Brevet FR2766771A1 — publié le 19990205

BIELLETTE DE REPRISE DE COUPLE POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne une biellette de reprise de couple pour moteur à combustion interne de véhicule, destinée à relier le moteur à la structure du véhicule, du type comportant un corps rigide allongé dont les extrémités opposées, en forme d'anneaux, sont reliées intérieurement, par une masse élastique, à une douille d'articulation, respectivement une première douille de liaison à ladite structure et une seconde douille de liaison audit moteur. Des biellettes de ce type sont déjà connues, par exemple par le brevet français n 94 08489 au nom de la demanderesse, qui concerne plus particulièrement une biellette équilibrée, ce qui permet de minimiser la force transmise transversalement d'une articulation à l'autre, entre le moteur (source de vibrations) et la structure du véhicule. Habituellement on conçoit les biellettes de reprise de couple de façon à minimiser leur masse tout en respectant une contrainte de résistance à un effort maximal. On aboutit ainsi à un corps de biellette en tôle d'acier emboutie, voire en plastique ou en aluminium extrudé. Le problème que l'invention vise à résoudre est le suivant. Une biellette possédant un corps suspendu entre deux articulations, il est inévitable qu'elle possède six modes de corps rigide, indépendamment des modes flexibles qui sont à des fréquences beaucoup plus élevées, à savoir quatre modes propres transversaux, un mode longitudinal et un mode de rotation longitudinale (non gênant car pas excité par les vibrations du moteur). Sous l'excitation forcée du moteur de la voiture, de fréquence variable en général de 20 à 200 Hz (harmonique 2 pour un moteur à quatre cylindres en ligne), les modes se traduisent par des pics de raideur dynamique, préjudiciables à un bon filtrage des vibrations du moteur vers la caisse. Il est également souhaitable d'obtenir une faible raideur de 400 à 1000 Hz, zone dans laquelle se trouvent également des modes propres de la biellette. Le but de la présente invention est d'améliorer sous ces aspects les biellettes existantes. A cet effet, la biellette a été conçue en tenant compte de chaque mode afin qu'il ne pénalise pas la raideur dynamique. en transversal, la raideur devrait être assez faible puisqu'une biellette est quasiment rotulée à ses extrémités. En pratique, il n'en est rien car les effets d'inertie sont importants. En particulier il existe dans chaque plan contenant la biellette deux modes propres transversaux (soit quatre en tout). Ces quatre modes transversaux ont été placés assez bas, entre 200 et 400 Hz, car dans cette zone il n'y a pas beaucoup d'excitation venant du moteur. De préférence, on place ces quatre modes juste après la zone des vibrations forcées du moteur (de 20 à 200 Hz) c'est-à-dire vers 300 Hz. Cela a conduit, de façon surprenante, à l'adoption d'un corps de biellette en fonte, par conséquent plus lourd que les corps classiques. Si l'on considère maintenant la raideur longitudi- nale du corps de la biellette, on constate qu'elle est sensiblement égale à la raideur longitudinale de l'articula- tion la plus souple, puisque les raideurs longitudinales des deux articulations sont en série. La raideur longitudinale du corps de la biellette étant déterminée par les efforts que devra reprendre la pièce et le débattement autorisé, il conviendra que cette raideur augmente peu avec la fréquence. Conformément à une autre disposition de l'invention, ceci est obtenu grâce au fait que la première douille, vue suivant son axe, a la forme générale d'un trapèze et est reliée à l'anneau d'extrémité correspondant par deux blocs élastiques à faible coefficient d'amortissement en forme de chevron, lesquels blocs relient les deux faces latérales inclinées de ladite première douille aux flancs intérieurs en regard dudit anneau. En effet, avec une articulation classique (générale- ment cylindrique) la dimension des blocs élastiques ou bras est imposée par le débattement à respecter, et on doit ajuster la raideur en jouant sur le module d'élasticité du caoutchouc. Il faut en général utiliser un caoutchouc très dur, mais qui est aussi amortissant, ce qui pose problème. La disposition qui précède permet de résoudre ce problème; le mélange très résilient de cette articulation permet de diminuer la rigidification dynamique dans le domaine du bourdonnement (20 à 200 Hz); au-delà, c'est l'effet de masse qui joue. Quant au mode propre longitudinal du corps, il convient d'éviter qu'il ne vienne augmenter également la raideur longitudinale par son pic. Sa fréquence est alors imposée par la raideur longitudinale de l'articulation la plus raide, puisque dans ce cas les raideurs sont en parallèle. A cet effet, et selon encore une autre disposition de l'invention, la seconde douille, de dimensions plus faibles que la première, est cylindrique et est reliée à l'anneau d'extrémité correspondant par des bras élastiques à coefficient d'amortissement élevé, ce qui diminue la hauteur du pic en question. L'équilibrage de la biellette, selon le brevet mentionné plus haut, permettra de minimiser encore la contribution de ces différents modes de vibration sur la raideur transversale. Il est rappelé que cet équilibrage consiste essen- tiellement à répartir la masse de la biellette de façon telle que chaque mode ait son noeud placé sur une articula- tion, ce qui peut éventuellement conduire à ajouter de la masse aux extrémités de la biellette. De la sorte, les modes existent mais n'ont que peu d'effet sur les courbes de raideur transversale, qui de plus tendent vers une valeur extrêmement faible à haute fréquence. Une biellette conforme à l'invention est représentée à titre d'exemple nullement limitatif sur le dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en plan montrant la seconde douille, dont l'axe est orthogonal à celui de la première douille, en demi-coupe axiale selon la ligne I-I de la figure 2; et - la figure 2 est une vue de profil montrant la seconde douille en plan et la première douille en coupe axiale selon la ligne II-II de la figure 1. Sur les figures on a référencé en 1 le corps en fonte de la biellette. Ses extrémités s'élargissent dans deux plans orthogonaux entre eux pour constituer d'une part un anneau en forme de trapèze à angles arrondis 2 et d'autre part un anneau cylindrique 3, de dimensions plus réduites. Il est prévu que l'articulation à la structure du véhicule s'effectue par l'intermédiaire d'une première douille d'aluminium également en forme de trapèze 4, pourvue d'un trou cylindrique 5 pour l'articulation sur ladite structure. La liaison élastique entre douille 4 et anneau 2 s'effectue par l'intermédiaire de deux blocs élastiques 6 en caoutchouc à faible coefficient d'amortissement, la tangente de l'angle de perte étant de préférence inférieure à 0,1 environ. Les faces latérales inclinées 7 de la douille 4 sont pratique- ment parallèles aux flancs intérieurs en regard 8 de l'anneau 2, et les extrémités des blocs 6 qui sont adhéri- sées aux flancs 8 sont décalées vers l'autre extrémité de la biellette, par rapport à la douille 4, de sorte que ces deux blocs présentent ensemble la forme d'un chevron, ce qui permet d'obtenir l'effet mentionné plus haut. A l'autre extrémité de la biellette, la liaison articulée au moteur du véhicule s'effectuera par une seconde douille cylindrique 9 à trou de liaison 10 dont l'axe est orthogonal à celui du trou 5, cette douille cylindrique étant reliée intérieurement à l'anneau 3 par deux bras élastiques radiaux diamétralement opposés 11, perpendiculai- res à l'axe longitudinal de la biellette. Ces deux bras sont en un caoutchouc à fort coefficient d'amortissement, la tangente de l'angle de perte étant de préférence supérieure à 0,1 environ. La seconde douille 9 porte également deux blocs élastiques de butée longitudinale diamétralement opposés, référencés en 12. La biellette qui vient d'être décrite peut être équilibrée avec des masses additionnelles, comme selon le brevet français mentionné au début. Outre le fait qu'elle permet de résoudre ainsi les différents problèmes posés, la biellette selon l'invention présente les avantages supplémentaires suivants: Le corps en fonte ne nécessite aucune reprise d'usinage, ni pour l'anneau cylindrique 3 ni pour le moulage de l'anneau en forme de trapèze 2, grâce à sa grande précision de fabrication. La forme en chevron des blocs élastiques 6 permet de mouler directement dans le corps de la biellette, car aucun rétreint n'est nécessaire, au contraire d'une articulation cylindrique. La peinture anticorrosion est remplacée par le fait que le corps est complètement trempé dans l'adhésif avant le moulage, ce qui économise une opération. REVENDICATIONS 1. Biellette de reprise de couple pour moteur à combustion interne de véhicule, destinée à relier le moteur à la structure du véhicule, du type comportant un corps rigide allongé dont les extrémités opposées, en forme d'anneaux, sont reliées intérieurement, par une masse élastique, à une douille d'articulation, respectivement une première douille de liaison à ladite structure et une seconde douille de liaison audit moteur, caractérisée en ce que ledit corps est en fonte, en ce que la première douille (4), vue suivant son axe, a la forme générale d'un trapèze et est reliée à l'anneau d'extrémité correspondant (2) par deux blocs élastiques (6) à faible coefficient d'amortisse- ment en forme de chevron, lesquels blocs (6) relient les deux faces latérales inclinées (7) de ladite première douille (4) aux flancs intérieurs en regard (8) dudit anneau (2), et en ce que la seconde douille (9), de dimensions plus faibles que la première (4), est cylindrique et est reliée à l'anneau d'extrémité correspondant (3) par des bras élastiques (11) à coefficient d'amortissement élevé. 2. Biellette selon la revendication 1, caractérisée en ce que le coefficient d'amortissement du matériau constituant lesdits blocs élastiques (6) est tel que la tangente de l'angle de perte est inférieure à 0,1 environ. 3. Biellette selon la revendication 1 ou 2, caracté- risée en ce que le coefficient d'amortissement du matériau constituant lesdits bras élastiques (11) est tel que la tangente de l'angle de perte est supérieure à 0,1 environ. 4. Biellette selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que les axes d'articu- lation de la première douille (4) et de la seconde douille (9) sont orthogonaux entre eux. 5. Biellette selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que les extrémités desdits blocs élastiques (6) qui sont adhérisées aux flancs intérieurs (8) de l'anneau d'extrémité correspondant (2) sont décalées vers l'autre extrémité de la biellette, par rapport à ladite première douille (4), de sorte que ces blocs présentent ensemble la forme d'un chevron. 6. Biellette selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que ladite seconde douille (9) est reliée intérieurement à l'anneau correspon- dant (3) par deux bras élastiques radiaux (11) diamétrale- ment opposés et perpendiculaires à l'axe longitudinal de la biellette. 7. Biellette selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que ladite seconde douille (9) porte deux blocs élastiques de butée longitudi- nale (12).