Brevet FR2949832A1 — publié le 20110311

Bielle destinée notamment à l'attelage mobile d'un moteur de véhicule automobile. [0001 La présente invention concerne une bielle destinée notamment à l'attelage mobile d'un moteur à combustion essence ou Diesel de véhicule automobile. [0002] L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l'industrie automobile, notamment pour diminuer la consommation des véhicules et les rejets de gaz carbonique dans l'atmosphère. [0003] Dans un moteur de véhicule automobile, la liaison mécanique entre un piston et le vilebrequin est réalisée par une bielle dont une première extrémité présentant une bague, appelée � pied �, est reliée à l'axe du piston, tandis qu'une deuxième extrémité, appelée � tête �, elle, enserre le maneton du vilebrequin. Pour permettre le montage dans le cas d'un vilebrequin assemblé, la tête est coupée en deux dans un plan diamétral perpendiculaire à l'axe général de la pièce. La partie coupée s'appelle le chapeau de bielle. Après montage, le chapeau (ou pontet) est réassemblé au reste de la bielle par des boulons engagés dans des alésages ménagés dans les deux parties de la tête. À l'inverse, la bielle peut être d'une seule pièce si le vilebrequin est constitué de parties assemblées après montage de la bielle. L'embiellage (manivelle et bielle) n'est alors plus démontable. [0004] Le corps ou âme est la partie de la bielle comprise entre le pied et la tête. Cette âme présente généralement une section en forme de H ou de I pour résister aux divers efforts de compression et de traction et pour éviter ainsi le flambage. [0005] A l'heure actuelle, de nombreuses bielles de moteur sont réalisées en acier forgé. Elles sont la plupart du temps monobloc avec la tête, le corps et le pied estampés à chaud dans un même lopin et dans le même coup de presse. [0006] On sait également réaliser de manière monobloc, le corps, le pied et une partie de la tête sur laquelle est ensuite rapportée une deuxième partie appelée chapeau, fixée à l'aide de boulons et écrous auto-serreurs pour enserrer le maneton. Une telle forme de tête de bielle permet une liaison sur un vilebrequin non démontable. [000n Dans un souci de diminution de la consommation en carburant à la fois d'un point de vue économique et environnemental, on cherche à réduire le poids de véhicules et donc à gagner de la masse sur certaines pièces. Ainsi, pour les bielles, on cherche à gagner de la masse dans les zones peu chargées, en particulier sur les épaisseurs d'âmes des bielles. Dans les processus de forge actuels, il n'est pas possible de réaliser des épaisseurs d'âmes inférieures aux épaisseurs des plans de joints. Ces épaisseurs se situent entre 2,5 et 5 mm et sont fonction des dimensions de la bielle et du type de presse utilisé pour le forgeage à chaud. [0008] On peut alors proposer un allégement de la bielle en réalisant la bielle par assemblage de deux parties définissant une âme creuse comme dans WO 99/28638. [0009] De manière à � alléger � une bielle, JP 56006956 a proposé de réaliser ladite bielle avec deux parties de palier constituées de segments tubulaires et une âme en forme de plaque forgée reliée à ses extrémités auxdites parties par soudage. [0010] Toutefois, une telle bielle ne peut être utilisée que sur un vilebrequin démontable. [0011] D'autres bielles ont également été proposées de manière à présenter une âme creuse reliant les extrémités formant paliers et réaliser de manière monobloc. [0012] Toutefois, il est alors difficile d'obtenir un allègement suffisant en particulier au niveau des zones peu chargées tout en proposant des caractéristiques mécaniques appropriées. [0013] L'invention a donc pour but de proposer une bielle présentant à la fois des caractéristiques mécaniques suffisantes tout en étant allégée de manière efficace. [0014] A cet effet, l'invention concerne une bielle pour moteur à combustion interne pour former une liaison mécanique entre un piston du moteur et le vilebrequin dudit moteur, ladite bielle présentant une extrémité reliable au piston appelée pied de bielle et une extrémité reliable à un vilebrequin appelée tête de bielle, reliées entre elles par un corps, caractérisée en ce que le corps de bielle est constitué de deux branches en fil métallique s'étendant depuis une première bague formant le pied de bielle jusqu'à une seconde bague formant la tête de bielle. [0015] Ainsi de manière avantageuse, le corps constitué en un fil métallique permet de réduire considérablement la masse de la bielle dans les zones peu chargées, le corps ou âme étant quasi inexistant. [0016] De préférence, le fil est en acier. [0017] La bague formant le pied de bielle est constituée d'un tronçon de tube en acier ou en fonte. [0018] La bague formant la tête de bielle peut être d'une pièce ou bien coupée en deux dans un plan diamétral perpendiculaire à l'axe général de la bielle. La partie coupée s'appelle le chapeau de bielle et est réassemblable au reste de la bague et donc de la bielle par des moyens de fixation tels que des boulons engagés dans des alésages ménagés dans les deux parties de la tête. [0019] Selon une forme de réalisation de l'invention, les deux branches sont conformées pour êtres soudées à une extrémité de part et d'autre du tronçon de tube et à l'extrémité opposée de part et d'autre de la bague formant la tête de bielle. En variante, les extrémités des branches côté tête de bielle peuvent être engagées respectivement dans des alésages prévus au niveau de la tête de bielle. L'extrémité des branches sert alors de moyens de fixation du chapeau de bielle et est prévue, par exemple filetée, pour coopérer avec un moyen de fixation complémentaire tel qu'un boulon ou un écrou-serreur. [0020] Selon une autre forme de réalisation, le fil constituant le corps est conformé pour présenter une partie courbe depuis laquelle s'étendent les deux branches. Le tronçon de tube est alors logé puis soudé dans ladite partie courbe tandis que les extrémités libres des branches sont fixées au niveau de la tête de bielle, soit par soudage sur celle-ci, soit par engagement dans des alésages prévus dans la tête de bielle. [0021] Une bielle selon l'invention présente avantageusement une masse réduite. En outre, il est possible d'utiliser des têtes et pieds de bielle identiques pour des moteurs différents, seules la section et la longueur du fil métallique constituant le corps de bielle étant à adapter pour différents moteurs. De plus, il est possible avec une bielle selon l'invention d'utiliser des matériaux différents pour constituer le pied, le corps et la tête de bielle. [0022] L'invention concerne également un moteur à combustion interne équipé d'au moins une telle bielle ainsi qu'un véhicule équipé d'un tel moteur. [0023] On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel : La figure 1 représente une vue en perspective avant d'une bielle selon une forme de réalisation de l'invention ; La figure 2 représente une vue en coupe longitudinale de la bielle de la figure 1 ; et La figure 3 représente une vue en perspective latérale de la bielle de la figure 1. [0024] Comme on peut le voir dans les figures, une bielle 1 selon une forme de réalisation de l'invention présente une tête 2 et un pied 3 reliés par un corps 4. [0025] La tête 2 est constituée d'une bague 7 coupée en deux dans un plan diamétral perpendiculaire à l'axe général de la bielle 1 et se compose donc de deux parties 7a, 7b. La partie coupée 7b s'appelle le chapeau de bielle. Après montage, le chapeau 7b est réassemblé au reste de la bielle 1 par des moyens de fixation engagés dans des alésages ménagés dans les deux parties de la tête 2. [0026] Le pied de bielle 3 est constitué d'un tronçon de tube 5, obtenu par sciage d'un tube en acier et par un usinage avec possibilité de faire varier les diamètres extérieurs et intérieurs et la nuance d'acier du tube. [0027] Le corps 4 de bielle qui fait la liaison entre le pied 3 et la tête 2 de la bielle 1 est tiré dans un fil d'acier 6 dont la section est choisie en fonction des valeurs de contraintes mécaniques. Ce fil 6 est mis en forme pour présenter une partie courbe 6a et deux branches 6b et 6c s'étendant de manière symétrique depuis la partie courbe 6a. [0028] La partie courbe 6a accueille le tronçon de tube 5 qui est en grande partie entouré dudit fil 6 et soudé dedans pour former le pied 3 de la bielle 1 [0029] L'extrémité libre de chaque branche 6b, 6c est engageable dans les alésages prévus sur la pièce en forme de bague 7 constituant la tête de bielle 2. La bague 7 est en deux parties 7a, 7b et les branches 6b et 6c constituent les moyens de fixation desdites parties 7a, 7b l'une à l'autre, l'extrémité des branches 6b, 6c faisant saillie de ladite bague 2 et étant par exemple filetée pour recevoir des boulons 8. [0030] Une fois, la bielle 1 ainsi montée, elle peut être usinée au niveau des épaisseurs et alésages du pied 3 et de la tête 2. Pour renforcer le corps 4 ainsi constitué, on peut prévoir entre les deux branches 6b et 6c avant leur engagement sur la tête de bielle 2, une entretoise 9 constitué en fil d'acier également et soudé entre les branches 6b et 6c. [0031] La tête de bielle 2 en deux parties peut être en acier usiné ou en acier forgé (les deux parties étant forgées et usinées séparément ou les deux parties étant forgées en monobloc et séparées par cassage pendant la phase d'usinage). Les deux parties peuvent être en fonte, les deux parties étant coulées et usinées séparément ou forgées en monobloc et séparées par cassage pendant la phase d'usinage. [0032] Selon l'invention, on peut utiliser des têtes et des pieds identiques pour des moteurs différents en ne faisant varier que la section et la longueur du fil d'acier 6 qui constitue le corps de bielle. [0033] Ainsi, non seulement on peut réduire la masse des bielles et par conséquent la masse du moteur et donc procurer ainsi une économie de carburant mais en outre, il est possible de choisir un matériau différent pour le pied, la tête et le corps selon des propriétés spécifiques recherchées.15 Revendications1. Bielle (1) pour moteur à combustion interne pour former une liaison mécanique entre un piston du moteur et le vilebrequin dudit moteur, ladite bielle (1) présentant une extrémité reliable au piston appelée pied de bielle (3) et une extrémité reliable à un vilebrequin appelée tête de bielle (2), reliées entre elles par un corps (4), caractérisée en ce que le corps de bielle (4) est constitué de deux branches (6b, 6c) en fil métallique s'étendant depuis une première bague formant le pied de bielle (3) jusqu'à une seconde bague formant la tête de bielle (2). 2. Bielle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps (4) est un fil en acier. 3. Bielle selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la bague formant le pied de bielle (3) est constituée d'un tronçon (5) de tube tel qu'en acier, en fonte. 4. Bielle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la bague (7) formant la tête de bielle (2) est coupée en deux pièces (7a, 7b) dans un plan diamétral perpendiculaire à l'axe général de la bielle (1), la partie coupée ou chapeau de bielle (7b) étant réassemblable au reste de la bielle (1) par des moyens de fixation engagés dans des alésages ménagés dans les deux parties (7a, 7b) de la tête (2). 5. Bielle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les deux 20 branches sont conformées pour être soudées à une extrémité de part et d'autre du tronçon de tube (5) formant le pied de bielle (3). 6. Bielle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le fil (6) constituant le corps est conformé pour présenter une partie courbe (6a) depuis laquelle s'étendent les deux branches (6b, 6c), le tronçon de tube (5) étant logé puis 25 soudé dans ladite partie courbe (6a). 7. Bielle selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que les extrémités libres des branches sont fixées au niveau de la tête de bielle par soudage sur celle-ci. 8. Bielle selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que les extrémités libres des branches (6b, 6c) sont fixées au niveau de la tête de bielle (2) par 30 engagement dans des alésages prévus dans la tête de bielle (2). 6 9. Bielle selon la revendication 8, caractérisé en ce que les extrémités libres des branches (6b, 6c) constituent des moyens de fixation du chapeau de bielle (7b), leur extrémité étant prévue pour coopérer avec un moyen de fixation complémentaire (8) tel qu'un boulon, un écrou-serreur. 10. Moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une bielle selon l'une des revendications 1 à 9.