Brevet FR2833893A1 — publié le 20030627

soit concave (22) pour son utilisation extérne ou mâle. DESCRIPTION La présente invention se rapporte d'une façon générale à des supports d'arDres de liaison, et plus particulièrement à des supports composites d'arbres de liaison. Dans des véhicules comprenant des moteurs montés transversalement, la transmission différentielle est habituellement placée de manière excentrique par rapport à la ligne médiane du véhicule. De manière à maintenir des longueurs d'arbre et des angles d'articulation égaux pour le côté droit et le côté gauche, qui sont nécessaires pour un maniement sensible et neutre, un arbre de liaison est nécessaire. L'arbre de liaison doit être supporté par un palier, lequel est lui-même supporté par un support monté sur le bloc-moteur ou le châssis. Le support, habituellement appelé support d'arbre de liaison, doit être capable de supporter les charges introduites par l'arbre de liaison. Ces charges comprennent le poids de la transmission plus toute force dynamique produite par les articulations intérieures et extérieures. Le comportement de transtert du support d'arbre de liaison concernant les vibrations provenant du moteur qui sont transiérées par l'intermédiaire de la transmission et dans la structure de carrosserie du véhicule, qui sont vécues par le conducteur comme un bruit non désiré est encore plus critique que cette fonction de base. Des mesures sur le véhicule et des recherches par CAE (ingénierie assistée par ordinateur, IAO) ont montré que de manière à éliminer autant de bruit que possible, la fréquence propre du support d'arbre de liaison doit être significativement au-dessus du second ordre du moteur. Des supports d'arbres de liaison connus agissent avec succès pour réduire les vibrations des véhicules, mais présentent un certain nombre d'inconvénients connus. Par exemple, du fait qu'ils sont habituellement réalisés en fonte, ils présentent un poids spécifique élevé et une faible résistance. De méme, des supports d'arbres de liaison en fonte nécessitent un usinage important et sont onéreux. Récemment, des recherches ont été réalisées pour d'autres matériaux devant être utilisés dans des supports d'arbres de liaison. Un tel matériau faisant l'objet d'une recherche est une matière plastique. Ces matériaux présentent un grand potentiel, mais jusqu'à présent n'ont pas été incorporés en raison de problèmes liés au matériau tels qu'un comportement thermique inconnu, les conditions de charge et les techniques de fabrication appropriées. Par conséquent, il serait souhaitable de réaliser un support d'arbre de liaison qui réduise les vibrations et le bruit du groupe motopropulseur, et qui réduise également le poids tout en augmentant la résistance. C'est ainsi un but de la présente invention de réaliser un support d'arbre de liaison qui réduise les vibrations et le bruit du groupe motopropulseur tout en réduisant le poids et en augmentant la résistance. Le but ci-dessus est atteint en réalisant un support composite d'arbre de liaison destiné à une utilisation dans un groupe motopropulseur ou un système de transmission. Le support composite d'arbre de liaison est formé d'un matériau de polymère qui est conçu pour des fréquences propres suffisamment élevées en raison d'un faible poids spécifique et d'une rigidité élevée. De préférence, le matériau de polymère est renforcé avec un matériau fibreux tel que de la fibre de verre. Ainsi, la présente invention concerne une transmission destinée à un véhicule, caractérisée en ce qu'elle comprend une transmission différentielle placce de manière excentrique par rapport à la ligne médiane du véhicule, une première articulation intérieure couplée à un premier côté de ladite transmission différentielle, un premier arbre d'interconnexion couplé à ladite première articulation intérieure et à une première articulation extérieure, un arbre de liaison couplé à ladite transmission différentielle et à une seconde articulation intérieure, un second arbre d'interconnexion couplé à ladite seconde articulation intérieure et à une seconde articulation extérieure, un palier destiné à supporter ledit artre de liaison, et un support ou une console composite d'arbre de liaison utilisé(e) pour supporter ledit palier. L'invention peut en outre comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - le support composite d'arbre de liaison comprend une partie supérieure et une partie inférieure, dans laquelle ladite partie supérieure et ladite partie inférieure, lorsqu'elles sont couplées, entourent et supportent ledit palier, - ledit support supérieur comporte une pluralité de trous de montage, une pluralité de régions nervurées surélevées, une paire de goujons montés, et une région sphérique, - ladite partie supérieure dudit support composite d'arbre de liaison est couplée à un bloc-moteur ou à un châssis du véhicule par l'intermédiaire de ladite pluralité de trous de montage, - ladite partie inférieure comporte une région sphérique et une région d'entrée correspondant à chacun desdits goujons utilisés pour coupler ladite région inférieure à ladite région supérieure. Selon une caractéristique additionnelle de l'invention, la partie supérieure dudit support composite d'arbre de liaison est formée d'un matériau de polymère qui présente une température de déformation ou de distorsion à la chaleur supérieure à 180 degrés Celsics. La partie inférieure dudit support composite d'arDre de liaison peut en outre étre formée à partir d'un matériau choisi dans le groupe constitué dudit matériau de polymère et d'un métal. Selon une première variante de réalisation, ledit matériau de polymère comprend un polyamide aliphatique résistant à la chaleur renforcé par des fibres. Selon une seconde variante de réalisation, ledit matériau de polymère comprend du Stanyl avec 30 % de renfort de fibres de verre. La présente invention concerne également un support composite d'arbre de liaison utilisé pour supporter un arbre de liaison supporté par un palier dans une transmission de véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend: une partie supérieure composite comportant une pluralité de trous de montage, une paire de goujons montés et une région sphérique supérieure, et une partie inférieure couplée à ladite partie supérieure, ladite partie inférieure comportant une région sphérique inférieure et une paire d'entrces, dans laquelle chacune de ladite paire d'entrées s'accouple avec un goujon correspondant de ladite paire de goujons montés pour entourer et supporter l'arbre de liaison supporté par un palier. Le support composite d'arbre de liaison peut en outre comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la partie supérieure composite est formée d'un matériau de polymère qui présente une température de déformation ou de distorsion à la chaleur supérieure à 180 degrés Celsius. - la partie inférieure dudit support composite d'arbre de liaison est formée à partir d'un matériau choisi dans le groupe constitué dudit matériau de polymère et d'un métal. Selon une première variante de réalisation, ledit matériau de polymère comprend un polyamide aliphatique résistant à la chaleur renforcé par des fbres. Selon une seconde variante de réalisation, ledit matériau de polymère comprend du Stanyl (marque déposée) avec 30 % de renfort de fibres de verre. L'invention concerne en outre un procédé destiné à diminuer le poids dans une transmission montée transversalement, caractérisé en ce qu'il comprend: la réalisation d'un support composite d'arDre de liaison comportant une partie sup érieure composite et une partie inférieure, l adite p artie sup érieure compo site présentant une température de déformation ou de distorsion à la chaleur d'au moins degrés Celsius, le couplage de ladite partie supérieure composite à ladite partie inférieure dudit support composite d'arbre de liaison de sorte que ledit support composite d'arbre de liaison entoure un palier utilisé pour supporter un arbre de liaison dans la transmission montée transversalement, et le couplage dudit support composite d'arbre de liaison à un châssis ou à un bloc moteur de véhicule. Ce procédé peut comprendre l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes: - la réalisation d'un support composite d'arbre de liaison comprend la réalisation d'un support composite d'arbre de liaison comportant une partie supérieure composite de polyamide renforcé de 30 % de verre et une partie inférieure, ladite partie inférieure étant choisie dans le groupe constitué d'une partie inférieure composite de polyamide renforcé par 30 /0 de verre et d'une partie inférieure de métal embouti, dans lequel ladite partie supérieure composite de polyamide renforcé de 30 % de verre et ladite partie inférieure 2 0 prés entent une temp érature de déformati on o u de di s tors io n à l a chal eur d' au mo ins degrés Celsius, - le couplage de ladite partie supérieure composite à ladite partie inférieure comprend le couplage d'un goujon sur ladite partie supérieure composite à l'intérieur de chacune d'une paire d'entrées sur ladite partie inférieure de sorte que ledit support composite d'arbre de liaison entoure un palier utilisé pour supporter un arbre de liaison dans la transmission montée transversalement, - le couplage dudit support composite d'artre de liaison à un châssis ou un bloc moteur de véhicule comprend le couplage de ladite partie supérieure composite dudit support composite d'artre de liaison à un chassis ou à un bloc moteur de véhicule par l'intermédiaire d'une pluralité de trous de montage. D'autres buts et avantages de la présente invention deviendront évidents lors de l'examen de la description détaillée suivante et en faisant référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule comprenant une transmission conforme à un mode de réalisation prétéré de la présente invention, La figure 2 est une vue en perspective d'une transmission de véhicule conforme à un mode de réalisation prétéré de la présente invention, La figure 3 est une vue rapprochée de la région de couplage du support d'arbre de liaison de la figure 2, La figure 4 est une vue en perspective d'une partie inférieure du support d'arDre de .. ason, La figure 5 est une vue en perspective du support d'arDre de liaison, et La figure 6 est une vue en élévation du support d'arDre de liaison représenté sur la figure 3. Dans les figures suivantes, les mêmes références numériques seront utilisées pour identifier des composants identiques dans les diverses vues. La présente invention est illustrée par rapport à un système de direction, particulièrement adapté pour le domaine automobile. Cependant, la présente invention est appli cable à divers es autres utilisations qui peuvent nécessiter des systèmes de transmission. La figure 1 illustre un véhicule 8 comprenant un groupe motopropulseur ou transmission 1 O. conforme à un mode de réalisation préDéré de la présente invention. En se rétérant maintenant aux figures 2 et 3 (vues partielles selon les directions 2 et 3 de l'objet de la figure 1), la transmission 10 est constituée d'une transmission différentielle 12 qui est placée de façon excentrique par rapport à la ligne médiane du véhicule 8. L'un d'une paire d'arbres d'interconnexion 14 est couplé entre une articulation extérieure 16 et une articulation intérieure 18 de chaque côté de la ligne médiane du véhicule selon un procédé bien connu dans la technique. De manière à maintenir les longueurs des arDres 14 et les angles des articulations 16,18 égaux, ce qui est nécessaire pour un maniement sensible et neutre, un arDre de liaison 20 est couplé entre le différentiel 12 et l'une des articulations intérieures 18. L'artre de liaison 20 est supporté par un palier (représenté en 22 sur la figure 6), qui est lui-même supporté par un support d'arbre de liaison 24 qui est monté sur le bloc-moteur ou le châssis (représenté par 27 sur la figure 3). Les figures 4 et 5 représentent une vue en perspective de la partie supérieure 50 du support d'arbre de liaison 24 des figures 2 et 3 conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention. La figure 6 illustre la partie inférieure 52 du support d'arbre de liaison 24 couplée à la partie supérieure 50 et entourant le palier 22 et l'arbre de liaison 20 des figures 2 et 3. En se référant maintenant aux figures 4 et 5, une partie supérieure 50 du support d'arbre de liaison 24 est représentée comportant une région sphérique 30 qui supporte le palier 22 et une pluralité de trous de montage 32 pour monter le support d'arbre de liaison 24 sur le blocmoteur ou le châssis 27. Les trous de montage 32 sont conçus pour recevoir un dispositif de fixation, tel qu'un boulon, une vis, un goujon, ou un dispositif de fixation similaire. Une pluralité de régions nervurées surélevées 64 est de prétérence aj outée, l es nervures contribuent à la résistance et à la rigidité glob al es de la partie supérieure 50. La partie supérieure 50 comporte également une paire de goujons montés 42 qui s'accouplent à une entrée correspondante 64 dans la partie inférieure 52. En se référant maintenant à la figure 6, la partie inférieure 52 comporte une région sphérique 60 qui supporte une partie inférieure du palier 22 et qui comporte également les entrées 64 mentionnées précédemment. Les entrées 64, bien que conçues pour recevoir un goujon correspondant 42, peuvent être conçues pour recevoir un dispositif de fixation, tel qu'un boulon, une vis, ou un dispositif de fixation similaire sur la partie supérieure 50. Comme cela est le mieux observé sur les figures 3 et 6, les régions sphériques 30, 60 entourent et enferment une partie du palier 22 qui supporte 1'arbre de liaison 20. Le support d'arbre de liaison 24 des figures 4 à 6 est formé d'un matériau de polymère qui est conçu pour des fréquences propres suffisamment élevées en raison d'un faible poids spécifique et d'une rigidité élevée. Le support 24 doit être capable de résister à des températures de déformation, de distorsion ou d'amollissement par la chaleur d'au moins 180 degrés Celsins qui sont habituellement rencontrées dans des transmissions 10. Le support 24 est également conçu pour supporter le poids et les charges transmis par les systèmes de transmission 10 du véhicule associé 8. Le support 24 peut être formé par de nombreux procédés bien connus dans la technique de la mise en oeuvre des matières plastiques, comprenant, mais sans y être limité, un moulage par injection et un moulage par compression. Bien entendu, suivant la taille de même que les caractéristiques de vibration et de performances souhaitées pour le véhicule associé 8, un grand nombre de variations de conception et de choix de matériau peut être utilisé pour fabriquer le support composite d'arbre de liaison 24. Un matériau préféré utilisé dans le support d'arbre de liaison 24 des figures 4 à 6 est un polyamide aliphatique résistant à la chaleur renforcé par du verre à 30 % en poids, formé par la polycondensation du 1, 4-diaminobutane et de 1'acide adipique. Une telle matière plastique de polymère renforcé est le StanylX (PA46), fabriqué par DSM Engineering Plastics. Le Stanyl (marque déposée) présente une température élevée de distorsion à la chaleur d'approximativement 290 degrés Celsius, idéale pour des applications à températures supérieures telles que dans des transmissions. Le support d'arbre de liaison 24 est de prétérence formé en deux éléments en injectant le Stanyl dans un moule d'injection approximativement entre 300 et 325 degrés Celsius à une pression d'entrée d'approximativement 700 à 1 100 bars. Les températures du moule sont maintenues entre approximativement 60 et 120 degrés Celsius, avec un temps de séjour approximativement de moins de 6 minutes. La partie supérieure 50 et la partie inférieure 52 terminées du support d'arbre de liaison 24 sont ensuite éjectées et refroidies. Des goujons 42 peuvent être ajoutés au cours d'une étape de post-traitement ou bien peuvent étre entourés par la matière plastique dans le moule. Le support d'arbre de liaison 24 de Stanyl comprenant un renfort à 30 % de fibres de verre permet des contraintes maximales de 21 MPa et un déplacement maximum d'approximativement 0,9 mm avec une résistance à la température allant jusqu'à 220 degrés Celsius. En outre, une analyse modale révèle des fréquences propres d'un minimum de 1 080 Hertz dans le premier mode. Un exemple préféré de réglages lors de l'utilisation d'une version à haut point d'écoulement de Stanyl (46HF5040) utilisant une machine de moulage par injection présentant un diamètre de vis de 22 mm présente un profil de températures de la trémie à la buse: 290-295-305-315-315-315 degrés Celsius (ou 325 à 330 degrés Celsius dans la zone de compression/alimentation) avec une contre-pression spécifique de 25 bars, une vitesse de rotation de 340 tr/min, une vitesse d'injection d'un maximum de 100 mm/s, et une pression spécifique de maintien de moins de 350 bars. Les températures du moule sont maintenues entre approximativement 80 et 120 degrés Celsius. Le support composite d'arbre de liaison 24 de la présente invention offre de nombreux avantages par rapport aux supports d'arDres de liaison en fonte connus. Le support 24 réduit les vibrations et le bruit du groupe motopropulseur. Le support 24 réduit également le poids ce qui peut conduire à une économie accrue de carburant. En ouke, les supports composites d'arbres de liaison n'exigent pas d'usinage important au contraire des supports d'arbres de liaison en fonte connus, et ainsi des économies de fabrication sont réalisées. Enfin, suivant la taille du véhicule 8 et les caractéristiques de performances souhaitées, le choix du matériau et/ou le traitement des parties supérieure et inférieure 50, 52 peuvent étre modifiés de manière à atteindre un résultat souhaité. Par exemple, la quantité ou le type de renforcement par fibres, le choix du polymère, ou le nombre de structures de montage peuvent être modifiés comme cela est bien connu dans la technique en vue d'augmenter la résistance du support ou d'augmenter la déformation ou distorsion à la chaleur du support. Bien que l'invention ait été décrite en termes de modes de réalisation prétérés, il sera bien entendu compris que 1'invention n'est pas limitée à ceux-ci puisque des modifications peuvent être apportées par l'homme de l' art, en particulier à la lumière des enseignements qui précèdent. Par exemple, la partie inférieure 52 du support d'arbre de liaison 24 pourrait en variante étre formée à partir d'une tole emboutie à sa forme préférée et couplée à la partie supérieure 50. Ceci permettrait potentiellement des économies de fabrication aux dépens d'une certaine quantité de vibration et de bruit de la transmission. REVENDICATIONS 1. Transmission (10) destinée à un véhicule (8), caractérisée en ce qu'elle comprend: une transmission différentielle (12) placée de manière excentrique par rapport à la ligne médiane du véhicule (8), une première articulation intérieure (18) couplée à un premier côté de ladite transmission différentielle (12), un premier artre d'interconnexion (14) couplé à ladite première articulation intérieure (18) et à une première articulation extérieure (16), un arbre de liaison (20) couplé à ladite transmission différentielle (12) et à une seconde articulation intérieure (18), un second arbre d'interconnexion (14) couplé à ladite seconde articulation intérieure (18) et àune seconde articulation extérieure (16), un palier (22) destiné à supporter ledit arDre de liaison (20), et un support ou une console composite d'arbre de liaison (24) utilisé(e) pour supporter ledit palier (22). 2. Transmission (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit support composite d'arbre de liaison (24) comprend une partie supérieure (50) et une partie inférieure (52), dans laquelle ladite partie supérieure (50) et ladite partie inférieure (52), lorsqu'elles sont couplées, entourent et supportent ledit palier (22). 3. Transmission (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit support supérieur (50) comporte une pluralité de trous de montage (32), une pluralité de régions nervurées surélevées (64), une paire de goujons montés (42), et une région sphérique (30). 4. Transmission (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite partie supérieure (50) dudit support composite d'arbre de liaison (24) est couplée à un bloc-moteur ou à un châssis (27) du véhicule (8) par l'intermédiaire de ladite pluralité de trous de montage (32). 5. Transmission (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite partie inférieure (52) comporte une région sphérique (60) et une région d'entrée (64) correspondant à chacun desdits goujons (42) utilisés pour coupler ladite région inférieure (52) à ladite région supérieure (50). 6. Transmission (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie supérieure (50) dudit support composite d'arbre de liaison (24) est formée d'un matériau de polymère qui présente une température de déformation ou de distorsion à la chaleur supérieure à 180 degrés Celsins. 7. Transmission (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite partie inférieure (52) dudit support composite d'arbre de liaison (24) est formée à partir d'un matériau choisi dans le groupe constitué dudit matériau de polymère et d'un métal. 8. Transmission (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit matériau de polymère comprend un polyamide aliphatique résistant à la chaleur renforcé par des fibres. 9. Transmission (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit matériau de polymère comprend du Stanyl avec 30 % de renfort de fibres de verre. 10. Support composite d'arbre de liaison (24) utilisé pour supporter un arbre de liaison (20) supporté par un palier (22) dans une transmission de véhicule (10), caractérisé en ce qu'il comprend: une partie supérieure composite (50) comportant une pluralité de trous de montage (32), une paire de goujons montés (42) et une région sphérique supérieure (30), et une partie inférieure (52) couplée à ladite partie supérieure (50), ladite partie inférieure (52) comportant une région sphérique inférieure(60) et une paire d'entrées (64), dans laquelle chacune de ladite paire d'entrées (64) s'accouple avec un goujon correspondant de ladite paire de goujons (42) montés pour entourer et supporter l'artre de liaison (20) supporté par un palier (22). 11. Support composite d'arbre de liaison (24) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite partie supérieure composite (50) est formée d'un matériau de polymère qui présente une température de déformation ou de distorsion à la chaleur supérieure à degrés Celsius. 12. Support composite d'arbre de liaison (24) selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite partie inférieure (52) dudit support composite d'arbre de liaison (24) est formée à partir d'un matériau choisi dans le groupe constitué dudit matériau de polymère et d'un métal. 13. Support composite d'arbre de liaison (24) selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit matériau de polymère comprend un polyamide aliphatique résistant à la chaleur renforcé par des fibres. 14. Support composite d'arDre de liaison (24) selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit matériau de polymère comprend du Stanyl avec 30 % de renfort de fibres de verre. 15. Support composite d'artre de liaison (24) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite partie composite supérieure (50) comprend en outre une pluralité de régions nervurées surélevées (64) utilisées pour augmenter la résistance de la partie composite supérieure (50). 16. Procédé destiné à diminuer le poids dans une transmission (10) montée transversalement, caractérisé en ce qu'il comprend: la réalisation d'un support composite d'arbre de liaison (24) comportant une partie supérieure composite (50) et une partie inférieure (52), ladite partie supérieure composite (50) présentant une température de déformation ou de distorsion à la chaleur d'au moins 180 degrés Celsius, le couplage de ladite partie supérieure composite (50) à ladite partie inférieure (52) dudit support composite d'arbre de liaison (24) de sorte que ledit support composite d'arbre de liaison (24) entoure un palier (22) utilisé pour supporter un arbre de liaison (20) dans la transmission (10) montée transversalement, et le couplage dudit support composite d'arDre de liaison (24) à un châssis ou à un bloc-moteur de véhicule (27). 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la réalisation d'un support composite d'arbre de liaison (24) comprend la réalisation d'un support composite d'arbre de liaison (24) comportant une partie supérieure composite (50) de polyamide renforcé de 30 % de verre et une partie inférieure (52), ladite partie inférieure (52) étant choisie dans le groupe constitué d'une partie inférieure composite (52) de polyamide renforcé par 30 % de verre et d'une partie inférieure (52) de métal embouti, dans lequel ladite partie supérieure composite (50) de polyamide renforcé de 30 % de verre et ladite partie inférieure (52) présentent une température de déformation ou de distorsion à la chaleur d'au moins 180 dogrés Celsius. 18. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le couplage de ladite partie supérieure composite (50) à ladite partie inférieure (52) comprend le couplage d'un goujon (42) sur ladite partie supérieure composite (50) à l'intérieur de chacune d'une paire d'entrées (64) sur ladite partie inférieure (52) de sorte que ledit support composite d'arbre de liaison (24) entoure un palier (22) utilisé pour supporter un arbre de liaison (20) dans la transmission (10) montée transversalement. 19. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le couplage dudit support composite d'arbre de liaison (24) à un châssis ou un blocmoteur (27) de véhicule comprend le couplage de ladite partie supérieure composite (50) dudit support composite d'arbre de liaison (24) à un chassis ou à un bloc-moteur (27) de véhicule par