30 transmission des efforts vers le renfort. 3036065 3 [0015] Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couche en matériau composite à fibres continues collée sur la base en tôle métallique peut, elle-même, être composée de plusieurs nappes de fibres unidirectionnelles, l'orientation des fibres pouvant être différente d'une nappe à une autre. 5 [0016] De préférence, ladite couche en matériau composite à fibres continues, qui est collée sur la base en tôle métallique, est d'épaisseur relativement faible, comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. [0017] La base en tôle métallique de la coquille hybride métal composite peut être réalisée par emboutissage à partir d'une tôle de l'un des métaux suivants : acier, 10 aluminium. [0018] De préférence, la tôle métallique emboutie de la coquille hybride métal composite peut être d'épaisseur relativement faible, comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. [0019] Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le matériau composite, qui renforce par surmoulage d'un réseau de nervures la coquille hybride métal composite, est 15 un matériau composite à fibres courtes, c'est-à-dire à fibres de longueur faible devant les dimensions de la pièce. [0020] Selon une variante de réalisation, on réalise un premier triangle de suspension et un second triangle de suspension, selon le procédé de fabrication décrit ci-dessus dans ses grandes lignes, et on assemble, par soudage par exemple, le premier triangle de 20 suspension au second triangle de suspension, de façon à obtenir un triangle de suspension dit « bi coquille ». [0021] La présente invention a également pour objet un triangle de suspension perfectionné, mono coquille ou bi coquille, pour système de suspension de véhicule, qui est obtenu selon un procédé de fabrication conforme à ceux décrits ci-dessus dans leurs 25 grandes lignes. [0022] La présente invention a enfin pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, dans lequel le système de suspension présente au moins un triangle de suspension perfectionné, mono coquille ou bi coquille, conforme à celui mentionné ci-dessus. 3036065 4 [0023] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : [0024] - la figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, schématique, d'un triangle 5 de suspension perfectionné obtenu selon le procédé de fabrication qui fait l'objet de la présente invention, et [0025] - les figures 2 à 4 sont des vues en perspective, schématiques, qui illustrent les différentes étapes du procédé selon la présente invention permettant de fabriquer un triangle de suspension, à savoir la pièce de départ constituée par une base en tôle 10 métallique (figure 4), la couche en matière composite (figure 3) destinée à être collée sur ladite base en tôle métallique et le surmoulage de nervures de renforcement (figure 2). [0026] En référence au dessin de la figure 1, on a représenté, de façon schématique, un triangle de suspension pour système de suspension de véhicule, de référence générale 1, qui permet, de façon classique, la liaison entre une roue et le châssis du véhicule, d'une 15 part, et entre la roue et la rotule de suspension, d'autre part. La référence 5 désigne la palette rotule, vissée sur le triangle par les trois écrous 5A, et les références 3 et 4 désignent les articulations élastiques, qui sont associées, de manière classique, à un tel triangle de suspension. [0027] Le procédé de fabrication de ce triangle de suspension s'applique à une pièce de 20 départ constituée par une plaque d'acier dite « base », de référence 10, représentée sur le dessin de la figure 4. Cette base est réalisée par emboutissage à la forme, au profil et aux dimensions du triangle de suspension. Cette base 10, comme illustré sur le dessin de la figure 2, comporte notamment un orifice 4A pour le positionnement et le support de l'articulation élastique 4, un manchon cylindrique 3A pour le positionnement et le support 25 de l'articulation élastique 3, et des orifices 5B pour la fixation de la palette rotule 5. [0028] Cette base 10 en tôle d'acier est d'épaisseur relativement faible, comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. [0029] Sur cette base 10 en tôle d'acier, on vient coller, de préférence à l'aide d'un promoteur d'adhésion, une couche de matériau composite à fibres continues, de faible 30 épaisseur comprise également entre 1 millimètre et 2 millimètres, de référence générale 3036065 5 11 (figure 3), de telle sorte que l'on obtient l'ensemble désigné « coquille hybride acier composite », [0030] Afin de renforcer cet ensemble 10, 11, on surmoule par injection dans la coquille hybride acier composite, un réseau de nervures, de références collectives 12 (illustré sur 5 le dessin de la figure 2), à base d'un matériau composite à fibres courtes, la résine des nervures 12 se mêlant à la résine de la couche de matériau composite 11 lors de l'injection sous presse. [0031] La couche en matériau composite 11 à fibres continues peut, elle-même, être composée de plusieurs nappes de fibres unidirectionnelles, c'est-à-dire de fibres 10 assemblées parallèlement les unes par rapport aux autres, l'orientation des fibres pouvant être différente d'une nappe à une autre. Les nappes sont ensuite liées entre elles. Le nombre de nappes et leurs directions sont des paramètres déterminants dans la réalisation de la couche de matériau composite 11. [0032] Le triangle de suspension perfectionné ainsi obtenu est constitué de trois parties 15 empilées, de trois types de matériaux agencés en couches superposées : une épaisseur de tôle 10 (figure 4), une couche de matériau composite 11 (figure 3) à une ou plusieurs nappes de fibres et un renforcement de nervures 12 (figure 4) en matériau composite à fibres courtes. [0033] Selon une variante de réalisation de l'invention, l'épaisseur de tôle ou base 10 20 peut être réalisée par emboutissage d'une tôle d'aluminium. [0034] Selon une autre variante de réalisation de l'invention, on réalise un triangle de suspension perfectionné de type « bi coquille » de la façon suivante : [0035] - on réalise un premier triangle de suspension selon le procédé décrit ci-dessus et un second triangle de suspension selon ce même procédé, et 25 [0036] - on assemble, par soudage par exemple, le premier triangle de suspension au second triangle de suspension, de façon à obtenir, à partir des deux triangles de suspension de type mono coquille ainsi fabriqués, un triangle de suspension de type bi coquille. [0037] L'opération de soudage des deux triangles de suspension mono coquille est 30 possible par la présence d'une partie métallique dans chacun des deux triangles. 3036065 6 [0038] On notera que le procédé de fabrication de triangle de suspension décrit ci-dessus dans ses différentes versions permet de garder une coquille métallique dans le triangle de suspension, de faible épaisseur, en acier notamment, qui permet de conserver les assemblages de suspension existants, notamment l'emmanchement entre les 5 articulations élastiques 3 et 4 (figures 1 et 4) et le triangle de suspension 1, ainsi que la liaison vissée entre la palette rotule 5 (figures 1 et 4 également) et le triangle. Ainsi, le procédé de l'invention à pour résultat une nouvelle structure de triangle de suspension sans impact sur les moyens d'assemblage actuels desdits triangles. [0039] De plus, le fait que la structure du triangle de suspension selon l'invention garde 10 une épaisseur de tôle métallique, ductile, apporte au triangle l'avantage de toujours conserver une liaison mécanique entre la roue et la caisse du véhicule, notamment en cas de choc accidentel sur la roue. [0040] Le triangle de suspension perfectionné pour système de suspension de véhicule, obtenu selon le procédé de fabrication décrit ci-dessus, présente de nombreux 15 autres avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0041] - il permet de fabriquer un triangle de suspension plus léger que les triangles de suspension connus de l'art antérieur, [0042] - parce que sa structure conserve une partie en métal, située sur sa partie inférieure proche de la route, il offre une protection aux parties en « composites » contre 20 les projections de la route, tels que les projections de graviers par exemple, [0043] - il entoure complètement et protège totalement lesdites parties en « composites » lorsqu'il est réalisé en version « bi coquille », [0044] - il permet de conserver des interfaces en métal, en acier notamment, avec les articulations et la palette rotule décrites précédemment, garantissant ainsi une parfaite 25 interchangeabilité avec un triangle de suspension en acier, ainsi qu'une compatibilité avec les moyens d'assemblage déjà existants en usine de montage automobile, [0045] - il est de conception simple, et il est robuste, fiable et économique. REVENDICATIONS: 1. Procédé de fabrication d'un triangle de suspension perfectionné pour système de suspension de véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : sur une base (10) en tôle métallique, on colle une couche de matériau composite (11) à fibres continues, de façon à obtenir une coquille hybride métal composite, afin de renforcer ladite coquille hybride métal composite, on surmoule dans cette dernière un réseau de nervures (12) à base d'un matériau composite. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche en matériau composite (11) à fibres continues peut, elle-même, être composée de plusieurs nappes de fibres unidirectionnelles, l'orientation des fibres pouvant être différente d'une nappe à une autre. 3. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche en matériau composite (11) à fibres continues est d'épaisseur relativement faible, comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. 4. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la base (10) en tôle métallique de la coquille hybride métal composite est réalisée en tôle de l'un des métaux suivants : acier, aluminium. 5. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la base (10) en tôle métallique de la coquille hybride métal composite est formée par emboutissage. 6. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la base (10) en tôle métallique de la coquille hybride métal composite est d'épaisseur relativement faible, comprise entre 1 millimètre et 2 millimètres. 7. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le matériau composite qui renforce par surmoulage d'un réseau de 3036065 8 nervures (12) la coquille hybride métal composite est un matériau composite à fibres courtes. 8. Procédé de réalisation d'un triangle de suspension perfectionné pour système de suspension de véhicule, caractérisé par les étapes suivantes, prises en 5 combinaison : on réalise un premier triangle de suspension et un second triangle de suspension, conformément à l'une quelconque des revendications 1 à 7, on assemble par soudage le premier triangle de suspension au second 10 triangle de suspension, de façon à obtenir un triangle de suspension bi coquille. 9. Triangle de suspension perfectionné pour système de suspension de véhicule, caractérisé en qu'il est obtenu selon un procédé de fabrication conforme à l'une quelconques des revendications précédentes. 15 10. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce que son système de suspension présente au moins un triangle de suspension perfectionné conforme à la revendication précédente.