WO2003080369A1 - Fusee a plateau, plateau pour celle-ci et procede de fabrication - Google Patents

Fusee a plateau, plateau pour celle-ci et procede de fabrication Download PDF

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spindle
spacer
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Maxime Leroux
Bruno Lechelle
Jean-Luc Auge
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Valmex
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
    • B60B35/02—Dead axles, i.e. not transmitting torque
    • B60B35/04—Dead axles, i.e. not transmitting torque straight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/50—Constructional features of wheel supports or knuckles, e.g. steering knuckles, spindle attachments

Definitions

  • the present invention relates to the field of plate rockets.
  • plate rockets are intended for mounting a motor vehicle wheel, for rotation, about a longitudinal axis relative to a support.
  • a part forming a plate designed to ensure mounting on a support, possibly carrying various accessories such as sensors or a flange of a braking assembly, and carrying the rocket,
  • rockets with a plate are produced in the form of a single piece, by hot forging and machining (see in particular
  • the present invention now aims to provide a new flat rocket which has good performance in term of mechanical strength and which has an advantageous cost price.
  • a rocket with an enlarged head fitted into a channel coaxially passing through the plate and the spacer ring so that the head of the rocket is placed on one side of the plate and the body of the rocket emerges on the opposite side of the spacer ring.
  • the present invention also relates to the plate equipped with the welded spacer for the production of the aforementioned plate rocket as well as a method of manufacturing these.
  • FIG. 1 represents a schematic view in axial section of a rocket with a plate in accordance with a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 represents a schematic exploded perspective view of this flat rocket
  • FIGS. 3a, 3b, 3c, 3d and 3e represent 5 schematic perspective views illustrating the successive stages in the manufacture of a plate rocket in accordance with the present invention.
  • FIG. 4 shows an axial sectional view of a flat rocket according to a second embodiment of the present invention.
  • the plate rocket in accordance with the present invention is formed essentially by assembling three components: a plate 10, a spacer 20 and a rocket 30.
  • the plate 10 is formed of a generally flat metal plate produced by simple machining, preferably by cutting.
  • the plate 10 is adapted to be fixed on a support, for example the chassis or the body of a vehicle. It is also advantageously designed to serve as a support for various accessories known per se, for example sensors, flanges supporting a braking assembly, etc.
  • the plate 10 may have any external contour adapted to its environment.
  • the illustration given in the appended figures should therefore not be considered as limiting.
  • the plate 10 preferably has a certain number of orifices 12, in the vicinity of its periphery, intended to ensure its fixing on the aforementioned support and to receive the aforementioned accessories.
  • the plate 10 is also crossed by a channel 14, preferably substantially central, intended to receive the rocket 30.
  • the spacer 20 is essentially formed by a cylindrical ring delimited by two outer faces 22, 24 planes, parallel to each other and orthogonal to the axis of a through cylindrical channel 28.
  • the spacer ring 20 is also delimited by a cylindrical inner surface of revolution 26 delimiting the above-mentioned channel 28 and a cylindrical outer surface of revolution referenced 27 in the figures.
  • the spacer ring 20 is dimensioned to withstand a substantial part of the mechanical forces applied to the rocket 30, in particular the bending and shearing forces.
  • the plate 10 and the spacer ring 20 can be formed from any suitable material. It can be the same material for the plate 10 and the ring 20 or two different materials.
  • the plate 10 is advantageously formed by cutting a sheet steel HLE of type S355MC.
  • the spacer 20 is advantageously produced by turning a bar or a tube, in S355JO.
  • the rocket 30 comprises a body generally of revolution around its central axis 32.
  • the rocket 30 has a flared head 34 extended by a body
  • the rocket 30 may include at its end 39 opposite the head 34 any suitable structure or shape suitable for securing accessories, nuts or the like.
  • the rocket 30 can be made of any material and according to any technique known to those skilled in the art. It will therefore not be described in more detail below.
  • the procedure is essentially as follows.
  • the plate 10 is cut, advantageously by laser cutting, from a sheet.
  • any other suitable process other than laser cutting can be used, in particular conventional cutting, fine cutting, cutting by water jets.
  • the spacer 20 is obtained by bar turning.
  • any other suitable welding technique can be chosen, in particular laser welding or by adding material.
  • the various zones for installing accessories on the plate 10 are then produced, in particular the zones for installing the brake and sensor caliper. Furthermore, the plate 10 / spacer ring 20 assembly is completed, in particular by removing the weld bead referenced 11 on the FIG. 3c, simultaneous production of the bore 14 in the plate 10 and of the bore 26 in the spacer 20, and dressing of the bearing support on the external surface 22 of this same spacer 20.
  • the bore 14 formed in the plate is advantageously produced after welding of the spacer ring 20 on the plate 10. This guarantees perfect coaxiality between the bore 28 of the spacer ring 20 and the bore 14 of the plate 10 and a perfect orthogonality between the axis of these channels 28, 14 and the accessible external face 22 of the spacer ring 20.
  • the spindle 30 is fitted in force in the plate 10 equipped with the spacer ring 20. In other words, the spindle 30 is engaged, by its end 39, from the side of the plate 10 opposite to the spacer ring 20. The fitting is carried out until that the head 34 comes to bear against the face of the plate 10.
  • a rocket 30 passing through the plate 10 and the spacer ring 20 is obtained, the head 34 on one side of the plate and the body emerging largely on the opposite side of the spacer ring 20.
  • the man of the art will understand that the surface 22 of the spacer ring 20 is perfectly orthogonal to the axis 32 of the rocket 30. This surface 22 can serve as a bearing surface for all accessories, in particular a bearing cage.
  • an additional spacer having a simple spacing function can be interposed between this accessory, for example a bearing cage, and the spacer ring 20 welded to the plate 10 and therefore having a mechanical recovery function in association with the rocket 30.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment according to which the weld surface defined between the plate 10 and the spacer ring 20 is not orthogonal to the axis 32, but inclined relative to the latter, for example in the form of a frustoconical bearing.
  • a divergent channel for example frustoconical, is initially produced in the plate 10, and a complementary shape is produced, by bar turning, on the spacer ring 20.
  • This arrangement allows intimate contacting of the ends of the "fibers” both of the plate 10 and of the spacer ring 20 and therefore better resistance of the weld by comparison with the alternative embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3, according to which the "fibers" of the spacer ring 20 which extend parallel to axis 32 contact orthogonally, along their length, the "fibers" of the plate 10.
  • the plate rocket according to the present invention offers many advantages, and in particular the following: - the present invention allows a simple embodiment since it requires only conventional machining operations, in particular for the production of the set,
  • the present invention allows standardization in that it allows to associate a standard plate with different spacer rings 20 (which may differ in their diameter and / or their length) and / or different rockets 30, depending on the application and the vehicle concerned; or likewise associate a spacer ring 20 and / or a standard spindle 30 with different plates 10; -
  • the present invention also allows easy control of the quality of the weld produced between the plate 10 and the spacer ring 20, for example by ultrasonic controls.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une fusée à plateau caractérisée par le fait qu'elle comprend : un plateau (10), une bague entretoise (20) soudée sur le plateau (10), et une fusée (30) à tête élargie (34), emmanchée dans un canal traversant coaxialement le plateau (10) et la bague entretoise (20) de sorte que la tête (34) de la fusée (30) soit placée d'un côté du plateau (10) et le corps de la fusée (36) émerge sur le côté opposé de la bague entretoise (20).

Description

FUSEE A PLATEAU, PLATEAU POUR CELLE-CI ET PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention concerne le domaine des fusées à plateau.
Généralement, les fusées à plateau sont destinées au montage d'une roue de véhicules automobiles, à la rotation, autour d'un axe longitudinal par rapport à un support.
Les fusées à plateau connues comprennent essentiellement deux parties :
- une partie formant un plateau conçu pour assurer le montage sur un support, porter éventuellement diverses accessoires tels que des capteurs ou une bride d'un ensemble de freinage, et porter la fusée,
- une partie formant une fusée longitudinale de montage tourillonnant de la roue en saillie sur le plateau.
De nombreuses fusées à plateau ont déjà été proposées. On pourrait se référer par exemple aux documents FR-2755195,
EP-0615893, US-3801124, US-4828328, US-5226691 et US-5868409.
Traditionnellement les fusées à plateau sont réalisées sous forme d'une pièce monobloc, par forgeage à chaud et usinage (voir notamment
EP-0615893). Cependant, cette technique traditionnelle conduit à un coût opératoire important, exige des investissements élevés et impose de limiter le dimensionnement tant du plateau que de la fusée.
Pour tenter d'éliminer ces inconvénients, diverses propositions ont été formulées consistant à réaliser les fusées à plateau par assemblage de composants formés initialement séparément, typiquement le plateau d'un côté, la fusée de l'autre.
La Demanderesse a elle-même proposé dans une demande de brevet FR-00 15006 déposée le 21 novembre 2000, une fusée à plateau dans laquelle la partie formant fusée et la partie formant plateau sont réalisées sous forme de composants initialement séparés et la partie formant fusée est emboîtée dans la partie formant plateau et soudée sur celui-ci, de préférence par soudure au laser.
La présente invention a maintenant pour objectif de proposer une nouvelle fusée à plateau qui présente de bonnes performances en terme de tenue mécanique et qui présente un prix de revient avantageux.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention, grâce à une fusée à plateau comprenant : - un plateau,
- une bague entretoise soudée sur le plateau, et
- une fusée à tête élargie emmanchée dans un canal traversant coaxialement le plateau et la bague entretoise de sorte que la tête de la fusée soit placée d'un côté du plateau et le corps de la fusée émerge sur lé côté opposé de la bague entretoise.
La présente invention concerne également le plateau équipé de l'entretoise soudée pour la réalisation de la fusée à plateau précitée ainsi qu'un procédé de fabrication de ceux-ci.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 représente une vue schématique en coupe axiale d'une fusée à plateau conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention,
- la figure 2 représente une vue schématique en perspective éclatée de cette fusée à plateau,
- les figures 3a, 3b, 3c, 3d et 3e représentent 5 vues schématiques en perspective illustrant les étapes successives de fabrication d'une fusée à plateau conforme à la présente invention, et
- la figure 4 représente une vue en coupe axiale d'une fusée à plateau conforme à un deuxième mode de réalisation de la présente invention.
Comme on l'a indiqué précédemment, la fusée à plateau conforme à la présente invention est formée essentiellement par assemblage de trois composants : un plateau 10, une entretoise 20 et une fusée 30.
Le plateau 10 est formé d'une plaque en métal globalement plane réalisée par simple usinage, de préférence par découpe. Le plateau 10 est adapté pour être fixé sur un support, par exemple le châssis ou la carrosserie d'un véhicule. Il est également avantageusement conçu pour servir de support à divers accessoires connus en soi, par exemple capteurs, brides support d'un ensemble de freinage, etc ...
Le plateau 10 peut présenter un contour extérieur quelconque adapté à son environnement. L'illustration donnée sur les figures annexées ne doit donc pas être considérée comme limitative.
On notera également que le plateau 10 présente de préférence un certain nombre d'orifices 12, au voisinage de sa périphérie, destiné à assurer sa fixation sur le support précité et à recevoir les accessoires précités.
Le plateau 10 est également traversé d'un canal 14, de préférence sensiblement central, destiné à recevoir la fusée 30. L'entretoise 20 est formée essentiellement d'une bague cylindrique délimitée par deux faces extérieures 22, 24 planes, parallèles entre elles et orthogonales à l'axe d'un canal cylindrique traversant 28. La bague entretoise 20 est également délimitée par une surface intérieure cylindrique de révolution 26 délimitant le canal 28 précité et une surface extérieure cylindrique de révolution référencée 27 sur les figures.
La bague entretoise 20 est dimensionnée pour supporter une partie substantielle des efforts mécaniques appliqués à la fusée 30, notamment les efforts de flexion et de cisaillement. Le plateau 10 et la bague entretoise 20 peuvent être formés en tout matériau approprié. Il peut s'agir du même matériau pour le plateau 10 et la bague 20 ou deux matériaux différents.
Le plateau 10 est avantageusement formé par découpe d'un acier tôle HLE de type S355MC. L'entretoise 20 est avantageusement réalisée par décolletage d'une barre ou d'un tube, en S355JO.
La fusée 30 comprend un corps généralement de révolution autour de son axe central 32. La fusée 30 comporte une tête évasée 34 prolongée par un corps
36 de section inférieure. Celui-ci comporte au moins une portion 38 adjacente à la tête 34, délimitée par une surface extérieure cylindrique de révolution complémentaire des canaux 14 et 28 formés dans le plateau 10 et la bague entretoise 20.
La fusée 30 peut comporter à son extrémité 39 opposée à la tête 34 toute structure ou forme appropriée adaptée pour assurer la fixation d'accessoires, écrous ou similaires.
La fusée 30 peut être réalisée en tout matériau et selon toute technique connue de l'homme de l'art. Elle ne sera donc pas décrite plus en détail par la suite.
Pour assembler la fusée à plateau conforme à la présente invention, on procède essentiellement comme suit.
Comme illustré sur la figure 3a, le plateau 10 est découpé, avantageusement par découpe laser, dans une tôle. En variante, tout autre procédé approprié autre que la découpe laser peut être retenu, notamment découpage classique, découpage fin, découpage par jets d'eau.
En parallèle, comme illustré sur la figure 3b, l'entretoise 20 est obtenue par décolletage.
Comme illustré sur la figure 3c, plateau 10 et bague entretoise
20 sont ensuite assemblés par soudage au niveau de la surface 24 de la bague 20, accolée contre cette face principale du plateau 10. Dans le cadre de la présente invention, il s'agit avantageusement d'un soudage par friction.
Cependant, là encore toute autre technique appropriée de soudage peut être retenue, notamment un soudage au laser ou par apport de matière.
Comme illustré sur la figure 3d, on réalise ensuite les différentes zones d'implantation d'accessoires sur le plateau 10, notamment les zones d'implantation de l'étrier de frein et de capteur. Par ailleurs, on opère le parachèvement de l'ensemble plateau 10 / bague entretoise 20, notamment par suppression du bourrelet de soudure référencé 11 sur la figure 3c, réalisation simultanée de l'alésage 14 dans le plateau 10 et de l'alésage 26 dans l'entretoise 20, et dressage de l'appui de roulement sur la surface extérieure 22 de cette même entretoise 20.
On notera à cet égard que, en effet, l'alésage 14 formé dans le plateau est avantageusement réalisé après soudure de la bague entretoise 20 sur le plateau 10. On garantit ainsi une parfaite coaxialité entre l'alésage 28 de la bague entretoise 20 et l'alésage 14 du plateau 10 ainsi qu'une parfaite orthogonalité entre l'axe de ces canaux 28, 14 et la face externe accessible 22 de la bague entretoise 20. Enfin, comme illustré sur la figure 3e, la fusée 30 est emmanchée en force dans le plateau 10 équipé de la bague entretoise 20. En d'autres termes, la fusée 30 est engagée, par son extrémité 39, à partir du côté du plateau 10 opposé à la bague entretoise 20. L'emmanchement est opéré jusqu'à ce que la tête 34 vienne en appui contre la face du plateau 10.
On obtient alors comme illustré sur les figures, une fusée 30 traversant le plateau 10 et la bague entretoise 20, la tête 34 d'un côté du plateau et le corps émergeant largement sur le côté opposé de la bague entretoise 20. L'homme de l'art comprendra que la surface 22 de la bague entretoise 20 est parfaitement orthogonale à l'axe 32 de la fusée 30. Cette surface 22 peut servir de portée d'appui à tous accessoires, notamment une cage de roulement.
Le cas échéant, une entretoise additionnelle ayant une simple fonction d'espacement peut être intercalée entre cet accessoire, par exemple une cage de roulement, et la bague entretoise 20 soudée sur le plateau 10 et ayant de ce fait une fonction de reprise mécanique en association avec la fusée 30.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit.
Selon le mode de réalisation précédemment décrit en regard des figures 1 à 3, la zone de soudure entre le plateau 10 et la bague entretoise 20 est définie au niveau de l'interface référencée 12 sur la figure 1, plane et orthogonale à l'axe 32. On a représenté sur la figure 4, une variante de réalisation selon laquelle la surface de soudure définie entre le plateau 10 et la bague entretoise 20 n'est pas orthogonale à l'axe 32, mais inclinée par rapport à celui-ci, par exemple sous forme d'une portée tronconique.
A cet effet, on réalise initialement un canal divergent, par exemple tronconique, dans le plateau 10, et on réalise une forme complémentaire, par décolletage, sur la bague entretoise 20. Cette disposition permet une mise en contact intime des extrémités des "fibres" à la fois du plateau 10 et de la bague entretoise 20 et donc une meilleure tenue de la soudure par comparaison avec la variante de réalisation illustrée sur les figures 1 à 3, selon laquelle les "fibres" de la bague entretoise 20 qui s'étendent parallèlement à l'axe 32 contactent orthogonalement, sur leur longueur, les "fibres" du plateau 10.
Par rapport, aux fusées à plateau connues, la fusée plateau conforme à la présente invention offre de nombreux avantages, et notamment les suivants : - la présente invention permet une réalisation simple puisqu'elle n'exige que des opérations d'usinage classique, notamment pour la réalisation du plateau,
- elle garantit une bonne tenue mécanique, à cet égard on notera que même en cas de rupture accidentelle de la soudure entre le plateau 10 et la bague entretoise 20, la fusée 30 reste maintenue sur l'ensemble grâce à sa tête évasée 34,
- la présente invention permet une grande liberté de dimensionnement,
- la présente invention permet une standardisation en ce sens qu'elle permet d'associer un plateau standard à différentes bagues entretoises 20 (lesquelles peuvent différer quant à leur diamètre et/ou leur longueur) et/ou différentes fusées 30, selon l'application et le véhicule concerné ; ou de même associer une bague entretoise 20 et/ou une fusée standard 30 à des plateaux 10 différents ; - la présente invention permet également le contrôle aisé de la qualité de la soudure réalisée entre le plateau 10 et la bague entretoise 20, par exemple par contrôles aux ultrasons.

Claims

REVENDICATIONS
1. Fusée à plateau caractérisée par le fait qu'elle comprend : - un plateau (10),
- une bague entretoise (20) soudée sur le plateau (10), et
- une fusée (30) à tête élargie (34), emmanchée dans un canal traversant coaxialement le plateau (10) et la bague entretoise (20) de sorte que la tête (34) de la fusée (30) soit placée d'un côté du plateau (10) et le corps de la fusée (36) émerge sur le côté opposé de la bague entretoise (20).
2. Fusée à plateau selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le plateau (10) est formé d'une plaque métallique plane formée par découpe.
3. Fusée à plateau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que le plateau (10) est réalisé en acier.
4. Fusée à plateau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la bague entretoise (20) est dimensionnée pour participer à la tenue mécanique de la fusée (30).
5. Fusée à plateau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la bague entretoise (20) est fixée par soudure à friction sur le plateau (10).
6. Fusée à plateau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la bague entretoise (20) est formée d'une bague cylindrique délimitée orthogonale à son axe et susceptible de servir d'appui à un organe tel qu'un roulement à billes, une surface intérieure cylindrique (26) et une surface extérieure cylindrique (27).
7. Fusée à plateau selon l'une des revendications l à 6, caractérisée par le fait que l'interface de soudure (12) définie entre la bague entretoise (20) et le plateau (10) est plane et orthogonale à l'axe de la fusée (30).
8. Fusée à plateau selon l'une des revendications l à 6, caractérisée par le fait que l'interface de soudure (12) défini entre la bague entretoise (20) et le plateau (10) est une surface inclinée par rapport à l'axe de la fusée (30), par exemple conique.
9. Plateau pour la réalisation d'une fusée à plateau conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend une bague entretoise (20) soudée sur une face du plateau (10).
10. Procédé de réalisation d'une fusée à plateau conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à :
- réaliser séparément un plateau (10), une bague entretoise (20) et une fusée (30) à tête élargie (34),
- souder la bague entretoise (20) sur le plateau (10), et
- emmancher la fusée (30) à tête (34) élargie dans un canal traversant coaxialement le plateau (10) et la bague entretoise (20) de sorte que la tête (34) de la fusée (30) soit placée d'un côté du plateau (10) et le corps (36) de la fusée (30) émerge sur le côté opposé de la bague entretoise (20).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le plateau (10) est réalisé par découpe d'une plaque métallique.
12. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé par le fait que le plateau (10) est réalisé par découpe au laser d'une plaque métallique.
13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé par le fait que la bague entretoise (20) est soudée par soudure à friction sur le plateau (10).
14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé par le fait que l'alésage (14) destiné à recevoir la fusée (30), réalisé dans le plateau (10), est formé après soudure de la bague entretoise (20) sur le plateau (10).
15. Procédé selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre, après soudure de la bague entretoise (20) sur le plateau (10), l'étape consistant à dresser par 10
usinage un appui de roulement sur la surface extérieure (22) de l'entretoise (20) perpendiculaire à l'axe de l'alésage (26).
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