FR2956360A1

FR2956360A1 - Bras oscillant transversal et procede de fabrication d'un bras oscillant transversal

Info

Publication number: FR2956360A1
Application number: FR1150253A
Authority: FR
Inventors: Florian Hessing; Stephan Meyer; Oliver Mielke
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2011-08-19
Anticipated expiration: 2031-01-12
Also published as: IT1403381B1; FR2956360B1; US8388000B2; ITRM20100671A1; JP2011162188A; US20110198821A1; DE102010007944A1

Abstract

La présente invention concerne un bras oscillant transversal (1) destiné à être disposé sur un essieu d'un véhicule automobile, le bras oscillant transversal (1) étant fabriqué comme un composant en tôle d'un seul tenant à partir d'une platine de tôle et présentant une zone de corps de base (2) avec trois zones de palier (3a, 3b, 3c) réalisées sur la zone du corps de base (2), cette dernière présentant deux bras (4) et un plan du corps de base étant défini par les bras (4). Dans au moins une zone de palier (3c) est réalisé un logement de palier (5) de sorte qu'il présente deux ouvertures de réception (6) situés chacune dans un plan d'ouverture respectif qui est sensiblement perpendiculaire au plan du corps de base et espacé de l'autre plan d'ouverture. La présente invention concerne aussi un procédé de fabrication du bras oscillant transversal (1) comme composant en tôle d'un seul tenant, le bras oscillant transversal (1) présentant une zone de corps de base (2).

Description

BRAS OSCILLANT TRANSVERSAL ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN BRAS OSCILLANT TRANSVERSAL

La présente invention concerne un bras oscillant transversal destiné à être disposé sur un essieu d'un véhicule automobile, le bras oscillant transversal étant fabriqué comme un composant en tôle d'un seul tenant à partie d'une platine de tôle et présentant une zone de corps de base avec trois zones de palier réalisées sur la zone de corps de base, cette dernière présentant deux bras et un plan de corps de base défini par les bras. La présente invention concerne en outre un procédé de fabrication d'un bras oscillant transversal selon les caractéristiques suivantes. Le bras oscillant transversal est fabriqué comme un composant en tôle d'un seul tenant à partir d'une platine de tôle et le bras oscillant transversal se compose d'une zone de corps de base avec des zones de palier s'étendant sur ladite zone de corps de base. Dans une zone de palier est fabriqué un logement de palier pour un palier par façonnage de la platine de tôle dans un outil de façonnage, le logement de palier présentant deux ouvertures de réception se trouvant chacune dans un plan d'ouverture respectif, les plans d'ouverture se trouvant à une distance l'un par rapport à l'autre et respectivement sensiblement perpendiculaires au plan du corps de base. Dans le domaine de la construction automobile, les bras oscillants transversaux servent au guidage et à la direction des roues. Le bras oscillant transversal établit d'un côté la liaison avec l'ensemble de palier de la roue et de l'autre côté la liaison avec le châssis du véhicule. L'ensemble de palier comporte aussi, outre le palier de roue et l'arbre de transmission, entre autres, un palier de pivotement, une liaison avec la fusée d'essieu et avec une rotule de pivot de fusée, avec la barre d'accouplement ainsi que d'autres éléments pour la direction, l'entraînement, la suspension et le freinage du véhicule.

En marche du véhicule, le bras oscillant transversal est soumis à de nombreuses sollicitations. Aussi, plus d'un bras oscillant transversal est souvent prévu par roue. Il est possible de remédier à cette sollicitation importante du bras oscillant transversal avec une construction particulièrement solide et stable. Une telle construction signifie toutefois aussi souvent un poids élevé, ce qui entraîne une augmentation de la consommation en carburant.

Une conception optimisée en termes de poids est possible grâce à des matériaux présentant une résistance particulièrement très élevée ou grâce à la combinaison de différents matériaux. En particulier, les zones de liaison de palier très sollicitées peuvent se composer de pièces moulées ou de composants fraisés qui sont reliés à un corps de base en tôle d'acier. La construction hybride présente toutefois l'inconvénient que les composants individuels doivent être assemblés les uns avec les autres, ce qui se répercute défavorablement sur les coûts de production. En particulier la résistance à la fatigue d'un bras oscillant transversal et ainsi la sécurité du véhicule constituent un autre point essentiel devant être pris en compte lors de la construction et la conception d'un bras oscillant transversal. Des zones de liaison entre différents composants d'un bras oscillant transversal hybride doivent être conçues particulièrement soigneusement. La présente invention a pour objectif de mettre à disposition un bras oscillant transversal qui présente un faible poids et une productibilité particulièrement simple pour une résistance à la fatigue simultanément élevée. En outre, un procédé de fabrication économique d'un tel bras oscillant transversal doit être proposé . L'objectif de l'invention est atteint par les caractéristiques suivantes appliquées à un bras oscillant transversal du type défini ci-dessus. Une zone de palier possède un logement de palier qui présente deux ouvertures de réception, les ouvertures de réception se trouvant chacune dans un plan d'ouverture respectif et les plans d'ouverture se trouvant à une distance l'un par rapport à l'autre et sensiblement perpendiculaires au plan du corps de base. L'objectif du procédé de fabrication est atteint par les caractéristiques suivantes. Le bras oscillant transversal est fabriqué comme un composant en tôle d'un seul tenant à partir d'une platine de tôle et le bras oscillant transversal se compose d'une zone de corps de base avec des zones de palier reposant sur ladite zone de corps de base. Dans une zone de palier est fabriqué un logement de palier pour un palier par façonnage de la platine de tôle dans un outil de façonnage, le logement de palier présentant deux ouvertures de réception se trouvant chacune dans un plan d'ouverture respectif, les plans d'ouverture se trouvant à une distance l'un par rapport à l'autre et respectivement sensiblement perpendiculaires au plan du corps de base. Des variantes de réalisation avantageuses sont présentées ci-dessous.

Dans une variante de réalisation, un logement de palier est réalisé sur un bras oscillant transversal dans une zone de palier. Ce logement est fabriqué d'un seul tenant avec le bras oscillant transversal lors d'une étape de production. Le logement de palier présente au moins une ouverture de réception située dans un plan d'ouverture qui se trouve sensiblement perpendiculaire au plan de corps de base. L'ouverture de réception est réalisée de sorte qu'elle présente en section transversale un contour intérieur circulaire, dans lequel un palier peut être disposé. En particulier, le palier peut être enfoncé dans l'ouverture de réception. Le composant en tôle fabriqué d'un seul tenant avec le logement de palier peut être fabriqué économiquement et possède une résistance à la fatigue élevée pour un poids de composant faible. La fabrication d'un bras oscillant transversal destiné à être disposé sur un essieu d'un véhicule automobile est effectuée dans un outil de façonnage, le bras oscillant transversal étant fabriqué comme un composant en tôle d'un seul tenant à partir d'une platine de tôle. Le bras oscillant transversal se compose d'une zone de corps de base avec des zones de palier contiguës, un logement de palier étant fabriqué dans une zone de palier pour un palier par façonnage de la platine de tôle dans un outil de façonnage. Le logement de palier présente au moins une ouverture de réception se trouvant dans un plan d'ouverture qui est sensiblement perpendiculaire au plan du corps de base. Dans une variante de réalisation préférée, la zone de palier présente deux ouvertures de réception, qui se font face à distance directement et parallèlement. Les deux logements de palier avec respectivement une ouverture de réception permettent une réception de force particulièrement élevée par le palier. Les deux logements de palier introduisent les forces sur une zone de transition dans le bras oscillant transversal. La zone de transition peut présenter des géométries de raidissement pour renforcer davantage la zone de palier. Celles-ci sont par exemple réalisées sous la forme de moulures ou cavités et s'étendent de la zone de transition à la zone du corps de base.

La disposition de deux logements de palier permet aussi un blocage de rotation amélioré du bras oscillant transversal dans la zone de liaison. Une disposition à symétrie axiale, c'est-à-dire d'alignement des ouvertures de réception, doit être entendue par ouvertures de réception parallèlement et directement opposées dans le cadre de l'invention. Pour un palier à enfoncer, il est particulièrement important que la douille d'enfoncement vienne en correspondance avec des ouvertures de réception en alignement afin de pouvoir être insérée facilement pendant le processus de production. La symétrie axiale est en outre importante pour le positionnement du palier. Dans une variante de réalisation particulièrement préférée, le logement de palier présente à cet effet une ouverture de réception avec un contour intérieur rond. Le palier enfoncé est par exemple un palier hydraulique ou un palier en un matériau élastomère. Ce palier est disposé dans un sens d'installation horizontal en raison de l'agencement perpendiculaire du plan d'ouverture du logement de palier par rapport au plan de corps de base. Le sens de rotation du palier ainsi relié au bras oscillant transversal se trouve sensiblement dans un plan défini par les axes X et Y du système de coordonnées du véhicule, l'axe X étant orienté dans le sens de la marche et l'axe Y transversalement au sens de la marche. Selon la variante d'agencement du bras oscillant transversal et le sens de rotation prescrit avec celle-ci, l'axe de rotation du palier est disposé dans un angle compris en particulier entre 0 et 60 ° non seulement par rapport au plan X/Y mais aussi par rapport au plan du corps de base. L'angle est variable. De préférence, l'ouverture de réception présente un collet. Le collet peut être fabriqué particulièrement simplement dans un processus de production. Le collet présente de préférence une zone de transition arrondie par rapport au plan de corps de base. Lors de l'enfoncement d'un palier, il sert en outre d'aide au centrage pour le processus d'enfoncement du palier. Le collet lui-même sert de surface de logement de palier. Il est possible d'enfoncer un palier avec une douille de palier extérieure ou aussi de configurer le collet de manière correspondante en longueur de sorte que celui-ci serve lui-même de coussinet. Les collets de deux ouvertures de réception sont de préférence disposés orientés dans le même sens ou dans des sens opposés. Des collets disposés dans le même sens présentent l'avantage de pouvoir être fabriqués pendant le processus de production à l'aide d'un mandrin de façonnage. En même temps, un positionnement est effectué et ainsi, une symétrie axiale particulièrement précise des ouvertures de réception est respectée. Un calibrage séparé pour l'orientation d'alignement peut être supprimé. En cas de collets disposés en sens opposés, une forme de construction particulièrement compacte peut être réalisée si les collets sont tournés vers l'intérieur.

Des collets tournés vers l'extérieur permettent un guidage de palier particulièrement précis pour le logement d'un palier large par rapport à la zone de réception. Un autre avantage de la présente invention se produit de par l'approche de résolution technique en ce qui concerne le procédé du présent objectif. Le logement de palier est fabriqué d'un seul tenant avec le bras oscillant transversal par façonnage d'une platine de tôle dans un outil de façonnage. Cela offre en particulier l'avantage que le bras oscillant transversal ainsi fabriqué peut être fabriqué particulièrement économiquement, étant donné qu'il ne nécessite pour son processus de façonnage entier qu'un serrage d'outil.

De préférence, la platine de tôle présente, pour la fabrication de la zone de palier, deux branches, dans lesquelles des collets peuvent être introduits pour le logement d'un palier. Dans une étape technique de préproduction, un matriçage de la platine de tôle est possible pour la réalisation des ouvertures de réception. Celles-ci ne peuvent être que matricées tout d'abord mais aussi être réalisées directement dans la machine-outil avec un passage vers le collet. Dans une variante de réalisation, les branches sont cintrées et/ou repliées par l'outil de façonnage. Le bras oscillant transversal peut être fabriqué avec un serrage d'outil sur la platine de tôle et en même temps la zone de palier ainsi reliée d'une seule pièce avec le logement de palier. Pour le procédé décrit ici, il s'agit de la fabrication d'une zone de palier individuelle avec deux logements de palier qui présentent chacun une ouverture de réception respective. La branche repliée et/ou cintrée présente dans la zone de palier une section transversale sensiblement en forme de U. L'épaisseur de paroi du composant en tôle est variable et peut par conséquent être différente par endroits.

Dans un autre mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, l'outil de façonnage ou un outil supplémentaire façonne les branches de telle manière que les ouvertures de réception des logements de palier se font face sensiblement parallèlement. Les logements de palier opposés sensiblement parallèlement ont des ouvertures de réception se trouvant symétriques par rapport à l'axe de par cette étape de procédé, pour l'enfoncement d'un palier ou d'une douille de palier. Dans le cas du façonnage des branches avec l'outil de façonnage et des ouvertures de réception précédemment introduites ou collets, il faut repasser avec un gabarit de positionnement. Lors du façonnage des branches avec l'outil de façonnage et l'introduction des ouvertures de réception et collets à l'aide de l'outil supplémentaire, ce dernier correspond dans ce cas à un gabarit de positionnement. La fabrication peut être effectuée par façonnage à froid et traitement thermique consécutif du composant en tôle façonné ou aussi par façonnage à chaud et trempe à la presse. Les logements de palier sont trempés dans le processus de trempe d'un seul tenant sur la zone de transition avec le corps de base. Une rigidité particulièrement élevée du bras oscillant transversal est obtenue par là-même. D'autres avantages, caractéristiques, propriétés et aspects de la présente invention ressortent de ce qui suit, des modes de réalisation préférés à l'aide des dessins schématiques. Ceux-ci servent à une meilleure compréhension de l'invention. La figure 1 représente une vue en élévation en perspective d'un bras oscillant transversal selon l'invention et la figure 2 représente une section transversale axisymétrique d'un logement de palier selon l'invention.

Sur les figures, les mêmes références sont utilisées pour des parties identiques ou similaires, des avantages correspondants ou comparables étant obtenus même si toute répétition est supprimée pour des raisons de simplification. La figure 1 représente une vue en élévation en perspective d'un bras oscillant transversal 1 selon l'invention qui présente une zone de corps de base 2 et trois zones de palier 3a, 3b, 3c. Le bras oscillant transversal 1 présente essentiellement deux bras 4 qui définissent un plan de corps de base non représenté sur la figure 1, dans lequel se trouve la zone de corps de base 2 du bras oscillant transversal 1. Les bras 4 peuvent présenter, comme représenté ici, des moulures, des cavités ou des ouvertures pour le renforcement et le raidissement de la zone du corps de base 2.

Les zones de palier 3a, 3b, 3c se trouvent dans le plan d'image sur le côté supérieur et sur le côté gauche et le côté droit du bras oscillant transversal 1. Les zones de palier 3a, 3b, 3c sur le côté gauche et le côté droit servent par exemple au logement d'articulations sphériques non représentées ici. La zone de palier 3c sur le côté supérieur de la figure a été fabriquée selon l'invention avec le processus de façonnage du bras oscillant transversal 1. Il ne s'agit pas pour la zone de palier 3c d'un composant séparé. La zone de palier 3c présente dans la variante de réalisation représentée ici deux logements de palier 5. Les logements de palier 5 ont respectivement un contour extérieur rond ainsi qu'une ouverture de réception circulaire 6 qui possèdent pour la réception d'un palier, un contour intérieur circulaire 7 (figure 2). Les logements de palier 5 sont reliés par une zone de transition 8 au corps de base du bras oscillant transversal 1. La zone de transition 8 s'étend en entonnoir de la zone du corps de base 2 à la zone de palier 3 et présente en section transversale essentiellement une forme de U. Cette variante de réalisation de la zone de transition 8 permet une réception particulièrement bonne des forces de palier dans la zone du corps de base 2 étant donné qu'en raison du tracé en forme d'entonnoir, aucune pointe de tension n' apparaît.

La figure 2 représente une section transversale de la zone de palier 3c supérieure représentée sur la figure 1 avec les deux logements de palier 5 à distance A l'un de l'autre. Le plan de section transversale passe par l'axe de rotation du palier, vu depuis la zone du corps de base 2. Il faut reconnaître que les ouvertures de réception 6 réalisées dans la zone de palier 3c sont réalisées comme des collets 9.

Dans la variante de réalisation représentée ici, les collets 9 présentent des sens opposés, les collets 9 étant réalisés de manière à se rejoindre. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Liste des numéros de référence : 1 - Bras oscillant transversal 2 - Zone de corps de base 3a - Zone de palier 3b - Zone de palier 3c - Zone de palier 4 - Bras 5 - Logement de palier 6 - Ouverture de réception 7 - Contour intérieur 8 - Zone de transition 9 - Collet A - Distance

Claims

REVENDICATIONS1. Bras oscillant transversal (1) destiné à être disposé sur un essieu d'un véhicule automobile, le bras oscillant transversal (1) étant fabriqué comme un composant en tôle d'un seul tenant à partir d'une platine de tôle et présentant une zone de corps de base (2) avec trois zones de palier (3a, 3b, 3c) réalisées sur la zone du corps de base (2), cette dernière présentant deux bras (4) et un plan du corps de base étant défini par les bras (4), caractérisé en ce qu'une zone de palier (3c) possède un logement de palier (5) qui présente deux ouvertures de réception (6), les ouvertures de réception (6) se trouvant chacune dans un plan d'ouverture respectif et les plans d'ouverture se trouvant à une distance (A) l'un par rapport à l'autre et sensiblement perpendiculaires au plan du corps de base.
2. Bras oscillant transversal selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture de réception (6) présente un contour intérieur circulaire (7).
3. Bras oscillant transversal selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ouverture de réception (6) présente un collet (9).
4. Bras oscillant transversal selon la revendication 3, caractérisé en ce que les collets (9) sont disposés orientés dans le même sens ou dans des sens opposés.
5. Procédé de fabrication d'un bras oscillant transversal (1) destiné à être disposé sur un essieu d'un véhicule automobile, le bras oscillant transversal (1) étant fabriqué comme un composant en tôle d'un seul tenant à partir d'une platine de tôle et le bras oscillant transversal (1) se composant d'une zone de corps de base (2) avec des zones de palier (3a, 3b, 3c) s'étendant sur ladite zone de corps de base, et un logement de palier (5) étant fabriqué dans une zone de palier (3c) pour un palier par façonnage de la platine de tôle dans un outil de façonnage, le logement de palier (5) présentant deux ouvertures de réception (6) se trouvant chacune dans un plan d'ouverture respectif, les plans d'ouverture se trouvant à une distance (A) l'un par rapport à l'autre et respectivement sensiblement perpendiculaires au plan du corps de base.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la platine de tôle présente, pour la fabrication des logements dans la zone de palier (3c), deux branches, dans lesquelles des collets (9) sont introduits pour le logement d'un palier.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les branches sont cintrées et/ou repliées par l'outil de façonnage.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'outil de façonnage ou un outil supplémentaire façonne les branches de sorte que des ouvertures de réception (6) du logement de palier (5) se font face sensiblement parallèlement.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le façonnage est réalisé par façonnage à froid avec traitement thermique consécutif ou 15 par façonnage à chaud avec trempe à la presse.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le façonnage des logements de palier (5) est effectué à l'aide d'un outil supplémentaire alors que le composant en tôle se trouve soumis à un serrage dans l'outil de 20 façonnage.