Brevet FR2964579A1 — publié le 20120316

BATTEUR ACTIF COMPORTANT UNE PIECE D'EQUILIBRAGE ET VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPE D'UN TEL BATTEUR [0001] L'invention porte sur le domaine des dispositifs antivibratoires actifs communément appelés batteurs actifs. De tels dispositifs peuvent notamment être employés sur un véhicule automobile pour la réduction des phénomènes vibratoires et acoustiques. [0002] Un véhicule automobile est soumis à d'un certain nombre de sources vibratoires, au premier rang desquelles figure le moteur thermique et plus généralement le groupe motopropulseur communément employé pour la propulsion du véhicule. [0003] Les bruits et vibrations générés par le groupe motopropulseur sont notamment liés au déplacement du moteur sur ses points d'attache à la structure du véhicule, et proviennent de mouvements rotatifs de différentes pièces du moteur (vilebrequin, manetons excentrés par rapport à l'axe de rotation du vilebrequin, etc.), de mouvements de translation d'autres pièces (piston et masses attachées) et de mouvements composés (bielles, par exemple). Les vibrations sont générées par des forces dont l'intensité, la direction et le point d'application varient à une vitesse très élevée. Elles sont néfastes : elles créent des points de fragilité et sont la cause d'inconfort pour les utilisateurs du véhicule. Les vibrations doivent être limitées. [0004] Différents systèmes passifs existent pour réduire les vibrations, parmi lesquels on connaît les cales moteurs, les systèmes de créations d'excentriques ou balourds destinés à s'opposer aux excentriques qui sont sources de vibrations, les systèmes d'équilibrage dans lesquels on ajoute des masses en nombre, position et valeur variées sur le vilebrequin et les arbres d'équilibrage, les systèmes de biellettes anti-couples et les systèmes basés sur des supports hydrauliques (avec action spécifique en fonction de la bande des fréquences et le type des sollicitations vibratoires à contrôler). [0005] D'autres systèmes, dits systèmes actifs, sont également utilisés parmi lesquels les systèmes d'isolation actifs pour la suppression des phénomènes de résonance, tels que les cales moteur active, les biellettes actives, les systèmes de contrôle actif antivibratoire mettant en jeu un batteur actif piloté, et les systèmes de filtrage dit auto adaptatif , etc. [0006] Parmi les systèmes de limitation des vibrations, le plus efficace actuellement connu est le système de contrôle actif antivibratoire. Un tel système repose sur le principe de génération d'une contre vibration, et comprend, de manière classique et connue, un actionneur ou batteur actif souvent placé sur la structure du véhicule, et un calculateur qui génère les signaux de contrôle antivibratoire par l'intermédiaire du batteur. [0007] Un dispositif actif de ce type est décrit par exemple dans le document EP0574574, ou dans le document EP1521352. L'utilisation d'un tel système antivibratoire pour améliorer les prestations vibro-acoustiques d'un véhicule est en outre connue au travers du document US5332061. [0008] Un batteur actif comporte une masse présentant un déplacement en translation alternative linéaire selon une direction prédéfinie dans laquelle elle est guidée. La masse, qui est constitué de l'ensemble des éléments mobiles du batteur, généralement constituée d'une pièce massique, d'une bobine électrique, d'un surmoulage de protection de ces éléments, et d'un couvercle ou capot d'étanchéité permettant de fermer le batteur. [0009] Le batteur comprend généralement des pièces symétriques ou de révolution selon l'axe de déplacement de la masse, si bien que le batteur est généralement bien équilibré selon cet axe. Cependant, selon le positionnement que l'on donne au batteur, et notamment s'il est monté incliné (axe de déplacement de la masse non vertical), le batteur peut présenter un déséquilibre, notamment par effet de la gravité sur la masse en mouvement, ou par effet d'autres sources d'accélérations subies par le batteur. Un déséquilibre dynamique de la masse du batteur est problématique en ce qu'elle génère des bruits et des efforts non souhaités, susceptibles de limiter la durabilité du batteur. [0010] Bien évidemment, pour une application donnée, il serait possible d'équilibrer la masse en mouvement en fonction de son positionnement, mais il n'est pas connu dans l'état de la technique de moyen pour réaliser aisément un tel équilibrage, ni de moyen de rendre un tel équilibrage possible pour toutes les applications sans modifier le batteur en lui-même. Un certains nombre de facteurs compliquent encore plus cette problématique : l'environnement d'implantation du batteur est généralement très contraint, et il est impossible de percer l'enveloppe plastique (surmoulage et capot) du batteur au risque de provoquer une attaque de corrosion sur la masse métallique interne. Une pièce vissée rapportée au batteur ne seraient pas non plus satisfaisante, en ce que qu'un vissage sur une pièce en plastique dont l'épaisseur est faible et qui se révèle cassante ne serait pas compatible des vibrations subies par la masse du batteur. [0011] L'invention tend à résoudre ces problèmes en proposant un moyen réglable d'équilibrage d'une masse d'un batteur actif, en tirant parti de l'architecture classique actuelle des batteurs. [0012] Plus précisément, l'invention porte donc sur batteur actif pour la réduction des vibrations dans une structure mécanique, du type comportant une masse mobile se translatant linéairement dans un mouvement alternatif selon un axe de déplacement, caractérisé en ce que qu'il comporte une pièce d'équilibrage présentant une masselotte (11) excentrée de l'axe de déplacement. On peut ainsi obtenir un équilibrage dynamique et statique du batteur. [0013] De préférence, l'orientation de la masselotte est réglable en rotation autour de l'axe de déplacement. Un même type de batteur est ainsi adaptable à de nombreuses applications, dans lesquelles les implantations sont différentes (par exemple des applications présentant différentes inclinaisons d'implantation du batteur, entre l'axe de déplacement de la masse et la verticale). [0014] Selon un premier mode de réalisation, la masselotte est obtenue par surmoulage sur une pièce constitutive de la masse. C'est une solution simple, peu coûteuse à mettre en oeuvre et fiable. Notamment, la masselotte n'étant pas un élément séparé du reste de la masse, elle ne risque pas de se détacher lors du fonctionnement du batteur. [0015] Selon un deuxième mode de réalisation, la masselotte est obtenue par fixation d'un poids à un surmoulage réalisé sur une pièce constitutive de la masse. Le surmoulage permet d'obtenir une forme adaptée à la fixation fiable d'un poids, pouvant être adapté en fonction de l'application particulière du batteur. [0016] De préférence, le surmoulage est positionné sur un capot d'étanchéité du batteur. On tire ainsi parti de l'architecture existante des batteurs actifs connus dans l'art antérieur, en implantant la masselotte sur le capot d'étanchéité du batteur, capot qui est solidaire (et même un élément constitutif) de la masse mobile du batteur. [0017] De préférence, le capot est une pièce sensiblement de révolution autour de l'axe de déplacement de la masse, et fixé au reste de la masse par clippage, de sorte que l'orientation de la masselotte est réglée en rotation lors du clippage du capot. L'orientation de la masselotte souhaitée peut ainsi être aisément obtenue lors du montage du batteur. [0018] De préférence, le batteur porte une graduation circulaire autour de l'axe de déplacement de la masse permettant de définir l'orientation de la masselotte par rapport au reste du batteur. On peut ainsi définit une valeur de positionnement, selon la graduation, de la masselotte pour une application donnée. [0019] Dans une variante, la graduation circulaire est portée par la pièce d'équilibrage, un repère étant positionné sur une partie fixe en rotation par rapport à l'axe de déplacement de la masse permettant sa mise en correspondance avec une valeur souhaitée de la graduation. Dans une autre variante, la graduation circulaire est portée par une partie fixe en rotation par rapport à l'axe de déplacement de la masse, un repère étant positionné sur la pièce d'équilibrage permettant sa mise en correspondance avec une valeur souhaitée de la graduation. Le choix de la disposition des graduations pourra se faire en fonction de la géométrie du batteur et des contraintes environnementales auquel il sera soumis. [0020] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures suivantes. [0021] La figure 1 présente schématiquement en coupe un batteur tel que connu dans l'art antérieur. [0022] La figure 2 présente une vue extérieure en 3 dimensions d'un batteur conforme au mode de réalisation préférentiel de l'invention. [0023] Un batteur actif, tel que connu dans l'état de la technique antérieur et représenté en figure 1 comporte une masse mobile en translation selon un axe de déplacement D, la masse comportant une structure magnétique supérieure 1, et une bobine électrique 2. [0024] La bobine permet de générer des efforts électromagnétiques vis-à-vis d'une structure magnétique inférieure 3, efforts qui permettent de provoquer le déplacement de la masse. Un palier de guidage 4 permet de guider la masse en translation selon l'axe de déplacement D. [0025] Des moyens de suspensions 5 sont positionnés entre la masse (en l'occurrence ici au niveau de la structure magnétique supérieure) et une partie fixe du batteur, et peuvent être constitués d'un ou plusieurs ressorts, d'un matériau élastomère, etc. [0026] Un capot 6 ou couvercle, amagnétique, préférentiellement en matériau plastique, chapeaute l'ensemble de la masse du batteur pour en assurer l'étanchéité et la protection contre la corrosion. La majeure partie de la masse présente en outre un surmoulage 7 amagnétique, par exemple en matériau plastique, pour en assurer la protection. Le capot 6 est fixé au surmoulage dans une zone supérieure de la masse, préférentiellement par clippage. Dans le batteur ici représenté, la masse est donc constituée de la structure magnétique supérieure 1, de la bobine 2, du surmoulage 7 et du capot 6. [0027] Un système de fixation 8, constitué d'une vis et d'un écrou, permet la fixation sur une platine 9 d'un noyau cylindrique 10 préférentiellement en fer doux (permettant l'obtention d'un champ magnétique élevé pour un courant donné circulant dans la bobine). [0028] La platine 9 est dotée de moyens pour la fixation du batteur sur la structure dans laquelle on veut réduire les vibrations, par exemple des alésages pour la fixation de la platine par des vis (non représentées). [0029] La figure 2 présente une vue extérieure en 3 dimensions d'un batteur conforme au mode de réalisation préférentiel de l'invention. [0030] Dans la variante préférentielle de l'invention ici représentée, une masselotte 11 est surmoulée sur le capot 6, dans une position excentrée du centre du couvercle, par lequel passe dans cet exemple l'axe de déplacement D de la masse du batteur. [0031] D'autres modes de réalisation et positionnement de la masselotte sont bien évidemment envisageables, mais son surmoulage sur le capot 6 constitue une solution simple, qui est en outre fiable (la masselotte qui sera en mouvement avec le reste de la masse du batteur ne doit pas risquer de se détacher lors du fonctionnement du batteur). Pour pouvoir adapter la masselotte à diverses applications d'un même batteur, elle peut néanmoins être constituée d'un poids fixé à un surmoulage. Le choix judicieux du poids permet l'adaptabilité de l'ensemble. Le mode de fixation du poids peut être de toute nature garantissant une fixation fiable, même dans les conditions extrêmes d'emploi de la masselotte. [0032] Dans la variante de l'invention ici représentée, capot 6 présente sur son pourtour une graduation circulaire 12, pouvant indiquer par exemple une position en degrés (de 0 à 180°) autour de l'axe de déplacement D et par rapport à un plan de référence donné. La graduation circulaire 12 facilite la mise en position de la masselotte 11 pour assurer un équilibrage dynamique du batteur, selon l'application. En effet, selon l'inclinaison présentée par le batteur et les sources d'accélérations qu'il subit, la masselotte devra être positionnée selon un angle adéquat (angle compté d'un plan de référence donné, lié à la partie fixe du batteur) pour assurer le meilleur équilibrage possible. Dans l'exemple ici représenté, on prévoit un repère sur une partie fixe en rotation de la masse, par exemple sur le surmoulage 7 afin de servir de référence pour la mise en correspondance d'une valeur de la graduation circulaire (le plan de référence étant alors défini par l'axe de déplacement D et le repère fixe en rotation). [0033] Dans le cas d'un capot 6 clippé, l'orientation correcte de la masselotte 11 sera donnée lors du clippage du capot 6. [0034] La solution proposée dans la variante préférentielle de l'invention permet donc d'ajouter une masse surmoulée orientable au moment du clipsage du capot sur le reste du composant (après contrôle). Cela permet à moindre coût d'assurer l'équilibrage statique et dynamique du batteur. L'intérêt de l'équilibrer est d'assurer un comportement correct sur les moments générés par son fonctionnement et dus au mouvement de la masse en tête de batteur, mais également ne pas générer de bruits parasites par le batteur lui-même. Le batteur ainsi constitué présente un caractère d'universalité d'emploi, en ce qu'il peut être équilibré pour un grand nombre d'applications différentes (dans lesquelles il est différemment implanté), ce qui permet l'emploi d'un batteur de même constitution pour chacune de ces applications. REVENDICATIONS1. Batteur actif pour la réduction des vibrations dans une structure mécanique, du type comportant une masse mobile se translatant linéairement dans un mouvement alternatif selon un axe de déplacement (D), caractérisé en ce que qu'il comporte une pièce d'équilibrage présentant une masselotte (11) excentrée de l'axe de déplacement. 2. Batteur selon la revendication 1, caractérisé en que l'orientation de la masselotte (11) est réglable en rotation autour de l'axe de déplacement (D). 3. Batteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la masselotte (11) est obtenue par surmoulage sur une pièce constitutive de la masse. 4. Batteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la masselotte est obtenue par fixation d'un poids à un surmoulage réalisé sur une pièce constitutive de la masse. 5. Batteur selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le surmoulage de la masselotte (11) est positionné sur un capot (6) d'étanchéité du batteur. 6. Batteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capot (6) est une pièce sensiblement de révolution autour de l'axe de déplacement (D) de la masse, et fixé au reste de la masse par clippage, de sorte que l'orientation de la masselotte (11) est réglée en rotation lors du clippage du capot (6). 7. Batteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il porte une graduation circulaire autour de l'axe de déplacement de la masse permettant de définir l'orientation de la masselotte (11) par rapport au reste du batteur. 8. Batteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la graduation (12) circulaire est portée par la pièce d'équilibrage, un repère étant positionné surune partie fixe en rotation par rapport à l'axe de déplacement (D) de la masse permettant sa mise en correspondance avec une valeur souhaitée de la graduation (12). 9. Batteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la graduation (12) circulaire est portée par une partie fixe en rotation par rapport à l'axe de déplacement (D) de la masse, un repère étant positionné sur la pièce d'équilibrage permettant sa mise en correspondance avec une valeur souhaitée de la graduation. 10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte un batteur selon l'une quelconque des revendications précédentes.