Brevet FR2775939A1 — publié le 19990917

Dispositif de suspension pour un circuit de gaz d'échappement de véhicule automobile. L'invention concerne un dispositif de suspension pour un dcircuit de gaz d'échappement de véhicule automobile comprenant une monture qui reçoit un élément en élastomère, et une tige pouvant être fixée au dcircuit d'échappement, et qui est guidée mobile en translation dans l'élément en élastomère. Un dispositif de suspension du genre en question qui est déjà connu (DE 44 23 939) présente un élément en élastomère qui est encastré dans une monture cylindrique et présente un trou traversant dans lequel est guidée mobile en translation l'extrémité d'une tige fixée au dcircuit de gaz d'échappement. Cette forme de réalisation admet certes une translation du circuit de gaz d'échappement, provoquée par la dilatation thermique, et assure aussi un certain découplage des vibrations transmises au dcircuit d'échappement par le moteur, par rapport à la carrosserie ou à un autre élément, mais le montage du dcircuit de gaz d'échappement est rendu plus diffidcile par le fait que la tige doit être enfilée dans le trou traversant de l'élément en élastomère du dispositif de suspension qui est fixé, par exemple à la carrosserie. Par ailleurs, en raison du fait que la tige est guidée dans l'élément en élastomère sur toute la longueur de celui-dci, il se produit un frottement relativement fort. En outre, on n'a aucune possibilité d'adapter l'effet d'amortissement de l'élément en élastomère aux différentes vibrations qui se produisent en fonctionnement en présence de variations du nombre de tours et de l'état de charge du moteur. L'invention a pour but de créer un dispositif de suspension du genre en question qui permette un montage extrêmement simple du circuit d'échappement et dans lequel la caractéristique élastique de l'élément en élastomère, en particulier dans la direction verticale, puisse être ajustée en fonction des besoins. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'élément en élastomère présente une fente dans laquelle la tige est logée mobile en translation transversalement à son extension longitudinale. Dans le dispositif de suspension selon l'invention, pour le montage, on a simplement à enfiler la tige fixée au circuit d'échappement dans la fente ouverte, transversalement à cette fente. Etant donné que la tige n'est en contact avec la paroi de la fente que dans des zones opposées, le frottement est faible, contrairement à la forme de réalisation connue, dans laquelle la tige doit être en appui contre toute la paroi du trou traversant, pour éviter les dclaquements du circuit d'échappement. La surface de portée de la tige contre la paroi de la fente peut encore être réduite par le fait que cette paroi est d'une forme bombée. Etant donné que, selon la dilatation du dcircuit de gaz d'échappement, la tige se déplace plus ou moins loin dans la fente et que, de cette façon, elle entre en contact avec différentes zones de la paroi de la fente, il est possible de réaliser l'élément élastique avec une caractéristique élastique dans la direction verticale qui varie sur la course de translation de la tige et d'obtenir ainsi un amortissement ou un découplage des vibrations transmises au dcircuit de gaz d'échappement qui est fonction de la dilatation du dcircuit d'échappement et, de cette façon, fonction de l'état de fonctionnement du moteur du véhicule. Une telle adaptation est rendue possible d'une façon particulièrement simple lorsque l'élément en élastomère comprend une partie extérieure, logée dans la monture, et une partie intérieure, qui présente la fente, ces parties étant reliées l'une à l'autre par un voile. Pour obtenir l'élasticité localement variable souhaitée de l'élément en élastomère, le voile peut être muni de nervures latérales qui s'étendent entre la partie extérieure et la partie intérieure, ou d'évidements qui, éventuellement, peuvent être complétés par des parois latérales pour former des chambres fermées, et qui peuvent être remplis d'un liquide, par exemple d'huile, ou d'un gaz, pour obtenir l'effet d'une portée hydraulique. Il est aussi possible de réaliser l'épaisseur de paroi de la partie intérieure sous une forme qui s'amincit du début de la fente à son extrémité, de sorte qu'on peut obtenir également une raideur de l'élément en élastomère qui varie sur le trajet de translation de la tige. L'élasticité de l'élément en élastomère dans la direction verticale peut être encore renforcée, si cela est utile, par le fait que le voile possède une section trapézdidale ou que, considéré transversalement à la dimension longitudinale de la fente, le voile s'étend en oblique de la partie intérieure à la partie extérieure de l'élément en élastomère. De cette façon, surtout dans la zone des petites amplitudes de vibration, le voile est sollidcité exclusivement à la flexion et est relativement souple. On obtient un effet analogue lorsque le voile est réalisé à la façon d'un ressort à plaques, c'est-à-dire qu'il présente deux plaques réunies entre elles à la façon d'une charnière. Ce n'est que lorsque les amplitudes des vibrations deviennent nettement plus grandes qu'après compression totale du voile, les 1o parties intérieure et extérieure de l'élément en élastomère talonnent. Dans ce mode de construction, les vibrations de faible amplitude exdtées par le moteur sont très bien découplées et le confort de conduite est nettement amélioré, cependant qu'en même temps, les mouvements du dcircuit de gaz d'échappement qui résultent des vibrations excitées par la chaussée sont limités. En variante, l'élément en élastomère peut être fabriqué à partir d'un mélange élastomère très souple, de sorte qu'on peut se dispenser du voile élastiquement déformable. Dans l'élément en élastomère, peut être noyé un élément en tôle qui entoure la fente, et qui a pour effet que l'élément en élastomère est sollicité 2 0 uniformément sur toute sa longueur lorsque la tige se déplace vers le haut ou vers le bas. On obtient en même temps que l'élastomère est sollidcité à la traction sur un côté de la fente et à la compression sur l'autre côté. La tige peut présenter une section ovale dans la région qui se trouve dans la fente, ou bien encore elle peut être disposée dans une douille à section ovale. De cette façon, les mouvements de translation de la tige et les mouvements de rotation autour de son axe médian sont séparés les uns des autres. Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits d-après en se reportant au dessin. La figure i est une vue de côté d'un dispositif de suspension pour un dcircuit de gaz d'échappement à l'état de repos, la figure 2 représente le dispositif de suspension de la figure 1 dans le fonctionnement sous charge partielle du moteur du véhicule, la figure 3 montre le dispositif de suspension de la figure 1 dans le fonctionnement à pleine charge du moteur du véhicule, la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1, avec un drcuit d'échappement suspendu unilatéralement, la figure 5 est une coupe analogue à la figure 4, avec un dcircuit de gaz d'échappement suspendu bilatéralement, la figure 6 est une vue de côté de l'élément en élastomère dans une forme modifiée, les figures 7 à 17 représentent différentes formes de réalisation de l'élément en élastomère et de la tige. On se reportera tout d'abord aux figures 1 et 4 sur lesquelles on a désigné par 1 un tube d'un circuit de gaz d'échappement d'un véhicule automobile, qui est suspendu à une partie 2 de la carrosserie ou encore au groupe moteur-boîte de vitesses, au moyen d'un dispositif de suspension 3. 1 5 Le dispositif de suspension 3 comprend une monture 4 en forme de U qui est boulonnée au moyen d'une vis 5 munie d'un écrou 6 fixé à la carrosserie, et qui est arrêtée en rotation par une patte 7 qui passe à travers une ouverture 8 de la carrosserie. La monture 4 reçoit un élément en élastomère 9 en forme de U qui est empêché de s'échapper par une patte redressée 10 prévue sur la branche intérieure de la monture 4. La fente 11 de l'élément en élastomère 9 s'étend dans le sens de la marche et elle est de préférence ouverte vers l'avant. Elle reçoit le segment terminal 12a d'une tige 12 qui est fixée au tube de gaz d'échappement 1. Le segment terminal 12a s'étend transversalement à la dimension longitudinale de la fente 12. De cette façon, le montage du circuit de gaz d'échappement est extrêmement simple, puisque le segment terminal 12a_ est emmanché par son côté large dans la fente 11 de l'élément en élastomère 9 du dispositif de suspension 1 monté. L'emmanchement peut encore être facilité lorsque la bouche de la fente 11 est légèrement évasée. Un bourrelet 13 venu de moulage empêche le segment 12a_ de la tige de s'échapper de la fente 11. L'échappement vers l'avant sur la figure 1 3 0 peut être empêché par un bourrelet 14 (figure 6) au début de la fente 11. Pour obtenir que l'élément en élastomère 9 soit uniforrmément chargé sur toute sa longueur lorsque le segment 12a_ de la tige se déplace vers le haut ou vers le bas, dans l'exemple de réalisation de la figure 8, une pièce de tôle 24 qui entoure la fente 11 est noyée dans l'élément en élastomère 9. Par ailleurs, dans cette construction, un côté de l'élément en élastomère est sollicité à la traction et l'autre côté à la compression par la pièce de tôle 24. En fonctionnement, le circuit de gaz d'échappement se dilate sous l'effet de l'échauffement par les gaz d'échappement chauds et le segment de tige 12a se déplace en translation dans la fente 11, plus ou moins loin selon le degré de l'échauffement. Sur la figure 2, on a représenté la position du segment 12a de la tige dans le fonctionnement sous charge partielle et, sur la figure 3, dans le fonctionnement à pleine charge. La translation du segment 12a de la tige dans la fente 11 peut être facilitée par la forme bombée des parois de la fente qui est visible sur la figure 7. La figure 5 montre une fixation bilatérale du tube de gaz d'échappement 1 au moyen du même dispositif de suspension 3. L'élément en élastomère 9 est de préférence composé d'une partie extérieure 15, logée dans la monture 3, et d'une partie intérieure 16, présentant la fente 11, qui sont réunies entre elles par un voile 17. L'élasticité verticale de l'élément en élastomère 9 est déterminée dans une grande mesure par le voile 17. Celui-ci peut être rectangulaire en section transversale, comme représenté sur la 2 0 figure 4, ou encore trapézoïidal, comme sur la figure 9. Etant donné que l'échauffement du circuit de gaz d'échappement, et avec lui, la position du segment 12_ de la tige dans la fente 11, dépendent de l'état de fonctionnement du moteur du véhicule, on peut obtenir un découplage ou un amortissement des vibrations qui est adapté à l'état de fonctionnement du moment, en rendant l'élasticité, en particulier verticale, de l'élément en élastomère variable sur la longueur de la fente 11. La configuration de l'élément en élastomère 9 décrite plus haut permet d'obtenir ce résultat d'une façon simple. Dans la forme de réalisation selon la figure 10, I'épaisseur de paroi de la partie intérieure 16_ de l'élément en élastomère 9 au début de la fente 11 décroît vers l'extrémité de cette fente, de sorte que, dans la région avant de la fente 11, on a une plus grande raideur que dans la région arrière. La configuration exacte de la partie intérieure 16a_ dépend des propriétés de suspension qu'on souhaite obtenir. On peut encore imaginer de réaliser une épaisseur de paroi qui s'amincit de l'arrière vers l'avant, ou de configurer en conséquence l'épaisseur de paroi de la partie extérieure 15. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 11, on a prévu, entre la partie extérieure 15 et la partie intérieure 16 de l'élément en élastomère 9, en supplément du voile 17, des nervures 18 avec lesquelles on peut en particulier faire varier localement la raideur ou l'élasticité verticale de l'élément en élastomère 9. Cedi peut aussi être obtenu, comme indiqué sur la figure 12, par le fait qu'on prévoit des ajours 19 dans le voile 17. Tous les ajours 19 ou certains d'entre eux pourraient être fermés par des parois latérales et former alors des chambres qui pourraient être remplies d'huile ou d'un autre liquide ou d'un gaz sous pression. On obtiendrait par ce moyen un système ressort/amortisseur qui pourrait être accordé à tous les besoins. Le nombre, I'emplacement et la dimension des nervures 18 et des ajours 19 1,5 dépendent des propriétés qu'on souhaite obtenir dans la suspension. Dans les variantes représentées sur les figures 13 et 14, le voile 17a ou 17b n'est plus sollicité exclusivement à la traction ou la compression mais il est sollicité exclusivement à la flexion dans la zone des petites amplitudes des vibrations. A cet effet, le voile 17b de la figure 13 est réalisé sous la forme d'un ressort à plaques 2 0 possédant deux plaques 20, 21 reliées entre elles à la façon d'une chamrnière tandis que, dans la forme de réalisation de la figure 14, le voile 17c s'étend, dans une direction transversale à la dimension longitudinale de la fente 11, en oblique de la partie intérieure 16 et la partie extérieure 15. Ce n'est que lorsque les amplitudes de vibrations deviennent nettement plus fortes que les butées 22, 23 prévues sur la partie intérieure et la partie extérieure, 15 et 16 respectivement, talonnent et qu'il s'établit de nouveau une sollidcitation à la compression dans l'élément en élastomère 9. Les exemples de réalisation de l'élément en élastomère 9 qui sont représentés peuvent naturellement être combinés entre eux de n'importe quelle 3 0 façon voulue lorsque cela parait judicieux. L'élément en élastomère 30 représenté sur la figure 15 ne se distingue de l'élément en élastomère 9 que par le fait qu'il ne présente pas de parties intérieure et extérieure reliées l'une à l'autre par un voile mais qu'il est formé d'un mélange d'élastomère très souple, de sorte qu'en dépit de la construction compacte, on obtient l'élasticité souhaitée dans la direction verticale. Dans la variante représentée sur la figure 16, le segment 12_ de la tige est logé dans une douille 26 de section ovale. Sous cet effet, les mouvements de translation du segment de la tige et les mouvements de rotation autour de son axe médian sont séparés les uns des autres. Par ailleurs, la surface de portée entre le segment 12a_ de la tige et la paroi de la fente 11 est agrandie, de sorte que le segment de la tige ne s'enfonce plus aussi fortement dans l'élément en élastomère. On peut aussi obtenir cet effet lorsque le segment 12a de la tige a luimême une section ovale, comme représenté sur la figure 17. REVENDICATIONS 1. Dispositif de suspension pour un dcircuit de gaz d'échappement de véhicule automobile comprenant une monture (4) qui reçoit un élément en o10 élastomère (9), et une tige (12, 12a) pouvant être fixée au circuit d'échappement (1), et qui est guidée mobile en translation dans l'élément en élastomère, caractérisé en ce que l'élément en élastomère (9) présente une fente (11) dans laquelle la tige (12a) est logée mobile en translation transversalement à son extension longitudinale. 2. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi de la fente (11) est bombée. 3. Dispositif de suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu, au début de la fente (11), au moins un bourrelet (14) qui empêche la tige (12a) de s'échapper hors de la fente (11). 4. Dispositif de suspension selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément en élastomère (9) présente une partie extérieure (15) logée dans la monture (4) et une partie intérieure (16) qui renferme la fente (11), et en ce que les deux parties sont reliées l'une à l'autre par un voile (17). 5. Dispositif de suspension selon la revendication 4, caractérisé en ce que le 2 5 voile (17a) présente une section trapézioïdale qui se rétrécit en direction de la partie extérieure ou de la partie intérieure (15 ou 16 respectivement). 6. Dispositif de suspension selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie intérieure (16a) et la partie extérieure (15) de l'élément en élastomère (9) a une épaisseur de paroi qui varie sur la longueur de la fente (11). 7. Dispositif de suspension selon une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que, sur le voile (17), sont prévues des nervures latérales (18) qui s'étendent entre la partie extérieure et la partie intérieure (15 et 16 respectivement). 8. Dispositif de suspension selon une des revendications 4 à 7, caractérisé ,. 2775939 / en ce que le voile (17) est muni d'ajours (19). 9. Dispositif de suspension selon la revendication 8, caractérisé en ce que les ajours (19) ou certains d'entre eux forment des chambres fermées par des parois latérales qui sont remplies d'un liquide ou d'un gaz sous pression. 10. Dispositif de suspension selon une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que, considéré transversalement à la dimension longitudinale de la fente (11), le voile (17c) s'étend en oblique de la partie intérieure (16) à la partie extérieure (15) de l'élément en élastomère (9). 11. Dispositif de suspension selon une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le voile (17b) est réalisé à la façon d'un ressort à plaques. 12. Dispositif de suspension selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce qu'entre la partie extérieure et la partie intérieure (15 et 16 respectivement) de l'élément en élastomère (9), sont prévues des butées (22, 23) pour limiter la course élastique du voile (17b; 17c). 13. Dispositif de suspension selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que, dans l'élément en élastomère (9), est noyée une pièce de tôle (24) qui entoure la fente (11). 14. Dispositif de suspension selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la monture (4) est en forme de U et encadre l'élément en élastomère, et présente, sur au moins une de ses branches, une patte redressée (10) qui empêche l'élément en élastomère de s'échapper de la monture. 15. Dispositif de suspension selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (12a) est munie de bourrelets (13) qui empêchent la tige (12a) de s'échapper de la fente (11) transversalement à son extension longitudinale. 16. Dispositif de suspension selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tige (12) possède une section ovale dans la région (12a) qui se trouve dans la fente (11). 17. Dispositif de suspension selon une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la tige (12) possède une section dcirculaire dans la région (12a) qui se trouve dans la fente (11) et est disposée dans une douille (26) à section ovale.