Brevet FR2535261A1 — publié le 19840504

La présente invention a pour objet un dispositif anti-basculement pour un groupe moto-propulseur de véhicule automobile suspendu élastiquement à la structure du véhicule. Comme on le sait, ce genre de dispositif comprend une butée de faible flexibilité interposée avec un faible espacement suivant une direction perpendiculaire à l'axe de rotation du groupe moto-propulseur, entre des éléments d'appui liés respectivement au groupe et à la structure. L'invention s'applique tout particulièrement à un groupe moto-propulseur comprenant un coupleur hydrocinétique, une boîte de vitesses et un arbre due sortie d'axe parallèle à l'axe de rotation du moteur. La :suspension élastique d'un groupe moto-propulseur sur la structure d'un véhicule automobile comporte généralement, en plus de supports recevant la charge statique de ce groupe, un dispositif à une ou plusieurs butées qui limite son basculement autour d'un axe parallèle à son arbre de sorte. Ce basculement tend à se produire dans un sens ou dans l'autre selon que le couple exercé par le groupe sur l'arbre de sortie est dirige dans le sens correspondant à la marche avant ou à la marche arrière du véhicule. C'est pourquoi le dispositif anti-basculement comporte au moins une butée de marche avant et une butée de marche arrière. Lorsque l'arbre de sortie est coaxial ou parallèle à l'axe de rotation du moteur, notamment à l'axe du vilebrequindans le cas d'un moteur a combustion interne à pistons alternatifs, les éventuelles vibrations angulaires du moteur autour de son axe sont susceptibles d'être transmises à la structure du véhicule par ces butées. Pour éviter cet inconvénient, qui en pratique ntest sensible que lorsque le moteur tourne au ralenti, il est habituel d'espacer légèrement chacune de ces butées de l'un des éléments d'appui liés,respectivement, au groupe et à la structure, et entre lesquels elle es-t interposée.De cette façon, lorsqu'aucun couple n'est transmis par le groupe à l'arbre de sortie, en particulier parce que la boîte de vitesses est en position "neutre" ou "point mort", ou parce qu'un dispositif que comporte le groupe est débrayé, les faibles oscillations angulaires du groupe, dues aux vibrations du moteur,s'effectuent sans intervention des butées, donc sans transmission de vibrations à la structure. Cependant, lorsque le-dispositif d'accouplement est du type hydrocinétique, un certain couple de traînée est transmis en permanence du moteur à la boîte de vitesses. Ainsi, lorsque le véhicule est à l'arrêt, moteur tournant au ralenti, donc susceptible de vibrer, et la boîte de vitesses engagée sur un rapport de marche avant ou arrière, comme c'est le cas fréquemment en circulation urbaine, le couple de traînée tend a faire basculer le groupe dans un sens, provoquant la mise en contact de la butée correspondante. Celle-ci transmet alors à la structure les vibrations du moteur avec un filtrage insuffisant, car elle possède une faible flexibilité pour pouvoir s'opposer efficacement au basculement du groupe lors des fortes charges appliquées au moteur. Dans la demande de brevet français publiée sous le nO 2 487 740, il a déjà été proposé, pour résoudre ce problème, une solution dans laquelle, à la butée normale anti-basculement, est associée une butée auxiliaire de grande flexibilité comprenant une chambre extensible reliée à une source de fluide sous pression, au moins lorsque le moteur est au ralenti avec un rapport de marche engagé dans la boîte de vitesses. L'invention a pour but d'obtenir le même résultat par des moyens plus simples et par conséquent moins onéreux, en évitant notamment le recours à un fluide sous pression. Le dispositif anti-basculement visé par l'invention comprend des butées de marche arrière et de marche avant, de faible flexibilité, interposées dans une direction perpendiculaire à l'axe de rotation du groupe, chacune entre deux-éléments d'appui dont l'un est lié à un support faisant partie du groupe moto-propulseur, et l'autre à un support faisant partie de la structure. Conformément à l'invention, l'un des éléments d'ap- pui d'au moins une des butées est monté mobile par rapport à son support , et maintenu écarté de celui-ci d'une distance déterminée, dans une direction perpendiculaire a l'axe de rotation du groupe, au moyen d'un organe élastique précontraint de grande flexibilité dont une extrémité est solidaire du support par rapport auquel ledit élément d'appui est monté mobile. De ce fait, si l'élément d'appui de la butée de marche avant est mobile par rapport à son support et maintenu écarté de celui-ci par l'organe élastique précontraint, et que la boite de vitesses est engagée sur un rapport de marche avant, l'organe élastique précontraint exerce sur la butée une force antagoniste à celle résultant du basculement du groupe moto-propulseur, cette force antagoniste étant légèrement inférieure à l'effort supporté par la butée, de telle sorte que la distance ou jeu précité ne soit pas rattrapé. Dans ces conditions, les vibrations du groupe sont filtrées par l'organe élastique de grande flexibilité et ne sont donc pas transmises à la structure du véhicule. Suivant une forme de réalisation de l'invention, dans laquelle le groupe moto-propulseur est suspendu à un support placé en appui; sur une cale élastique de grande flexibilité, supportée par la structure, l'une des butées, par exemple la butée de marche avant, est fixée sur un élément d'appui solidaire d'une vis traversant le support et qui est éslastiquement sollicitée vers l'élément d'appui opposé de la butée par un ressort précontraint constituant ledit organe élastique, par exemple à lame, dont une extrémité est fixée à la structure et tend à maintenir normalement l'élément d'appui écarté du support d'une distance égale à la distance précitée. Ainsi, lorsque la boîte de vitesses est sur un rapport de marche avant et que par conséquent le support du groupe moto-propulseur bascule et exerce un effort sur la butée, celle-ci se rapproche de son support faisant partie de la structure, de sorte que le jeu diminue mais n'est pas annulé, tant que le véhicule est arrêté. La lame élastique constituant le ressort précontraint s'oppose en;effet à ce que la butée vienne en appui sur son support. Suivant une particularité de l'invention, des plots élastiques sont fixés sur la face de l'élément d'appui de la butée tournée vers le support , avec entre ces plots et ledit organe la distance ou jeu précité, et un écrou ainsi qu'une pièce élastique telle qu'une rondelle sont interposés entre le ressort et le support de manière que l'écrou reste appliqué contre la rondelle par le ressort précontraint,tant que l'ef- fort de bas-culement supporté par la butée est inférieur à la force de précontrainte antagoniste du ressort. Lorsque les couples exercés sur la butée par le basculement du groupe moto-propulseur deviennent plus importants, au cours du roulement du véhicule, les plots élastiques viennent alors en appui sur le support de la butée, qui stoppe le basculement du groupe moto-propulseur de la façon habituelle. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation non limitatif. La Figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un groupe moto-propulseur équipé d'un dispositif anti-basculement selon l'invention. La Figure 2 est me vue mi-coupe mi-élévation à échelle agrandie du dispositif anti-basculement de la Figure 1. La Figure 3 est une diagramme illustrant le fonctionnement du dispositif anti-basculement. On voit schématiquement à la Figure 1 un groupe motopropulseur 1 comprenant un moteur à combustion interne à pistons alternatifs, relié par un dispositif d'accouplement hydrocinétique tel qu'un convertisseur de couple, à une boîte de vitesses automatique dont l'arbre de sortie 2 est sensiblement parallèle a l'axe 3 de rotation du vilebrequin du moteur. Ce groupe moto-propulseur peut être notamment à moteur diesel équipant un véhicule à traction avant, ce groupe étant monté transversalement par rapport à la direction d'avancement P du véhicule. Une console 4, fixée à la partie supérieure du groupe moto-propulseur 1, transmet la charge statique de ce dernier à la structure 5 du véhicule, par l'intermédiaire d'un support 6 et d'une cale élastique 7 de grande flexibilité suivant une direction horizontale orthogonale à l'axe 3. La cale 7 repose sur le fond d'un support 16 faisant partie de la structure 5, auquel elle est fixée par des tiges filetées et des écrous tels; que la tige 27 et l'écrou 28. La partie ïnférieure du groupe 1 est reliée à la structure 5, de fanon connue en soi, par une biellette 8 et deux articulations élastiques 9,10. De part et d'autre du support 6, et suivant une direction horizontale X-X orthogonale à l'axe 3, sont disposées deux butées anti-basculement, à savoir une butée 11 pour la marche arrière, et une butée 12 pour la marche avant. La butée 11 de marche arrière est fixée de manière connue sur un élément d'appui 13 solidaire d'une vis 14 permettant sa fixation par un écrou 15 sur le support 16 faisant partie de la structure 5. La butée 11 est disposée à une faible distance el d'un élément d'appui 17 appartenant au support 6. La butée 12 de marche avant est fixée sur un élément d'appui 18 solidaire d'une vis 19 qui traverse le support 16 ainsi qu'un organe plastique précontraint, constitué dans cet exemple par un ressort à lame 20, sur lequel elle est fixée entre deux écrous 21,22. Le ressort 20 est fixé par son extrémité opposée à la vis 19, sur une partie 29 de la structure 5, au moyen d'un système boulon 23 - écrou 31. Le ressort 20 présente une grande flexibilité et est monté précontraint, de manière à plaquer l'écrou 21 contre une rondelle élastique 24 fixée sur le support 16, coaxialement à la vis 19. D'autre part, des plots élastiques 25 sont fixés sur la face de l'élément d'appui 18 de la butée 12 tournée vers le support 16 , de façon qu'entre ces plots 25 et le support 16 soit réservé un jeu J, mesuré suivant la direction X-X,tant que l'écrou 21 reste appliqué contre la rondelle 24 par le ressort 20. Par ailleurs, un jeu e2 apparaît entre la butée 12 et un élé- ment d'appui 26 appartenant au support 6. Ainsi, dans cet exemple de réalisation du dispositif anti-basculement visé par l'invention, l'élément d'appui 18 de la butée de marche avant 12 est monté mobile par rapport à son support 6 , et maintenu écarté de celui-ci de la distance prédéterminée J dans une direction perpendiculaire à- l'axe de rotation 3 du groupe 1, et ce au moyen du ressort précontraint 20 de grande flexibilité. Le fonctionnement du dispositif anti-basculement qui vient d'être décrit est le suivant: Lorsque la boîte de vitesses est en position "neutrie, le groupe moto-propulseur 1 ne transmet aucun couple sur l'arbre de sortie 2. Celui-e i ne tend donc pas à basculer, et les jeux el, e2 lui permettent d'osciller librement, avec une très faible amplitude, sans mise en contact des éléments d'appui 17 ou 26 avec, respectivement, les butées ll ou 12. De cette façon, les vibrations du moteur, convenablement filtrées par la cale porteuse 7, ne sont pas transmises à la structure 5, notamment au ralenti. Lorsque la boite de vitesses est engagée sur un rapport de marche avant, le coupleur hydraulique assure en permanence l'accouplement, par glissement de fluide, entre le moteur et la bote de vitesses. Le groupe 1 transmet donc sur l'arbre de sortie 2, tant que le véhicule est arrêté, un couple de traînée qui tend à faire avancer le véhicule. Par réaction, le groupe 1 tend à basculer en sens inverse et l'élément d'appui 26 vient porter sur la butée 12. La force de précontrainte exercée par le ressort 20 étant légèrement inférieure à l'effort supporté par la butée 12, dans les conditions ci-dessus, l'écrou 21 est écarté de la rondelle 24 sans- toutefois que le jeu J soit rattrapé. Les vibrations du groupe sont alors filtrées par le ressort 20 de grande flexibilité. Pour des couples plus importants ,rencontrés au cours du roulement, les plots élastiques 25 viennent en appui sur le support 16 du fait que la force de précontrainte du ressort 20 devient inférieure à- l'effort transmis à la butée 12 par le support 6. La butée 12 stoppe alors le basculement du groupe moto-propulseur 1 de la façon habituelle. Le diagramme de la Fig.3 permet d'illustrer ce fonctionnement, au moyen d'un exemple numérique. Sur ce diagramme, la courbe A représente la loi force/déplacement suivant l'axe X-X, la force étant en ordonnées et le déplacement (en mm) en abscisses. Dans sa première partie, correspondant au rattrapage du jeu J, soit 3,4 mm , la raideur est très faible; cette raideur est celle du ressort 20, soit 6 daN/mm. Lorsque le jeu J est rattrapé, la raideur devient très forte du fait que c'est celle de la butée 12 proprement dite. L'effort de précontrainte du ressort 20 est de 50 daN. Le moteur tournant au ralenti et un rapport de marche avant étant engagé dans la boîte de vitesses, l'effort exercé par le groupe moto-propulseur 1 sur la butée 12 est 60 daN. Dans ces conditions, on voit que la déflexion moyenne au droit de la butée 12 est d'environ 1,7 mm. Si l'on voulait, avec une butée élastique. classique, avoir la même raideur de 6 daN/mm pour le même effort de 60 daN, on aurait une déflexion de 10 mm (courbe B). Ceci présenterait alors les inconvénients suivants: - oscillations longitudinales gênantes lors des inversions de couple; - contraintes élevées sur la cale porteuse 7; - risques accrus de contact entre groupe motopropulseur let structure 5. Par conséquent, le dispositif anti-basculement selon l'invention permet de réaliser une butée anti-basculement qui possède une grande flexibilité dans la zone de charge correspondant au couple de traînée au ralenti, sans présenter l'inconvénient d'un débattement élevé pour cette charge. L'invention n' est pas limitée au mode de réalisation représenté et peut comporter des variantes d'exécution, notamment les suivantes: - La butée 12 peut être fixée indifféremment sur l'élément d'appui 18 lié à la structure, ou sur l'élément d'appui 26- lié au groupe moto-propulseur. - L'élément d'appui mobile par rapport à son support, peut être indifféremment, l'élément d'appui 18 lié à la structure 5, ou l'élément d'appui 26 lié au groupe moteur. Dans ce cas, l'élément d'appui 26 est maintenu écarté d'une distance prédéterminée J du support 6 par un ressort précontraint dont une extrémité est fixée sur ce support 6. - I1 est possible d'adopter pour la butée 11 de marche arriere, le même dispositif que celui décrit ci-dessus pour la butée 12 de marche avant. - Le ressort 20 peut être de toute autre forme que celle représentée, un ressort à lame tel que décrit présentant toutefois l'avantage d'assurer le guidage de l'élément d'appui 18. ^ REVENDICATIONS l.-.Dispositif anti-basculement pour un groupe motopropulseur (1) de véhicule automobile suspendu élastiquement à la structure (5) du véhicule, comprenant des butées (11, 12) de marche arrière et de marche avant, de faible flexibilité, interposées dans une direction perpendiculaire à l'axe de rotation (3) du groupe, chacune entre deux éléments d'appui (13,17,18,26) dont l'un (17,26) est lié à un support (6) faisant partie du groupe moto-propulseur (1) et l'autre (13,18) à un support (16) faisant partie de la structure (5), caractérisé en ce que l'un (18) des éléments d'appui d'aumoinsne(12)des butées (11, 12) est monté mobile par rapport à son support (16) et maintenu écarté de celui-ci d'une distance déterminée (J), dans une direction perpendiculaire a l'axe de rotation (3) du groupe (I), au moyen d'un organe élastique précontraint (20) de grande flexibilité dont une extrémité est solidaire du support (16) par rapport auquel ledit élément d'appui (18) est monté mobile. 2.- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le groupe moto-propulseur (1) est suspendu par un support (6) placé en appui sur une cale élastique (7) de grande flexibilité, supportée par la structure (5), caractérisé en ce que l'une (12) des butées (11, 12), par exemple la butée (12) de marche avant, est fixée sur un élément d'appui (18) solidaire d'une vis (19) traversant le support (16) et qui est élastiquement sollicitée vers l'élément d'appui (26) opposé de la butée (12) par un ressort précontraint (20) -constituant ledit organe élastique, dont une extrémité est fixée la structure ( 5 ) , et qui tend maintenir normalement l'élément d'appui 18) écarte du support ( 16 ) d'une distance sensiblement égale à la distance précitée (J). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que des plots- élas-tïques (25) sont fixés sur la face de l'élément d'appui (18) de la butée (12) tournée vers le support (16) avec entre ces plots (25) et ledit support (16) la distance précitée (J), et un écrou (21) est monté sur la vis (19) entre le ressort (20) et le support (16) sur lequel est fixée une rondelle élastique (24), de manière que l'écrou (21) soit plaqué sur le support (16) par le ressort précontraint (20) tant que l'effort de basculement supporté par la butée (12) est inférieur à la force de précontrainte du ressort (20). 4.- Dispositif selon l'une des- revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit organe élastique précontraint est un ressort à lame.