Brevet FR2609514A1 — publié le 19880715

Les capots des coffres à bagages de nombre d'automobiles moder- nes sont équilibrés à l'aide d'ensembles à ressort hélicoTdal de trac- tion placés à l'intérieur des coffres à bagages de ces véhicules. Lors- que le capot du coffre à bagages d'un tel véhicule est fermé, les res- sorts (habituellement au nombre de deux, un sur chaque côté du véhicule) sont dans un état déployé ou tendu. On a observé que, sous de telles conditions, si l'une quelconque des portières des passagers est fermée énergiquement, ces ressorts d'équilibrage peuvent vibrer en provoquant un tintement métallique ou cliquettement déplaisant. Un tel bruit tend à 1o se transmettre à travers la carrosserie du véhicule qui joue le rôle d'une caisse de résonance. Des efforts faits pour empêcher ou limiter une telle vibration libre des ressorts tendus lorsqu'on ferme les portières d'un véhicule ou lorsque le véhicule fait l'objet d'un choc de toute autre manière, comme par exemple lorsqu'on ferme le capot du compartiment moteur, n'ont par le passé, connu de succès qu'au mieux partiellement. C'est ainsi qu'on a appliqué sur ces ressorts des matériaux de revêtement d'amortissement des bruits, sans produire de diminution appréciable du tintement métal- lique lorsqu'on fait vibrer un tel ressort. On a placé des coins en caoutchouc entre un tel ressort et sa fixation sur la carrosserie de l'automobile, mais avec des résultats non constants. Dans certains cas, on constate que le tintemement métallique a diminué lorsqu'on ferme énergiquement les portières du véhicule, mais qu'un tel bruit est encore produit lorsqu'on ouvre ou ferme le capot du coffre à bagages, ou encore dans les deux cas. Un autre inconvénient de ces éléments en caoutchouc réside dans le fait qu'on ne peut pas monter au préalable ces éléments dans l'ensemble à ressort d'équilibrage, ou qu'on ne peut pas les mettre en place au moment o on fixe les ensembles à ressort étant donné que, à un tel stade de la fabrication du véhicule, une peinture et un traite- ment thermiques supplémentaires de la carrosserie sont rendus nécessai- res. D'une manière générale, de tels éléments en caoutchouc sont incapa- bles de résister aux températures élevées utilisées pour faire sécher les couches de finition des automobiles. Un aspect important de la présente invention réside par consé- quent dans la découverte du fait qu'on peut réaliser d'une manière effi- cace la suppression de la vibration libre d'un ressort hélicoïdal tendu en utilisant un second élément en métal à ressort se présentant sous la forme d'un manchon en C qui enserre étroitement une partie intermédiaire du ressort hélicoïdal. D'une manière idéale, on utilise deux de ces 2609 5 1 4 manchons pour chaque ressort hélicoldal d'un ensemble typique d'équili- brage pour capot de coffre à. bagages de véhicule et on peut employer un nombre plus élevé de manchons dans d'autres applications o on utilise des ressorts hélicoldaux de très grande longueur. Un tel manchon peut se mettre aisément en place en s'enclenchant et, en raison de sa structure en métal à ressort, il peut facilement résister aux températures élevées rencontrées dans la peinture ou autres opérations de fabrication ulté- rieures. Un moyen de butée se présentant sous la forme d'une languette faisant saillie par rapport à la surface intérieure de ce manchon limite l'étendue du mouvement de coulissement longitudinal du manchon le long du ressort sur lequel il est monté. Le manchon doit offrir une longueur axiale égale au moins à la longueur d'une spire entière du ressort lorsque celui-ci est dans son état tendu maximal en utilisation normale. Par ailleurs, lorsque ce man- chon en métal à ressort est dans un état non déformé, son diamètre inté- rieur devrait être notablement inférieur au diamètre extérieur du res- sort hélicoïdal cylindrique. En général, ce manchon devrait offrir un diamètre intérieur dans une gamme de 5 à 8 % inférieur au diamètre exté- rieur du ressort hélicoïdal dans un état non tendu. La dimension angu- laire du ressort en C en arc de cercle devrait tomber dans la gamme gé- nérale de 270 à 310 , une gamme préférée étant d'approximativement 280 à 300 . Dans la mise en oeuvre de l'invention, il peut être prévu un ensemble à ressort hélicoïdal de traction, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort hélicoïdal de traction de forme générale cylindrique et comportant de multiples spires de taille identique et un manchon en métal à ressort à section transversale en C en arc de cercle offrant une longueur axiale au moins égale à la longueur axiale d'une spire entière du ressort lorsque ce ressort est dans un état tendu en utilisation nor- male, ce manchon offrant dans un état non déformé, un diamètre intérieur inférieur au diamètre extérieur du ressort et s'emboîtant, avec un con- tact à frottement serré avec le ressort, autour d'une partie de ce res- sortsituée en position intermédiaire sur la longueur de celui-ci. Dans cette mise en oeuvre de l'invention, il peut également être prévu un dispositif de suppression des bruits pour un ressort hélicoldal de trac- tion, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon en métal à ressort à section transversale en C en arc de cercle et offrant, d'une part, deux bords latéraux longitudinaux délimitant entre eux une ouverture d'intro- duction de ressort et, d'autre part, une surface intérieure destinée à venir en contact à frottement et serré avec un ressort hélicoïdal, ce manchon comportant une languette venue de matière qui fait saillie vers l'intérieur par rapport à cette surface intérieure et est destiné à se loger entre des spires adjacentes d'un ressort afin de limiter l'étendue du déplacement axial de ce manchon le long de ce ressort. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble à ressort hélicoïdal de traction, équipé d'une paire de manchons de suppression des bruits conforme à l'invention, la figure 2 est une vue en perspective et à plus grande échelle d'un manchon de suppression des bruits, la figure 3 en est une vue en élévation de côté, la figure 4 en est une vue en plan de dessus, la figure 5 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle et légèrement schématique, d'un ressort sur lequel on voit monté un manchon de suppression des bruits, cette figure représentant aussi (en traits interrompus) la façon de fixer à demeure un tel manchon, la figure 6 est une vue en coupe longitudinale représentant la combinaison d'un ressort et d'un dispositif de suppression des bruit.,le ressort étant dans un étant non tendu, et la figure 7 est une vue en coupe longitudinale, partielle et à plus grande échelle, analogue à la figure 6, mais représentant le ressort dans un état tendu. Ces dessins, et plus particulièrement la figure 1, représentent un ensemble d'équilibrage 10 comprenant une pièce mobile 11 telle que par exemple un capot articulé de coffre à bagages, une pièce fixe 12, telle qu'une partie d'une carrosserie de véhicule, un ressort hélicoïdal de traction 13 dont les parties extrêmes 14 et 15 sont reliées à ces pièces 11 et 12, par exemple en étant accrochées dans des ouvertures 16 et 17, et une paire de dispositifs de suppression des bruits 18. Etant donné que le ressort de traction remplit une fonction d'équilibrage, il adopte l'état étiré représenté sur la figure 1 lorsque le capot 11 est fermé. Dans cet état tendu, il exerce une force de traction vers le bas qui équilibre alors le poids du capot articulé lorsqu'on déverrouille et relève ce capot. Le ressort hélicoïdal 13 est dans l'ensemble d'une forme cylindrique et comporte de multiples spires 13a de taille identique. 4 26095 1 4 Lorsque ce ressort est dans un état sensiblement relâché ou non tendu (c'est-à-dire lorsque le capot est totalement relevé), les spires 13a sont contiguës l'une à l'autre comme représenté plus clairement sur la figure 6. Pour la simplicité de la représentation, le ressort 13 est re- présenté comme ayant ses parties extrêmes accrochées dans ces ouvertures 16 et 17 des éléments mobiles et fixes du véhicule; on compren- dra toutefois qu'on peut utiliser d'autres moyens de fixation. On peut se reporter aux brevets US-4.429.179 et 4.549.325 pour obtenir des détails d'une structure à écrou interne qui est utilisable pour relier les extrémités de ressorts d'équilibrage de façon que la tension de ces ressorts puisse être ajustée de manière sélective en cours de fabrica- tion et à des moments ultérieurs. Chaque manchon 18 a en plan et en coupe transversale une forme en C et offre une longueur axiale égale au moins à la longueur axiale d'une spire entière du ressort 13 lorsque ce ressort est totalement ten- du en utilisation normale. Si on la mesure lorsque le ressort n'est pas tendu, cette longueur du manchon serait d'au moins deux ou trois spi- res; la figure 6 représente le manchon comme ayant une longueur "l" correspondant approximativement à la longueur axiale de quatre de ces spires. Par ailleurs, dans un mode préféré de réalisation de l'inven- tion, la longueur "1" devrait être approximativement aussi grande, ou même plus grande, que le rayon intérieur "r" du manchon à- l'état hors tension (figure 4). Il est important que le diamètre intérieur du manchon soit plus petit que le diamètre extérieur du ressort lorsque ce manchon est hors tension et que le ressort est tendu (ou non tendu). En général, le man- chon devrait offrir un diamètre intérieur approximativement 5 à 8 % plus petit que le diamètre extérieur du ressort non tendu. Le résultat en est que, lorsque le manchon 18 est emboTté autour du ressort 13, il vient en contact serré sur une partie de la surface extérieure du ressort, que celui-ci soit étiré ou non. Il s'est avéré que la force de ce contact n'est pas uniformément répartie le long de la surface intérieure 18a du manchon étant donné que, lorsqu'on le force à venir épouser le ressort, ce manchon se dilate suivant une forme de section transversale ovalisée, représentée de manière un peu exagérée sur la figure 5. Le contact entre le manchon et le ressort a tendance à se produire avec plus de force le long des bords latéraux 18b et de la partie médiane 18c située à égale distance de ces bords latéraux. Bien que de telles forces de serrage non égalisées puissent ne pas accroître d'une façon notable l'action de 2609514 suppression des bruits offerte par le manchon, on pense que la force unitaire plus grande exercée par les bords latéraux 18b contribue à em- pêcher une rotation du manchon sur le ressort lors de l'utilisation de l'ensemble. Ces bords latéraux 18b sont espacés de façon à délimiter l'ouverture 19 à travers laquelle on peut introduire de force le ressort, cette introduction s'accompagnant d'une dilatation momentanée du manchon en métal à ressort comme indiqué en traits interrompus sur la figure 5. Dans son état non tendu, le manchon en arc de cercle 18 devrait offrir O10 une dimension angulaire dans la gamme de 270 à 310 , ce qui laisse sub- sister une ouverture 19 ayant une dimension angulaire dans la gamme de à 90 . De préférence, cette dimension angulaire du manchon devrait tomber dans la gamme de 280 à 300 , tandis qu'on pense que la dimension angulaire optimale serait d'approximativement 2900. De telles dimensions angulaires donnent l'assurance qu'on puisse placer de force, dans le sens latéral ou radial, le manchon en métal à ressort par dessus un ressort 13 et que, en raison de la largeur limitée de l'ouverture 19, il demeure en place sur ce ressort. Comme le montrent plus clairement les figures 2 et 7, le bord situé à une extrémité du manchon est déformé de façon à constituer un moyen d'arrêt permettant de limiter l'étendue du mouvement axial de cou- lissement du manchon le long du ressort 13. Une partie de ce bord, si- tuée à égale distance des bords latéraux 18b, est déformée ou repoussée vers l'intérieur de façon à former une languette en saillie vers l'in- térieur 20 qui fait saillie dans l'espace 21 situé entre deux spires ad- jacentes 13a (figure 7). Cette languette empêche un déplacement axial lorsque le ressort est relâché ou non tendu (figure 6). Lorsqu'on force par contre le ressort à se déployer, ses spires 13a se séparent et doi- vent coulisser axialement par rapport au manchon 18. La languette 20 donne l'assurance que l'étendue du déplacement axial de coulissement du manchon 18 par rapport au ressort 13 ne dépassera pas l'espacement entre spires adjacentes, mesuré lorsque le ressort est dans son état déployé ou tendu. Le manchon 18 peut être réalisé en n'importe quel métal à res- sort convenable, bien que l'on préfère de l'acier à ressort. On a obtenu des résultats efficaces en utilisant un acier à ressort d'une épaisseur d'approximativement 0,56 millimètres, ayant fait l'objet d'une trempe et d'un revenu lui donnant une valeur de 43 à 48 sur l'échelle Rockwell C. Un matériau de cette épaisseur est le plus efficace lorsqu'on l'utilise 6 2609 5 1 4 avec un ressort 13 ayant un diamètre extérieur à l'état non tendu se trouvant dans la gamme de 33 à 34 millimètres, tandis que le manchon à l'état hors tension offre un diamètre intérieur d'approximativement 31 millimètres. On devra aussi noter qu'une telle épaisseur s'est avérée particulièrement efficace lorsque le manchon est pourvu d'une nervure de raidissement 22 venue de matière et en arc de cercle, qui fait saillie vers l'extérieur et qui s'étend d'un bord latéral 18b à l'autre du man- chon, le long d'une ligne située à mi distance entre les extrémités de ce manchon. Si cette nervure 22 était omise, on pourrait avoir besoin d'une épaisseur plus forte du matériau à ressort pour ce manchon 18 pour produire des forces comparables de maintien ou de serrage. On ne peut pas totalement comprendre les raisons précises du de- gré élevé d'efficacité du manchon en tant que dispositif de suppression des bruits pour un ressort hélicoïdal de traction, particulièrement compte tenu du fait que le manchon lui-même est réalisé en métal à res- sort et que, s'il était soutenu d'une manière permettant des vibrations libres, il produirait un tintement métallique au choc essentiellement de la même manière qu'un diapason. On pense toutefois que ce manchon 18 sert d'amortisseur du type à friction sèche, avec une force d'amortis- sement d'intensité constante indépendante de l'amplitude et de la fré- quence. L'excursion en.Aplitude des vibrations libres du ressort héli- coTdal 13 soumis à un tel amortissement à friction sèche décroit à une vitesse constante. L'énergie (vibrations) est absorbée par le frotte- ment créé par le manchon qui serre étroitement la surface extérieure du ressort sur son pourtour. Une telle énergie absorbée n'est par consé- quent plus disponible pour produire les bruits déplaisants. Une réduction notable du tintement métallique ou cliquettement qui résulterait sans cela de vibrations libres du ressort hélicoTdal 13 s'obtient en utilisant un seul manchon 18 du matériau et de la structure ici divulgués. On obtient plus particulièrement des résultats très effi- caces lorsqu'on monte deux tels manchons de façon espacée sur un seul ressort, comme indiqué sur la figure 1. Bien que deux manchons se soient avérés éliminer tous les problèmes de tintement métallique déplaisant lorsqu'on les utilise avec un ressort hélicoldal, de taille standard (comme on en utilise largement sur des véhicules de fabrication à usage personnel), permettant l'équilibrage du capot d'un coffre à bagages, on pense qu'un nombre plus élevé de tels manchons pourrait être utile dans des applications o les ressorts hélicoïdaux impliqués sont d'une lon- gueur notablement plus élevée. 7 2609514 REVENDICATIONS 1. Ensemble à ressort hélicoïdal de traction, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort hélicoïdal de traction (13) de forme générale cylindrique et comportant de multiples spires (13a) de taille identique et un manchon en métal à ressort (18) à section transversale en C en arc de cercle offrant une longueur axiale au moins égale à la longueur axia- le d'une spire entière (13a) du ressort (13) lorsque ce ressort (13) est dans un état tendu en utilisation normale, ce manchon (18) offrant dans un état non déformé, un diamètre intérieur inférieur au diamètre exté- rieur du ressort (13) et s'emboîtant, avec un contact à frottement serré avec le ressort (13), autour d'une partie de ce ressort (13) située en position intermédiaire sur la longueur de celui-ci. 2. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (18) comporte une partie de butée (20) faisant saillie vers l'intérieur dans l'espace situé entre des spires adjacentes (13a) de fa- çon à limiter l'étendue du déplacement de ce manchon (18) en coulisse- ment longitudinal le long du ressort (13). 3. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le manchon (18) offre un diamètre intérieur inférieur de 5 à 8 % au diamètre extérieur du ressort (13) se trouvant dans un état non tendu. 4. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le manchon (18) offre une longueur axiale égale à au moins deux spires (13a) entières du ressort (13) se trouvant dans un état non tendu. 5. Ensemble suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon (18) offre une longueur axiale égale à au moins trois spires (13a) entières du ressort (13) se trouvant dans un état non tendu. 6. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le manchon (18) à section transversale en C en arc de cercle offre une dimension angulaire comprise dans la gamme de 270 à 3100. 7. Ensemble suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le manchon (18) offre une dimension angulaire comprise dans la gamme de 280 à 300 . 8. Ensemble suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le manchon (18) offre une dimension angulaire d'approximativement 290 . 9. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le manchon (18) comporte deux bords latéraux longitudinaux (18b) espacés de façon à délimiter entre eux une ouverture (19) d'introduction de ressort, ledit contact de frottement entre le ressort (13) et le manchon (18) se produisant le long de trois zones principales de contact, deux de ces zones principales de contact étant situées le long des bords longitudinaux (18b) du manchon (18) et la troisième zone principale de contact étant située le long de la surface intérieure (18a) du manchon (18) en un emplacement équidistant des deux bords latéraux (18b). 10. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, o10 caractérisé en ce que le manchon (18) comporte deux bords latéraux lon- gitudinaux (18b) espacés de façon à délimiter entre eux une ouverture (19) d'introduction de ressort, ce manchon (18) comportant une nervure venue de matière et en arc de cercle (22), située en une position inter- médiaire de la longueur axiale du manchon (18) et s'étendant entre les deux bords latéraux (18b). 11. Ensemble suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un second manchon (18) identique au premier manchon cité (18) est emboîté autour d'une seconde partie du ressort (13), ces premier et second manchons (18) étant espacés l'un de l'autre. 12. Ensemble suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments de carrosserie de véhicule (11, 12) reliés à des extrémités opposées (14, 15) du ressort (13), l'un (11) de ces éléments étant mobile par rapport à l'autre (12) et étant équilibré par rapport à la force de traction de ce ressort (13). 13. Dispositif de suppression des bruits pour un ressort hélicoïdal de traction (13), caractérisé en ce qu'il comprend un manchon en métal à ressort (18) à section transversale en C en arc de cercle et offrant, d'une part, deux bords latéraux longitudinaux (18b) délimitant entre eux une ouverture (19) d'introduction de ressort et, d'autre part, une surface intérieure (18a) destinée à venir en contact à frottement et serré avec un ressort hélicoïdal (13), ce manchon (18) comportant une languette venue de manière (20) qui fait saillie vers l'intérieur par rapport à cette surface intérieure (18a) et est destin6e se loger entre des spires (13a) adjacentes d'un ressort (13) afin de limiter l'étendue du déplacement axial de ce manchon (18) le long de ce ressort. 14. Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la longueur (1) du manchon (18) est au moins aussi grande que le rayon intérieur (r) de ce manchon (18) se trouvant dans un état hors tension. 9 2609514 15. Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le manchon en arc de cercle (18) offre une dimension angulaire se trouvant dans la gamme d'environ 270 à 310 . 16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que le manchon en arc de cercle (18) offre une dimension angulaire se trouvant dans la gamme d'environ 280 à 300 . 17. Dispositif suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le manchon en arc de cercle (18) offre une dimension angulaire d'approximativement 290 . 18. Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le manchon (18) comporte deux bords latéraux longitudinaux (18b) espacés de façon à délimiter entre eux une ouverture (19) d'introduction de ressort, ce manchon (18) présentant une nervure venue de matière et en arc de cercle (22) disposée en un emplacement intermédiaire de la longueur axiale du manchon (18) et s'étendant de l'un des bords latéraux (18b) vers l'autre. 19. Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le manchon (18) est réalisé en métal à ressort.