Brevet FR3159559A1 — publié le 20250829

L’invention concerne un bras de suspension inférieur avant (16) d’un véhicule automobile, comprenant un arrière-bras (20) présentant une extrémité arrière (26) adaptée à être reliée à un berceau dudit véhicule automobile et un avant-bras (22) sensiblement coudé par rapport audit arrière-bras (20) en formant un coude (24), ledit avant-bras (22) présentant une extrémité avant (28) adaptée à être reliée à un support de roue dudit véhicule automobile, tandis que ledit coude (24) est adapté à être relié audit berceau. Le bras (16) comprend deux premiers tronçons de barre d’acier (32, 30) reliés ensemble pour former ledit arrière-bras (20) et deux deuxièmes tronçons de barre d’acier (34, 36) reliés ensemble pour former ledit avant-bras (22). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2A Bras de suspension inférieur bas carbone La présente invention se rapporte à un bras de suspension inférieure avant bas carbone de véhicule automobile. 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 comprend, un arrière-bras présentant une extrémité arrière et un avant-bras coudé par rapport à l’arrière-bras et se terminant par une extrémité avant. Ainsi, le bras est relié au berceau par l’intermédiaire de l’arrière-bras au niveau de son extrémité arrière et du coude, tandis que l’extrémité avant de l’avant-bras est équipée d’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 pour pouvoir la monter pivotante sur le berceau. On pourra se référer au document EP 794 075, lequel décrit un tel bras inférieur de suspension. Les aciers 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 fournir des bras de suspension avant pour lesquels, l’émission de gaz à effet de serre équivalent CO 2 a été abaissée. Dans le but de résoudre ce problème, il est proposé un bras de suspension inférieur avant d’un véhicule automobile, comprenant un arrière-bras présentant une extrémité arrière adaptée à être reliée à un berceau dudit véhicule automobile et un avant-bras sensiblement coudé par rapport audit arrière-bras en formant un coude, ledit avant-bras présentant une extrémité avant adaptée à être reliée à un support de roue dudit véhicule automobile, tandis que ledit coude est adapté à être relié audit berceau. Et le bras de suspension comprend deux premiers tronçons de barre d’acier reliés ensemble pour former ledit arrière-bras et deux deuxièmes tronçons de barre d’acier reliés ensemble pour former ledit avant-bras. Ainsi une caractéristique de l’invention réside dans la mise en œuvre de tronçons de barre d’acier. 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. Avantageusement, les premiers et deuxièmes tronçons de barre d’acier sont forgés de manière à leur conférer une forme particulière. Selon l’invention, le bras de suspension comprend une pluralité de troisièmes tronçon reliant respectivement ensemble lesdits premiers et deuxièmes tronçons. Ainsi, on relie ensemble les deux premiers tronçons de barre d’acier et, les deux deuxièmes tronçons de barre d’acier par l’intermédiaire de troisièmes tronçons que l’on vient souder. Et ces troisièmes tronçons sont soudés entre les premiers et les deuxièmes tronçons, dans des zones prédéfinies pour pouvoir reprendre les contraintes mécaniques qui s’exercent sur les bras de suspension. En outre, selon l’invention, lesdits deux premiers tronçons et lesdits deux deuxièmes tronçons sont préférentiellement sensiblement identiques. De la sorte, on réalise les bras de suspension avec des éléments standard. Par conséquent, on abaisse les coûts de fabrication de ces bras. De plus, selon une caractéristique de l’invention particulièrement avantageuse, lesdits deux premiers tronçons et lesdits deux deuxièmes tronçons sont cintrés. Ils sont par exemple cintrés lors du forgeage. On expliquera plus en détail dans la suite de la description des avantages d’un tel cintrage. Au surplus, les troisièmes tronçons de ladite pluralité de troisièmes tronçon sont avantageusement cintrés. Toutefois, les troisièmes tronçons sont plus courts que les premiers et les deuxièmes tronçons. Et ils sont avantageusement tous identiques, de manière à minimiser le nombre de types de pièces nécessaires à la réalisation des bras de suspension. Selon un mode de réalisation de l’invention particulièrement avantageux, l’un desdits deux premiers tronçons de barre d’acier s’étend dans le prolongement de l’un desdits deux deuxièmes tronçons de barre d’acier, tandis que l’autre desdits deux premiers tronçons s’étend dans le prolongement de l’autre desdits deux deuxièmes tronçons. Préférentiellement, ledit un desdits deux premiers tronçons et ledit un desdits deux deuxièmes tronçons sont reliés ensemble par des cordons de soudure. Aussi, ledit autre desdits deux premiers tronçons et ledit autre desdits deux deuxièmes tronçons sont également reliés ensemble par des cordons de soudure. Par ailleurs, et comme on l’expliquera plus en détail dans la suite de la description, ledit un desdits deux premiers tronçons et ledit un desdits deux deuxièmes tronçons de barre d’acier définissent un extrados du bras de suspension, tandis que ledit autre desdits deux premiers tronçons et ledit autre desdits deux deuxièmes tronçons définissent un intrados. Selon une variante de réalisation de l’invention, particulièrement avantageuse, ledit un desdits deux premiers tronçons et ledit un desdits deux deuxièmes tronçons son respectivement accouplés a deux quatrièmes tronçons de barre d’acier. Les tronçons sont avantageusement couplés au moyen de cordons de soudure. De la sorte, on vient renforcer substantiellement le bras de suspension du côté de son extrados. Selon une autre variante, ledit autre desdits deux premiers tronçons et ledit autre desdits deux deuxièmes tronçons son respectivement accouplés a deux cinquièmes tronçons de barre d’acier. Les tronçons sont préférentiellement couplés au moyen de cordons de soudure. De la sorte, on vient renforcer le bras de suspension du côté de son intrados. En outre, ladite extrémité arrière dudit arrière-bras comprend une attache annulaire présentant un premier axe de symétrie sensiblement perpendiculaire audit arrière-bras, tandis que ledit coude comprend une attache tubulaire présentant un deuxième axe de symétrie sensiblement perpendiculaire audit premier axe de symétrie. De la sorte, l’extrémité arrière de l’arrière-bras est monté sur le berceau dans un tenon vertical. Et le coude est lui, solidaire du berceau dans un tenon horizontal. On observera que les tenons prennent avantageusement la forme d’un silentbloc. S’agissant de l’acier des tronçons de barre d’acier, on choisira par exemple un acier de type bainitique contenant jusqu’à 0,30 % de carbone. Un tel acier est alors aisément forgeable, et de surcroît, compte tenu de sa faible teneur en carbone, il est aisément soudable. De la sorte, les tronçons peuvent être forgés et ensuite, plus aisément soudables. De surcroît, l’acier des tronçons est issu d’une filière acier long permettant de mettre en œuvre de 50% à plus de 80% de matière recyclée. En conséquence, « l’empreinte carbone » d’un tel acier est bien moindre comparée à celle des aciers plats. 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 une vue schématique de dessus de l’objet de l’invention selon un premier mode de mise en œuvre ; FIG. 2 est une vue schématique en coupe de l’objet de la FIG. 2 selon le plan IIB - IIB ; FIG. 3 est une vue schématique de dessus de l’objet de l’invention selon un deuxième mode de mise en œuvre ; FIG. 3 est une vue schématique en coupe de l’objet de la FIG. 3 selon le plan IIIB – IIIB ; FIG. 4 est une vue schématique de dessus de l’objet de l’invention selon un troisième mode de mise en œuvre ; et, FIG. 4 est une vue schématique en coupe de l’objet de la FIG. 4 selon le plan IVB – IVB. 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 schématiquement 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. On décrira en détail, en référence aux FIG. 2 et FIG. 2 le bras de suspension avant gauche 16. Il comprend un arrière-bras 20 prolongé par un avant-bras 22. L’arrière-bras 20 et l’avant-bras 22 s’étendent dans des directions sensiblement inclinées l’une par rapport à l’autre et définissent ainsi un coude 24. Aussi, l’arrière-bras 20 présente une extrémité arrière 26, tandis que l’avant-bras 22 présente une extrémité avant 28. Et selon l’invention, l’arrière-bras 20 est formé de deux premiers tronçons de barre d’acier 30, 32, et l’avant-bras 22 est formé de deux deuxièmes tronçons 34, 36 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 et deuxièmes tronçons, on choisira par exemple un acier de type bainitique. Dans la gamme des aciers de ce type, on en 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 0,30 % 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. De la sorte, les tronçons peuvent être forgés et ensuite, plus aisément soudables. Aussi, la barre dans laquelle sont réalisés les premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons présente un diamètre compris entre 15 mm et 25 mm, par exemple 20 mm. Et en outre, les premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons sont tous identiques. Ils sont cintrés, et leur rayon de courbure moyen est compris par exemple entre 60 cm et 80 cm. Ainsi, les deux premiers 30, 32 tronçons sont espacés l’un de l’autre et il sont agencés sensiblement dans le même plan Pm, tel qu’illustré sur la FIG. 2 . Aussi, ils sont orientés de telle façon que leurs courbures soient dans le même sens. Autrement dit, leur centre de courbure est situé du même côté de l’arrière-bras 20. De plus, les deux premiers tronçons 30, 32 convergent sensiblement l’un vers l’autre depuis le coude 24 vers l’extrémité arrière 26. Les deuxièmes tronçons 34, 36 s’étendent respectivement dans le prolongement des premiers tronçons 30, 32 en convergents eux-mêmes, depuis le coude 24 vers l’extrémité avant 28. Ils s’étendent dans le même plan que celui défini par les premiers tronçons 30, 32. Par ailleurs, les premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons sont reliés ensemble au moyen de quatre troisièmes tronçons de barre d’acier 40, 42, 44, 46. L’acier de la barre d’acier destinée à réaliser les troisièmes tronçons, est par exemple, le même acier que celui de la barre destinée à réaliser les premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons. En revanche, le diamètre de la barre d’acier est inférieur et il s’étend par exemple, entre 8 mm et 15 mm. En outre, les troisièmes tronçons 40, 42, 44, 46, tous sensiblement identiques, sont plus courts que les premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons. Par exemple, leur longueur est sensiblement égale au quart de la longueur des premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons. De plus, ils sont également cintrés. Leur rayon de courbure est par exemple compris entre 20 cm et 50 cm. Parmi les quatre troisièmes tronçons de barre d’acier 40, 42, 44, 46, un premier 40 est relié par soudure aux deux premiers tronçons 30, 32. Il relie sensiblement ensemble leurs parties médianes. Aussi, la concavité du premier troisième tronçon 40 est orientée vers l’extrémité arrière 26. Un deuxième troisième tronçon 42, orienté de la même façon que le premier troisième tronçon 40, est relié par soudure, à la fois aux premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons au niveau du coude 24. Autrement dit, le deuxième troisième tronçon 42 est relié aux deux fois deux extrémités des premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons. Le troisième troisième tronçon 44 relie ensemble l’un 32 des premiers tronçons et l’un 36 des deuxièmes tronçons, lesquels forment un extrados 48 du bras de suspension 16. Il est soudé aux deux extrémités de ces premier 32 et deuxième 36 tronçons et s’étend en saillie de l’extrados 48. Aussi, la partie convexe du troisième troisième tronçon 44 s’étend vers l’intérieur du bras 16. Le quatrième troisième tronçon 46 s’étend entre les deux deuxièmes tronçons 36, 34 auxquels il est relié par soudure. Il est orienté de manière à ce que l’une de ses extrémités, soit relié à l’un 36 des deuxièmes tronçons tandis que sa partie convexe est reliée à l’autre 34 des deuxièmes tronçons et que son autre extrémité est reliée au deuxième troisième tronçon 42. Les premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons ainsi que les troisièmes tronçons 40, 42, 44, 46 s’étendent sensiblement dans un même plan et ils forment une même pièce rigide. En outre, l’extrémité arrière 26 de l’arrière-bras 20 est munie d’une attache annulaire 50 à laquelle les deux premiers tronçons 30, 32 sont soudés. L’attache annulaire 50 présente un premier axe de symétrie circulaire A, sensiblement perpendiculaires au plan moyen défini par les premiers 30, 32, les deuxièmes 34, 36 et les troisièmes 40, 42, 44, 46 tronçons. Ce plan moyen correspond au plan de la figure. De plus, une attache tubulaire 52 est reliée par soudure au troisième troisième tronçon 44, à l’extérieur des premiers 30, 32 et deuxièmes 34, 36 tronçons, au niveau du coude 24. L’attache tubulaire 52 présente un deuxième axe de symétrie circulaire B, lequel est sensiblement perpendiculaires au premier axe de symétrie circulaire A. De plus, ce deuxième axe de symétrie circulaire B, s’étend sensiblement dans le plan moyen défini par les premiers 30, 32, les deuxièmes 34, 36 et les troisièmes 40, 42, 44, 46 tronçons. En outre, l’extrémité avant 28 de l’avant-bras 22 est munie d’une platine de fixation 54, soudée aux deux extrémités des deux deuxièmes tronçons 34, 36. La platine de fixation 54 s’étend sensiblement dans le plan moyen précité. Ainsi, l’attache tubulaire 52 est montée en pivotement, vers l’avant du châssis 12 comme illustré sur la FIG. 1 et selon un axe sensiblement parallèle à l’axe longitudinal du véhicule 10. L’attache annulaire 50 et montée sur le châssis 12, vers l’arrière, de façon que son axe de symétrie A soit orienté sensiblement verticalement. Et la platine de fixation 54 est, elle, reliée au support de roue 18. On se reportera sur les FIG. 3 et FIG. 3 illustrant selon un autre mode de mise en œuvre, tous les éléments de l’objet de la FIG. 2 , lesquels présenteront les mêmes références affectées d’un signe prime : « ‘ », avec au surplus un doublement, de l’un 32’ des premiers tronçons, de l’un 36’ des deuxièmes tronçons et du troisième troisième tronçon 44’. Ainsi, ledit un 32’ des premiers tronçons, sur l’extrados 48’, est doublé d’un deuxième premier tronçon 56. Ce deuxième premier tronçon 56 s’étend parallèlement et au-dessus dudit un 32’ des premiers tronçons, comme illustré sur la FIG. 3 . Il y est relié par exemple par soudure. De la même façon, ledit un 36’ des deuxièmes tronçons, est doublé d’un deuxième deuxième tronçon 58 parallèle et s’étendant également au-dessus. Et en outre, le troisième troisième tronçon 44’, reliant ensemble ledit un 32 des premiers tronçons et ledit un 36 des deuxièmes tronçons, est lui-même doublé d’un autre troisième troisième tronçon 60 reliant les deuxième deuxième 58 et deuxième premier tronçons 56. De la sorte, on vient renforcer le bras de suspension 16’, essentiellement sur son extrados 48’. On se reportera à présent sur les FIG. 4 et FIG. 4 montrant selon encore un autre mode de mise en œuvre, un renforcement supplémentaire à l’opposé de l’extrados 48’’, du côté de l’intrados. Aussi, tous les éléments de l’objet de la FIG. 3 , apparaissent sur la FIG. 4 et ils présenteront les mêmes références affectées d’un signe double prime : « ‘‘ ». Et en surplus, l’autre 30’’ des premiers tronçons, l’autre 34’’ des deuxièmes tronçons et tous les autres troisièmes tronçons 40’’, 42’’ et 46’’ sont doublés. Ainsi, ledit autre 30’’ des premiers tronçons, à l’opposé de l’extrados 48’, soit l’intrados, est doublé d’un troisième premier tronçon 62 s’étendant parallèlement et au-dessus, comme illustré sur la FIG. 4 . De la même façon, ledit autre 34’’ des deuxièmes tronçons, est doublé d’un troisième deuxième tronçon 64 s’étendant également parallèlement au-dessus. Et en outre, le premier troisième tronçon 40’’, le deuxième troisième tronçon 42’’ et le quatrième troisième tronçon 46’’, sont eux-mêmes doublés de trois autres troisièmes troisièmes tronçons 66, 68, 70. De la sorte, on vient renforcer le bras de suspension 16’’, non seulement dans l’extrados 48’’, mais aussi à l’opposé dans l’intrados. Bras de suspension inférieur avant (16) d’un véhicule automobile, comprenant un arrière-bras (20) présentant une extrémité arrière (26) adaptée à être reliée à un berceau dudit véhicule automobile et un avant-bras (22) sensiblement coudé par rapport audit arrière-bras (20) en formant un coude (24), ledit avant-bras (22) présentant une extrémité avant (28) adaptée à être reliée à un support de roue dudit véhicule automobile, tandis que ledit coude (24) est adapté à être relié audit berceau ; caractérisé en ce qu’il comprend deux premiers tronçons de barre d’acier (32, 30) reliés ensemble pour former ledit arrière-bras (20) et deux deuxièmes tronçons de barre d’acier (34, 36) reliés ensemble pour former ledit avant-bras (22). Bras de suspension inférieur avant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une pluralité de troisièmes tronçon (40, 42, 44, 46) reliant respectivement ensemble lesdits premiers (30, 32) et deuxièmes (34, 36) tronçons. Bras de suspension inférieur avant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits deux premiers tronçons (30, 32) et lesdits deux deuxièmes tronçons (34, 36) sont sensiblement identiques. Bras de suspension inférieur avant selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits deux premiers tronçons (30, 32) et lesdits deux deuxièmes tronçons (34, 36) sont cintrés. Bras de suspension inférieur avant selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les troisièmes tronçons (40, 42, 44, 46) de ladite pluralité de troisièmes tronçon sont cintrés. Bras de suspension inférieur avant selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’un (32) desdits deux premiers tronçons de barre d’acier (30, 32) s’étend dans le prolongement de l’un (36) desdits deux deuxièmes tronçons de barre d’acier (34, 36), tandis que l’autre (30) desdits deux premiers tronçons s’étend dans le prolongement de l’autre (34) desdits deux deuxièmes tronçons. Bras de suspension inférieur avant selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit un (32’) desdits deux premiers tronçons et ledit un (36’) desdits deux deuxièmes tronçons sont respectivement accouplés a deux quatrièmes tronçons de barre d’acier (56, 58). Bras de suspension inférieur avant selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit autre (30’’) desdits deux premiers tronçons et ledit autre (34’’) desdits deux deuxièmes tronçons son respectivement accouplés a deux cinquièmes tronçons de barre d’acier (62, 64). Bras de suspension inférieur avant selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite extrémité arrière (26) dudit arrière-bras (20) comprend une attache annulaire (50) présentant un premier axe de symétrie A sensiblement perpendiculaire audit arrière-bras, tandis que ledit coude (24) comprend une attache tubulaire (52) présentant un deuxième axe de symétrie B sensiblement perpendiculaire audit premier axe de symétrie A. Bras de suspension inférieur avant selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l’acier des tronçons de barre d’acier comprend jusqu’à 0,3 % de carbone. Bras de suspension inférieur avant selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l’acier des tronçons est issu d’une filière acier long permettant de mettre en œuvre de 50% à plus de 80% de matière recyclée