Brevet FR3159560A1 — publié le 20250829

L’invention concerne un procédé de fabrication d’un bras de suspension inférieur avant (16) de véhicule automobile (10), et le bras obtenu conformément au procédé. Ledit procédé comprend les étapes suivantes : on fournit un premier tronçon de barre d’acier forgeable, et un second tronçon de barre d’acier ; on forge ledit premier tronçon de manière à former une première branche présentant une première extrémité, et à former une seconde branche inclinée par rapport à ladite première branche en définissant un coude et un intrados, ladite seconde branche présentant une seconde extrémité ; on étend ledit second tronçon en regard dudit intrados et on soude ledit second tronçon auxdites deux branches, ledit coude étant adapté à recevoir une attache avant et ladite seconde extrémité étant adapté à recevoir une attache arrière, tandis que ladite première extrémité est adaptée à être reliée à un support de roue. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 Procédé de fabrication de bras de suspension inférieur avant La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de bras de suspension inférieur avant de véhicule automobile. Aussi, elle concerne également des bras de suspension inférieurs avant obtenus conformément au procédé. Les bras de suspension inférieurs avant sont parmi les éléments essentiels des suspensions de type pseudo-McPherson, communément mises en œuvre sur les véhicules automobiles. Ils sont montés articulés sur le berceau avant du véhicule, à droite et à gauche, et ils reçoivent à leur extrémité un support de roue ou fusée. Chacun des bras présente deux branches principales inclinées l’une par rapport à l’autre en formant un coude en saillie. L’une des branches est alors reliée au berceau du véhicule automobile au niveau de son extrémité libre, vers l’arrière du véhicule et au niveau du coude, vers l’avant du véhicule, tandis que l’autre branche est reliée à un support de roue. Les bras sont usuellement réalisés à partir d’une coquille principale emboutie dans une plaque en acier et d’une pièce complémentaire de renfort soudée à l’intérieur de la coquille. En outre, une douille est avantageusement soudée au niveau du coude en saillie pour pouvoir la monter pivotante sur le berceau. Les aciers plats utilisés sont alors des aciers laminés à chaud. Et le procédé de laminage à chaud des aciers oblige à utiliser des matériaux présentant des taux de matière recyclée inférieurs à 30%. Or, plus on met en œuvre de matière recyclée dans les aciers, moins de gaz à effet de serre sont produits. En conséquence, fabriquer des bras de suspension avant en baissant l’émission des gaz à effet de serre équivalent CO 2 , se heurte au taux de matière recyclée utilisable dans l’acier. Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est précisément de fabriquer des bras de suspension avant en abaissant l’émission de gaz à effet de serre équivalent CO 2 . Dans le but de résoudre ce problème, et selon un premier objet, il est proposé un procédé de fabrication d’un bras de suspension inférieur avant de véhicule automobile comprenant les étapes suivantes : on fournit un premier tronçon de barre d’acier forgeable, et un second tronçon de barre d’acier ; on forge ledit premier tronçon de manière à former une première branche présentant une première extrémité, et à former une seconde branche inclinée par rapport à ladite première branche en définissant un coude et un intrados, ladite seconde branche présentant une seconde extrémité ; et on étend ledit second tronçon en regard dudit intrados et on soude ledit second tronçon auxdites deux branches, ledit coude étant adapté à recevoir une attache avant et ladite seconde extrémité étant adapté à recevoir une attache arrière, tandis que ladite première extrémité est adaptée à être reliée à un support de roue. Ainsi une caractéristique de l’invention réside dans la mise en œuvre de tronçon de barre d’acier forgeable. Autrement dit, on utilise du fil d’acier en barre, issu de la sidérurgie des « produits longs », et non pas de la sidérurgie des « produits plats » où des bandes d’aciers sont obtenues par laminage. La sidérurgie des « produits plats » émet globalement beaucoup plus de gaz à effet de serre équivalent CO 2 que celle des « produits longs », car elle tolère beaucoup moins de matériaux recyclés. Aussi, on forge le premier tronçon d’acier, d’un acier brut, pour former deux branches inclinées, puis on soude le second tronçon sur le premier tronçon grâce à des cordons de soudures de manière à obtenir une pièce de structure. Comme on l’expliquera dans la suite de la description, on choisira le diamètre des tronçons pour obtenir les caractéristiques mécaniques requises. Selon une caractéristique de l’invention particulièrement avantageuse, on cintre ledit second tronçon de barre d’acier de façon à former un extrados, et on étend le second tronçon cintré de façon que ledit extrados vienne en regard dudit intrados du premier tronçon forgé. Autrement dit, les deux tronçons de barre d’acier présentent une courbure moyenne et ils sont associés de manière à ce que leurs courbures soient orientées dans le même sens. De la sorte, il est plus aisé de les relier par soudure. De plus, le bras de suspension s’étend dans un espace plus restreint. Selon un mode de mise en œuvre de l’invention préférentiel, on soude ledit second tronçon auxdites première et seconde extrémités du premier tronçon forgé. De la sorte, les première et seconde extrémités du premier tronçon sont parfaitement maintenues en position fixe l’une par rapport à l’autre. Autrement dit, la résistance mécanique à la déformation du bras de suspension est grandement améliorée. En outre, et conformément à l’invention, l’étape de forgeage dudit premier tronçon comprend avantageusement une sous-étape de laminage dans laquelle on lamine ledit premier tronçon. De la sorte, on vient dans une première sous-étape, aplatir le premier tronçon. Aussi, selon l’invention, l’étape de forgeage dudit premier tronçon comprend une sous-étape de cambrage dans laquelle on cambre ledit premier tronçon laminé. Autrement dit, on vient plier à force le premier tronçon aplatit. De la sorte, on provoque alors l’inclinaison des deux branches du bras de suspension. Et, conformément à l’invention, l’étape de forgeage dudit premier tronçon comprend une sous-étape d’estampage dans laquelle on estampe ledit premier tronçon. De la sorte, on vient déformer plastiquement à chaud dans une matrice, le premier tronçon laminé et cambré. Aussi, durant cette sous-étape d’estampage, il est avantageux de venir également déformer la matière au point de ménager des évidements localisés dans le premier tronçon laminé et cambré. Préférentiellement, selon l’invention, durant l’étape de forgeage dudit premier tronçon, on opère un orifice au niveau dudit coude et un autre orifice dans ladite seconde extrémité de ladite seconde branche. De tels orifices permettent de faciliter la mise en œuvre des attaches avant et respectivement arrière dans le bras de suspension. En outre, durant l’étape de forgeage dudit premier tronçon, ladite première extrémité de ladite première branche est formée en patte d’oie. De la sorte, on rend plus aisée la liaison entre le bras de suspension et le support de roue comme on l’expliquera plus en détail dans la suite de la description. Conformément à l’invention, on fournit un premier tronçon de barre d’acier forgeable, l’acier comprenant moins de 0,30 % de carbone. Un tel acier d’une teneur en carbone relativement basse permet d’obtenir une bonne soudabilité. Par ailleurs, il est également adapté à la forge. Préférentiellement, le second tronçon de barre d’acier est fait du même acier. La gamme des aciers bainitiques répond tout à fait aux exigences requises dans le procédé conforme à l’invention. Selon un deuxième objet, l’invention concerne un bras de suspension inférieur avant de véhicule automobile, obtenu conformément au procédé tel que décrit ci-dessus. D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 est une vue schématique partielle de dessus d’un véhicule automobile équipé de l’objet de l’invention ; FIG. 2 est un logigramme des différentes étapes du procédé de fabrication selon l’invention ; FIG. 3 est une vue schématique de dessus d’un élément issu d’une étape du procédé de fabrication selon l’invention ; FIG. 4 est une vue schématique de dessus d’un autre élément issu d’une autre étape du procédé de fabrication selon l’invention ; FIG. 5 est une vue schématique de dessus des deux éléments représentés sur les FIG. 3 , FIG. 4 , réunis ; et, FIG. 6 est une vue schématique de dessus de l’objet de la FIG. 5 , selon une variante de réalisation. La FIG. 1 montre partiellement, le dessus avant gauche d’un véhicule automobile 10, et il s’inscrit dans un repère orthogonal X, Y, Z, dans lequel l’axe X s’étend selon une direction longitudinale avant-arrière du véhicule automobile, orienté vers l’arrière ; l’axe Y s’étend selon une direction transversale du véhicule, orienté de la gauche vers la droite lorsque l’on est en situation de roulage ; et l’axe Z s’étend selon une direction verticale, orienté à l’opposé du sol. On a représenté sur la FIG. 1 , un élément de châssis 12 et un élément de carrosserie 14 du véhicule automobile. Aussi, l’élément de châssis 12 reçoit un bras inférieur de suspension avant gauche 16, permettant de relier une roue avant gauche 18 et l’élément de châssis 12. Le bras inférieur de suspension avant gauche 16 comprend deux éléments, un premier élément 20 et un deuxième élément 22 relié au premier élément 20. On décrira en détail ci-après, le procédé de fabrication du bras de suspension inférieur 16 et ses différentes étapes en référence au logigramme de la FIG. 2 , ainsi que le résultat de chacune de ces différentes étapes en référence aux FIG. 3 , FIG. 4 et FIG. 5 . Ainsi, conformément à une première étape 24, on fournit un premier tronçon de barre d’acier et un second tronçon de barre d’acier. Les barres d’acier sont issues de la sidérurgie des « produits longs », et par conséquent, peuvent incorporer un fort pourcentage de produits sidérurgiques recyclés, communément dénommés : « ferraille ». Ce pourcentage de produits sidérurgiques recyclés peut être supérieur à 50 %, et aller jusqu’à 80 %. En conséquence, l’émission de gaz à effet de serre pour mettre en œuvre ces produits sidérurgiques, est bien moindre que les produits sidérurgiques directement issus du minerai de fer et avec lesquels on élabore les « produits plats ». S’agissant de la barre d’acier destinée à réaliser les premiers tronçons, on choisira par exemple un acier de type bainitique. Dans la gamme des aciers de ce type, on en choisira un incluant par exemple : jusqu’à 30 % de carbone, 0,25 % de silicium, 1,00 % de manganèse, 0,50 % de nickel 1,00 % de molybdène et 0,10 % de niobium. Un tel acier est alors aisément forgeable, et de surcroît, compte tenu de sa faible teneur en carbone, il est aisément soudable. Aussi, la barre dans laquelle sont réalisés les premiers tronçons présente un diamètre compris entre 15 mm et 25 mm, par exemple 20 mm. Quant à la barre d’acier destinée à réaliser les seconds tronçons, on choisira par exemple, le même acier que celui de la barre destinée à réaliser les premiers tronçons. En revanche, son diamètre s’étend entre 8 mm et 15 mm. Selon une seconde étape de forgeage 26, incluant trois sous-étapes que l’on va décrire ci-après, on forge le premier tronçon de barre d’acier. Dans une première sous-étape 28 de laminage, on procède au laminage du premier tronçon de manière à l’aplatir globalement et aussi, à l’aplatir localement à ses deux extrémités et dans une zone intermédiaire située entre les deux extrémités. Cette zone intermédiaire est avantageusement située sensiblement à équidistance des deux extrémités. Le premier tronçon aplati définit alors un premier plan moyen. Dans une seconde sous-étape 30 de cambrage, on procède au cambrage du premier tronçon aplati sensiblement au niveau de ladite zone intermédiaire, et autour d’un axe sensiblement perpendiculaire audit premier plan moyen, en formant deux branches, une première branche 29 et une seconde branche 31, que l’on découvre sur la FIG. 3 , ainsi qu’un coude 33. Les deux branches 29, 31 sont inclinées l’une par rapport à l’autre d’un angle supérieur à 90°. Cet angle d’inclinaison est par exemple de 100°. Et dans une troisième sous-étape 32 d’estampage, on procède à l’estampage du premier tronçon aplati et cambré. Cette étape est réalisée à chaud. Les autres sous-étapes 28, 30 peuvent également être réalisées à chaud. Cette troisième sous-étapes 32 d’estampage, permet de déformer plastiquement ledit premier tronçon aplati et cambré, notamment dans la zone intermédiaire dans laquelle on réalise au surplus un premier évidement 34. Ce premier évidement 34 est opéré au niveau du coude 33 du premier tronçon aplati et cambré. Dans cette troisième sous-étape 32, on forme également une première première extrémité 40 de la première branche 29 en patte d’oie. Et en outre, on opère un second évidement 38 dans une seconde première extrémité 36, de la seconde branche 31. Le premier tronçon aplati, cambré et estampé tel que représenté sur la FIG. 3 , constitue le premier élément 20. Il définit un plan moyen parallèle au plan de la FIG. 3 . Aussi, il définit un premier extrados 42 opposé à un premier intrados 44. Parallèlement à la seconde étape de forgeage 26, de façon particulièrement avantageuse, on procède, selon une troisième étape 46, de cintrage, au cintrage du second tronçon de barre d’acier. Cette étape n’est nullement limitative. On obtient de la sorte un second tronçon cintré tel que représenté sur la FIG. 4 et constituant le second élément 22. Il présente une première seconde extrémité 48 opposée à une deuxième seconde extrémité 50. En outre, il présente un second extrados 52 opposé à un second intrados 54. Ensuite, dans une quatrième étape 56, on étend le second élément 22, à l’intérieur du premier élément 20, de façon que le second extrados 52 vienne en regard du premier intrados 44, et que la première seconde extrémité 48 vienne en applique contre la première première extrémité 40, tandis que la deuxième seconde extrémité 50 vient en applique contre la seconde première extrémité 36. Une telle situation est illustrée sur la FIG. 5 . Aussi, dans une cinquième étape 58, on réalise un premier cordon de soudure à la jointure entre la première seconde extrémité 48 et la première première extrémité 40, et un second cordon de soudure à la jointure entre la deuxième seconde extrémité 50 et la seconde première extrémité 36. On obtient de la sorte un bras de suspension rigide. Aussi, on vient ultérieurement équiper le premier évidement 34, d’une première attache, non représentée, et le second évidement 38 d’une deuxième attache. Quant à la première première extrémité 40 de la première branche 29 en patte d’oie, elle est équipée d’une troisième attache, non représentée. Comme l’illustre la FIG. 1 , la première attache permet de relier le bras de suspension à l’élément de châssis 12, vers l’avant du véhicule, tandis que la deuxième attache permet de relier le bras de suspension à l’élément de châssis 12, vers l’arrière du véhicule. Quant à la troisième attache, elle permet de relier le bras de suspension au support de roue. Aussi, le bras de suspension s’étend selon un plan sensiblement parallèle au plan horizontal X, Y. Par ailleurs, un bras de suspension avant droit symétrique du bras de suspension avant gauche 16 tel qu’illustré sur la FIG. 1 , permet de relier à droite, un élément de châssis et un support de roue. Selon un mode de mise en œuvre de l’invention particulièrement avantageux, et tel qu’illustré sur la FIG. 6 , où l’on retrouve le bras de suspension 16’ décrit ci-dessus, durant la seconde étape de forgeage 26, on forme des excroissances 60, 62 qui viennent s’étendre en saillie de l’intrados 44’ du premier élément 20’. Ces excroissances 60, 62 s’étendent sensiblement jusqu’au second élément 22’, selon le mode de mise en œuvre représenté ici. Ils permettent d’opérer des raidissements locaux. Procédé de fabrication d’un bras de suspension inférieur avant de véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : - on fournit un premier tronçon de barre d’acier forgeable, et un second tronçon de barre d’acier ; - on forge ledit premier tronçon de manière à former une première branche (29) présentant une première extrémité (40), et à former une seconde branche (31) inclinée par rapport à ladite première branche en définissant un coude (33) et un intrados (44), ladite seconde branche (31) présentant une seconde extrémité (36) ; - on étend ledit second tronçon en regard dudit intrados (44) et on soude ledit second tronçon auxdites deux branches (29, 31), ledit coude (33) étant adapté à recevoir une attache avant et ladite seconde extrémité (36) étant adapté à recevoir une attache arrière, tandis que ladite première extrémité (40) est adaptée à être reliée à un support de roue. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’en outre, on cintre ledit second tronçon de barre d’acier de façon à former un extrados (52), et en ce qu’on étend le second tronçon cintré de façon que ledit extrados (52) vienne en regard dudit intrados (44) du premier tronçon forgé. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’on soude ledit second tronçon auxdites première (40) et seconde (36) extrémités du premier tronçon forgé. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’étape de forgeage (26) dudit premier tronçon comprend une sous-étape de laminage (28) dans laquelle on lamine ledit premier tronçon. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’étape de forgeage (26) dudit premier tronçon comprend une sous-étape de cambrage (30) dans laquelle on cambre ledit premier tronçon. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’étape de forgeage (26) dudit premier tronçon comprend une sous-étape d’estampage (32) dans laquelle on estampe ledit premier tronçon. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, durant l’étape de forgeage (26) dudit premier tronçon, on opère un orifice (34) au niveau dudit coude (33) et un autre orifice (28) dans ladite seconde extrémité (36) de ladite seconde branche (31). Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, durant l’étape de forgeage (26) dudit premier tronçon, ladite première extrémité (40) de ladite première branche (29) est formée en patte d’oie. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’on fournit un premier tronçon de barre d’acier forgeable, l’acier comprenant moins de 0, 30 % de carbone. Bras de suspension inférieur avant de véhicule automobile, obtenu conformément au procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.