FR2991610A1

FR2991610A1 - Bras de suspension d'une roue

Info

Publication number: FR2991610A1
Application number: FR1255428A
Authority: FR
Inventors: Bruno Cadet
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2013-12-13

Abstract

Bras de suspension (1) d'une roue à la caisse d'un véhicule automobile comprenant un élément de base (2) en acier et un élément (3) constitué d'un matériau léger, surmoulé sur l'élément de base, dans lequel l'élément de base (2) est conçu selon un modèle de répartition des contraintes physiques dans le bras de suspension lors du fonctionnement et l'élément (3) en matériau léger remplace l'acier aux emplacements soumis à de moindres contraintes physiques lors du fonctionnement.

Description

BRAS DE SUSPENSION D'UNE ROUE La présente invention concerne un bras de suspension d'une roue à la caisse d'un véhicule automobile comprenant un élément de base en acier et un élément constitué d'un matériau léger, surmoulé sur l'élément 5 de base. Elle concerne plus particulièrement un bras assurant la liaison entre la caisse d'un véhicule et une roue de ce véhicule. Un tel bras de suspension est connu du document US 2010/0084834 Al. Ce bras de suspension est conçu pour de petits véhicules et ses 10 composants en tôle estampée et en plastique ne peuvent pas garantir la raideur exigée pour répondre aux sollicitations relevées d'un véhicule plus lourd. C'est le but de la présente invention de proposer un bras de suspension d'une roue à la caisse d'un véhicule automobile avec une 15 masse réduite et allégée qui réponde en même temps aux sollicitations relevées du véhicule et présente une excellente raideur. C'est l'objet de la présente invention de proposer un bras de suspension d'une roue à la caisse d'un véhicule automobile comprenant un élément de base en acier et un élément constitué d'un matériau léger, 20 surmoulé sur l'élément de base, dans lequel l'élément de base est conçu selon un modèle de répartition des contraintes physiques dans le bras de suspension lors du fonctionnement et l'élément constitué d'un matériau léger remplace l'acier aux emplacements soumis à de moindres contraintes physiques en mode de fonctionnement. 25 Selon un mode de réalisation préféré, le bras de suspension présente la forme d'un bras coudé fixé à la caisse en des points de fixation situés près du coude et à une extrémité du bras et avec un autre point de fixation pour le support de roue situé à l'autre extrémité du bras.

Avantageusement, l'élément de base en acier regroupe les points de fixation sur le côté du bras faisant face à la roue. De préférence, l'élément de base comprend une partie plate qui se trouve dans le plan du bras coudé et un bord relevé.

De préférence, l'élément surmoulé comprend le point de fixation situé dans la partie coudée du bras et s'étend à proximité des deux autres points de fixation. L'élément de base peut comprendre différentes structures qui permettent d'augmenter l'adhérence de l'élément surmoulé sur l'élément 10 de base. Ces différentes structures pour augmenter l'adhérence peuvent se présenter sous la forme de trous percés dans la partie plate de l'élément de base. Selon un mode de réalisation préféré, le bras coudé est un triangle 15 avant pour la suspension des roues avant du véhicule. De préférence, le modèle de répartition des contraintes physiques tient compte du freinage, des efforts associés à un virage pendant le fonctionnement du véhicule et de la raideur exigée du bras de suspension. Avantageusement, l'élément de base est fabriqué en acier forgé. 20 Un mode de réalisation d'un bras de suspension selon l'invention va être décrit ci-dessous complété par des figures annexées, dans lesquelles: Fig. 1 est une vue en perspective d'un bras de suspension dit triangle avant composé d'un élément de base en acier et d'un élément surmoulé léger; 25 Fig. 2 est une vue en perspective de l'élément de base en acier forgé avant surmoulage; Fig. 3 montre une vue en perspective de la partie centrale du bras coudé vu de dessus. Fig. 1 montre un bras de suspension coudé qui forme un triangle avant d'un véhicule automobile. Le bras de suspension 1 comporte un élément 5 de base 2 dont on voit uniquement sur cette figure son bord relevé 5 et une partie formant un palier 8 pour la fixation E2 à la caisse du véhicule. Un deuxième élément 3 recouvre partiellement l'élément de base 2. Le deuxième élément 3 est surmoulé sur l'élément de base 2 et recouvre en particulier les deux parties droites situées entre le coude du bras de 10 suspension 1 et les points de fixation situés aux extrémités du bras. Ce deuxième élément entoure également un palier au niveau du coude 6 qui définit également un point de fixation E 1 du bras de suspension sur la caisse. Un troisième point de fixation D est défini à l'autre extrémité du bras 15 pour la fixation de la roue au bras 1. La zone recouverte partiellement par le deuxième élément 3 s'étend ainsi entre le point de fixation E 1 et à proximité des deux autres points de fixation D, E2 Fig. 2 montre l'élément de base 2 sans l'élément surmoulé 3. 20 L'élément de base comprend une partie plate 4 et un bord relevé 5 qui se trouve au bord de la face du bras de suspension faisant face à la roue. C'est à cet emplacement où les contraintes maximum sont localisées. Ceci a été préalablement étudié en préparant un modèle de répartition des contraintes physiques dans le bras de suspension en 25 fonctionnement. Ce modèle tient compte de la cinématique du train avant définissant les points caractéristiques et les efforts associés, l'encombrement à respecter, la tenue mécanique à garantir sous des sollicitations élevées qui apparaîtront par exemple pendant le freinage, le virage lorsque le véhicule est en état de fonctionnement, etc. La raideur exigée dans les différentes directions est également un facteur qui entre en jeu lors de la préparation du modèle de répartition des contraintes. Fig. 2 nous montre également des trous 7 qui servent de structure pour assurer une bonne adhérence de l'élément surmoulé 3 sur l'élément 5 de base 2. Fig. 3 montre la partie centrale du bras de suspension. On voit aussi le bord relevé 5 de l'élément de base 2 qui assure une importante raideur du bras entre les points de fixation du coude 6 et E 1 ainsi qu'entre les points de fixation E2 et D. 10 Le bras de suspension selon l'invention permet de réduire sa masse de l'ordre de 18 à 23 % ce qui correspond à un gain de 2 kg par véhicule. L'élément de base 2 est fabriqué en acier en appliquant une technique de forgeage pour obtenir la raideur exigée. Cette technique de forgeage permet de concevoir un triangle subissant des contraintes élevées 15 et présentant un volume compatible avec l'architecture des autres pièces d'un véhicule à forte charge. La technique de forgeage acier permet de plus d'utiliser des matières ayant un coefficient de raideur élevé (de l'ordre de 580 MPa pour un alliage de type MnSiV. 20 Pendant le forgeage, plus on aplatit plus on déforme la pièce, plus la consommation de matière est importante, cette consommation est dénommée mise au mille dans le métier de forgeage. Si on fabrique un bras de suspension en monobloc en acier, le rapport de mise au mille peut être compris entre 1,7 et 1,8. 25 Pour un bras de suspension d'un triangle avant d'un véhicule normal, cela correspond à une consommation d'acier d'environ 8,3 kg.

L'élément de base 2 selon l'invention conduit à un rapport de mise au mille compris entre 1,3 et 1,4 ce qui correspond à 3,9 kg de consommation d'acier. Sur l'application forgeage brut, cela fait un gain de 4,4 kg d'acier, ce qui représente un gain important pour chaque pièce à fabriquer.

Claims

REVENDICATIONS1. Bras de suspension (1) d'une roue à la caisse d'un véhicule automobile comprenant un élément de base (2) en acier et un élément (3) constitué d'un matériau léger, surmoulé sur l'élément de base, caractérisé en ce que l'élément de base (2) est conçu selon un modèle de répartition des contraintes physiques dans le bras de suspension lors du fonctionnement et l'élément (3) en matériau léger remplace l'acier aux emplacements soumis à de moindres contraintes physiques lors du fonctionnement.
2. Bras de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras de suspension présente la forme d'un bras coudé fixé à la caisse en des points de fixation situés près du coude (6) (El) et à une extrémité du bras (E2), avec un autre point de fixation (D) pour le support de roue situé à l'autre extrémité du bras (1). Bras de suspension selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de base (2) en acier regroupe les points de fixation (E2, D) sur le côté du bras (1) faisant face à la roue. Bras de suspension selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de base (2) comprend une partie plate (4) dans le plan du bras coudé et un bord relevé (5). Bras de suspension selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'élément surmoulé (3) comprend le point de fixation (El) situé dans la partie coudée (6) du bras (1) et s'étend à proximité des deux autres points de fixation (D, E2). Bras de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de base (2) comprend des structures qui permettent d'augmenter l'adhérence de l'élément surmoulé (3) sur l'élément de base (2).3. 4. 5. 6.7. Bras de suspension selon la revendication 6, caractérisé en ce que les structures permettant d'augmenter l'adhérence se présentent sous la forme de trous (7) percés dans la partie plate (4) de l'élément de base (2). 8. Bras de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras coudé est un triangle avant pour la suspension des roues avant du véhicule. 9. Bras de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le modèle de répartition des contraintes physiques tient compte du freinage, d'un virage pendant le fonctionnement du véhicule et de la raideur exigée du bras de suspension. 10. Bras de suspension selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de base (2) est en acier forgé.