Brevet FR2915783A1 — publié le 20081107

Procédé pour implanter un batteur dans un corps creux La présente invention est relative à l'implantation d'un batteur à l'intérieur d'un corps creux, et en particulier à l'intérieur d'un corps creux d'un élément de véhicule automobile, afin d'amortir les vibrations du corps creux et de la structure environnante. Les véhicules automobiles peuvent être soumis à des vibrations importantes résultant en particulier de roulement sur des routes dégradées. Ces vibrations sont désagréables pour les utilisateurs du véhicule automobile et il est souhaitable d'en atténuer l'intensité. Pour cela, on peut utiliser des moyens d'amortissement des vibrations incorporées à la caisse du véhicule automobile. Ces moyens d'amortissement des vibrations sont notamment des batteurs, c'est-à-dire des masses suspendues par des moyens élastiques qui ont une raideur adaptée pour que leurs vibrations s'opposent .à la vibration de la structure du véhicule. Il est souhaitable de pouvoir disposer de tels batteurs à l'intérieur de structures creuses, telles que des montants d'ouvrants. Cependant, les batteurs que l'on connaît, constitués par des masses fixées sur des supports élastiques ou visco élastiques tels que des patins en caoutchouc, sont difficiles à implanter dans des corps creux. Le but de la présente invention est de proposer un moyen permettant d'implanter facilement des batteurs à l'intérieur de corps creux, en particulier à l'intérieur de montants d'éléments de caisse de véhicule automobile et plus particulièrement à l'intérieur de montants d'ouvrants. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour implanter dans un corps creux un batteur constitué d'une masse mobile coopérant avec au moins une paroi du corps creux par l'intermédiaire d'une suspension élastique ou visco élastique, selon lequel : - on dispose à l'intérieur du corps creux une masse de dimension suffisamment faible pour laisser un espace libre entre la masse et les parois du corps creux ; - on fixe la masse sur une première paroi du corps creux à l'aide d'un moyen de calage temporaire ayant une résistance mécanique adaptée pour se rompre sous l'effet de vibrations engendrées par une première utilisation du batteur ; - on dispose sur au moins une face de la masse, en regard d'une paroi du corps creux, un tampon en une matière expansible pouvant s'expanser par chauffage, en quantité suffisante pour qu'après chauffage, elle forme une suspension élastique ou visco élastique coopérant d'une part avec la masse et d'autre part avec la paroi du corps creux ; et - on soumet le corps creux à un traitement comportant au moins un chauffage adapté pour provoquer l'expansion de la matière expansible. De préférence, la matière expansible peut s'expanser sous l'effet d'un chauffage correspondant à l'étuvage d'un traitement de cataphorèse. Le matériau expansible est par exemple un matériau organique élastique ou visco élastique non réticulé. La paroi du corps creux sur laquelle est fixé le moyen de calage tem- poraire et la paroi du corps creux avec laquelle la masse coopère par l'intermédiaire d'une suspension élastique ou viscoélastique, forment entre elles un angle adapté pour que, lorsque le tampon élastique ou visco élastique travaille en traction compression, le moyen de calage travaille en cisaillement. De préférence, une matière expansible est disposée sur deux faces opposées de la masse. Le moyen de calage temporaire est par exemple un tampon en matériau à faible module d'élasticité adhérent d'une part à une face de la masse et d'autre part à une paroi du corps creux. Un deuxième tampon de calage en matériau à faible module d'élasticité peut également être disposé sur une deuxième face de la masse. Le moyen de calage temporaire peut également être un clip calibré pour se rompre lorsque le batteur devient actif. Le corps creux est par exemple un montant d'un ouvrant d'un véhi- cule automobile et le traitement auquel on soumet le corps creux pour engendrer l'expression de la matière expansible est le traitement de cataphorèse de l'ouvrant ou du véhicule automobile. L'invention concerne également un élément de véhicule automobile comprenant au moins un montant constituant un corps creux, dans lequel au moins un batteur constitué d'une masse et d'au moins un tampon en matière élastique ou visco élastique expansible sous l'effet de la chaleur est disposé. L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise mais non limitative en regard des figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 représente de façon schématique une première étape de mise en place d'un batteur à l'intérieur d'un corps creux en coupe ; - la figure 2 représente de façon schématique une deuxième phase de mise en place du batteur à l'intérieur d'un corps creux en coupe; - la figure 3 représente de façon schématique un batteur en service à l'intérieur d'un corps creux en coupe; - la figure 4 représente de façon schématique la première étape d'un deuxième mode de réalisation de la mise en place d'un batteur à l'intérieur d'un corps creux en coupe, le corps creux étant un montant d'ouvrant de véhicule automobile ; - la figure 5 représente de façon schématique la deuxième étape de la mise en place d'un batteur à l'intérieur du corps creux représenté à la figure 4; - la figure 6 est une vue en coupe schématique du batteur, représenté aux figures 4 et 5, en service ; et - la figure 7 est une vue schématique d'une structure d'ouvrant de véhicule automobile comportant un montant dans lequel on a implanté un batteur. Pour implanter un batteur dans un corps creux, on dispose une masse 1 à l'intérieur du corps creux 2 qui est par exemple un montant de caisse de véhicule automobile ou d'ouvrant de véhicule automobile. La masse 1 est de dimensions suffisamment faibles pour laisser un espace libre 2' entre la masse et la paroi du corps creux 2, de façon à permettre un dé- battement de la masse dans toutes les directions. On fixe la masse 2 par l'une de ses faces inférieures 3 sur une paroi inférieure 4 du corps creux (l'orientation est donnée par rapport aux dessins), par l'intermédiaire d'un tampon 5 de calage à très faible module d'élasticité qui adhère d'une part à la paroi du corps creux et d'autre part à la masse, ce qui permet d'assurer un calage temporaire de la masse à l'intérieur du corps creux. Ce tampon de calage est par exemple un mastic élastique à faible module élastique en adhérence tel que, par exemple, le produit Impermastic 1122 de la société Henkel qui a un module d'élasticité en adhérence, voisin de 1MPa. Ainsi le module d'élasticité en adhérence doit être voisin ou inférieur à 1MPa. Ce matériau de calage est destiné à maintenir la masse pendant la mise en place du batteur, et à pouvoir se rompre dès la mise en service effective du batteur. Par ailleurs, un tampon de calage 7, en un matériau comparable ou identique au matériau qui a servit à faire le calage inférieur 5 est disposé sur la face supérieure 6 de la masse. Mais la quantité de matériau est insuffisante pour assurer un collage sur la paroi supérieure 8 du corps creux, de façon à laisser un espace libre 7' entre le tampon de calage supérieur 7 et la paroi supérieure 8 du corps creux. Cet espace 7' est destiné à permettre ultérieurement un débattement de la masse 1. Sur les deux parois latérales 9 et 10 de la masse 1, en regard de parois latérales 13 et 14 du corps creux, on dispose des tampons 11 et 12 constitués d'une matière organique élastique ou visco élastique susceptible de s'expanser sous l'effet de la chaleur. II s'agit par exemple d'un produit visco élastique non réticulé, tel que celui produit par la société Le Joint Français sous la référence TS43A09. Un tel matériau a un taux d'expansion sous l'effet de la chaleur de l'ordre de 900%. Ces tampons de matériau élastique ou visco élastique non expansés remplissent partiellement l'espace compris entre les faces latérales 9 et 10 de la masse 1 et les parois latérales 13 et 14 du corps creux. Lorsque la masse 1 est disposée à l'intérieur du corps creux avec les tampons de calage temporaire et les tampons de matériau destinés à s'expanser, le corps creux qui est ouvert au moment où on dispose la masse et qui est refermé par tous moyens connus, est soumis à un traitement comportant, au moins une cuisson ou un procédé thermique réalisé à une température suffisante pour assurer l'expansion du matériau élastique ou visco élastique expansible. Lorsque le corps creux est un élément de carrosserie de véhicule automobile en tôle, le traitement comportant une cuisson ou un procédé thermique est par exemple une étape du traitement de cataphorèse destinée à protéger la caisse du véhicule de la corrosion. Cette étape du traitement de cataphorèse est réalisée par exemple à une température comprise entre 140 et 210 C pendant une durée pouvant atteindre 30 minutes. Le matériau élastique ou visco élastique expansible est alors choisi de façon à ce qu'un tel traitement engendre son expansion. Comme cela est représenté à la figure 2, sous l'effet du chauffage qui conduit à l'expansion du matériau élastique ou visco élastique, les tampons élastiques ou visco élastiques 11 et 12 s'expansent et viennent au contact des parois 13 et 14 du corps creux 2 et constituent des supports élastiques ou visco élastiques 11' et 12' pour la masse 1. Lors d'une première utilisation du véhicule dans lequel est implantée la masse avec ces supports élastiques ou visco élastiques, les premiers cahots de la route provoquent un effort suffisant donc un niveau vibratoire important de la masse 1 qui engendre la rupture du moyen de calage tempo-raire inférieur 5, de sorte qu'il apparaît un espace libre 5' entre le moyen de calage inférieur 5 et la paroi inférieure 4 du corps creux. La masse 1 n'est alors plus suspendue que par les moyens de suspension 11' et 12' constitués par les tampons en matériau élastique ou visco élastique 11 et 12 ex-pansés. La masse suspendue 1 devient alors un batteur qui permet d'amortir les vibrations en faisant travailler les tampons élastiques ou visco élastiques expansés 11 et 12 en traction compression, par un mouvement vibratoire perpendiculaire à la surface de ces tampons et parallèle aux surfaces des tampons de calage temporaire, comme l'indique la double flèche. D'autres modes de travail du batteur peuvent bien entendu être envisagés selon son implantation. Bien évidement, la masse 1 et les tampons élastiques ou visco élastiques 11 et 12 doivent être adaptés de façon à ce que la fréquence propre de vibration de la masse 1 suspendue corresponde à un mode propre de vibra-tion que l'on souhaite amortir, ce mode peut être local ou global sur la struc-ture. On notera que les tampons de calage temporaires 5 et 7 servent à limiter le débattement de la masse suspendue dans une direction perpendicu- laire à celle des vibrations à amortir. Dans un deuxième mode de réalisation, représenté aux figures 4, 5 et 6, la masse 20 est disposée à l'intérieur d'un corps creux 21 qui constitue un montant latéral d'un ouvrant 41 d'un véhicule automobile. Cet ouvrant 41 est par exemple le haillon du véhicule automobile, représenté schématiquement à la figure 7. Ce haillon comprend une paroi extérieure 22 qui correspond à la partie visible de l'ouvrant de véhicule automobile et une paroi intérieure 23 qui correspond à la partie intérieure non visible. Les parois 22 et 23 sont solidarisées entre elles de part et d'autre du montant, d'une part par une soudure 24 et d'autre part par un sertissage 25. Avant que les parois 22 et 23 soient assemblées et solidarisées, la masse 20, destinée à vibrer, et de dimension suffisamment faible pour laisser des espaces libres 28, 30, 35, 36 entre elle et les parois intérieures 22, 23, 37, 38 du corps creux, est disposée sur la paroi inférieure 23 du corps creux, et maintenue en position par l'intermédiaire d'un clip 26 en forme de pion. La résistance mécanique du clip est suffisante pour maintenir la masse pendant toute la période de mise en place du batteur, mais adaptée pour qu'une première mise en service du batteur engendre la rupture par cisaillement du clip. Le pion 26 est adapté pour laisser un espace libre 28 entre la masse 20 et la paroi inférieure 23du corps creux. Le pion constitue ainsi un moyen de calage temporaire. De part et d'autre de la masse 20, on dépose des tampons 33 et 34 en matériau visco élastique non réticulé susceptible de s'expanser sous l'effet d'un chauffage, sur les faces 31 et 32 de la masse 20, perpendiculaires à la face 23 sur laquelle est fixé le moyen de calage temporaire 26, dans les espaces libres 35 et 36 dans lesquels ils pourront s'expanser ultérieure-ment. Le matériau visco élastique expansible est choisi pour pouvoir s'expanser sous l'effet d'un chauffage correspondant à une étape de traite-ment de cataphorèse de l'élément de structure du véhicule automobile Après avoir mise en place la masse 20, on dispose la paroi externe 22 du haillon sur la paroi interne 23 et on réalise la fermeture par soudage et sertissage. On obtient ainsi le corps creux contenant la masse entourée par des espaces libres 28, 30, 35 et 36, contenant notamment les tampons de matière visco élastique non expansés 33 et 34. Puis, on réalise le traitement de cataphorèse du haillon. Comme représenté à la figure 5, après la cuisson du haillon, les tampons 33 et 34 se sont expansés de façon à venir pincer le corps 20 à l'intérieur du corps creux en formant des suspensions élastique ou visco élastique 33' et 34'. Ces suspensions élastiques ou visco élastiques coopèrent d'une part avec la masse mobile 20 et d'autre part avec les parois laté- rates 37 et 38 du corps creux. Après une première utilisation du véhicule, et sous l'effet d'une vibration un peu violente, la liaison provisoire 26 est rompue, ce qui permet à la masse 20 de vibrer latéralement, comme cela est représenté sur la figure 6. En vibrant ainsi, et à condition que la masse et que la rigidité des tampons supports 33' et 34' soient adaptées, la masse suspendue constitue un batteur qui permet d'amortir certaines vibrations du véhicule. Comme on l'a déjà indiqué précédemment, cette technique est particulièrement adaptée pour implanter des batteurs à l'intérieur des montants d'élément de caisse de véhicule automobile, et en particulier des éléments d'ouvrant tels que des montants latéraux d'un haillon, ou d'un toit ouvrant. L'homme du métier comprendra que, dans la description qui vient d'être faite, on fait référence aux parties supérieure et inférieure du corps creux, mais que, lorsque ce corps creux est un élément de structure de véhicule automobile, et en particulier un ouvrant, cet élément de structure est utilisé en général verticalement. Lorsque l'ouvrant est un haillon ou un panneau de toit ouvrant, le batteur peut être disposé de façon à vibrer parallèlement à la surface de l'ouvrant, transversalement par rapport au véhicule. Cela permet d'amortir les vibrations transversales de la structure dans la-quelle est implanté le batteur. L'homme du métier comprendra également que de tels batteurs peu-vent être implantés dans différents éléments de structure de véhicule auto- mobile en fonction du comportement de ce véhicule et des zones les plus sollicitées en vibration. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour implanter dans un corps creux (2, 21) un batteur constitué d'une masse mobile (1, 20) coopérant avec au moins une paroi (13, 14, 37, 38) du corps creux par l'intermédiaire d'une suspension élasti- que ou visco élastique (11, 12, 33, 34), selon lequel : - on dispose à l'intérieur du corps creux (2, 21) une masse (1, 20) de dimension suffisamment faible pour laisser un espace libre entre la masse et les parois du corps creux ; - on fixe la masse sur une première paroi (4, 23) du corps creux à l'aide d'un moyen de calage temporaire (5, 26) ayant une résistance mécanique adaptée pour se rompre sous l'effet de vibrations engendrées par une première utilisation du batteur ; - on dispose sur au moins une face de la masse (9, 10, 31, 32), en regard d'une paroi du corps creux (13, 14, 37, 38), un tampon (11, 12, 33, 34) en une matière expansible pouvant s'expanser par chauffage, en quanti-té suffisante pour qu'après chauffage, elle forme une suspension élastique ou visco élastique (11', 12', 33', 34') coopérant d'une part avec la masse et d'autre part avec la paroi du corps creux ; et - on soumet le corps creux à un traitement comportant au moins un chauffage adapté pour provoquer l'expansion de la matière expansible. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière expansible peut s'expanser sous l'effet d'un chauffage correspondant à une cuisson d'un traitement de cataphorèse. 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caracté- risé en ce que le matériau expansible est un matériau organique élastique ou visco élastique non réticulé. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la paroi (4, 23) du corps creux sur laquelle est fixé le moyen de calage temporaire et chaque paroi (13, 14, 37, 38) du corps creux avec laquelle la masse coopère par l'intermédiaire d'une suspension élastique ou viscoélastique (11', 12', 33', 34'), forment entre elles un angle adapté pour que, lorsque le tampon élastique ou visco élastique travaille en traction compression, le moyen de calage travaille en cisaillement. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on dispose la matière expansible sur deux faces opposées (9, 10, 31, 32) de la masse. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce que le moyen de calage temporaire (5) est un tampon en matériau à faible module d'élasticité adhérent d'une part à une face (3) de la masse et d'autre part à une paroi (4) du corps creux. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on dispose sur une deuxième face (6) de la masse, un deuxième tampon (7) de calage en matériau à faible module d'élasticité. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de calage temporaire est un clip (26) calibré pour se rompre lorsque le batteur devient actif. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caracté- risé en ce que le corps creux (2, 21) est un montant d'un ouvrant d'un véhicule automobile. 10.- Véhicule automobile comprenant au moins un ouvrant compor- tant au moins un montant constituant un corps creux, caractérisé en ce qu'au moins un batteur constitué d'une masse et d'au moins une suspension constituée d'un tampon en matière élastique ou visco élastique expansible sous l'effet de la chaleur expansée est disposé dans le corps creux.