FR3002297A1 - Procede de realisation par hydroformage d'une biellette de direction allegee - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un organe de liaison rotule (1) pour biellette de direction, ledit organe comprenant un élément d'articulation sphérique (2), qui correspond soit à une sphère (3) formant un élément d'articulation mâle, soit à un palier sphérique formant un élément d'articulation femelle, et qui est fixé sur une tige-pivot (4), ledit procédé comportant au moins une étape (a) d'hydroformage de la tige-pivot au cours de laquelle on met en forme la tige-pivot (4) à partir d'une pièce brute tubulaire (10) en appliquant un fluide (F) sous pression à l'intérieur (101) de ladite pièce brute tubulaire, préalablement placée dans l'empreinte d'un moule, de sorte à provoquer la déformation plastique et la mise en forme par expansion radiale centrifuge (E) de la paroi de ladite pièce tubulaire (10) à l'encontre de l'empreinte dudit moule.

Description

La présente invention concerne le domaine général des biellettes destinées aux organes de liaison au sol de châssis de véhicules, et plus particulièrement de véhicules automobiles, telles que biellettes de direction, biellettes de suspension, ou biellettes de stabilisation destinées au rappel d'une barre antiroulis. Il est connu de longue date d'utiliser des biellettes pour coupler deux organes mécaniques mobiles distants, et plus particulièrement d'employer une biellette de direction pour raccorder d'une part l'extrémité d'une crémaillère de direction, guidée en translation dans un carter de direction et entraînée par une colonne de direction reliée à un volant de conduite, à d'autre part un porte-fusée, monté mobile en azimut (en lacet) sur le châssis, et qui porte une roue directrice du véhicule. De telles biellettes comportent à cet effet une tige-pivot, formée par un rondin métallique capable de transmettre alternativement des efforts de manoeuvre en traction et en compression, ladite tige portant à chacune de ses extrémités un élément d'articulation sphérique, de type sphère ou palier sphérique, qui permet le raccordement de ladite biellette à l'organe mécanique correspondant selon une liaison cinématique de type rotule. Si les biellettes connues donnent généralement entière satisfaction 20 quant à leur comportement mécanique, elles peuvent toutefois présenter certaines limitations. En particulier, les biellettes contribuent nécessairement, par leur poids significatif, à alourdir le châssis du véhicule, au détriment de la tenue de route, des performances, et de la consommation dudit véhicule. 25 En outre, la fabrication de telles biellettes requiert en général une succession d'opérations d'usinage distinctes, dont certaines relèvent d'une grande précision, ce qui rend ladite fabrication relativement longue et coûteuse. Les objets assignés à l'invention visent par conséquent à remédier aux inconvénients susmentionnés et à proposer une nouvelle sorte de biellette 30 à la fois robuste et légère, qui soit facile et peu coûteuse à fabriquer, ainsi qu'un nouveau procédé de fabrication associé, particulièrement économe en matière première, en temps, et en énergie. Les objets assignés à l'invention sont atteints au moyen d'un procédé de fabrication d'un organe de liaison rotule comprenant au moins un 35 élément d'articulation sphérique, correspondant soit à une sphère formant un élément d'articulation mâle, soit à un palier sphérique formant un élément d'articulation femelle, ledit élément d'articulation sphérique étant fixé sur une tige-pivot qui matérialise un axe de pivotement dudit élément d'articulation sphérique, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape (a) d'hydroformage de la tige-pivot au cours de laquelle on met en forme la tige-pivot à partir d'une pièce brute tubulaire en appliquant un fluide sous pression à l'intérieur de ladite pièce brute tubulaire, préalablement placée dans l'empreinte d'un moule, de sorte à provoquer la déformation plastique et la mise en forme par expansion radiale centrifuge de la paroi de ladite pièce tubulaire à l'encontre de l'empreinte dudit moule.

Les objets assignés à l'invention sont également atteints au moyen d'une biellette, du genre biellette de direction, comprenant une tige-pivot pourvue à l'une de ses extrémités d'une sphère d'articulation destinée à une liaison rotule, ladite biellette étant caractérisée en ce que la tige-pivot est formée par un tube creux, évidé sur la majorité voire la totalité de sa longueur, et dont la portion évidée s'étend dans, voire traverse de part en part, ladite sphère d'articulation. Avantageusement, l'invention permet de réaliser des tiges-pivots, et plus globalement des organes de liaison-rotule, ainsi que des biellettes construites à partir de tels organes de liaison-rotule, qui sont majoritairement 20 voire totalement creux, et par conséquent particulièrement légers. De façon avantageuse, cet allègement obtenu en évidant la partie radialement centrale de la tige-pivot, afin de ne conserver qu'une peau périphérique, ne compromet nullement la solidité et la rigidité de l'organe de liaison rotule, et plus globalement de la biellette. 25 Les inventeurs ont en effet constaté que, en pratique, lorsque la biellette est soumise à des sollicitations mécaniques usuelles en traction, compression, et/ou flexion, sa fibre neutre travaille peu, de telle sorte qu'il est parfaitement possible de retirer de la matière au centre de la tige-pivot et de ne conserver qu'une paroi tubulaire périphérique, suffisante pour supporter ces 30 contraintes. Par ailleurs, l'utilisation d'un procédé d'hydroformage permet d'obtenir facilement et rapidement, le cas échéant en une seule étape, une tige-pivot de biellette formée d'un seul tenant, creuse, à la fois robuste et légère, sous une forme quasi-finie qui ne nécessite que peu voire pas 35 d'opérations de reprise et de finition, notamment par usinage.

En limitant le nombre d'opérations de fabrication, et en réalisant une économie de matière première et d'énergie, la mise en oeuvre d'un tel procédé d'hydroformage permet ainsi avantageusement de réduire le temps et le coût de fabrication de la biellette.

Enfin, les biellettes obtenues conformément à l'invention peuvent avantageusement conserver, tout en adoptant le principe d'une tige-pivot creuse propre à l'invention, des formes extérieures et des dimensions fonctionnelles (notamment la valeur de l'entraxe séparant les centres respectifs de leurs deux organes d'articulation sphérique) qui sont identiques à celles des biellettes antérieurement connues, de sorte que les nouvelles biellettes sont totalement interchangeables avec les anciennes. On peut donc implanter ces nouvelles biellettes au sein des mécanismes existants, par exemple au sein de directions assistées de véhicules automobiles, et ce notamment à l'occasion d'interventions habituelles pour réparation ou entretien périodique, sans qu'il soit nécessaire de modifier ou d'adapter en aucune manière lesdits mécanismes. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus en détail à la lecture de la description qui suit, ainsi qu'à l'aide des dessins annexés, fournis à titre purement illustratif et non limitatif, parmi 20 lesquels : Les figures 1 et 2 illustrent respectivement, selon des vues en perspective, d'une part un organe de liaison rotule conforme à l'invention et d'autre part une biellette de direction, formée en accouplant un embout porteur d'un palier sphérique à l'extrémité libre dudit organe de liaison rotule. 25 La figure 3 illustre le principe d'hydroformage d'une variante de réalisation d'un organe de liaison rotule conforme à l'invention, et plus particulièrement de la tige-pivot de celui-ci. La figure 4 illustre, selon une vue de détail en coupe longitudinale dans le plan sagittal de la tige-pivot, la première extrémité de la variante 30 d'organe de liaison rotule représentée sur la figure 3. La figure 5 illustre, selon une vue de détail en coupe longitudinale dans le plan sagittal de la tige-pivot, la seconde extrémité opposée de la variante d'organe de liaison rotule représentée sur les figures 3 et 4. La figure 6 illustre, selon une vue en coupe longitudinale dans le 35 plan sagittal de la tige-pivot, le principe d'hydroformage d'une variante d'organe de liaison rotule conforme à l'invention, au sein de laquelle on provoque l'expansion de l'extrémité de la pièce tubulaire brute à l'intérieur de l'élément d'articulation sphérique rapporté sur ladite extrémité. Les figures 7 et 8 illustrent, respectivement selon une vue de dessus et selon une vue latérale en coupe longitudinale, une biellette de direction obtenue en vissant un embout porteur d'un palier sphérique à l'extrémité libre de l'organe de liaison rotule représenté sur les figures 1 et 3 à 5. La figure 9 illustre, selon une vue de détail en coupe longitudinale, l'embout rapporté sur la tige-pivot au sein de la biellette représentée sur les 10 figures 7 et 8. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un organe de liaison rotule 1, ledit organe de liaison rotule 1 comprenant au moins un (premier) élément d'articulation sphérique 2, qui correspond soit à une sphère 3 formant un élément d'articulation 2 mâle, tel que cela est notamment 15 illustré sur les figures 1 à 4 et 6 à 8, soit à un palier sphérique formant un élément d'articulation 2 femelle. Avantageusement, ledit élément d'articulation sphérique 2 est destiné à être accouplé à un autre élément d'articulation sphérique conjugué (non représenté), porté par un premier organe mécanique auquel doit être 20 raccordé l'organe de liaison rotule 1, de sorte à former, par la réunion de ces éléments d'articulation sphérique, une liaison cinématique à base sphérique, et plus particulièrement une liaison rotule, qui possède trois degrés de liberté en rotation, ou une liaison rotule à doigt, qui possède deux degrés de liberté en rotation, voire, le cas échéant, une liaison linéaire-annulaire (gouttière), qui 25 possède en sus d'un degré de liberté en translation trois degrés de liberté en rotation, lesdits degrés de liberté en rotation s'entendant en l'espèce comme des degrés de liberté en rotation autour du centre géométrique 02 de l'élément d'articulation sphérique 2. L'organe de liaison rotule 1 comprend également une tige-pivot 4, 30 sur laquelle l'élément d'articulation sphérique 2 est fixé, et qui matérialise un axe de pivotement dudit élément d'articulation sphérique 2. Par commodité de description, on notera (XX') l'axe directeur longitudinal selon lequel s'étend la tige-pivot 4, et qui coïncide de préférence avec l'axe de pivotement géométrique de l'élément d'articulation 2. 35 A ce titre, bien qu'il ne soit pas exclu que la tige-pivot 4 présente une ou des portions coudées, qui suivent des tronçons d'axe directeur (XX') curvilignes, ou bien encore une succession de segments formant une ligne brisée, ladite tige pivot 4 sera de préférence rectiligne sur la majorité voire la totalité de sa longueur, en suivant un axe directeur (XX') droit. Par commodité de description, on pourra qualifier de « radiales » les directions transverses, perpendiculaires à l'axe directeur (XX'), ou les dimensions mesurées selon ces directions transverses à l'axe directeur (XX'), et par « axiale » toute direction parallèle audit axe directeur (XX') ou toute dimension mesurée, en abscisses, selon ledit axe directeur (XX'). De façon particulièrement préférentielle, l'élément d'articulation 10 sphérique 2 sera situé, le long de l'axe directeur (XX'), à l'une des extrémités 1A de l'organe de liaison rotule 1, et plus particulièrement de la tige-pivot 4. Avantageusement, tel que cela est illustré notamment sur les figures 2, 7 et 8, l'organe de liaison rotule 1 conforme à l'invention pourra former un sous-ensemble d'une biellette 5, et plus particulièrement d'une 15 biellette de direction. A cet effet, on pourra avantageusement fixer à la seconde extrémité 1B dudit organe de liaison rotule 1, et plus particulièrement de la tige-pivot 4, à l'opposé de la première extrémité 1A portant le premier élément d'articulation sphérique 2 susmentionné, un embout 6 portant un second 20 élément d'articulation 7, de préférence également de type sphérique, conçu pour raccorder la biellette 5 à un second organe mécanique, de manière analogue à ce qui a été décrit plus haut en référence au premier élément d'articulation 2. A titre d'exemple préférentiel, ladite biellette 5 pourra constituer une 25 biellette de direction pour véhicule, et plus particulièrement pour véhicule automobile, de préférence de type véhicule terrestre à roue(s) directrice(s). A ce titre, le premier élément d'articulation 2 formera préférentiellement une sphère 3 et le second élément d'articulation 7 préférentiellement un palier sphérique 8. 30 Bien entendu, on pourra doter indifféremment l'une et/ou l'autre des extrémités 1A, 1B de l'organe de liaison rotule 1, et plus globalement de la biellette 5, d'une sphère 3 ou bien d'un palier sphérique 8. La biellette 5 de direction permettra avantageusement de raccorder, au sein d'un système de direction, par exemple de direction assistée 35 utilisant un moteur d'assistance électrique ou hydraulique, d'une part un premier organe mécanique formé par une crémaillère (non représentée) 30022 9 7 6 montée mobile en translation dans un carter de direction, sous la dépendance d'une colonne de direction pilotée par un volant de conduite, à d'autre part un second organe mécanique de type porte-fusée portant une roue directrice du véhicule. 5 Selon une variante de réalisation préférentielle, la biellette 5 s'articulera en liaison rotule avec l'extrémité de la crémaillère, et en liaison rotule à doigt avec le porte-fusée. L'invention s'étend bien entendu à un système de direction en tant que tel, pourvu d'au moins une, et de préférence deux, biellette(s) 5 mobile(s) 10 susmentionnée(s), ainsi qu'à un véhicule automobile équipé d'un tel système de direction. Selon l'invention, le procédé de fabrication de l'organe de liaison rotule 1 comporte au moins une étape (a) d'hydroformage de la tige-pivot 4 au cours de laquelle on met en forme la tige-pivot 4 à partir d'une pièce brute 15 tubulaire 10 en appliquant un fluide F sous pression à l'intérieur 101 de ladite pièce brute tubulaire 10, préalablement placée dans l'empreinte d'un moule 11, de sorte à provoquer la déformation plastique et la mise en forme par expansion radiale E centrifuge de la paroi de ladite pièce tubulaire 10 à l'encontre de l'empreinte dudit moule 11. 20 L'hydroformage est de préférence mis en oeuvre en injectant à l'intérieur 101 de la pièce tubulaire 10 un fluide incompressible, tel que l'eau, sous une pression qui peut atteindre par exemple 100 bar à 500 bar, de sorte à forcer l'augmentation du diamètre D10 de la pièce brute tubulaire 10, illustrée en pointillés sur la figure 4, jusqu'à ce que la paroi de ladite pièce brute 25 tubulaire 10 soit stoppée par l'empreinte du moule 11 dont elle vient épouser la forme. Le cas échéant, le procédé d'hydroformage employé permet avantageusement d'obtenir une tige-pivot 4 finie ou quasi-finie en une seule passe, ce procédé de déformation plastique permettant d'atteindre directement 30 des cotes définitives et/ou un état de surface fini qui sont satisfaisants fonctionnellement pour l'essentiel sinon la totalité de la tige-pivot 4. De fait, la fabrication de la tige-pivot 4, et plus globalement de l'organe de liaison rotule 1, conforme à l'invention ne nécessite que peu voire pas d'opérations de reprise par usinage. 35 On peut ainsi réaliser de substantielles économies de matière première et d'énergie, et ainsi réduire le coût global de fabrication.

Avantageusement, l'hydroformage permet de surcroît d'obtenir une tige-pivot 4 creuse, donc légère, mais néanmoins robuste, et formée d'un seul tenant. En particulier, l'utilisation d'une pièce brute tubulaire 10 creuse, qui 5 représente de préférence la majorité voire la totalité de la longueur de la biellette 5 complète, procure un gain de poids significatif par rapport à l'emploi d'un rondin massif. A titre indicatif, le diamètre (ou plus globalement la dimension transverse) D4I de l'évidement interne 41 de la tige-pivot 4, c'est-à-dire le 10 diamètre radialement interne de ladite tige-pivot 4, pourra de préférence être supérieur ou égal à 50 %, supérieur ou égal à 65 %, voire supérieur ou égal à 75 % ou même à 80 % du diamètre (ou plus globalement de la dimension transverse) externe D4E correspondant de la tige-pivot 4, c'est-à-dire du diamètre de la surface apparente radialement externe, et de préférence 15 inférieur ou égal à 90 %, voire à 85 %, dudit diamètre externe D4E, et ce de préférence sur la majorité voire la totalité de la longueur axiale dudit évidement 41. Plus particulièrement, le rapport du diamètre 41 de l'évidement au diamètre externe 4E, c'est-à-dire le quotient D41/D4E pourra être compris entre 20 65 % e t 90 % Ainsi, pour un diamètre externe D4E de tige-pivot compris entre 14 mm et 18 mm, et par exemple de l'ordre de 15 mm, on pourra envisager une épaisseur résiduelle de paroi comprise entre 1 mm et 2,5 mm. Le diamètre de la sphère 3 pourra quant à lui être de l'ordre de 25 25 mm. En outre, on notera que l'hydroformage permet une mise en forme facile, rapide, et reproductible, de la tige-pivot 4, bien adaptée à la production en grande série à moindre coût. Au besoin, ce procédé de mise en forme, très polyvalent, autorisera 30 de plus une mise en forme différentielle, en ceci qu'il permet de modifier différemment, selon les besoins, le diamètre de la pièce brute tubulaire 10 le long de l'axe directeur (XX'), de sorte à obtenir des tronçons de tige-pivot 4, et plus globalement des tronçons d'organe de liaison-rotule 1, qui présentent des sections transverses de formes et/ou de dimensions variables le long dudit axe 35 directeur (XX').

Bien entendu, la tige-pivot 4 présentera une rigidité, et notamment une incompressibilité et une inextensibilité axiales, suffisantes pour permettre la transmission d'efforts en adéquation avec la destination de la biellette 5, notamment en traction axiale ou en compression axiale.

Plus particulièrement, on pourra dimensionner la tige-pivot 4 de sorte que ladite tige-pivot 4, et plus globalement la biellette 5, soit capable de résister sans dommage à des efforts, le cas échéant alternés, de traction axiale de l'ordre de 10 kN à 25 kN, et/ou de compression axiale, de préférence sensiblement de même grandeur, de l'ordre de 10 kN à 25 kN.

La pièce brute tubulaire 10 pourra donc être réalisée dans tout matériau rigide adapté, et notamment dans un matériau métallique tel qu'un acier, notamment un acier inoxydable, ou encore un alliage d'aluminium, dès lors que ledit matériau sera suffisamment malléable, et plus particulièrement suffisamment ductile, pour être compatible avec une déformation plastique par hydroformage. De préférence, la pièce brute tubulaire 10 est formée par un tube cylindrique de base circulaire. Bien que d'autre contours de base fermés, par exemple elliptiques ou polygonaux, et notamment carrés ou hexagonaux, puissent être envisagés, une forme de base circulaire sera généralement préférée, notamment parce qu'elle favorise une répartition homogène de l'expansion radiale E lorsque l'on réalise une tige-pivot 4, ou un tronçon de tige-pivot, qui présente une forme de révolution, ou une invariance par rotation d'ordre supérieur ou égal à deux, autour de l'axe directeur (XX').

En outre, une telle forme globalement circulaire confère avantageusement à la pièce brute tubulaire 10, et surtout à la tige-pivot 4 finie, un comportement sensiblement isotrope autour de l'axe directeur (XX'), les caractéristiques de la tige-pivot 4, et notamment sa rigidité, restant en effet sensiblement identiques quelle que soit la direction des efforts qui s'appliquent sur elle. Par ailleurs, l'épaisseur de la paroi de la pièce brute tubulaire 10 pourra avantageusement être, au moins initialement avant hydroformage, constante sur toute la longueur de ladite pièce 10. Il en ira de préférence de même du diamètre D10 (ou plus 35 globalement de la dimension transverse hors-tout) de ladite pièce brute tubulaire 1, qui sera initialement constant sur toute la longueur de cette dernière. A titre indicatif, et notamment au regard des valeurs de diamètre D4E de la tige-pivot 4 envisagées plus haut, la pièce brute tubulaire 10 pourra 5 présenter, avant hydroformage, un diamètre D10 hors-tout de l'ordre de 9 mm à 10 mm. En outre, bien que l'on puisse envisager de cintrer globalement ou localement la pièce brute 10 avant l'étape (a) d'hydroformage, notamment pour conférer à cette dernière une préforme proche de la forme définitive de la tige- 10 pivot 4, ladite pièce brute 10 sera de préférence utilisée sous un format rectiligne. Avantageusement, on pourra utiliser comme pièce brute tubulaire 10 tout tronçon, brut de sciage, de profilé approprié, de préférence de base circulaire, ledit profilé pouvant être par exemple obtenu par extrusion et 15 simplement coupé à la longueur souhaitée. Le coût d'approvisionnement de la pièce brute tubulaire 10 sera ainsi particulièrement réduit. Selon une possibilité préférentielle de mise en oeuvre du procédé, qui peut constituer un concept inventif à part entière, applicable quelle que soit 20 la forme et la nature de l'élément d'articulation qui est porté par la tige-pivot 4 et qui permet le raccordement de ladite tige-pivot 4 au premier organe mécanique, ledit élément d'articulation, en l'espèce l'élément d'articulation sphérique 2, peut être formé, ou au moins ébauché, par déformation plastique d'un tronçon d'extrémité 10A de la pièce brute tubulaire 10 lors de l'étape (a) 25 d'hydroformage, tel que cela est notamment illustré sur les figures 3 et 4. Avantageusement, le premier élément d'articulation sphérique 2, et plus particulièrement la sphère 3, en l'occurrence une sphère creuse, peut ainsi être formé(e) d'un seul tenant avec la tige-pivot 4, et plus particulièrement à l'extrémité 1A de ladite tige pivot, et ce de préférence lors de la même étape 30 d'hydroformage que celle qui permet la mise en forme du reste de ladite tige-pivot 4. Ainsi, l'hydroformage permet d'au moins ébaucher la sphère 3, c'est-à-dire de lui conférer au moins en partie son bombé, selon un diamètre extérieur qui est supérieur au diamètre extérieur initial (diamètre primitif) D10 35 de la pièce brute tubulaire 10. 3002 2 9 7 10 A titre indicatif, on pourra passer, par hydroformage, d'un diamètre initial brut D10 compris entre 9 mm à 10 mm à un diamètre de sphère 3 supérieur à 20 mm, et notamment voisin de 25 mm. Le cas échéant, la surface fonctionnelle de la sphère 3 pourra être 5 reprise lors d'une opération ultérieure de finition, par exemple par galetage. A titre préférentiel, cette reprise n'excèdera pas 0,5 mm (de réduction) au rayon de ladite sphère 3. Selon une autre possibilité de mise en oeuvre, le procédé conforme à l'invention pourra comporter une étape (b) de pré-assemblage, qui précède 10 de préférence l'étape (a) d'hydroformage, et au cours de laquelle on enfile sur un tronçon d'extrémité 10A de la pièce tubulaire brute 10 un élément d'articulation sphérique 2 rapporté, qui présente à cet effet un logement de réception 12 dont les dimensions transverses D12, et plus particulièrement les dimensions minimales de passage, sont initialement supérieures ou égales à 15 celles D10 dudit tronçon d'extrémité 10A de la pièce tubulaire brute 10, tel que cela est illustré sur la figure 6. Ce jeu radial initial permettra avantageusement d'emboîter librement l'extrémité 10A de la pièce brute tubulaire 10, voire l'extrémité de la tige-pivot 4 finie ou semi-finie, dans l'élément d'articulation sphérique 2, et plus 20 particulièrement dans la sphère 3 évidée à cet effet. On notera que, la pièce brute tubulaire 10 et la tige-pivot 4 correspondant en pratique à un même objet, respectivement avant et après déformation par hydroformage, on pourra, par commodité de description, assimiler la première extrémité 1A de la tige-pivot 4, avec le tronçon 25 d'extrémité 10A correspondant de la pièce brute tubulaire 10. De façon préférentielle, le logement de réception 12 formera dans la sphère 3 un évidement central, généré sensiblement le long d'un diamètre de ladite sphère 3. Ledit logement 12 pourra être borgne, par exemple pour faciliter le 30 positionnement en butée de la sphère 3 sur la pièce brute tubulaire 10, ou, de préférence, traversant, tel que cela est illustré sur la figure 6, le positionnement axial relatif de la sphère 3 par rapport à la pièce brute tubulaire 10 (ou réciproquement) pouvant au besoin être assuré par l'empreinte du moule 11 elle-même. 35 La forme du logement de réception 12 sera par ailleurs de préférence sensiblement conjuguée à celle de la pièce brute tubulaire 10.

Selon une variante de mise en oeuvre, une fois la pièce tubulaire brute 10, respectivement ladite tige-pivot 4 (finie ou semi-finie), introduite au sein dudit logement 12, on pourra fixer l'élément d'articulation sphérique 2 sur la tige-pivot 4 par des moyens conventionnels, tels que le frettage, le soudage et/ou le collage, et ce, selon le cas, soit avant soit après hydroformage de ladite tige-pivot 4. Cependant, selon une variante particulièrement préférentielle de mise en oeuvre qui peut constituer une invention à part entière, l'étape (b) de pré-assemblage précèdera l'étape (a) d'hydroformage, et l'on provoquera, au cours de ladite étape (a) d'hydroformage, l'expansion E plastique du tronçon d'extrémité 10A de la pièce tubulaire 10 au sein du logement de réception 12, de sorte à solidariser l'élément d'articulation sphérique 2 et la tige-pivot 4. Ainsi, on pourra empêcher la séparation de l'élément d'articulation sphérique 2 engagé sur ladite tige-pivot 4, et de préférence assurer une fixation serrée dudit élément d'articulation sphérique 2 sur ladite tige-pivot 4 (avec suppression des six degrés de liberté possibles), par le gonflement du tronçon d'extrémité 10A de ladite tige-pivot 4 au sein du logement de réception 12. En d'autres termes, l'élément d'articulation 2, et plus particulièrement la sphère 3, initialement séparé(e) et indépendant(e) de la pièce tubulaire 10, et donc de la tige-pivot 4, sera de préférence intégré(e) au moule 11, tel un noyau, puis lié(e) à ladite-tige pivot 4, lors de l'étape (a) d'hydroformage, par une opération de sertissage inversé, au cours de laquelle on accroît le diamètre du tronçon d'extrémité 10A de la tige-pivot 4, préalablement inséré dans le logement de réception 12, de telle sorte que la paroi dudit tronçon 10A vient se plaquer en tout ou partie à l'encontre de la paroi interne dudit logement de réception 12. Avantageusement, on pourra ainsi obtenir simultanément en une seule étape d'une part la mise en forme de la partie apparente de la tige-pivot 4, qui s'étend hors du logement de réception 12, et d'autre part un assemblage rapide et solide de sa partie cachée, formant le tronçon d'extrémité 10A inséré dans le logement de réception 12, avec l'élément d'articulation sphérique 2. Bien entendu, on pourra envisager de renforcer cette fixation, si nécessaire, au moyen d'un collage ou d'un soudage complémentaire. De préférence, tel que cela est illustré sur la figure 6, le logement 35 de réception 12 de l'élément d'articulation sphérique 2 présente, au niveau de sa paroi interne, des reliefs radiaux de retenue 13, tels qu'au moins un épaulement 14, et/ou au moins un méplat, et/ou au moins une rainure, et/ou des cannelures, et/ou des stries, de sorte à procurer une meilleure accroche du tronçon d'extrémité 10A de la tige-pivot 4 hydro-formée. Plus particulièrement, lesdits reliefs 13 pourront assurer, à l'encontre d'une portion conjuguée déformée de la tige-pivot 4, une limitation du débattement en translation axiale, en translation radiale et/ou en rotation autour de l'axe directeur (XX'), de l'élément d'articulation 2 par rapport à ladite tige-pivot 4. De préférence, lesdits reliefs 13 pourront former un épaulement 14 formant un décrochement radial centrifuge, le logement de réception 12 pouvant par exemple comporter à cet effet une gorge annulaire 15, de diamètre D15 supérieur à celui D12 des orifices d'accès du logement de réception 12, gorge annulaire 15 qui s'enroule autour de l'axe directeur (ZZ'), tel que cela est illustré sur la figure 6, et dans laquelle l'hydroformage de la pièce tubulaire 10 déploie radialement un collet 16 conjugué, venu de matière avec la tige-pivot 4, et apte à bloquer la sphère au moins en translation axiale, dans les deux sens. Selon une variante de réalisation, les reliefs 13, et plus particulièrement la gorge annulaire 15, pourront comporter sur leur pourtour un ou plusieurs méplats de blocage (non représentés) agencés pour bloquer la rotation relative de l'élément d'articulation 2 sur la tige-pivot 4, autour de l'axe directeur (XX'), par exemple en formant une structure à un pan, à deux pans diamétralement opposés, ou encore à quatre, six voire huit pans réguliers. De préférence, le ou les méplats de blocage pourront être à cet effet ménagés au fond de la gorge annulaire 15, et coopérer avec des méplats 25 conjugués disposés sur la périphérie du collet 16 de la tige-pivot 4. Alternativement, ou en complément, on pourra envisager, pour bloquer l'assemblage en rotation, une structure striée rugueuse, par exemple obtenue par moletage des surfaces venant se placer en contact l'une de l'autre, ou encore une structure cannelée axialement. 30 Bien entendu, on pourra prévoir, au niveau des reliefs de retenue 13, des transitions douces de type chanfreins, arrondis ou congés, de sorte à favoriser le déploiement sans heurt, et notamment sans déchirure, de la matière constitutive de la pièce brute tubulaire 10, et par conséquent de la tige-pivot 4, contre lesdits reliefs 13 lors de l'hydroformage. 35 Selon une variante de mise en oeuvre préférentielle, le procédé comporte, de préférence postérieurement à l'étape (a) d'hydroformage, une étape (c) d'obturation, au cours de laquelle on obture la tige-pivot 4 au moins à l'extrémité 1A de ladite tige-pivot qui porte l'élément d'articulation sphérique 2. A cet effet, tel que cela est schématisé sur la figure 4, on pourra rapporter et enfoncer un bouchon 17 dans l'alésage (évidement 41) de la tige- pivot 4, c'est-à-dire à l'intérieur 101 de la pièce tubulaire 10. Ledit bouchon 17 pourra présenter un corps cylindrique de forme conjuguée à celle de l'alésage de la tige-pivot 4 (et correspondant aux cotes définitives dudit alésage), qui viendra se coincer dans ledit alésage, le cas échéant après avoir traversé la sphère 3 (auquel cas il faudra prévoir un corps de bouchon suffisamment long). La fixation du bouchon 17 pourra être au besoin assurée ou renforcée par collage. La face apparente externe formant la tête du bouchon 17 pourra par exemple être plate, ou bien encore en forme de calotte sphérique 15 sensiblement de même rayon que la sphère 3. La surface apparente du bouchon 17 sera de préférence située en retrait de la surface apparente fonctionnelle de la sphère 3, ou affleurera tout au plus ladite surface apparente fonctionnelle de la sphère 3, afin de ne pas gêner les mouvements de rotation de la rotule correspondante. 20 Quel que soit son agencement, le bouchon 17 aura avantageusement pour effet de créer une tige-pivot 4 borgne, étanche au moins au lubrifiant utilisé dans la liaison rotule, afin d'éviter toute fuite de lubrifiant vers ou par la tige-pivot 4. De préférence, l'élément d'articulation sphérique 2 étant destiné à 25 être fixé à une première extrémité 1A de la tige-pivot 4, le procédé comporte une étape (d) de réalisation d'un tronçon d'accouplement fileté 20 au cours de laquelle on crée un pas de vis sur un tronçon 20 situé à l'autre extrémité 1 B de la tige pivot 4, soit par filetage de la surface externe de la tige-pivot 4, par exemple par roulage, soit par taraudage de la surface interne de ladite tige- 30 pivot 4, par exemple par roulage, afin de pouvoir rapporter sur cette seconde extrémité 1 B un embout 6 portant un second élément d'articulation sphérique 7, tel qu'un palier sphérique 8. L'embout 6 pourra ainsi avantageusement être rapporté par vissage sur l'organe de liaison rotule 1, et plus particulièrement à l'extrémité 1 B 35 de la tige-pivot 4 axialement opposée à celle 1A où est formée ou sertie la sphère 3, pour reconstituer une biellette 5 fonctionnelle complète, tel que cela est illustré sur les figures 2 et 7 à 9. De préférence, un contre-écrou 21 bloquera ce montage vissé. On notera du reste qu'un tel montage vissé, au demeurant 5 facilement accessible, présente l'avantage d'offrir un réglage libre et précis de l'entraxe L de la biellette 5 (c'est-à-dire de la distance séparant le centre 02 du premier organe d'articulation sphérique 2 du centre 07 du second organe d'articulation sphérique 7), et par conséquent, le cas échéant, un réglage du parallélisme des roues directrices du véhicule ainsi équipé. 10 Par ailleurs, au cours de l'étape (a) d'hydroformage, on formera de préférence, par hydroformage, sur la surface externe de la tige-pivot 4, à distance du premier élément d'articulation 2, un ou plusieurs méplats 22, de préférence agencés régulièrement selon une structure à quatre ou six pans, lesdits méplats 22 étant conçus pour permettre la préhension et la manoeuvre 15 de la tige-pivot 4 en rotation autour de son axe longitudinal (XX'). Un tel agencement peut notamment faciliter le maintien de la tige-pivot 4 lors du vissage de l'embout 6 et du réglage du parallélisme. On notera du reste que l'on peut globalement créer, ou à tout le moins ébaucher, de manière analogue, par hydroformage, de façon 20 simultanée, tout ou partie des structures fonctionnelles de la tige-pivot 4 présentes le long de cette dernière. Ainsi, outre la sphère 3, le collet 16 et/ou les méplats 22, on peut également ou alternativement former par hydroformage une gorge de fixation de soufflet de crémaillère 23, une gorge de dégagement 24 assurant la liaison 25 de la tige-pivot 4 à la base de la sphère 3, etc. Ici encore, l'utilisation de l'hydroformage procurera un gain de temps et d'opérations de fabrication appréciable. De façon particulièrement préférentielle, le procédé objet de l'invention constitue un procédé de fabrication de biellette 5 de direction pour 30 véhicule automobile. Un tel procédé est en effet bien adapté à une fabrication en grande série, à même de rentabiliser l'outillage et notamment le moule 11, en suivant une cadence élevée, et en réalisant une économie de matière première significative à cette échelle. 35 L'invention concerne bien entendu en tant que telle une biellette 5, et plus particulièrement une biellette de direction, qui comprend une tige-pivot 4 pourvue à l'une de ses extrémités 1A d'une sphère d'articulation 3 destinée à une liaison rotule, la tige-pivot 4 étant formée par un tube creux, évidé sur la majorité voire la totalité de sa longueur, et dont la portion évidée s'étend dans, voire traverse de part en part, ladite sphère d'articulation 3.

En d'autres termes, tige-pivot 4 est formée d'un seul tenant, sur la majorité voire de préférence sur la totalité de sa longueur hors-tout, et plus particulièrement depuis l'extrémité de tête portant la sphère 3 jusqu'à l'extrémité libre du tronçon de queue fileté 20, d'un tube creux dont la portion creuse pénètre dans, ou traverse de part en part, voire se confond avec, ladite sphère d'articulation 3. Tel que cela a été précisé plus haut, la sphère 3 pourra à ce titre indifféremment être venue de matière avec la tige-pivot 4 et formée par déformation d'une même pièce brute tubulaire 10 commune, ou bien encore être préformée séparément puis rapportée et fixée sur une extrémité de la tige pivot 4 qu'elle recouvre. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux seules variantes de réalisation décrites dans ce qui précède, l'homme du métier étant notamment à même d'isoler ou de combiner librement entre elles l'une ou l'autre des caractéristiques susmentionnées ou de leur substituer des équivalents.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un organe de liaison rotule (1) comprenant au moins un élément d'articulation sphérique (2), correspondant soit à une sphère (3) formant un élément d'articulation mâle, soit à un palier sphérique formant un élément d'articulation femelle, ledit élément d'articulation sphérique (2) étant fixé sur une tige-pivot (4) qui matérialise un axe de pivotement dudit élément d'articulation sphérique (2), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape (a) d'hydroformage de la tige-pivot au cours de laquelle on met en forme la tige-pivot (4) à partir d'une pièce brute tubulaire (10) en appliquant un fluide (F) sous pression à l'intérieur (101) de ladite pièce brute tubulaire, préalablement placée dans l'empreinte d'un moule (11), de sorte à provoquer la déformation plastique et la mise en forme par expansion radiale centrifuge (E) de la paroi de ladite pièce tubulaire (10) à l'encontre de l'empreinte dudit moule (11).
2. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément d'articulation sphérique (2) est formé, ou au moins ébauché, par déformation plastique d'un tronçon d'extrémité (10A) de la pièce brute tubulaire (10) lors de l'étape (a) d'hydroformage.
3. 3. Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une étape (b) de pré-assemblage, qui précède l'étape (a) d'hydroformage, et au cours de laquelle on enfile sur un tronçon d'extrémité (10A) de la pièce tubulaire brute (10) un élément d'articulation sphérique (2) rapporté qui présente à cet effet un logement de réception (12) dont les dimensions transverses (D12) sont initialement supérieures ou égales à celles (D10) dudit tronçon d'extrémité (10A) de la pièce tubulaire brute, et en ce que, au cours de l'étape (a) d'hydroformage, on provoque l'expansion (E) plastique du tronçon d'extrémité (10A) de la pièce tubulaire au sein dudit logement de réception (12), de sorte à solidariser l'élément d'articulation sphérique (2) et la tige-pivot (4).
4. 4. Procédé de fabrication selon la revendication 3 caractérisé en ce que le logement de réception (12) de l'élément d'articulation sphérique (2) présente, au niveau de sa paroi interne, des reliefs radiaux de retenue (13), tels qu'au moins un épaulement (14), et/ou au moins un méplat, et/ou au moins une rainure, et/ou des cannelures, et/ou des stries, de sorte à procurer une meilleure accroche du tronçon d'extrémité de la tige-pivot (4) hydro-formée.
5. 5. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte, de préférence postérieurement à l'étape (a) d'hydroformage, une étape (c) d'obturation, au cours de laquelle on obture la tige-pivot (4) au moins à l'extrémité (1A) de ladite tige-pivot qui porte l'élément d'articulation sphérique (2).
6. 6. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, l'élément d'articulation sphérique (2) étant destiné à être fixé à une première extrémité (1A) de la tige-pivot (4), ledit procédé comporte une étape (d) de réalisation d'un tronçon d'accouplement fileté (20) au cours de laquelle on crée un pas de vis sur un tronçon situé à l'autre extrémité (1B) de la tige pivot (4), soit par filetage de la surface externe de la tige-pivot, soit par taraudage de la surface interne de ladite tige-pivot, afin de pouvoir rapporter sur cette seconde extrémité (1B) un embout (6) portant un second élément d'articulation sphérique (7).
7. 7. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce brute tubulaire (10) est formée par un tube cylindrique de base circulaire.
8. 8. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, au cours de l'étape (a) d'hydroformage, on forme par hydroformage, sur la surface externe de la tige-pivot (4), à distance du premier élément d'articulation (2), un ou plusieurs méplats (22), de préférence agencés régulièrement selon une structure à quatre ou six pans, lesdits méplats (22) étant conçus pour permettre la préhension et la manoeuvre de la tige-pivot en rotation autour de son axe longitudinal (XX').
9. 9. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il constitue un procédé de fabrication de biellette (5) de direction pour véhicule automobile.
10. 10. Biellette (5), du genre biellette de direction, comprenant une tige-pivot (4) pourvue à l'une de ses extrémités (1A) d'une sphère d'articulation (3) destinée à une liaison rotule, ladite biellette (5) étant caractérisée en ce que la tige-pivot (4) est formée par un tube creux, évidé sur la majorité voire la totalité de sa longueur, et dont la portion évidée s'étend dans, voire traverse de part en part, ladite sphère d'articulation (3).35