Brevet FR3058660A1 — publié le 20180518

PROCEDE DE FABRICATION D'UN BERCEAU DE TRAIN AVANT DE VEHICULE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un berceau avant prévu pour un véhicule automobile, ainsi qu'un berceau avant obtenu avec un tel procédé, et un véhicule automobile équipé de ce berceau. Les véhicules automobiles comportent généralement un berceau avant formé par des tôles assemblées entre elles, qui est fixé en dessous de la caisse du véhicule afin de constituer un support rigide présentant une résistance élevée, recevant des éléments du train avant subissant des fortes contraintes. En particulier le berceau reçoit de chaque côté des triangles de suspension supportant les roues, et sur le dessus un mécanisme de direction disposé transversalement. Le mécanisme de direction comporte un boîtier formant une traverse réalisée dans un alliage d'aluminium, contenant à l'intérieur la crémaillère de direction. Le mécanisme de direction subissant des efforts importants dans les virages, en particulier pour les vitesses élevées, doit être fixé de manière très rigide sur le berceau, sans risque de glissement. On dispose généralement sur le dessus du berceau deux plots circulaires, présentant chacun une surface d'appui supérieure plane recevant une face correspondante du boîtier du mécanisme de direction. Pour chaque plot une vis axiale ou un goujon traverse le berceau, pour se visser dans le boîtier de direction. Avec les contraintes transversales répétées qui s'appliquent sur le mécanisme de direction, on peut obtenir un certain tassement de la matière, en particulier de l'alliage d'aluminium du boîtier de direction, qui desserre légèrement la contrainte de serrage de la vis ou du goujon de fixation. On a alors un risque de petits glissements latéraux dans la limite du jeu des vis de fixation du boîtier de direction, entraînant des usures, et un desserrage qui peut s'accélérer. 3058660 2 Il est connu d'interposer entre le berceau et le boîtier du dispositif de direction des rondelles de blocage réalisant un accrochage, comportant sur au moins un côté des rugosités ou des crans qui s'incrustent dans un des éléments afin d'améliorer l'adhésion dans la direction transversale du 5 dispositif de direction sur ce berceau. Pour cela on peut utiliser par exemple un type de rondelle de blocage connu, présenté notamment par le document FR-B1-2995373, comportant une face de contact revêtue par projection thermique d'un revêtement rugueux, prévue pour augmenter les forces de friction sur l'écrou pour éviter 10 son desserrage. Toutefois cette solution nécessite des pièces supplémentaires, qu'il faut fabriquer, approvisionner et installer sur le berceau, ce qui occasionne des coûts. De plus il y a un risque d'oubli d'une rondelle de blocage lors du montage du véhicule, ce qui entraînerait des risques. 15 La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un procédé de fabrication d'un berceau prévu pour réaliser un train avant de véhicule, formé par des tôles soudées entre elles à un poste de soudure équipé d'un système de soudure à l'arc 20 électrique effectuant l'apport d'un métal, ce berceau comportant des surfaces d'appui prévues pour recevoir des faces d'appui d'un boîtier d'un mécanisme de direction qui sont serrées dessus, ce procédé étant remarquable en ce que sur le poste de soudure des tôles du berceau, il réalise en même temps sur les surfaces d'appui des pointes métalliques formées par soudure. 25 Un avantage de ce procédé de fabrication d'un berceau et qu'en utilisant l'outillage de soudure déjà prévu pour fabriquer le berceau, sans investissement supplémentaire, on réalise directement sur ce berceau des surfaces de serrage présentant un bon accrochage du mécanisme de direction, notamment pour les efforts transversaux, grâce aux pointes de 30 soudure réparties sur ces surfaces. On n'a ainsi pas d'élément supplémentaire à ajouter lors du montage du véhicule, ce qui limite les coûts et évite des erreurs. 3058660 3 Le procédé de fabrication d'un berceau selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le procédé de fabrication du berceau comporte une 5 étape préliminaire de dimensionnement des pointes de manière à ce qu'après un serrage complet du boîtier du mécanisme de direction sur le berceau, ses faces d'appui soient au contact des parties planes des surfaces d'appui de ce berceau. Avantageusement, le procédé de fabrication réalise des pointes 10 présentant une hauteur inférieure à lmm. Avantageusement, le procédé de fabrication dispose les pointes métalliques suivant une disposition en quadrillage ou en quinconce. Avantageusement, le procédé de fabrication dispose les pointes métalliques avec un espacement inférieur à dix millimètres. 15 L'invention a aussi pour objet un berceau pour un train avant de véhicule automobile, réalisé avec un procédé comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention a de plus pour objet un véhicule automobile équipé d'un train avant comportant un berceau comprenant l'une quelconque des 20 caractéristiques précédentes. En particulier, le véhicule peut comporter un boîtier de mécanisme de direction qui est réalisé dans un alliage d'aluminium Avantageusement, le boîtier de mécanisme de direction présente après son serrage complet sur le berceau, ses faces d'appui qui sont au contact 25 des parties planes des surfaces d'appui de ce berceau. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente un berceau recevant un mécanisme de direction, 30 avec un procédé de fabrication selon l'art antérieur ; - la figure 2 présente un berceau recevant un mécanisme de direction, avec un procédé de fabrication selon l'invention ; et 3058660 4 - la figure 3 est une vue de détail de cette figure 2. La figure 1 présente un berceau 2 formant un ensemble sensiblement plat, composé de tôles soudées entre elles par un procédé de soudure électrique automatisé utilisant un robot, qui peut être en particulier par apport 5 de métal sous forme d'un fil avec un gaz inerte du type « MIG » (abréviation des termes anglais « Metal inert gas »), ou avec un gaz actif du type « MAG » (abréviation des termes anglais « Metal active gas »). Le berceau 2 comporte de chaque côté vers l'avant une corne remontante comprenant à son extrémité un perçage 4 avant, et vers l'arrière 10 un plateau comprenant un perçage arrière 6, ces perçages recevant chacun une vis de fixation sous la caisse du véhicule. Le berceau 2 est prévu pour recevoir de chaque côté un triangle avant de suspension, et pour supporter au-dessus le groupe motopropulseur. Un mécanisme de direction comporte un boîtier 8 formant une traverse, 15 réalisé dans un alliage d'aluminium, présentant d'un côté un arbre perpendiculaire 10 recevant l'extrémité de la colonne de direction, qui commande le mouvement transversal d'une crémaillère de direction 12 disposée dans ce boîtier. Chaque extrémité de la crémaillère 12 est reliée par une biellette à un 20 porte-moyeu de roue, pour lui transmettre le pivotement de la direction. En retour la crémaillère de direction 12 reçoit des efforts importants lors des virages prononcés pris à des vitesses assez élevées, qui sont transmises à la liaison entre le boîtier de direction 8 et le berceau 2. De chaque côté le berceau 2 comporte un plot cylindrique 14 disposé 25 verticalement, comprenant sur le dessus une surface d'appui plane 22 recevant par l'intermédiaire d'une rondelle d'accrochage 16 présentant des bossages, une face d'appui correspondante du boîtier 8. Chaque face d'appui du boîtier de direction 8 reçoit par vissage un goujon 18 qui traverse axialement chaque plot cylindrique 14, pour être serré 30 en dessous du berceau 2 par un écrou 20. Ce type de montage nécessite lors de l'assemblage du véhicule, la pose des deux rondelles d'accrochage 16. 3058660 5 Les figures 2 et 3 présentent un berceau similaire 2, recevant le boîtier de direction 8 présentant ses faces d'appui qui viennent directement au contact des surfaces d'appui du berceau 22 sur les plots cylindriques 14. De la même manière les goujons 18 traversant les plots cylindriques 14, 5 sont serrés en dessous par les écrous 20. Lors du soudage des tôles pour former le berceau 2, le robot de soudure vient réaliser sur chaque surface d'appui du berceau 22, des successions de points de soudure 24 formés par une approche du fil du métal d'apport, puis pour un temps court par un déclenchement de l'arc 10 électrique qui permet de déposer ce métal en formant une pointe 24 tournée vers le haut. La soudure des pointes 24 sur les surfaces d'appui du berceau 22 peut se faire de manière très rapide sur le berceau 2 déjà installé au poste de soudure, ce qui entraîne un coût peu élevé. 15 En particulier on peut former avec les pointes 24 de métal d'apport un quadrillage ou une disposition en quinconce, avec un espacement inférieur à dix millimètres. Afin d'en répartir une quantité assez importante, on peut prévoir en particulier un espacement inférieur à cinq millimètres. Les pointes 24 peuvent présenter une forme sensiblement conique, 20 comprenant une extrémité pointue. En variante la forme peut être sensiblement sphérique. Les pointes métalliques 24 constituent une surface dure et rugueuse, qui lors du serrage des écrous 20 pénètre dans le métal plus ductile en alliage d'aluminium du boîtier de direction 8. 25 Avantageusement la hauteur des pointes est inférieure à 1mm, pour assurer une pénétration complète dans le métal du boîtier de direction 8. La hauteur et la quantité des pointes métalliques 24 sont prévues pour que lors du serrage des écrous 20, la pénétration de ces pointes soit complète dans les faces d'appui du boîtier de direction 8, afin de mettre en contact 30 directement ces faces avec la partie plane des surfaces d'appui du berceau 22. 3058660 6 De cette manière on obtient un serrage direct et efficace des deux surfaces d'appui entre elles, qui maintient la qualité de ce serrage dans le temps, ainsi qu'un accrochage latéral très élevé qui empêche tout micro-glissement lors des efforts latéraux. On notera qu'on pourra dans certains 5 cas réduire le couple de serrage des écrous 20 par rapport aux solutions présentées dans l'art antérieur, sans risquer un glissement latéral du boîtier de direction 8. REVENDICATIONS1 - Procédé de fabrication d'un berceau (2) prévu pour réaliser un train avant de véhicule, formé par des tôles soudées entre elles à un poste de soudure équipé d'un système de soudure à l'arc électrique comprenant l'apport d'un métal, ce berceau (2) comportant des surfaces d'appui (22) prévues pour recevoir des faces d'appui d'un boîtier d'un mécanisme de direction (8) qui sont serrées dessus, caractérisé en ce que sur le poste de soudure des tôles du berceau (2), il réalise en même temps sur les surfaces d'appui (22) des pointes métalliques (24) formées par soudure. 2 - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il réalise des pointes (24) présentant une hauteur inférieure à lmm. 3 - Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il dispose les pointes métalliques (24) suivant une disposition en quadrillage ou en quinconce. 4 - Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il dispose les pointes métalliques (24) avec un espacement inférieur à dix millimètres. 5 - Berceau pour un train avant de véhicule automobile, caractérisé en 20 ce qu'il est réalisé avec un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6 - Véhicule automobile équipé d'un train avant comportant un berceau (2), caractérisé en ce que ce berceau (2) est réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 25 7 - Véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de mécanisme de direction (8) qui est réalisé dans un alliage d'aluminium. 8 - Véhicule automobile selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le boîtier de mécanisme de direction (8) présente après son serrage 30 complet sur le berceau (2), ses faces d'appui qui sont au contact des parties planes des surfaces d'appui (22) de ce berceau (2).