Brevet FR2979128A1 — publié le 20130222

BIELLETTE MUNIE D'UN DISPOSITIF D'ADAPTATION DE L'EQUILIBRAGE ET VEHICULE ASSOCIE [01] DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [02] L'invention concerne une biellette munie d'un dispositif d'adaptation de l'équilibrage d'une biellette et véhicule associé. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des biellettes de reprise de couple utilisée pour la suspension des moteurs. Ces biellettes ont pour fonction de reprendre le couple engendré par le groupe lo motopropulseur d'un véhicule automobile. [3] En particulier l'invention trouve une application avec les suspensions de type pendulaire dans lesquelles les mouvements de rotation du groupe motopropulseur suivant un axe parallèle à son vilebrequin sont limités par une ou plusieurs biellettes de reprise de couple, disposées entre 15 le moteur et la caisse du véhicule. [4] ETAT DE LA TECHNIQUE [5] On connait des biellettes 1 de reprise de couple, montrées sur la Figure 1, comportant une première articulation 2, dite « petite » articulation reliée à un groupe motopropulseur et une deuxième articulation 3, dite 20 « grosse » articulation, reliée à la caisse du véhicule afin de limiter les vibrations et limiter le débattement entre le groupe motopropulseur et la caisse du véhicule. [6] Les articulations 2 et 3 comprennent chacune une armature 4, 5 extérieure rigide à l'intérieur de laquelle est montée une armature intérieure 25 rigide, ou noyau 10, 11. Des tampons 12 en matériau élastiquement déformable sont positionnés entre les noyaux 10, 11 et la paroi interne des armatures 4, 5, afin d'autoriser un certain débattement relatif et un filtrage des vibrations. Un corps 15, le plus souvent métallique, assure la liaison entre les deux articulations 2, 3. 30 [07] Les noyaux 10 et 11 comportent des évidements 13, 14 à l'intérieur desquels sont positionnés des axes (non représentés) permettant 2 9 7912 8 2 de réaliser une fixation de la biellette 1 respectivement au groupe motopropulseur et à la caisse du véhicule. [8] Lorsqu'un effort est appliqué par le groupe motopropulseur sur la biellette 1, les noyaux 10 et 11 ont tendance à se déplacer, ce qui a pour 5 effet de déplacer les centres élastiques C, C' des articulations 2, 3. Par « centre élastique », on entend ainsi le centre du noyau 10, 11 qui a tendance à se déplacer lorsque la biellette 1 est soumise à un effort. [9] Ces biellettes 1 comportent généralement un dispositif 20 d'adaptation de l'équilibrage constitué par exemple par une masse 25 solide reliée à une des articulations 2, 3 afin de rendre indépendant le mouvement d'un des centres élastiques C (situé du côté du groupe motopropulseur) par rapport à l'autre centres élastiques C' (situé du côté de la caisse du véhicule). [10] Le poids de cette masse 25 est calculé à partir d'une mesure d'un effort exercé par le groupe motopropulseur sur au moins une articulation 2, 3. En conséquence, le dispositif 20 d'adaptation de l'équilibrage n'est effectif que pour un cas de fonctionnement particulier et un effort donné du groupe motopropulseur à partir duquel la masse 25 a été calculée. [11] OBJET DE L'INVENTION [012] L'invention a notamment pour but de résoudre ce problème en permettant un équilibrage de la biellette quel que soit l'effort appliqué par le groupe motopropulseur. [013] A cette fin, l'invention concerne une biellette comportant : - une première articulation, dite petite articulation, - une deuxième articulation, dite grosse articulation, - chaque articulation étant formée par une armature extérieure, un noyau, et des tampons élastiquement déformables positionnés entre l'armature extérieure et le noyau, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre : - un dispositif d'adaptation de l'équilibrage assurant le déplacement d'une masse solide ou d'une cavité à proximité d'au moins un noyau en fonction d'un déplacement du noyau dû à l'application d'un effort sur la biellette. [14] Selon une réalisation, la biellette présente un axe longitudinal, le dispositif d'adaptation de l'équilibrage assure un déplacement de la masse solide ou de la cavité suivant l'axe longitudinal de la biellette. [15] Selon une réalisation, la masse solide ou la cavité se déplace de manière linéaire. [16] Selon une réalisation, le dispositif d'adaptation de l'équilibrage comporte : - un guide, - une masse solide coulissant à l'intérieur du guide, - une vis sans fin fixée par une première extrémité à la masse solide ou la cavité et par une deuxième extrémité au noyau, de sorte que lorsque le noyau se déplace le long de l'axe longitudinal, il assure, par l'intermédiaire de la vis sans fin, le déplacement simultané de la masse solide à l'intérieur du guide. [017] Selon une réalisation, la masse solide ou la cavité se déplace de manière non linéaire. [018] Selon une réalisation, le dispositif d'adaptation de l'équilibrage comporte : - un guide, - une masse coulissant à l'intérieur du guide, - une colonne, contenant un fluide compressible, fixée par une première extrémité à la masse, - le noyau pouvant coulisser en cas de déplacement, via une deuxième extrémité de la colonne, à l'intérieur de la colonne pour comprimer le fluide compressible à l'intérieur de la colonne. [019] Selon une réalisation, le dispositif d'adaptation de l'équilibrage comporte : - un calculateur générant un courant électrique à partir d'une ou plusieurs données d'entrée, - une bobine, parcourue par le courant électrique, - une masse positionnée à l'intérieur de la bobine, - au moins un élément élastique en contact avec la masse, de sorte que le déplacement de la masse dépend du courant parcourant la bobine. [20] Selon une réalisation, le dispositif d'adaptation de l'équilibrage comporte deux éléments élastiques positionnés de part et d'autre de la masse à l'intérieur de la bobine, de manière à pouvoir adapter, en fonction de la constante de raideur de ces éléments élastiques, la position d'équilibre de la masse lorsque aucun effort n'est appliqué sur la bille. [21] Selon une réalisation, la donnée d'entrée du calculateur est la valeur de l'effort exercé par le groupe motopropulseur. [022] L'invention concerne en outre un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte : - un groupe motopropulseur - une caisse, et - une biellette selon l'invention comportant sa petite articulation reliée au groupe motopropulseur et sa grosse articulation, reliée à la caisse du véhicule, afin de limiter les vibrations et limiter le débattement entre le groupe motopropulseur et la caisse du véhicule. [23] BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [24] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [25] Figure 1 (déjà décrite) : une représentation schématique de la biellette selon l'état de la technique comportant un dispositif d'adaptation de l'équilibrage ; [26] Figures 2a-2b : des représentations schématiques de l'évolution de la position du dispositif d'adaptation de l'équilibrage de la biellette selon l'invention en fonction de la position d'un noyau ; [27] Figures 3a-3b : des représentations schématiques de l'évolution de la position du dispositif d'adaptation de l'équilibrage de la biellette réalisé suivant un premier mode de réalisation de l'invention ; [28] Figures 4a-4b : des représentations schématiques de l'évolution de la position du dispositif d'adaptation de l'équilibrage de la biellette réalisé suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention ; [029] Figure 5: une représentation schématique du dispositif d'adaptation de l'équilibrage de la biellette réalisé suivant un troisième mode de réalisation de l'invention. [030] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [031] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION [32] Les Figures 2a-2b montrent une biellette 1 de reprise de couple pouvant servir notamment à la suspension des moteurs automobiles, et en particulier aux suspensions de type pendulaire, dans lesquelles les mouvements de rotation du groupe motopropulseur suivant un axe parallèle à son vilebrequin sont limités par une ou plusieurs biellettes 1 de reprise de couple, disposées entre le moteur et la caisse du véhicule. [33] Cette biellette 1 de reprise de couple, comporte une première articulation 2, dite « petite » articulation reliée à un groupe motopropulseur et une deuxième articulation 3, dite « grosse » articulation, reliée à la caisse de véhicule afin de limiter les vibrations et limiter le débattement entre le groupe motopropulseur et la caisse du véhicule. [34] Les articulations 2 et 3 comprennent chacune une armature 4, 5 extérieure rigide à l'intérieur de laquelle est monté une armature intérieure rigide, ou noyau 10, 11. Des tampons 12 en matériau élastiquement 2 9 7912 8 6 déformable sont installées entre les noyaux 10, 11 et les parois internes des armatures 4, 5, afin d'autoriser un certain débattement relatif et un filtrage des vibrations. Un corps 15, le plus souvent métallique, assure la liaison entre les deux articulations 2, 3. 5 [035] Les noyaux 10 et 11 comportent des évidements 13, 14 à l'intérieur desquels sont positionnés des axes (non représentés) permettant de réaliser une fixation de la biellette 1 respectivement au groupe motopropulseur et à la caisse du véhicule. [036] Lorsqu'un effort est appliqué par le groupe motopropulseur sur la lo biellette 1, les noyaux 10 et 11 ont tendance à se déplacer, ce qui a pour effet de déplacer les centres C, C' élastiques des articulations. Par « centre élastique », on entend ainsi le centre du noyau 10, 11 qui a tendance à se déplacer lorsque la biellette 1 est soumise à un effort généré par le groupe motopropulseur. 15 [037] Ainsi, la position du centre C' élastique passe d'une position X0, lorsque aucun effort n'est appliqué par le groupe motopropulseur sur la biellette 1, à une position X1 lorsqu'un effort est appliqué par le groupe motopropulseur sur la biellette 1. [38] La biellette 1 comporte en outre un dispositif 20 d'adaptation de 20 l'équilibrage relié à au moins une des articulations 2, 3 afin de rendre indépendant le mouvement d'un des centres élastiques C (situé du côté du groupe motopropulseur) par rapport à l'autre centre élastique C' (situé du côté de la caisse du véhicule). Ce dispositif 20 permet un équilibrage de la biellette 1 pour tous les cas de fonctionnement et quel que soit l'effort 25 appliqué par le groupe motopropulseur sur la biellette 1 [39] A cet effet, le dispositif 20 comprend de préférence une masse 25 solide en relation avec le noyau 10, 11 de l'articulation 2, 3. Le dispositif 20 déplace la masse 25 suivant l'axe X longitudinal de la biellette 1 en fonction de la position du noyau 10, 11 de l'articulation 2, 3. En variante, le dispositif 30 20 comprend une cavité mobile au lieu de la masse 25. [40] Les Figures 3a-3b montrent un premier mode de réalisation du dispositif 20, dans lequel la position de la masse 25 varie de manière linéaire. Dans ce mode de réalisation, le dispositif 20 comporte un guide 30 et une vis 31 sans fin. Le noyau 10, 11 et la masse 25 sont reliés ensemble par l'intermédiaire de la vis sans fin 31. A cet effet, la masse 25 comporte un taraudage dans lequel une première extrémité 31.1 de la vis 31 s'insère ; tandis que la deuxième extrémité 31.2 de la vis 31 coopère avec un évidement 33 du noyau 10, 11. Le noyau 10, 11 et la masse 25 sont susceptibles de coulisser le long du guide 30 qui s'étend suivant l'axe X lo longitudinal de la biellette 1. [41] Lorsque le groupe motopropulseur n'exerce aucun effort sur la biellette 1, le noyau 10, 11 est en position initiale (le centre élastique C, C' est positionné en X0). Lorsque le groupe motopropulseur exerce un effort sur la biellette 1, le noyau 10, 11 coulisse dans le guide 30, suivant l'axe X 15 longitudinal de la biellette 1, de sorte que le centre élastique C, C' coulisse vers une position X1. En coulissant dans le guide 30, le noyau 10,11 déplace en même temps, via la vis sans fin 31, la masse 25 qui coulisse dans le guide 30 suivant l'axe X longitudinal de la biellette 1. [42] Lorsque le groupe motopropulseur cesse d'exercer un effort sur la 20 biellette 1, le noyau 10, 11 revient en position initiale, et le centre élastique C,C' vers X0, par un mouvement de translation inverse suivant l'axe X longitudinal de la biellette 1 imposés par les tampons 12 qui reprennent leur forme initiale. La vis 31 sans fin déplace alors la masse 25 qui coulisse dans le guide 30 suivant l'axe X longitudinal de la biellette 1 en direction de 25 l'intérieur de la biellette 1. [43] Dans ce mode de réalisation, le déplacement de la masse 25 est linéaire et proportionnel au déplacement du noyau 10,11. [44] Le pas de la vis 31 sans fin pourra être adapté en fonction de l'architecture de la biellette 1 et du couple motopropulseur appliqué. 30 [045] Les Figures 4a-4b montrent un deuxième mode de réalisation du dispositif 20 d'adaptation de l'équilibrage, dans lequel la position de la masse 25 varie de manière non linéaire. [46] A cet effet, le dispositif 20 comporte un guide 30 dans lequel la masse 25 coulisse et une colonne 34 contenant un fluide 35 compressible. Une première extrémité 34.1 de la colonne 34 est fixée à la masse 25. Le noyau 10, 11 comporte une protubérance 36 susceptible de coulisser à l'intérieur de la colonne 34 pour effectuer une compression du fluide 35 lors du déplacement du noyau 10, 11. Le noyau 10, 11 et la masse 25 sont susceptibles de coulisser le long du guide 30 qui s'étend suivant un axe longitudinal X de la biellette 1. [47] Lorsque le groupe motopropulseur n'exerce aucun effort sur la biellette 1, le noyau 10, 11 est en position initiale (le centre élastique C, C' est positionné en X0). [48] Lorsque le groupe motopropulseur exerce un effort sur la biellette 1, le noyau 10, 11 coulisse dans le guide 30, suivant l'axe X longitudinal de la biellette 1, de sorte que le centre élastique C, C' est déplacé vers une position X1. Le noyau 10, 11 coulisse dans la colonne 34 en compressant le fluide 35. Tant que le fluide 35 peut être compressé, la masse 25 n'est pas déplacée par le noyau 10, 11. En revanche, lorsque le fluide 35 ne peut plus être compressé, le noyau 10, 11 déplace la colonne 34 et la masse 25 qui coulisse dans le guide 30 suivant l'axe X longitudinal de la biellette 1. [049] Lorsque le groupe motopropulseur cesse d'exercer un effort sur la biellette 1, les tampons 12 ont tendance à reprendre leur forme d'origine, ce qui a pour effet de déplacer le centre élastique C, C' du noyau 10, 11 vers sa position initiale X0, suivant l'axe X. Le noyau 10, 11 recule alors dans la colonne 34 en décompressant le fluide 35 sans entraîner la colonne 34 ni la masse 25. Lorsque le noyau 10, 11 arrive au bout de la colonne 34, ledit noyau 10, 11 déplace la colonne 34 et de manière simultanée la masse 25 qui coulisse dans le guide 30 suivant l'axe X longitudinal de la biellette 1 pour revenir également dans sa position initiale. [050] Dans ce mode de réalisation, le déplacement de la masse 25 est non linéaire et dépend de la compressibilité du fluide 35 couplé au déplacement du noyau 10, 11. La compressibilité du fluide 35 pourra être adapté en fonction de l'architecture de la biellette 1 et du couple motopropulseur appliqué. [51] La Figure 5 montre un troisième mode de réalisation du dispositif 20 d'adaptation de l'équilibrage. Dans ce mode de réalisation, le dispositif 20 comporte une masse 25, une bobine 40, un premier ressort 44, un deuxième ressort 45, un couvercle 46 et un calculateur (non représenté). La masse 25, réalisée en matériau magnétique, prend de préférence la forme d'une bille coulissant à l'intérieur de la bobine 40. La bobine 40 comporte deux extrémités 40.1, 40.2 fermées par deux couvercles 46, 47. [52] Le premier ressort 44, en appui contre le couvercle 46 et la masse 25, tend à repousser la masse 25 en direction du noyau 10, 11. Le deuxième lo ressort 45, en appui contre le couvercle 46 et la masse 25 du côté opposé au premier ressort 44, tend à repousser la masse 25 en direction de l'extérieur de la biellette 1. [53] L'action des ressorts 44 et 45 sur la masse 25 présente l'intérêt de conduire la masse 25 à une position d'équilibre lorsque le groupe 15 motopropulseur n'exerce aucun effort sur la biellette 1. Cette position d'équilibre pourra être adaptée en fonction de la raideur du premier 44 et du deuxième 45 ressort. [54] Le calculateur commande le déplacement de la masse 25 en fonction de données appliquées en entrée de ce calculateur. Ces données 20 d'entrée contiennent au minimum la valeur de l'effort exercé par le groupe motopropulseur ainsi que de préférence, mais cela n'est pas obligatoire, le régime moteur et la position de la boîte de vitesse. En fonction des données en entrée, le calculateur commande une sortie en courant I électrique qui alimente la bobine 40 assurant la génération d'un champ électrique ayant 25 pour effet de déplacer la masse 25. [55] Lorsque le groupe motopropulseur exerce un effort sur la biellette 1, la valeur de l'effort exercé est envoyée au calculateur. Le calculateur détermine alors une valeur du courant I électrique à appliquer sur la bobine 40. A cet effet, le calculateur comporte en mémoire une cartographie 30 établissant une correspondance entre l'effort du groupe motopropulseur et la valeur du courant I électrique à appliquer à la bobine 40 ainsi que son signe. [56] Lorsque la bobine 40 est parcourue par le courant I électrique ainsi déterminé par le calculateur, ce courant I engendre un champ magnétique à l'intérieur de la bobine 40 qui a pour effet de déplacer la masse 25. L'effort exercé par le champ magnétique sur la masse 25 vient s'équilibrer avec l'effort exercé par les ressorts 44, 45 et l'effort exercé par le groupe motopropulseur. Dans ce mode de réalisation, le déplacement de la masse 25 dépend de l'intensité du courant I électrique parcourant la bobine 40. [57] En variante, deux éléments élastomères remplacent les ressorts 44 et 45. En variante, la masse 25 peut présenter toute autre forme, la paroi lo interne ayant alors une section de forme correspondante. [58] En variante, la pièce 40 est réalisée dans un matériau magnétique et la pièce 25 est un bobinage dans lequel passe le courant. [59] En variante, la pièce 25 est aussi un bobinage dans lequel passe un courant. Les bobinages 25 et 40 sont pilotés tous deux par le calculateur.