Brevet FR2674800A1 — publié le 19921009

Dispositif de suspension de tubulure d'échappement pour véhicule. La présente invention concerne un dispositif pour la suspension d'une structure vibrante sur une structure de support rigide, notamment pour la suspension d'une tubulure d'échappement d'un moteur de véhicule sur la caisse de ce dernier, du type comportant un élément élastique propre à travailler en traction et pourvu d'au moins un premier organe d'accrochage à l'une desdites structures et d'au moins un second organe d'accrochage à l'autre structure. Le but général d'un tel dispositif est, comme connu, de supporter toute la ligne d'échappement sans que les vibrations auxquelles elle est soumise lors de la marche du moteur soient transmises de façon trop sensible à la caisse du véhicule. Actuellement, ces dispositifs comprennent essentiellement un collier de caoutchouc éventuellement renforcé, accroché en partie haute à la caisse du véhicule et à la partie-basse duquel est suspendue la tubulure d'échappement, laquelle peut comporter la tubulure proprement dite, un pot amortisseur de bruits classique, un pot catalytique, etc. Ces colliers ont une trop grande raideur statique en traction, une faible raideur en compression (vis-à-vis des efforts tendant à faire remonter la tubulure vers la caisse), et encore une faible raideur vis-à-vis des efforts s'exerçant latéralement sur cette tubulure. De ce fait : leur grande raideur en traction leur fait transmettre une grande partie des vibrations à la caisse du véhicule leurs faibles raideurs à la compression et vis-à-vis des efforts latéraux autorisent de trop grands débattements verticaux d'une part, latéraux d'autre part. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients de la technique antérieure, et d'obtenir une forte raideur statique du dispositif vis-à-vis des efforts F en traction et en compression, de part et d'autre d'une zone utile ZU à très faible raideur statique, cette zone utile étant celle qui avoisine de côté et d'autre le point d'équilibre E de la tubulure d'échappement, dont le poids soumet le dispositif de suspension à une charge d'équilibre statique Cs (voir figure 1, dans laquelle d désigne les déformations en vertical du dispositif). Pour fixer les idées, la raideur statique du dispositif dans la zone utile ZU doit être de l'ordre de 7 à 28 N/mm, et de 40 à 70 N/mm dans les deux zones à forte pente qui l'encadrent, ceci pour un poids de tubulure de l'ordre de 70 à 130 N. Il est aussi souhaitable d'obtenir un très bon comportement du dispositif au fluage et en fatigue, une bonne tenue en température et une faible rigidification dynamique. Le dispositif de suspension devra assurer en outre une excellente tenue latérale de la tubulure d'échappement. Ces buts sont atteints, conformément à la présente invention, par un dispositif de suspension du type général défini au début, caractérisé en ce qu'il comporte une zone présentant une plage de fonctionnement à faible raideur en traction ou compression, vis-à-vis des efforts de traction ou compression s' exerçant entre les organes d'accrochage précités, ainsi qu'un troisième organe d'accrochage rigidement solidaire dudit premier organe d'accrochage ou confondu avec lui, ce troisième organe étant adapté à se déplacer d'une extrémité à l'autre d'une lumière de l'élément pratiquée dans une zone à forte raideur et allongée dans la direction desdits efforts, ce déplacement dudit troisième organe s'effectuant pendant l'exploration de ladite plage de fonctionnement à faible raideur avec des efforts de traction ou compression croissants, une plage de fonctionnement à plus forte raideur étant ainsi obtenue de part et d'autre de la précédente lorsque, lesdits efforts de traction ou compression ayant atteint une valeur prédéterminée, ledit troisième organe d'accrochage bute sur l'une des extrémités de ladite lumière. On verra plus bas de façon plus approfondie comment un tel dispositif permet d'atteindre les buts visés, ainsi que différents modes de réalisation de ces dispositions générales. Ces différents modes de réalisation possibles de l'invention seront mieux compris à la lecture des exemples donnés ci-dessous avec référence aux figures du dessin annexe dans lequel - la figure l est un graphique montrant l'évolution souhaitée de la raideur d'un dispositif de suspension conforme à l'invention, en fonction des efforts de traction ou compression F qui lui sont appliqués - la figure 2 est une vue en élévation de face d'un premier mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention, pour la suspension d'une tubulure d'échappement de véhicule, ce dispositif étant supposé non chargé - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 - la figure 4 est une vue en élévation de face d'un second mode de réalisation du dispositif, supposé normalement chargé par la tubulure - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue en élévation de face d'un troisième mode de réalisation du dispositif, encore supposé non chargé ; et - la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6. Dans les différentes figures on a, dans la mesure du possible, toujours utilisé les mêmes références respectives pour désigner les mêmes parties du dispositif, ou des parties analogues ou jouant le même rôle. Les premier, second et troisième organes d'accrochage, constitués d'axes métalliques traversants, ont été référencés respectivement en 1, 2 et 3, la caisse du véhicule en 4 et la tubulure d'échappement (éventuellement un pot) en 5. A désigne d'une façon générale l'élément élastique à forte rigidité, constitué par exemple en caoutchouc synthétique. Cet élément A est constitué d'un corps 6 relié au premier organe d'accrochage 1 par des branches 7 constituant la zone à faible rigidité. Dans tous les modes de réalisation, les organes d'accrochage 1 et 3 sont reliés à la caisse 4 par un tirant 8 qui les solidarise, et l'organe d'accrochage 2 est relié au pot ou analogue 5 par un tirant 9. Dans le mode de réalisation des figures 6 et 7, les organes d' accrochage 1 et 3 sont confondus, les branches 7 reliant le corps 6 à l'axe 1 étant montées en parallèle avec le corps 6, alors que dans les autres modes de réalisation, les branches 7, considérées comme vues entre les parties 4 et 5, sont montées en série avec le corps 6. Enfin, le troisième organe d'accrochage ou axe 3 peut se déplacer, dans tous les cas de figure, dans une lumière 10 allongée dans la direction des efforts de traction, pratiquée dans le corps 6 de l'élément A. Cette lumière est alignée avec les trous traversants recevant les premier et second organes d'accrochage. Il convient de noter que dans le mode de réalisation des figures 2, 3 et 6, 7 on a supposé le dispositif au repos, à savoir sans charge. C'est pourquoi l'axe 3 est en appui sur l'extrémité inférieure de la lumière 10. Pour se situer au point de repos R indiqué sur le graphique de la figure 1, à savoir pour que ce point se situe dans une plage à forte rigidité, le corps 6 de l'élément A des figures 2 et 3 est précontraint en compression, à savoir que la distance entre les axes 1 et 3 est choisie légèrement supérieure à la distance entre l'axe 1 et le fond de la lumière 10, ce qui comprime le fond de cette lumière vers le bas.Grâce à cette disposition on obtient que lorsque le dispositif est mis sous charge, la charge statique Cs due au poids de la tubulure d'échappement ramène en E le point de fonctionnement du dispositif, sensiblement au milieu de la plage à faible raideur CD du graphique. Ainsi le dispositif A présente en fonctionnement normal la faible raideur souhaitée, ce qui amortit très efficacement les vibrations de la tubulure d'échappement et limite leur transmission à la caisse du véhicule. On comprend que ce point de fonctionnement E correspond à un positionnement du troisième axe 3 à peu près au milieu de la lumière 10, ce qui évite l'entrée en jeu de la forte raideur du corps 6 ; le dispositif est seulement tendu entre les premier et second organes d'accrochage 1 et 2, ce qui fait principalement travailler les branches à faible raideur 7. Si par contre les efforts dans un sens ou dans l'autre entre les organes 1 et 2 deviennent trop importants, le troisième axe 3 arrive en butée sur l'une ou l'autre des extrémités de la lumière 10, ce qui fait intervenir la forte raideur du corps 6. On obtient ainsi, de part et d'autre de la plage à faible raideur CD, les plages à forte raideur du graphique de la figure 1, et donc un fort amortissement de la tubulure 5 si elle est soumise à de fortes accélérations. Le dispositif de suspension des figures 6 et 7 fonctionne de la même façon, avec un axe 1, 3 qui avant accrochage de la tubulure d'échappement 5 soumet le corps 6 à forte raideur de l'élément A à une précontrainte de compression, entre les organes d'accrochage 2 et 3. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'être moins encombrant en longueur que ceux des autres figures. Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5, le fonctionnement est légèrement différent, car la lumière allongée 10 est située à l'extrémité inférieure du corps 6 de l'élément, au lieu d'être disposée entre les organes d'accrochage 1 et 2, comme dans le mode de réalisation des figures 2 et 3. Avant accrochage de la tubulure 5 sur le tirant 9, le corps 6 doit donc être mis en traction entre les axes 2 et 3, alors que dans les autres modes de réalisation il est mis en compression. Par contre, ce corps 6 est mis en compression lorsqu'une accélération descendante importante agit sur la tubulure d'échappement 5, et que le troisième organe d'accrochage vient buter sur l'extrémité supérieure de la lumière 10. Ce mode de réalisation des figures 4 et 5 se distingue aussi par une relativement grande longueur des branches à faible raideur 7, et par le fait qu'elles peuvent venir buter sur le corps 6, constituant ainsi une butée vis-à-vis des efforts horizontaux. Sur les figures 2, 3 et 6, 7, on a montré aussi des dispositions annexes qui peuvent s'utiliser dans n' importe quel mode de réalisation. Sur les figures 2 et 3 on a représenté par exemple un alvéole 11 dans le corps 6, entre les second et troisième organes d'accrochage. Cet alvéole permet de diminuer la raideur du corps 6 en compression lorsque l'élément A fonctionne dans la plage des fortes raideurs en compression, sans diminuer sa raideur en traction (ou en détente) dans la plage des fortes raideurs en traction. Cette raideur en traction dans la plage des fortes raideurs en traction peut au contraire être augmentée par un renfort 12 en fibres de nylon ou en tresse métallique, qui peut être moulé à l'intérieur du corps 6 en entourant les organes d'accrochage 2 et 3. Il y a lieu de noter en outre que dans les modes de réalisation des figures 2 à 5, comme dans celui des figures 6 et 7, les épaisseurs respectives des parties 6 et 7 de l'élément peuvent être différentes, par exemple notablement plus réduite pour la partie à faible raideur 7 que pour le corps à forte raideur 6. Enfin, on a représenté en 13, dans le mode de réalisation des figures 6 et 7, une armature métallique au-dessus de la lumière 10, pour augmenter la raideur du corps 6 vis-à-vis des efforts en traction, dans la plage de fonctionnement à forte raideur en traction. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la suspension d'une structure vibrante (5) sur une structure de support rigide (4), notamment pour la suspension d'une tubulure d'échappement d'un moteur de véhicule sur la caisse de ce dernier, du type comportant un élément élastique (A) propre à travailler en traction et pourvu d'au moins un premier organe d'accrochage (1) à l'une desdites structures et d'au moins un second organe d'accrochage (2) à l'autre structure, caractérisé en ce qu'il comporte une zone (7) présentant une plage de fonctionnement à faible raideur en traction ou compression, vis-à-vis des efforts de traction ou compression s'exerçant entre les organes d'accrochage (1, 2) précités, ainsi qu'un troisième organe d'accrochage (3) rigidement solidaire dudit premier organe d'accrochage (1) ou confondu avec lui, ce troisième organe étant adapté à se déplacer d'une extrémité à l'autre d'une lumière (10) de l'élément pratiquée dans une zone (6) à forte raideur et allongée dans la direction desdits efforts, ce déplacement dudit troisième organe (3) s'effectuant pendant l'exploration de ladite plage de fonctionnement à faible raideur avec des efforts de traction ou compression croissants, une plage de fonctionnement à plus forte raideur étant ainsi obtenue de part et d'autre de la précédente lorsque, lesdits efforts de traction ou compression ayant atteint une valeur prédéterminée, ledit troisième organe d'accrochage (3) bute sur l'une des extrémités de ladite lumière (10). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément élastique (A) est constitué d'un matériau élastique tel qu'un élastomère ou analogue, pourvu de passages transversaux pour la réception desdits organes d'accrochage (1, 2, 3) et éventuellement d'armatures de renforcement internes (12, 13) propres à en augmenter la résistance à la traction. 3. Dispositif selon la revendication 1, ou 2, caractérisé en ce que ledit élément élastique (A) comporte d'une part un corps massif (6) présentant dans la direction desdits efforts une grande résistance à la traction et à la compression, constituant ainsi ladite zone à forte raideur, ce corps (6) recevant lesdits second et troisième organes d'accrochage (2, 3), et d'autre part des branches (7) reliant ledit corps (6) audit premier organe d'accrochage (1) et constituant ladite zone à plage de fonctionnement à faible raideur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit corps massif (6) a une épaisseur plus importante que celle desdites branches (7). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premier et troisième organes d'accrochage (1, 3) sont reliés à la caisse (4) d'un véhicule par un tirant commun (8), et le second organe d'accrochage (2) à sa tubulure d'échappement (5) par un autre tirant (9). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit corps massif (6) est monté en série avec lesdites branches (7) entre la caisse (4) du véhicule et la tubulure d'échappement (5). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ledit corps massif (6) est monté en parallèle avec lesdites branches (7) entre la caisse (4) du véhicule et la tubulure d'échappement (5).