WO2008055958A1 - Assemblage d'un essieu arrière de véhicule - Google Patents

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    • B60G2206/821—Joining by gluing

Definitions

  • the invention relates to the running gear of motor vehicles, and in particular the rear axles of these vehicles.
  • Many motor vehicles are equipped with a rear axle comprising two longitudinal drawn arms interconnected by a tubular steel crossbar, used as a torsion bar axis. Torsional strength, positive pinch resistance and camber resistance are determined to a large extent by this transverse beam embedded in the trailing arms.
  • the trailing arms are intended to support wheel flares.
  • a known method of assembly of the cross member with the drawn arms involves adhesive bonding.
  • the drawn arm to which the cross member is to be assembled has a bore.
  • the inner surface of the bore is glued.
  • An axial end of the crossbar is also glued.
  • the adjustment between the drawn arm bore and the end of the cross member is determined so that the final thickness of the adhesive is reduced. Because of this adjustment, precise positioning between the cross member and the drawn arm is required to insert the end of the cross member into the bore. Despite this precision, this insertion step runs the risk of scraping the adhesive disposed on the surfaces to be assembled. This scraping may lead to gaps in the adhesive, and consequently to breakage of the assembly during the application of a load.
  • the method also includes a step of partially crosslinking the adhesive layers before the insertion step.
  • the invention aims to solve one or more of these disadvantages.
  • the invention thus relates to a method of assembling an axle drawn arm vehicle rear to a torsion bar crossbar, comprising the following steps:
  • the expansion of the end of the cross-member comprises the buckling of the end of the cross-member.
  • the buckling is achieved by clamping an intermediate portion of the cross member and applying an axial compressive force to the end of the cross member.
  • the method comprises maintaining a core fitted to the inner surface of the intermediate portion during clamping.
  • the inner surface of the bore has a recess.
  • the method is applied to a crosspiece whose said end is of tubular form.
  • the peripheral surface of the end is initially cylindrical.
  • the method further comprises the steps of: -applying an adhesive on the inner surface of a bore of another drawn arm and / or on the peripheral surface of another axial end of the crossbar;
  • the invention also relates to a rear axle of a motor vehicle, comprising a fired arm and a torsion bar crossbar assembled according to one of the above methods, applied to an inner bore surface having a recess.
  • FIG 1 shows a perspective view of drawn arms connected by a cross bar torsion
  • FIG. 2 illustrates a sectional view of a pulled arm and the end of a cross member before their assembly
  • FIGS. 3 to 5 illustrate sectional views of the drawn arm and the end of the crosspiece during several steps of an assembly process according to the invention
  • FIG. 6 illustrates a sectional view of trailing arms and a cross member in different stages of a variant of an assembly method.
  • the invention proposes to expand one end of a crossbar of a torsion bar in a bore of a drawn arm, after applying an adhesive on at least one of the surfaces to be assembled.
  • the proposed method makes it possible not to crosslink the adhesive after inserting the end of the crossbar into the bore.
  • the method also ensures the absence of scraping during the insertion of the end of the crossbar into the bore.
  • the method also makes it possible to limit the amount of adhesive applied in excess on one of the surfaces to be assembled.
  • FIG 1 is a perspective view of a portion of a rear axle.
  • This rear axle comprises two trailing arms 1.
  • the trailing arms 1 are recessed on respective axial ends of a crossbar 4 of a torsion bar.
  • Each pulled arm 1 has a portion 11 for supporting a wheel spindle.
  • Each pulled arm 1 further has a connecting portion 12 of the arm with the vehicle frame.
  • the parts 11 and 12 are arranged on either side of the axis of the crossbar 4.
  • the cross member 4 is adapted to undergo a torsion compatible with the handling requirements of a vehicle.
  • the cross-member 4 is also adapted to have limited elongation or contraction along its axis.
  • Figure 2 is a sectional view of a pulled arm 1 and the end 41 of the crossbar 4 before assembly.
  • the pulled arm 1 has a bore 13 whose axis is placed in alignment with the axis of the crossbar 4.
  • the inner surface of the bore 13 has two bearing surfaces 3 of the same section and a recess 2.
  • the different parts of the bore 13 are of circular section but could also be considered a bore 13 having sections of other shape.
  • the pulled arm 1 may be a casting part whose spans 3 have been machined.
  • the end 41 of the crosspiece 4 advantageously has a tubular shape, the inside of which is accessible from the outside.
  • the adhesive layers 5 and 6 have been applied respectively to the inner surface of the bore 13 and to the peripheral surface of the axial end 41.
  • the example illustrates the application of the adhesive on these two surfaces, it could also be envisaged that the adhesive is applied to only one of them.
  • the adhesive layer is not applied to the staves 3.
  • the adhesive layer 5 is applied in the recess 2 which thus forms an adhesive reservoir for flowing later.
  • the layer 5 included in the recess 2 is less subject to scraping by the end 41. The skilled person will determine a suitable adhesive.
  • the expansion of the end 41 is made by buckling of this end.
  • an intermediate portion of the cross-member 4 has been clamped by clamping and then an axial compressive force has been applied to the end 41.
  • the end 41 is thus subject to buckling between the tightening and the area of application of the axial compression.
  • a press tool 7 exerts the axial compressive force on the end 41.
  • a clamping tool comprises two half-shells 8 which clamp an intermediate portion of the crosspiece 4 in order to axially clamping it by friction.
  • the tool 7 has a section fitting inside the end 41. Thus, it prevents the buckling is translated locally by a blister inwardly of the end 41.
  • a core 9 fits inside the cross member 4 at the intermediate portion to prevent deformation during clamping by the clamping tool.
  • the core 9 may be integral with the tool 7 to facilitate the assembly process.
  • the end 41 expands to compress the adhesive 14 against the inner surface of the bore 13, thus ensuring a good distribution of the adhesive 14 by creep. This compression makes superfluous a preliminary partial crosslinking step of the adhesive applied.
  • a portion of the end 41 deforms to match the shape of the recess 2.
  • shoulders on the end 41 which participate in the resistance of assembly and eliminate the risk of disengagement.
  • the end 41 which protruded from the bore 13 in FIG. 4, is flush with the edge of the bore 13 in FIG. 5.
  • the creep illustrated in FIG. 5 reduces the length of the end 41.
  • FIG. 6 illustrates a variant of the assembly method, in which the two axial ends of the crossmember 4 are simultaneously expanded in respective drawn arm bores 1.
  • the upper part shows the shape of the crossbar before buckling
  • the lower part illustrates the shape of the same crossbar after buckling.
  • an adhesive is applied to the peripheral surface of the other end of the cross member 4 and / or to the inner surface of the bore of another drawn arm 1. This other end is inserted into the bore of the other arm pulled.
  • an axial compression force is applied simultaneously on both ends of the crossmember. It is thus possible to simultaneously assemble two trailing arms 1 on the crossbar 4. The trailed arms are held in the desired position during the assembly process.
  • a creep expansion method has been illustrated, an expansion method could also be envisaged by applying an internal hydraulic pressure to the tube to reduce the axial thrust force of the ends of the beam.

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'assemblage d'un bras tiré (1) d'essieu arrière de véhicule à une traverse (4) de barre de torsion, comprenant les étapes suivantes : appliquer un adhésif (5,6) sur la surface intérieure d'un alésage (13) du bras tiré et/ou sur la surface périphérique d'une extrémité axiale (41) de la traverse; insérer l'extrémité (41) de la traverse dans l'alésage du bras tiré; expanser l'extrémité de la traverse jusqu'à ce que l'adhésif appliqué (5,6) joigne la surface intérieure de l'alésage à la surface périphérique de l'extrémité de la traverse.

Description

ASSEMBLAGE D'UN ESSIEU ARRIERE DE VEHICULE
L'invention concerne les trains roulants des véhicules automobiles, et en particulier les essieux arrière de ces véhicules. De nombreux véhicules automobiles sont équipés d'un essieu arrière comprenant deux bras tirés longitudinaux reliés entre eux par une traverse tubulaire en acier, utilisée comme axe de barre de torsion. La résistance à la torsion, la résistance au pincement positif et la résistance au carrossage sont déterminées dans une grande mesure par cette poutre transversale encastrée dans les bras tirés. Les bras tirés sont destinés à supporter des fusées de roues.
Un procédé d'assemblage connu de la traverse aux bras tirés fait appel à un collage au moyen d'un adhésif. Le bras tiré auquel la traverse doit être assemblée présente un alésage. La surface intérieure de l'alésage est encollée. Une extrémité axiale de la traverse est également encollée. Afin d'accroître la résistance mécanique de l'assemblage, l'ajustement entre l'alésage du bras tiré et l'extrémité de la traverse est déterminé de sorte que l'épaisseur finale de l'adhésif soit réduite. Du fait de cet ajustement, un positionnement précis entre la traverse et le bras tiré est nécessaire pour procéder à l'insertion de l'extrémité de la traverse dans l'alésage. Malgré cette précision, cette étape d'insertion fait courir le risque de racler l'adhésif disposé sur les surfaces à assembler. Ce raclage peut conduire à des lacunes d'adhésif, et par conséquent à une rupture de l'assemblage lors de l'application d'une charge. Afin d'accélérer la solidification de l'adhésif après l'insertion et afin de contrôler le fluage de l'adhésif, le procédé inclut également une étape de réticulation partielle par induction des couches d'adhésif avant l'étape d'insertion.
Afin de limiter les risques de défaut d'assemblage, un perfectionnement de ce procédé a conduit à appliquer une quantité d'adhésif en excès, puis à effectuer un contrôle non destructif de cet assemblage. Ce perfectionnement renchérit cependant le coût du procédé d'assemblage.
L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un procédé d'assemblage d'un bras tiré d'essieu arrière de véhicule à une traverse de barre de torsion, comprenant les étapes suivantes :
-appliquer un adhésif sur la surface intérieure d'un alésage du bras tiré et/ou sur la surface périphérique d'une extrémité axiale de la traverse ; -insérer l'extrémité de la traverse dans l'alésage du bras tiré ;
-expanser l'extrémité de la traverse jusqu'à ce que l'adhésif appliqué joigne la surface intérieure de l'alésage à la surface périphérique de l'extrémité de la traverse.
Selon une variante, l'expansion de l'extrémité de la traverse comprend le flambage de l'extrémité de la traverse.
Selon une autre variante, le flambage est réalisé en bridant par serrage une partie intermédiaire de la traverse et en appliquant un effort de compression axial sur l'extrémité de la traverse.
Selon encore une variante, le procédé comprend le maintien d'un noyau ajusté à la surface intérieure de la partie intermédiaire durant le bridage par serrage.
Selon encore une autre variante, la surface intérieure de l'alésage présente un chambrage.
Selon une variante, le procédé est appliqué à une traverse dont ladite extrémité est de forme tubulaire.
Selon une autre variante, la surface périphérique de l'extrémité est initialement cylindrique.
Selon encore une variante le procédé comprend en outre les étapes suivantes : -appliquer un adhésif sur la surface intérieure d'un alésage d'un autre bras tiré et/ou sur la surface périphérique d'une autre extrémité axiale de la traverse ;
-insérer l'autre extrémité de la traverse dans l'alésage de l'autre bras tiré ; -brider par serrage une autre partie intermédiaire de la traverse ;
-appliquer simultanément un effort de compression axial sur les extrémités de la traverse.
L'invention porte également sur un essieu arrière de véhicule automobile, comprenant un bras tiré et une traverse de barre de torsion assemblés selon un des procédés ci-dessus, appliqué à une surface intérieure d'alésage présentant un chambrage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
-la figure 1 illustre une vue en perspective de bras tirés reliés par une traverse de barre de torsion ;
-la figure 2 illustre une vue en coupe d'un bras tiré et de l'extrémité d'une traverse avant leur assemblage ;
-les figures 3 à 5 illustrent des vues en coupe du bras tiré et de l'extrémité de la traverse durant plusieurs étapes d'un procédé d'assemblage selon l'invention ;
-la figure 6 illustre une vue en coupe de bras tirés et d'une traverse dans différentes étapes d'une variante d'un procédé d'assemblage.
L'invention propose d'expanser une extrémité d'une traverse d'une barre de torsion dans un alésage d'un bras tiré, après avoir appliqué un adhésif sur au moins une des surfaces à assembler. Le procédé proposé permet de ne pas effectuer de réticulation de l'adhésif après avoir inséré l'extrémité de la traverse dans l'alésage. Le procédé garantit également l'absence de raclage durant l'insertion de l'extrémité de la traverse dans l'alésage. Le procédé permet en outre de limiter la quantité d'adhésif appliquée en excès sur une des surfaces à assembler.
La figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un essieu arrière. Cet essieu arrière comprend deux bras tirés 1. Les bras tirés 1 sont encastrés sur des extrémités axiales respectives d'une traverse 4 d'une barre de torsion. Chaque bras tiré 1 présente une partie 11 destinée à supporter une fusée de roue. Chaque bras tiré 1 présente de plus une partie 12 de liaison du bras avec le châssis du véhicule. Les parties 11 et 12 sont disposées de part et d'autre de l'axe de la traverse 4.
De façon connue en soi, la traverse 4 est adaptée pour subir une torsion compatible avec les exigences de tenue de route d'un véhicule. De façon connue en soi, la traverse 4 est également adaptée pour présenter un allongement ou une contraction limités suivant son axe.
La figure 2 est une vue en coupe d'un bras tiré 1 et de l'extrémité 41 de la traverse 4 avant leur assemblage. Le bras tiré 1 présente un alésage 13 dont l'axe est placé dans l'alignement de l'axe de la traverse 4. La surface intérieure de l'alésage 13 présente deux portées 3 de même section et un chambrage 2. Dans l'exemple, les différentes parties de l'alésage 13 sont de section circulaire mais on pourrait également envisager un alésage 13 présentant des sections de forme autre. Le bras tiré 1 peut être une pièce de fonderie dont les portées 3 ont été usinées. L'extrémité 41 de la traverse 4 présente avantageusement une forme tubulaire, dont l'intérieur est accessible depuis l'extérieur.
Sur la figure 3, les couches d'adhésif 5 et 6 ont été appliquées respectivement sur la surface intérieure de l'alésage 13 et sur la surface périphérique de l'extrémité axiale 41. Bien que l'exemple illustre l'application de l'adhésif sur ces deux surfaces, on pourrait également envisager que l'adhésif ne soit appliqué que sur l'une d'entre elles. Dans l'exemple, la couche d'adhésif n'est pas appliquée sur les portées 3. La couche d'adhésif 5 est appliquée dans le chambrage 2 qui forme ainsi un réservoir d'adhésif destiné à fluer ultérieurement. De plus, la couche 5 incluse dans le chambrage 2 est moins sujette au raclement par l'extrémité 41. L'homme du métier saura déterminer un adhésif approprié.
Sur la figure 4, l'extrémité axiale 41 a été insérée dans l'alésage 13. L'épaisseur de la couche 6 et le jeu de l'ajustement entre l'extrémité axiale 41 et l'alésage 13 sont définis pour limiter le raclage de la couche d'adhésif 6 contre le bord de l'alésage 13.
Dans l'exemple illustré, l'expansion de l'extrémité 41 est réalisée par flambage de cette extrémité. Afin d'expanser l'extrémité 41, on a bridé par serrage une partie intermédiaire de la traverse 4 et on a ensuite appliqué un effort de compression axial sur l'extrémité 41. L'extrémité 41 est ainsi sujette au flambage entre la zone de serrage et la zone d'application de la compression axiale. A cet effet, un outil de presse 7 exerce l'effort de compression axiale sur l'extrémité 41. Un outil de bridage comprend deux demi-coquilles 8 qui serrent une partie intermédiaire de la traverse 4 afin de la brider axialement par friction. L'homme du métier saura déterminer l'effort de compression axial de flambage en fonction du dimensionnement de l'extrémité 41.
L'outil 7 présente une section s'ajustant à l'intérieur de l'extrémité 41. Ainsi, on empêche que le flambage ne se traduise localement par une boursouflure vers l'intérieur de l'extrémité 41. De façon similaire, un noyau 9 s'ajuste à l'intérieur de la traverse 4 au niveau de la partie intermédiaire pour éviter sa déformation lors du serrage par l'outil de bridage. Le noyau 9 pourra être solidaire de l'outil 7 afin de faciliter le processus d'assemblage. Durant le flambage, l'extrémité 41 s'expanse pour comprimer l'adhésif 14 contre la surface intérieure de l'alésage 13, assurant ainsi une bonne répartition de cet adhésif 14 par fluage. Cette compression rend superflue une étape de réticulation partielle préalable de l'adhésif appliqué.
En particulier, une partie de l'extrémité 41 se déforme pour épouser la forme du chambrage 2. Ainsi, outre la fixation par l'adhésif 41 après sa solidification, on dispose d'épaulements sur l'extrémité 41 qui participent à la résistance de l'assemblage et éliminent le risque de désenmanchement.
L'extrémité 41 qui dépassait de l'alésage 13 à la figure 4, est affleurante avec le bord de l'alésage 13 à la figure 5. En effet, le fluage illustré à la figure 5 réduit la longueur de l'extrémité 41.
La figure 6 illustre une variante du procédé d'assemblage, dans laquelle on expanse simultanément les deux extrémités axiales de la traverse 4 dans des alésages de bras tirés 1 respectifs. La partie haute illustre la forme de la traverse avant flambage, la partie basse illustre la forme de cette même traverse après flambage. Comme décrit auparavant, on applique un adhésif sur la surface périphérique de l'autre extrémité de la traverse 4 et/ou sur la surface intérieure de l'alésage d'un autre bras tiré 1. Cette autre extrémité est insérée dans l'alésage de l'autre bras tiré. Selon cette variante, un effort de compression axial est appliqué simultanément sur les deux extrémités de la traverse. On peut ainsi réaliser l'assemblage simultané de deux bras tirés 1 sur la traverse 4. Les bras tirés sont maintenus dans la position souhaitée durant le procédé d'assemblage. Bien qu'on ait illustré un procédé d'expansion par fluage, on pourrait également envisager un procédé d'expansion par application d'une pression hydraulique interne au tube pour réduire l'effort de poussée axiale des extrémités de la traverse.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'assemblage d'un bras tiré (1) d'essieu arrière de véhicule à une traverse (4) de barre de torsion, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
-appliquer un adhésif (5,6) sur la surface intérieure d'un alésage (13) du bras tiré et/ou sur la surface périphérique d'une extrémité axiale (41) de la traverse ;
-insérer l'extrémité (41) de la traverse dans l'alésage du bras tiré ; -expanser l'extrémité de la traverse jusqu'à ce que l'adhésif appliqué
(5,6) joigne la surface intérieure de l'alésage à la surface périphérique de l'extrémité de la traverse.
2. Procédé d'assemblage selon la revendication 1, dans lequel l'expansion de l'extrémité de la traverse comprend le flambage de l'extrémité de la traverse.
3. Procédé d'assemblage selon la revendication 2, dans lequel le flambage est réalisé en bridant par serrage une partie intermédiaire de la traverse (4) et en appliquant un effort de compression axial sur l'extrémité (41) de la traverse.
4. Procédé d'assemblage selon la revendication 3, comprenant le maintien d'un noyau (9) ajusté à la surface intérieure de la partie intermédiaire durant le bridage par serrage.
5. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface intérieure (13) de l'alésage présente un chambrage (2).
6. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, appliqué à une traverse (4) dont ladite extrémité est de forme tubulaire.
7. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface périphérique de l'extrémité (41) est initialement cylindrique.
8. Procédé d'assemblage selon la revendication 3 ou 4, comprenant en outre les étapes suivantes :
-appliquer un adhésif (5) sur la surface intérieure d'un alésage d'un autre bras tiré et/ou sur la surface périphérique d'une autre extrémité axiale de la traverse ; -insérer l'autre extrémité de la traverse dans l'alésage de l'autre bras tiré ;
-brider par serrage une autre partie intermédiaire de la traverse ;
-appliquer simultanément un effort de compression axial sur les extrémités (41) de la traverse (4).
9. Essieu arrière de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un bras tiré (1) et une traverse (4) de barre de torsion assemblés selon le procédé de la revendication 5.
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