FR2864514A1 - Organe de liaison en tole destine a etre soude avec un element presentant une surface d'accostage, procede de fabrication, matrice d'emboutissage et vehicule correspondants - Google Patents

Organe de liaison en tole destine a etre soude avec un element presentant une surface d'accostage, procede de fabrication, matrice d'emboutissage et vehicule correspondants Download PDF

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Abstract

L'invention a pour objet un organe de liaison en tôle présentant au moins au voisinage de l'une au moins de ses extrémités une section ouverte, destiné à être soudé avec au moins un élément (2) présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage prévue à ladite extrémité dudit organe de liaison, caractérisé en ce que ladite zone d'accostage comprend au moins une surface d'accostage (33) s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément (2).

Description

Organe de liaison en tôle destiné à être soudé avec un élément présentant
une surface d'accostage, procédé de fabrication, matrice d'emboutissage et véhicule correspondants.
Le domaine de l'invention est celui des véhicules automobiles. Plus précisément, l'invention concerne les organes de liaison en tôle présentant une zone d'accostage en vue d'être soudés à un élément dont la périphérie présente une forme complémentaire de celle de la zone d'accostage.
Dans les véhicules automobiles, on trouve ce type de liaison notamment dans: les bras de suspension, de tels bras pouvant relier le support d'une roue (avant ou arrière) d'un véhicule à la caisse du véhicule ou à un berceau fixé à la caisse; l'élément de liaison (ou traverse) d'un essieu.
Les bras de suspension concernés sont en particulier, mais non exclusivement les bras de type boomerang (appelés ainsi pour leur similitude de forme avec un boomerang).
Un bras de suspension de ce type est illustré par la figure 1. Tel que cela apparaît, un tel bras 1 est généralement défini par trois points caractéristiques désignés par les lettres A, B, E. Tel qu'illustré, la rotation du bras autour de l'axe X est permise notamment grâce à une liaison à pivotement entre le bras et le berceau (ou entre le bras et la caisse), cette liaison étant assurée au point A, par une douille 2.
Le plus souvent, ces bras sont réalisés en tôle et présentent une structure monotôle ou bicoquille. Généralement, de tels bras en tôle sont mis en forme par une technique d'emboutissage.
Lorsque l'architecture du véhicule le permet, les bras de suspension sont pourvus, au point A, de collets de réception d'une douille.
Toutefois, cet agencement nécessite un espace qui n'est pas toujours compatible avec les contraintes imposées par les constructeurs de véhicules automobiles, qui tendent dans certains cas à limiter l'espace disponible au point A. Un autre type de liaison, sous forme de zone d'accostage, plus adapté à un espace restreint au point A, est alors mis en oeuvre.
La figure 2 illustre une telle zone d'accostage 11 d'une douille sur un bras monotôle 1.
Tel que cela apparaît, cette zone d'accostage est formée par deux bords incurvés 111, définissant ensemble un berceau de forme adaptée à la périphérie de la douille.
Une technique connue pour obtenir ces bords incurvés 111 consiste à réaliser une découpe correspondante à ces bords dans le flan de tôle à plat (avant emboutissage), puis à emboutir le bras.
A l'issue de l'emboutissage du bras, les bords 111 occupent la position telle qu'illustrée par la figure 2, et offrent chacun un appui essentiellement linéaire.
Cette technique, quoique largement utilisée, présente quelques inconvénients.
En premier lieu, une telle technique implique clairement une étape de découpe, qui implique des coûts d'exploitation et d'outillage tendant à augmenter le prix de revient du bras de suspension.
De plus, cette technique ne permet pas d'obtenir une précision toujours satisfaisante. En effet, les techniques de découpe traditionnelles engendrent généralement des imprécisions (sauf à recourir à des techniques de haute précision dont les coûts d'exploitation sont alors rédhibitoires).
En outre, avec la technique d'emboutissage, on observe classiquement une dispersion de l'ordre de 15/100' sur l'épaisseur de la tôle. En d'autres termes, on observe des variations des formes embouties, ces variations s'avérant difficilement maîtrisables.
Il en résulte que les bords cintrés de la zone d'accostage présentent une forme qui ne correspond pas parfaitement à celle de la douille devant être soudée sur le bras. Il en résulte que la jonction entre ces bords cintrés et la douille peut présenter des défauts qui sont préjudiciables à la tenue des cordons de soudure déposés à cette jonction.
Une autre technique consiste à réaliser les découpes correspondant aux bords incurvés de la zone d'accostage après l'opération d'emboutissage.
Pour cela, on utilise une presse d'emboutissage particulière intégrant un mécanisme connu en soit de découpe à cames actionnant des outils de détourage.
Toutefois, cette technique de découpe entraîne également des imprécisions, cette fois de l'ordre du 1/10e de millimètre.
Pour les raisons évoquées précédemment, une telle imprécision peut là encore nuire à la tenue des cordons de soudure rapportés entre la zone d'accostage et la douille.
En outre, cette technique de découpe à cames permet uniquement de découper selon une approche transversale des outils par rapport à la direction d'emboutissage. De ce fait, le bord qui surplombe la zone d'accostage ne peut être découpé par cette technique.
Aussi, pour pallier ce problème, on prévoit de faire bailler ce bord supérieur, de façon qu'il n'interfère pas avec la zone d'accostage. En d'autres termes, on prévoit d'écarter ce bord de la zone d'accostage de telle sorte qu'un jour apparaisse entre ce bord et la douille lorsque celle-ci est placée dans la zone d'accostage.
Bien entendu, ceci ôte la possibilité de déposer un cordon de soudure entre ce bord et la douille, sauf à combler un tel jour, ce qui impliquerait une opération fastidieuse et coûteuse.
Le problème de la liaison entre une zone d'accostage et un élément à souder dans cette zone d'accostage tel que cela vient d'être décrit, peut être transposé à d'autres organes de liaison.
C'est le cas par exemple de certaines traverses d'essieu, formant éléments de liaison entre deux bras longitudinaux. En effet, les traverses à section ouverte, telles que celles utilisées dans les essieux souples, présentent à leurs extrémités des zones d'accostage comparables à celles des bras de suspension décrites précédemment.
Or, ces traverses sont traditionnellement réalisées à partir d'une tôle mise en forme par une technique de pliage, essentiellement en raison du faible coût de cette technique. Toutefois, il peut être intéressant d'utiliser la technique de l'emboutissage pour la fabrication des traverses, en particulier si certaines formes particulières ne peuvent être obtenues par la technique du pliage.
La réalisation des zones d'accostage de la traverse est alors l'objet de problèmes similaires à ceux évoqués précédemment concernant les bras de suspension.
Ces problèmes sont même accentués par le fait que les contraintes s'exerçant sur une traverse sont telles que les liaisons soudées entre cette traverse et les bras longitudinaux de l'essieu doivent présenter une résistance qui ne peut souffrir des effets indésirables dus aux imprécisions mentionnées précédemment.
L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur.
Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une technique pour réaliser une zone d'accostage sur un organe de liaison qui permette d'améliorer la tenue de cordons de soudure liant cet organe à un élément placé dans la zone d'accostage en question.
L'invention a également pour objectif de fournir un tel organe de liaison qui puisse être obtenu plus simplement et de façon moins coûteuse que les organes similaires de l'art antérieur.
L'invention a aussi pour objectif de fournir un tel organe de liaison qui soit simple de conception et facile à mettre en oeuvre.
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un organe de liaison en tôle pour véhicule automobile, présentant une section ouverte au moins au voisinage de l'une de ses extrémités, destiné à être soudé avec au moins un élément présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage prévue à ladite extrémité dudit organe de liaison, caractérisé en ce que ladite zone d'accostage comprend au moins une surface d'accostage s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément.
On obtient donc une zone d'accostage formant une surface réceptrice offrant une meilleure qualité de contact avec l'élément à souder comparé aux deux bords cintrés distants (offrant chacun des contacts essentiellement linéaires) selon l'art antérieur.
En outre, comme cela va apparaître plus clairement par la suite, une telle surface d'accostage permet de déposer davantage de soudures sur l'élément à souder, les contacts de celui-ci avec la zone d'accostage étant plus étendus qu'avec les solutions traditionnelles.
Avantageusement, ladite surface s'étend à partir de la section ouverte de façon à fermer ladite extrémité dudit organe.
De cette façon, la surface d'accostage est formée d'un seul tenant avec les parois de la section ouverte de l'organe de liaison, ce qui assure une bonne rigidité à l'ensemble.
Préférentiellement, ladite surface s'étend de façon à épouser environ un quart de la périphérie de ladite portion.
Ainsi, la surface d'accostage est suffisamment étendue pour assurer une liaison satisfaisante avec l'élément à souder, ceci tout en présentant une étendue limitée qui n'entraîne pas d'augmentation importante de quantité de matière (et donc de poids de l'organe) et qui peut être obtenue simplement tel que cela va être explicité par la suite.
Selon une solution avantageuse, l'organe de liaison est soudé avec ladite portion dudit élément par l'intermédiaire d'au moins trois cordons de soudure, dont au moins deux cordons selon la périphérie de ladite portion et au moins un cordon supérieur sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de ladite portion.
Selon une solution avantageuse, l'organe de liaison est réalisé par emboutissage, y inclut ladite surface d'accostage.
Un organe de liaison selon l'invention peut donc être obtenu de façon particulièrement simple et de façon peu coûteuse.
Selon une première application avantageuse, l'organe de liaison est constitué d'un bras de suspension pour une roue d'un véhicule automobile et en ce que ledit élément est une douille.
Dans ce cas, l'organe de liaison est préférentiellement constitué d'un bras de suspension de type boomerang monotôle ou bi-coquille.
Selon une deuxième application avantageuse, l'organe de liaison est constitué par une traverse d'un essieu reliant deux bras longitudinaux et en ce que ledit élément est un desdits bras longitudinaux.
L'invention concerne aussi un ensemble formé par un organe de liaison en tôle pour véhicule automobile, présentant une section ouverte au moins au voisinage de l'une de ses extrémités, soudé avec au moins un élément présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage prévue à ladite extrémité dudit organe de liaison, ladite zone d'accostage comprenant au moins une surface d'accostage s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément.
Avantageusement, ledit élément est soudé sur ladite surface d'accostage par au moins trois cordons de soudure, dont au moins deux cordons selon la périphérie de ladite portion et au moins un cordon supérieur sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de ladite portion.
On note que la liaison soudée d'un tel ensemble présente une tenue améliorée, ceci notamment grâce au troisième cordon supérieur qui peut être déposé simplement et directement du fait du contact qu'offre la surface d'accostage avec l'élément à souder.
Préférentiellement, ladite soudure entre ledit élément et ladite surface d'accostage comprend au moins un quatrième cordon de soudure sensiblement parallèle audit cordon supérieur.
Un tel quatrième cordon de soudure contribue bien entendu à améliorer la tenue de la liaison entre l'organe de liaison et l'élément soudé. Ceci est permis grâce à la surface d'accostage selon l'invention, qui offre un contact entre l'organe de liaison et l'élément étendu par rapport à l'art antérieur, notamment dans une zone correspondant à une absence de contact avec les zones d'accostage classiques.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un organe de liaison en tôle présentant au moins au voisinage de l'une au moins de ses extrémités une section ouverte, destiné à être soudé avec au moins un élément présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage dudit organe de liaison, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de formation d'au moins une surface d'accostage s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément.
Préférentiellement, ladite étape de formation est réalisée par emboutissage.
L'invention concerne aussi une matrice d'emboutissage destinée à emboutir un organe de liaison en tôle présentant au moins au voisinage de l'une au moins de ses extrémités une section ouverte, destiné à être soudé avec au moins un élément présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage dudit organe de liaison, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de formation d'au moins une surface d'accostage s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément.
L'invention concerne encore un véhicule équipé d'au moins un organe de liaison en tôle tel que décrit précédemment.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 est une vue d'un bras de suspension monotôle selon l'art antérieur; la figure 2 est une vue de détail d'une zone d'accostage du bras de suspension illustré par la figure 1; la figure 3 est une vue de détail d'une zone d'accostage selon l'invention; les figures 4 et 5 sont chacune une vue d'une douille soudée sur une zone d'accostage selon l'invention, selon différents angles de vue.
Tel que mentionné précédemment, le principe de l'invention consiste à réaliser sur un organe de liaison en tôle destiné à être solidarisé par soudage à un élément tel qu'une douille ou un bras longitudinal d'essieu, une zone d'accostage surfacique dont la forme épouse partiellement l'élément à souder.
Ceci est illustré par la figure 3 qui montre une extrémité (correspondant au point A d'un bras boomerang tel qu'indiqué précédemment) d'un bras de suspension 3 monotôle, de type boomerang, un tel bras présentant un plan 31 se prolongeant latéralement par des bords tombés.
Un tel bras forme un corps creux à section ouverte et est réalisé par emboutissage.
Selon l'invention, ce bras 3 présente une zone d'accostage surfacique 33 destinée à recevoir une douille 2, la surface de la zone d'accostage 33 étant formée de façon à épouser la forme cylindrique de la douille.
Selon le présent mode de réalisation, la surface 33 de la zone d'accostage s'étend sensiblement transversalement aux bords tombés 32, formant une fermeture d'extrémité du bras monotôle.
Tel que cela apparaît, la surface 33 de la zone d'accostage s'étend angulairement sur environ 90 et offre donc une surface de contact pour environ un quart de la périphérie de la douille 2.
Les figures 4 et 5 illustrent un bras de suspension tel que celui qui vient d'être décrit, sur la zone d'accostage duquel une douille 2 a été soudée.
Tel que cela apparaît, la liaison est assurée par quatre cordons de soudure: deux cordons périphériques 21; - un cordon supérieur 22, s'étendant selon une génératrice de la douille 2; un cordon inférieur 23, s'étendant selon une autre génératrice de la douille 2, au voisinage de la bordure inférieure de la zone d'accostage 33.
Comme indiqué précédemment, un tel bras de suspension est obtenu par emboutissage, à l'aide d'une matrice incluant des moyens de formation de la surface d'accostage 33.
On note que l'invention peut de façon similaire s'appliquer à une traverse d'un essieu souple présentant une section ouverte (par exemple en U ou en V ), et devant relier deux bras longitudinaux.
Plus généralement, l'invention s'applique à tout organe de liaison en tôle présentant une section ouverte à l'une de ses extrémités et destiné à être soudé avec un élément dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage prévue à ladite extrémité de cet organe de liaison.

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Organe de liaison en tôle pour véhicule automobile, présentant une section ouverte au moins au voisinage de l'une de ses extrémités, destiné à être soudé avec au moins un élément (2) présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage prévue à ladite extrémité dudit organe de liaison, caractérisé en ce que ladite zone d'accostage comprend au moins une surface d'accostage (33) s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément (2).
2. Organe de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface (33) s'étend à partir de la section ouverte de façon à fermer ladite extrémité dudit organe.
3. Organe de liaison selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite surface s'étend de façon à épouser environ un quart de la périphérie de ladite portion.
4. Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est réalisé par emboutissage, y inclut ladite surface d'accostage (33).
5. Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un bras de suspension (3) pour une roue d'un véhicule automobile et en ce que ledit élément est une douille (2).
6. Organe de liaison selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un bras de suspension de type boomerang monotôle ou bicoquille.
7. Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est constitué par une traverse d'un essieu reliant deux bras longitudinaux et en ce que ledit élément est un desdits bras longitudinaux.
S. Ensemble formé par un organe de liaison en tôle pour véhicule automobile, présentant une section ouverte au moins au voisinage de l'une de ses extrémités, soudé avec au moins un élément (2) présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage prévue à ladite extrémité dudit organe de liaison, caractérisé en ce que ladite zone d'accostage comprend au moins une surface d'accostage (33) s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément (2).
9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit élément (2) est soudé sur ladite surface d'accostage (33) par au moins trois cordons de soudure (21), (22), dont au moins deux cordons (21) selon la périphérie de ladite portion et au moins un cordon (22) supérieur sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de ladite portion.
10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite soudure entre ledit élément (2) et ladite surface d'accostage comprend au moins un quatrième cordon de soudure (23) sensiblement parallèle audit cordon supérieur (22).
11. Procédé de fabrication d'un organe de liaison en tôle présentant au moins au voisinage de l'une au moins de ses extrémités une section ouverte, destiné à être soudé avec au moins un élément présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage dudit organe de liaison, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de formation d'au moins une surface d'accostage s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément.
12. Procédé de fabrication selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite étape de formation est réalisée par emboutissage.
13. Matrice d'emboutissage destinée à emboutir un organe de liaison en tôle présentant au moins au voisinage de l'une au moins de ses extrémités une section ouverte, destiné à être soudé avec au moins un élément présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage dudit organe de liaison, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de formation d'au moins une surface d'accostage s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément.
14. Véhicule automobile équipé d'au moins un organe de liaison en tôle présentant au moins au voisinage de l'une au moins de ses extrémités une section ouverte, destiné à être soudé avec au moins un élément présentant au moins une portion dont la périphérie est complémentaire d'une zone d'accostage dudit organe de liaison, caractérisé en ce que ladite zone d'accostage comprend au moins une surface d'accostage s'étendant essentiellement transversalement par rapport à ladite section ouverte et présentant une forme destinée à épouser ladite portion dudit élément.
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