Brevet FR2853369A1 — publié le 20041008

i La présente invention concerne une biellette dite "de reprise de couple", destinée à être interposée à des fins de limitation de débattement relatif et de filtrage de vibrations, entre deux éléments rigides au moyen d'axes de fixation parallèles. Cette biellette est tout particulièrement destinée à être interposée entre le groupe motopropulseur (GMP) d'un véhicule automobile et la caisse de ce véhicule. Lesdits éléments rigides sont alors le GMP et la caisse. Il est connu de l'état de la technique des biellettes de ce genre qui comprennent une première armature extérieure tubulaire présentant un premier 10 logement pour l'un desdits axes, une seconde armature logée à l'intérieur de la première, qui présente un second logement pour l'autre desdits axes, et des masses de matériau élastique adhérisés d'une part à la face interne de la première armature et, d'autre part à ladite seconde armature. Ces biellettes ont le plus souvent une structure complexe et sont 15 consommatrices d'espace. Leurs procédés de fabrication peuvent s'avérer difficiles à mettre en oeuvre. La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes en proposant une biellette de structure simple et compacte. Elle a également pour but de fournir une biellette qui assure au mieux les fonctions qui lui sont allouées, à 20 savoir la limitation des débattements entre les éléments rigides, ainsi que le filtrage et l'amortissement des vibrations entre ceux-ci, et un procédé pour sa fabrication facile à mettre en oeuvre. Il s'agit donc d'une biellette dite "de reprise de couple", destinée à être interposée à des fins de limitation de débattement relatif et de filtrage de 25 vibrations entre deux éléments rigides au moyen d'axes de fixation parallèles, qui comprend une première armature extérieure tubulaire présentant un premier logement pour l'un desdits axes, une seconde armature logée à l'intérieur de la première, qui présente un second logement pour l'autre desdits axes, et des masses de matériau élastique adhérisés d'une part à la face interne de la première armature 30 et, d'autre part à ladite seconde armature. Selon l'invention, cette biellette se caractérise notamment par le fait que: - ladite première armature est constituée d'un tronçon de tube dont la génératrice s'étend parallèlement auxdits axes de fixation, et dont le contour a sensiblement la forme d'un trapèze isocèle, ledit premier logement étant situé au voisinage de sa petite base, tandis que le second logement est situé au voisinage de sa grande base; - ladite seconde armature est un élément constitué également d'un tronçon de tube, qui s'étend longitudinalement sur la plus grande partie de l'espace interne de ladite première armature, en forme générale de triangle isocèle, dont les côtés isométriques sont chacun respectivement parallèles à un des côtés 10 isométriques dudit trapèze; - lesdites masses sont adhérisées aux côtés isométriques desdits trapèze et triangle, et sont disposées par paire pour former au moins un chevron dont les deux ailes convergent en direction de la grande base dudit trapèze. L'expression "ladite première armature est constituée d'un tronçon de 15 tube (...) dont le contour a sensiblement la forme d'un trapèze isocèle", telle qu'elle est utilisée dans l'ensemble de la présente demande, doit être comprise comme signifiant également que ledit contour peut être compris dans un trapèze isocèle ou approximativement isocèle. Il en va de même pour la seconde armature "en forme générale de 20 triangle isocèle", qui doit être aussi comprise comme pouvant signifier également que le contour peut être compris dans un triangle isocèle ou approximativement isocèle. Par ailleurs, lesdits côtés isométriques ne sont pas forcément strictement rectilignes. Ils peuvent au contraire comprendre des portions 25 curvilignes. Par ailleurs, selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de cette biellette: - le sommet de la seconde armature opposé à la base du triangle isocèle est pourvu d'un prolongement transversal, généralement parallèle à cette 30 base; - le sommet de la seconde armature opposé à la base du triangle isocèle est tronqué, de manière à ménager une face sensiblement parallèle à cette base; - le nombre de masses d'élastomères est de quatre, formant ainsi deux 35 chevrons à ailes parallèles; - elle comprend des masses de matériau élastique additionnelles adhérisées seulement à la face interne de ladite première armature, contre ses petite et grande bases; - elle comprend des masses de matériau élastique additionnelles 5 adhérisées d'une part à la base de la seconde armature et d'autre part, contre ledit prolongement transversal, respectivement contre ladite face; - ledit logement pour le second axe est constituée d'une bague concentrique à une ouverture prévue dans la seconde armature, lesdites bague et ouverture étant reliées par une liaison élastique; - ladite liaison est constituée d'au moins deux bras radiaux. L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'une telle biellette. Ce procédé se caractérise par le fait qu'il consiste à tronçonner un premier tube, notamment extrudé, dont la section droite a sensiblement la forme 15 d'un trapèze isocèle, pour obtenir au moins un tronçon constituant ladite première armature, à tronçonner un second tube, notamment extrudé, dont la section droite a sensiblement la forme générale d'un triangle isocèle, pour obtenir au moins un tronçon constituant ladite seconde armature, à positionner dans une première armature une seconde armature, cette dernière étant dimensionnée pour s'étendre 20 longitudinalement sur la plus grande partie de l'espace interne de ladite première armature, de manière à ce que ses côtés isométriques soient chacun respectivement parallèles à un des côtés isométriques dudit trapèze, et à mouler entre lesdites armatures, lesdites masses de matière élastique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la 25 lecture de la description suivante de modes de réalisation préférés de l'invention. Cette description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une première forme de réalisation d'une biellette selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus de la biellette de la figure 1, les 30 axes de fixation des éléments rigides y étant également représentés; - la figure 3 est une vue de dessus d'une seconde forme de réalisation de la biellette; - la figure 4 est une vue de côté schématique d'un tube utilisé pour obtenir, après découpage, des tronçons constituant une des parties principale de la 35 biellette; - la figure 5 est une vue de dessus d'un tronçon ainsi obtenu. La biellette représentée aux figures 1 et 2 annexée est essentiellement constituée d'une première armature extérieure 1, et d'une seconde armature intérieure 2. La première armature 1 est constituée, comme on le verra plus 5 précisément en référence aux figures 4 et 5, d'un tronçon de tube, par exemple en aluminium. Elle présente une forme symétrique par rapport à son axe longitudinal médian X-X'. Son contour a sensiblement la forme d'un trapèze isocèle, avec une grande base 10, une petite base 11, et deux côtés isométriques 12 10 et 13. Sauf au voisinage de la petite base 11, la majeure partie de l'espace interne E de l'armature 1 est creux. La région de la petite base 11 constitue un appendice longitudinal 14, dans lequel est prévu un logement 140 d'axe Y-Y', perpendiculaire à l'axe X-X et 15 parallèle à la génératrice de l'armature 1. Dans ce logement est prévu un tube optionnel 7 pour le montage de l'axe de fixation A d'un des éléments rigides (caisse ou GMP d'un véhicule). Une cloison transversale 142 sépare l'appendice du reste de l'espace intérieur E de l'armature. Cette cloison est reliée aux côtés isométriques 12 et 13 par des portions de parois généralement longitudinales 143. La seconde armature 2 logée à l'intérieur de la première. Elle consiste en un élément qui s'étend longitudinalement sur la plus grande partie de l'espace interne E de la première armature. Cet élément a une 25 forme générale de triangle isocèle, avec une base 20 et des côtés isométriques 22 et 23 qui sont chacun respectivement parallèles à un des côtés isométriques du trapèze précité. En l'occurrence, le côté 22 est parallèle au côté 12, tandis que le côté 23 est parallèle au côté 13. On notera que le "sommet" 21 du triangle, disposé selon l'axe 30 longitudinal de la biellette, est pourvu d'un prolongement transversal 25 formant butée, qui s'étend parallèlement et à distance de la cloison 142. Dans le corps de cette seconde armature est prévue, à proximité de la base 20 et centrée sur l'axe X-X', une ouverture 24 à contour approximativement circulaire. L'axe Z-Z' de cette ouverture est parallèle à l'axe Y-Y' précité. Dans cette ouverture est engagée une bague concentrique 5, qui sert de logement pour l'axe de fixation B du second élément rigide. Entre les ouverture 24 et bague 5 est prévue une liaison élastique 6 qui, dans l'exemple représenté, est constituée de quatre bras radiaux 60 équidistants angulairement. Dans des formes de réalisation non représentées, le nombre de bras pourrait être différent. Le reste de l'armature est partiellement ajouré, pour constituer deux 5 évidements 26 et 27 disposés respectivement dans le prolongement l'un de l'autre, longitudinalement, en direction du prolongement transversal 25. Ils ont respectivement la forme de trapèze et de triangle isocèles. Entre les deux armatures sont prévues des masses de matériau élastique, par exemple du caoutchouc. Dans l'exemple représenté ici, il s'agit de quatre masses 3, 3', 4 et 4' disposées par paires pour former deux chevrons dont les ailes, matérialisées par ces masses, convergent en direction de la grande base 10 de l'armature 1. Ces ailes ou masses sont réparties systématiquement de part et d'autre de l'axe médian longitudinal X-X'. Ces masses relient les côtés isométriques 12 et 22, 13 et 23 des deux armatures. Des ajours I séparent longitudinalement les masses de matériau élastique, constituant ainsi des alvéoles. Les masses 3 et 3' du premier chevron sont disposées à proximité du 20 sommet 21 de l'armature 2, tandis que les masses 4 et 4' du second chevron sont disposées à proximité de la base 20, en regard de la zone ou l'armature 2 présente l'ouverture 24. Cette biellette comporte des masses de matériau élastique additionnelles. Ces masses, référencées 8 et 8', sont respectivement adhérisées seulement à la face interne de l'armature 1 contre la cloison 142, et contre la base 10. Elles sont séparées de l'armature 2 par un espace libre. Dans une forme de réalisation non représentée, les masses 30 additionnelles 8 et 8' pourraient être respectivement solidaires de la grande base 20 de l'armature 2 et du prolongement 25, au niveau de sa face tournée vers la petite base. Dans encore une autre forme de réalisation les axes de fixation A et B pourraient être décalés de manière à ne pas se situer tous les deux sur l'axe de 35 symétrie X-X'. Par ailleurs, le sommet de l'armature interne 2 pourrait être tronqué pour constituer une face parallèle à la base 10. A la figure 3 est représentée une forme de réalisation différente de la biellette. Elle présente la même structure générale que celle qui vient d'être décrite. Elle a toutefois une forme plus compacte transversalement, qui lui confère 5 une allure effilée. L'armature 2 s'inscrit toujours dans un triangle isocèle, mais avec des côtés isométriques s'étendant au voisinage immédiat de l'axe de symétrie X-X'. De telles biellettes permettent de maîtriser les débattements relatifs entre deux éléments reliés (la caisse et le groupe motopropulseur du véhicule), via les axes de fixation A et B. Cette maîtrise des débattements se fait suivant la 10 direction longitudinale de la biellette, par un travail en cisaillement des masses élastiques 3, 3', 4 et 4' dont la raideur peut-être réglée pour des efforts nominaux de fonctionnement (roulage etc.). La limitation des débattements longitudinaux entre ces éléments est assurée par les masses additionnelles 8 et 8' qui ne sont sollicitées que pour des cas 15 de fonctionnement exceptionnel (efforts maximaux, démarrage brutal). Ainsi, pour un effort en traction de la biellette (augmentation de la distance entre A et B), la base 20 de l'armature 2 de la figure 1 s'appuie contre la masse 8'. Par contre, en cas de compression de la biellette (diminution de la 20 distance entre A et B), le prolongement 25 s'appuie contre la masse 8. La forme générale de cette biellette permet d'optimiser le compromis débattements/filtrage/endurance, en proposant un travail en cisaillement des masses 3, 3', 4 et 4', avec un fort volume de caoutchouc. Leur agencement en chevrons lié à la forme particulière de l'armature intérieure permet d'augmenter l'endurance de la 25 biellette par une compensation naturelle du retrait du caoutchouc après moulage. Cette disposition particulière des masses permet de régler les raideurs transversales statiques de la biellette et d'optimiser ces raideurs dynamiques en déplaçant les centres de rotation élastiques le long de l'axe longitudinal de la biellette, par modification de la taille et de la position des ajours I formant alvéoles. 30 La configuration partiellement évidée de l'armature interne 2, combinée à la disposition des masses 3, 3', 4 et 4' contribue à conférer à l'ensemble une masse relativement réduite. Or cette masse est responsable d'une résonance qu'il est ainsi possible de placer à une séquence élevée située en dehors du domaine de fonctionnement de la biellette. La présence de bras élastiques 60 entre l'ouverture 24 et la bague 6 et, par conséquence, de vides entre ces bras, permet d'ajuster les raideurs de la biellette en cas de fonctionnement prédéterminés (ralenti sans précharge, roulage sans couple stabilité...). La présente invention a également pour but de fournir un procédé de fabrication d'une telle biellette. Ce procédé comprend une première étape qui consiste à tronçonner un tube notamment extrudé dont la section droite a sensiblement la forme d'un trapèze isocèle pour obtenir un tronçon constituant la première armature 1 décrite plus haut. A la figure 4, on a représenté un tel tube T. 10 Y sont représentés, sous la forme de traits mixtes s les plans de tronçonnage de ce tube. Suite à cette opération, on récupère au moins un tronçon, comme montré à la figure 5, qui constitue la première armature 1. Une autre étape consiste, de la même manière que précédemment, à 15 tronçonner un second tube, notamment extrudé, dont la section droite a sensiblement la forme générale d'un triangle isocèle, pour obtenir au moins un tronçon constituant la seconde armature 25. On positionne alors la seconde armature 2 dans la première armature 1, cette seconde armature étant dimensionnée pour s'étendre longitudinalement sur 20 la plus grande partie de la surface interne de la première armature de matière à ce que ces côtés isométriques soient respectivement parallèles à un des côtés isométrique du trapèze. On finit alors par mouler entre lesdites armatures les masses de manière élastique. Dans une forme de réalisation particulière, les épaisseurs respectives 25 des tronçons qui forment les armatures peuvent être différentes. Un tel procédé, de par sa simplicité, permet d'obtenir un excellent compromis entre les performances et les coûts de revient de la biellette. REVENDICATIONS 1. Biellette dite "de reprise de couple", destinée à être interposée à des fins de limitation de débattement relatif et de filtrage de vibrations entre deux éléments rigides au moyen d'axes de fixation (A, B) parallèles, qui comprend une première armature extérieure tubulaire (1) présentant un premier logement (140) 5 pour l'un (A) desdits axes, une seconde armature (2) logée à l'intérieur de la première (1), qui présente un second logement (5) pour l'autre (B) desdits axes, et des masses (3, 3', 4, 4') de matériau élastique adhérisés d'une part à la face interne de la première armature (1) et, d'autre part à ladite seconde armature (2) , caractérisée par le fait que: - ladite première armature (1) est constituée d'un tronçon de tube dont la génératrice s'étend parallèlement auxdits axes (A, B), et dont le contour a sensiblement la forme d'un trapèze isocèle, ledit premier logement (140) étant situé au voisinage de sa petite base (11), tandis que le second logement (5) est situé au voisinage de sa grande base (10); - ladite seconde armature (2) est un élément qui s'étend longitudinalement sur la plus grande partie de l'espace interne (E) de ladite première armature (1), en forme générale de triangle isocèle, dont les côtés isométriques (22, 23) sont chacun respectivement parallèles à un des côtés isométriques (12, 13) dudit trapèze; - les dites masses (3, 3, 4, 4') sont adhérisées aux côtés isométriques (12, 22; 13, 23) desdits trapèze et triangle, et qu'elles sont disposées par paire pour former au moins un chevron dont les deux ailes convergent en direction de la grande base (10) dudit trapèze. 2. Biellette selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le 25 sommet (21) de la seconde armature (2) opposé à la base (20) du triangle isocèle est pourvu d'un prolongement transversal (25), généralement parallèle à cette base (20). 3. Biellette selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le sommet de la seconde armature (2) opposé à la base du triangle isocèle est tronqué, de manière à ménager une face (28) sensiblement parallèle à cette base. 4. Biellette selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le nombre de masses (3, 3', 4, 4') d'élastomère est de quatre, formant ainsi deux chevrons à ailes parallèles. 5. Biellette selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle comprend des masses (8, 8') de matériau élastique additionnelles adhérisées seulement à la face interne de ladite première armature (1), contre ses petite et grande bases (10, 11). 6. Biellette selon les revendications 1 et 2, ou 1 et 3 prises en combinaison, caractérisée par le fait qu'elle comprend des masses (8, 8') de matériau élastique additionnelles adhérisées d'une part à la base (20) de la seconde armature (2) et d'autre part, contre ledit prolongement transversal (25), respectivement contre ladite face (28). 7. Biellette selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que ledit logement pour le second axe (B) est constituée d'une bague (5) concentrique à une ouverture (24) prévue dans la seconde armature (2), lesdites bague (5) et ouverture (24) étant reliées par une liaison élastique (6). 8. Biellette selon la revendication 7, caractérisée par le fait que 15 ladite liaison (6) est constituée d'au moins deux bras radiaux (60). 9. Procédé de fabrication d'une biellette selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il consiste à tronçonner un premier tube (T), notamment extrudé, dont la section droite a sensiblement la forme d'un trapèze isocèle, pour obtenir au moins un tronçon constituant ladite première 20 armature (1), à tronçonner un second tube, notamment extrudé, dont la section droite a sensiblement la forme générale d'un triangle isocèle, pour obtenir au moins un tronçon constituant ladite seconde armature (2), à positionner dans une première armature (1) une seconde armature (2), cette dernière étant dimensionnée pour s'étendre longitudinalement sur la plus grande partie de l'espace interne (E) de ladite 25 première armature (1), de manière à ce que ses côtés isométriques (22, 23) soient chacun respectivement parallèles à un des côtés isométriques dudit trapèze (12, 13), et à mouler entre lesdites armatures, lesdites masses (3, 3', 4, 4') de matière élastique.