Brevet FR2902163A1 — publié le 20071214

Véhicule automobile comportant un batteur coopérant avec une poutre. La présente invention est relative à l'amortissement des vibrations de caisse de véhicules automobiles, et par exemple de véhicules automobiles 5 de type découvrable. Les véhicules automobiles de type découvrable, par exemple cabriolet ou coupé cabriolet, du fait même de leur architecture, sont moins rigides que la plupart des autres véhicules. II en résulte en particulier des vibrations importantes de la caisse, notamment en torsion autour de l'axe longitudinal 10 du véhicule. Ces vibrations dont la fréquence peut être relativement basse, sont gênantes pour les passagers et doivent être amorties pour améliorer le confort en roulage du véhicule. Afin d'amortir ces vibrations du véhicule, on utilise des batteurs constitués de masses suspendues par des moyens 15 élastiques ou viscoélastiques, de telle sorte que la fréquence propre de vibration de ces masses suspendues soit sensiblement égale à la fréquence propre d'un mode de vibration du véhicule que l'on souhaite amortir. Des masses vibrantes peuvent, par exemple, être disposées sous la caisse du véhicule. Cette technique, qui est relativement efficace, présente 20 cependant l'inconvénient de nécessiter l'ajout de masse sous le véhicule, ce qui augmente l'encombrement sous le véhicule et l'alourdit. II a également été proposé d'utiliser la batterie du véhicule comme masse vibrante. De tels accessoires ne sont pas disposés de façon optimale sur le véhicule. De même, la tenue de fonctionnement de tels accessoires 25 n'est pas facile pour assurer un bon amortissement. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un moyen pour amortir les vibrations de la caisse d'un véhicule, et en particulier d'un véhicule découvrable, susceptible de vibrer en torsion, qui ne prenne pas de place sous la caisse du véhicule, tout en ayant une 30 bonne efficacité. A cet effet l'invention a pour objet un véhicule automobile comprenant une caisse et au moins une poutre de la caisse, et qui comprend au moins un batteur constitué d'un balancier portant au moins une masse montée mobile en rotation autour d'un axe et comportant au moins un moyen de liaison élastique ou viscoélastique avec la poutre. Le batteur est adapté pour que la fréquence propre d'oscillation du batteur soit sensiblement égale à une fréquence de vibration du véhicule. De préférence, le batteur est adapté pour que la fréquence propre d'oscillation du batteur soit sensiblement égale à une fréquence de vibration du véhicule, en torsion, autour d'un axe longitudinal du véhicule. De préférence, l'axe de rotation est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. De préférence, au moins une masse est montée sur le balancier par des moyens permettant de régler la distance de ladite masse à l'axe de rotation du balancier. De préférence, le balancier comporte deux masses disposées de part et d'autre de l'axe de façon à assurer un équilibrage en statique du balancier. Le moyen de liaison élastique ou viscoélastique du balancier avec la poutre peut être constitué d'un bloc en élastomère coopérant avec une masse portée par le balancier, et rendu adhérent à une armature externe insérée dans la poutre. Le moyen de liaison élastique ou viscoélastique du balancier avec la poutre peut comprendre un manchon en matériau élastomère disposé autour d'un arbre support du balancier et travaillant en torsion. La poutre peut posséder un caisson de section générale en forme de U. La poutre peut posséder un élément de fermeture disposé sur le caisson, de façon à ce que la poutre forme un corps creux. De préférence, la poutre est une poutre transversale de la caisse de véhicule automobile. La poutre est par exemple une poutre pare-chocs. L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise mais non limitative en regard des figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique d'une poutre creuse d'un véhicule dans laquelle est implanté un batteur comportant un balancier ; - la figure 2 est une vue schématique du balancier d'un batteur destiné à être incorporé dans une poutre creuse d'un véhicule automobile ; - la figure 3 est une vue en coupe du support du balancier d'un batteur disposé à l'intérieur d'une poutre creuse d'un véhicule automobile ; - la figure 4 est une vue en coupe schématique d'une liaison élastique ou viscoélastique d'un batteur disposé à l'intérieur d'une poutre creuse d'un véhicule automobile ; - la figure 5 est une représentation du balancier d'un batteur destiné à être disposé à l'intérieur d'une poutre d'un véhicule automobile, le balancier ne comportant qu'une masse ; - la figure 6 est une vue schématique en coupe d'une suspension élastique fonctionnant en torsion d'un batteur disposé à l'intérieur d'une poutre creuse d'un véhicule automobile. Sur toutes les figures, on a représenté un repère (x, y, z) qui donne l'orientation par rapport à la caisse d'un véhicule. L'axe x est l'axe longitudinal du véhicule, l'axe y est un axe transversal horizontal et l'axe z est un axe vertical. En outre, sur les figures, les éléments correspondants portent les mêmes repères. Afin d'amortir les vibrations en torsion autour de l'axe longitudinal de la caisse d'un véhicule automobile, et en particulier d'un véhicule du type décapotable, on dispose à l'intérieur d'une poutre creuse transversale 1 de la structure du véhicule, un batteur, repéré généralement par 2, constitué d'un balancier 3 articulé autour d'un axe 4, qui porte à ses deux extrémités des masses 5 qui coopèrent avec la structure de la poutre 1 par l'intermédiaire de moyens de liaison élastiques ou viscoélastiques 6. La rigidité des moyens de liaison élastiques ou viscoélastiques 6 est adaptée pour que, compte tenu du moment d'inertie du balancier muni de ses masses, la fréquence propre de vibration du batteur 2 soit sensiblement égale à la fréquence d'un mode de vibration du véhicule que l'on souhaite amortir. Naturellement la poutre transversale 1 coopère par ses extrémités avec des poutres longitudinales latérales de la caisse du véhicule qui ne sont pas représentées sur la figure, mais qui correspondent à une structure classique de caisse de véhicule automobile. Comme on l'a indiqué, la fréquence propre d'oscillation du batteur 2 peut être ajustée en adaptant la rigidité des moyens de liaison élastiques ou viscoélastiques 6. Mais la fréquence propre de vibration du batteur dépend d'une part de la rigidité des moyens de liaison élastiques ou viscoélastiques et d'autre part du moment d'inertie du balancier portant les masses 5. Aussi, la fréquence propre de vibration du batteur 2 peut être ajustée en réglant la distance des masses 5 portées par balancier 3, par rapport à l'axe de rotation 4 du balancier. Le batteur, qui est disposé à l'intérieur d'une poutre transversale de la structure du véhicule, peut être disposé dans toute poutre transversale telle que les traverses de train ou d'assise. Mais, de préférence le batteur est disposé dans une poutre pare-chocs. Le choix de la poutre dans laquelle est disposé le batteur est fait en fonction des conditions de vibration de la caisse du véhicule. En particulier, il est souhaitable de disposer le batteur dans une poutre qui est à proximité d'un ventre de vibration de la caisse du véhicule. On va maintenant décrire de façon plus détaillée un mode de réalisation d'un batteur comportant un balancier disposé à l'intérieur d'une poutre transversale d'une caisse de véhicule, en regard des figures 2, 3 et 4. Le balancier 3 comporte dans sa partie centrale un palier 31 destiné à recevoir un arbre support, et à ses deux extrémités des lumières oblongues 32, destinées à recevoir des moyens de fixation des masses 5. Les lumières 32 sont allongées de façon à pouvoir déplacer les masses 5 longitudinalement par rapport au balancier afin de régler la distance entre le centre de gravité des masses et l'axe de rotation du balancier correspondant au palier 31. Le balancier 3 est monté oscillant sur un arbre 41 que reçoit le palier 31. L'arbre 41 est monté à l'intérieur de la poutre creuse repérée généralement par 1 et qui comporte d'une part un caisson 10 de section générale en forme de U, et une plaque de fermeture 11. La plaque de fermeture 11 est fixée sur le caisson en forme de U 10 par tout moyen de fixation connu qui peut être, par exemple, du rivetage, du soudage ou des vis. L'arbre 41 est reçu dans deux paliers à faible frottement, d'une part un palier 12 solidaire du caisson 10, et d'autre part un palier 13 solidaire de la plaque de fermeture 11. Chacune des masses d'inertie 5 est fixée à l'une des extrémités du balancier 3, par l'intermédiaire d'une vis 15 qui passe à travers des lumières oblongues 32, et coopère avec le moyen de liaison élastique ou viscoélastique repéré généralement par 6 et qui est constitué d'un bloc en matériau élastomère 16 rendu adhérent à une armature métallique extérieure 17 insérée à l'intérieur du caisson creux 10. L'armature 17 est alors reliée à la poutre 1 par tout moyen approprié, par exemple, par emmanchement. Avec cette disposition, le balancier peut osciller en rotation autour de l'arbre 41, et interfère de façon élastique ou viscoélastique avec la poutre transversale par l'intermédiaire du moyen de liaison 6. Comme on l'a dit précédemment, dans ce dispositif la fréquence propre de vibration du batteur peut être adaptée soit en ajustant la rigidité du bloc en élastomère 16, soit, et de façon plus commode, en ajustant la distance entre les masses d'inertie 5 et l'arbre 41. Dans ce mode de réalisation, le balancier qui porte deux masses disposées à chacune de ses extrémités est équilibré en statique. Selon une variante de ce mode de réalisation, le balancier tel que décrit peut être dépourvu d'axe de rotation physique ; le balancier oscille alors librement sans être guidé par un arbre. Dans un deuxième mode de réalisation, représenté à la figure 5, le balancier 3' comporte un palier 31' destiné à coopérer avec un arbre, et comporte une seule lumière 32' destinée à recevoir une masse. Le palier 31' est disposé à l'une des extrémités du balancier 3' et la lumière 32' destinée à recevoir une masse est située à l'autre extrémité. Dans cette configuration, le batteur n'est pas équilibré en statique. Un tel batteur peut être utilisé seul à l'intérieur d'une poutre creuse. Mais il est possible d'utiliser deux batteurs de ce type disposés l'un à proximité d'un côté de la caisse du véhicule et l'autre disposé à proximité de l'autre côté de la caisse du véhicule, qui peuvent fonctionner simultanément, les deux batteurs étant, de préférence, symétriques par rapport au plan de symétrie longitudinale du véhicule. Dans un troisième mode de réalisation, le balancier qui porte deux masses d'inertie réglables par rapport à l'axe de rotation central, est monté sur un arbre par l'intermédiaire d'un moyen de liaison élastique ou viscoélastique fonctionnant en torsion. Les masses d'inertie sont libres de mouvement à l'intérieur de la poutre creuse repérée généralement par 1, et le balancier 3 est monté sur un arbre 50 par l'intermédiaire d'un moyen de liaison élastique ou viscoélastique fonctionnant en torsion 51, représenté à la figure 6. L'arbre 50 est monté serré dans le caisson creux 10 et la plaque de fermeture 11 qui constituent la poutre creuse repérée généralement par 1, et le moyen de liaison 51 est monté serré sur l'arbre 50 de telle sorte que le balancier 3 coopère de façon élastique ou viscoélastique avec la poutre creuse 1. Le moyen de liaison élastique ou viscoélastique 51 est constitué d'un manchon 52 en matériau élastique ou viscoélastique tel qu'un élastomère comportant dans son axe une armature métallique 53 destinée à recevoir l'axe 50, et à sa partie périphérique d'une armature métallique 54 destinée à recevoir un moyen de fixation du balancier 3, par exemple des vis 55. Dans ce mode de réalisation on peut également régler la fréquence propre d'oscillation du batteur soit en adaptant la rigidité du manchon élastique ou viscoélastique 52, soit en réglant la distance des masses par rapport à l'axe de rotation du balancier. Selon une variante des différents modes de réalisation décrits précédemment, le balancier peut être dépourvu de masse ajoutée à son ou à ses extrémités. Dans ces cas, ce sont les bras du balancier qui fournissent la masse nécessaire au bon fonctionnement du système. Comme on l'a indiqué, dans tous les cas, un batteur constitué d'un balancier peut être monté à l'intérieur d'une poutre transversale creuse. Mais, il peut être intéressant de disposer des batteurs à l'intérieur de structures creuses du véhicule qui sont des structures longitudinales tels que des brancards, des longerons, des longeronnets. Bien sûr, le balancier de l'invention et ses différents accessoires peuvent également être installés dans tout corps ouvert possédant un caisson 10 de section générale en forme de U. Pour les modes de réalisation possédant un axe de rotation physique, une plaque de fermeture de petite taille permettra alors juste de supporter l'arbre supportant l'axe de rotation. Pour cela, on peut utiliser des batteurs ne comportant qu'une masse d'inertie, disposés à l'intérieur de ces structures creuses, le balancier étant parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. Les moyens d'amortissement des vibrations, notamment de vibrations en torsion sur un axe longitudinal de la caisse d'un véhicule, tels qu'ils viennent d'être décrits, sont particulièrement adaptés aux véhicules du type décapotable, tels que les cabriolet ou les coupé cabriolet. Ils ont l'avantage de ne pas augmenter l'encombrement sous la caisse du véhicule. Il est à noter que le batteur peut être adapté pour que sa fréquence propre d'oscillation soit sensiblement égale à une fréquence de vibration du véhicule, en torsion, autour d'un axe longitudinal du véhicule. REVENDICATIONS 1. Véhicule automobile comprenant une caisse et au moins une poutre (1) de la caisse, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un batteur constitué d'un balancier (3, 3') portant au moins une masse (5) montée mobile en rotation autour d'un axe (4) et comportant au moins un moyen de liaison élastique ou viscoélastique (6, 51) avec la poutre (1), et en ce que le batteur est adapté pour que la fréquence propre d'oscillation du batteur soit sensiblement égale à une fréquence de vibration du véhicule. 2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le batteur est adapté pour que la fréquence propre d'oscillation du batteur soit sensiblement égale à une fréquence de vibration du véhicule, en torsion, autour d'un axe longitudinal du véhicule. 3. Véhicule automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'axe de rotation (4) est sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule. 20 4. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que au moins une masse (5) est montée sur le balancier (3) par des moyens (15) permettant de régler la distance de ladite masse à l'axe de rotation (4) du balancier. 25 5. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le balancier (3) comporte deux masses (5) disposées de part et d'autre de l'axe (4) de façon à assurer un équilibrage en statique du balancier. 30 6. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de liaison élastique ou viscoélastique (6)15du balancier (3) avec la poutre (1) est constitué d'un bloc en élastomère (16) coopérant avec une masse (5) portée par le balancier (3), et rendu adhérent à une armature externe (17) insérée dans la poutre. 7. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de liaison élastique ou viscoélastique (51) du balancier (3) avec la poutre (1) comprend un manchon en matériau élastomère (52) disposé autour d'un arbre support (50) du balancier (3) et travaillant en torsion. 8. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la poutre (1) possède un caisson (10) de section générale en forme de U. 9. Véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que la poutre (1) possède un élément de fermeture (11) disposé sur le caisson (10), de façon à ce que la poutre (10) forme un corps creux. 10. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 20 à 9, caractérisé en ce que la poutre (1) est une poutre transversale de la caisse. 11. Véhicule automobile selon la revendication 10, caractérisé en ce que la poutre (1) est une poutre pare-chocs.