Brevet FR3084422A1 — publié le 20200131

ARTICULATION ELASTIQUE DE LIAISON D'UN GROUPE MOTOPROPULSEUR AVEC RUPTURE PROGRAMMEE La présente invention concerne une articulation élastique de liaison entre une motorisation et la caisse d'un véhicule automobile, pouvant former une biellette, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'une telle articulation. Les groupes motopropulseurs des véhicules automobiles pouvant comporter un moteur thermique, une machine électrique de traction pour un véhicule électrique, ou ces deux types de motorisation dans le cas d'un véhicule hybride, sont généralement reliés à la caisse du véhicule par des liaisons élastiques afin de limiter la transmission de vibrations générées par ces groupes. Les groupes motopropulseurs comportent généralement une articulation de reprise de couple, ou biellette, disposée sensiblement longitudinalement à l'arrière du groupe, qui applique sur ce groupe un couple de réaction s'opposant au couple moteur transmis aux roues motrices. En particulier les machines électriques de traction des véhicules électriques présentant une large plage de fréquences d'excitations, nécessitent des fixations élastiques capables d'absorber toutes ces fréquences. Un type d'articulation élastique de liaison connu formant une biellette, présenté notamment par le document FR-A1-2976864, comporte un corps allongé suivant une direction longitudinale, comprenant à une première extrémité un anneau disposant d'un insert central relié à cet anneau par une liaison élastique à faible raideur, comprenant un premier perçage transversal recevant une vis de fixation sur un premier élément formé par la caisse ou le groupe motopropulseur. L'autre extrémité présente un deuxième perçage transversal, formé sur le corps ou lié à ce corps par une forte raideur, recevant une deuxième vis de fixation sur le deuxième élément. L'insert présente deux faces plates parallèles, le premier élément comporte une chape comprenant deux ailes parallèles recevant entre elles ces 2 faces plates, qui sont traversées par une vis passant dans le perçage transversal de l'insert pour former une fixation rigide de cet insert sur le premier élément. L'insert comporte des fentes de fragilisation s'étendant transversalement, 5 formant des points de faiblesse qui permettent sa rupture programmée lorsqu'un effort longitudinal trop important lui est appliqué. Lors d'un fonctionnement normal du véhicule l'insert peut présenter un débattement important à l'intérieur de l'anneau grâce à la liaison fortement élastique, tout en assurant une reprise d'effort dans la direction longitudinale. 10 En cas d'accident avec un choc important sur l'avant du véhicule, transmis au groupe motopropulseur et à l'articulation de liaison, l'insert se casse de manière prévue sous l'effet de la force élevée ce qui lui permet de venir en butée sur un côté intérieur de l'anneau l'entourant. On obtient à la fin une liaison sensiblement rigide entre le groupe motopropulseur et la caisse, 15 qui permet de diriger le mouvement de ce groupe afin d'éviter des intrusions dans l'habitacle et d'assurer la sécurité des passagers. Toutefois le serrage par la vis des deux ailes de la chape sur les faces plates de l'insert, donne une force de frottement sur toute la surface de ces faces, des deux côtés des fentes de fragilisation. On obtient lors d'un accident 20 une force qui s'applique sur l'insert venant à la fois de la vis de fixation maintenue à ses extrémités par la chape, et par l'adhésion donnée par le serrage des faces plates de l'insert des deux côtés de la fente, qui présente des dispersions importantes et est difficile à évaluer. Le fonctionnement de la rupture programmée est aléatoire, on a du mal 25 à calculer un insert présentant à la fois une tenue suffisante pour les efforts normaux les plus élevés appliqués sur l'articulation, et une possibilité de rupture à un niveau suffisamment bas assurant la sécurité. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. 30 Elle propose à cet effet une articulation élastique de liaison comportant un corps allongé suivant un axe longitudinal, comprenant dans une direction 3 longitudinale avant un anneau disposé dans un plan principal, recevant un insert central maintenu par une liaison élastique, présentant un perçage transversal de fixation débouchant de chaque côté de cet insert sur une surface de serrage de l'articulation, cette articulation étant remarquable en ce 5 que l'insert comporte un tube transversal ajusté dedans, présentant des extrémités dépassant de l'insert qui constituent les surfaces de serrage. Un avantage de cette articulation élastique est que le serrage d'une chape de chaque côté de l'insert repose uniquement sur les deux surfaces dépassantes aux extrémités du tube, ce qui ne génère pas d'effort de 10 frottement sur les côtés de cet insert autour du tube. L'insert subit alors uniquement un effort calibré venant du tube, qui le reçoit de la poussée de la vis de fixation dans la direction longitudinale, ce qui permet de prévoir avec suffisamment de précision sa rupture en assurant la sécurité en cas d'accident. 15 L'articulation élastique suivant l'invention peut comporter de plus une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, les surfaces de serrage des extrémités du tube comportent des arêtes saillantes d'adhésion. 20 De plus, avantageusement une couche de matériau de répartition d'effort est interposée entre le tube et l'insert. En particulier, la couche de matériau de répartition d'effort peut être formée par une extension du matériau de la liaison élastique. Avantageusement, l'insert comporte des fentes de rupture programmée 25 au-dessus d'un seuil d'effort longitudinal sur l'articulation en cas de choc. Dans cas, l'insert peut comporter une fente de rupture programmée qui s'étend dans la direction transversale sur toute sa largeur. En particulier, la fente de rupture programmée peut partir du tube, et se prolonger longitudinalement vers la direction avant. 30 En particulier, l'insert comporte deux pattes tournées suivant la direction longitudinale arrière. 4 Dans ce cas, avantageusement l'articulation comporte une butée élastique arrière fixée à l'anneau, qui entre dans le creux entre les deux pattes. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile équipé d'une articulation de liaison élastique reliant un groupe motopropulseur à la caisse 5 du véhicule, comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus d'une articulation selon l'invention ; 10 - la figure 2 est une vue en perspective de l'extrémité de cette articulation comportant l'anneau avec la liaison élastique ; - la figure 3 est une vue de l'insert de cette articulation ; et - la figure 4 est une vue de dessus de l'anneau avec liaison élastique comportant un insert suivant une variante. 15 Les figures 1, 2 et 3 présentent une articulation allongée suivant un axe longitudinal L de symétrie, comprenant un corps moulé en alliage d'aluminium, comportant d'un côté longitudinal appelé par convention côté avant indiqué par la flèche AV, un anneau 2 disposant au centre d'un insert métallique 4 fixé dans cet anneau par un élastomère 6 à faible raideur longitudinale. 20 L'insert 4 présente un premier perçage transversal 8. L'extrémité arrière de l'articulation comporte un tube transversal arrière présentant un deuxième perçage transversal 10, qui est ajusté dans un perçage un peu plus grand de cette articulation avec un élastomère 12 inséré entre eux, présentant une forte raideur. 25 Les deux perçages transversaux 8, 10 de l'articulation qui forme un ensemble plat, permettent un montage en chape de chaque côté pour relier un groupe motopropulseur à la caisse d'un véhicule automobile. L'insert 4 comporte une forme obtenue par extrusion dans une direction transversale comprenant une section constante, qui se termine aux extrémités 30 par deux faces plates parallèles 18. 5 La section de l'insert présente une extrémité bombée 20 tournée vers l'avant, et deux pattes sensiblement parallèles 22 tournées vers l'arrière, se terminant chacune par un rebord 24 tourné vers l'axe longitudinal L. Un tube principal transversal 28 disposé sensiblement au centre de 5 l'insert 4, comporte de chaque côté une extrémité dépassant légèrement de la face plate 18 de cet insert, formant une surface annulaire dépassante de serrage transversal 16 qui reçoit huit arêtes saillantes 30 disposées radialement, présentant une hauteur de quelques dixièmes de millimètre. Le serrage de la vis de fixation traversant les deux ailes d'une chape 10 ainsi que le tube principal 28, se reporte sur les extrémités dépassantes de ce tube sans toucher les faces plates 18 de l'insert 4 ce qui évite des frottements sur ces faces. Les arêtes 30 s'incrustent légèrement lors du serrage dans le métal de l'aile de la chape, en évitant tout micromouvement avec le tube principal 28. 15 La section de l'insert 4 comporte une fente de rupture programmée 26 de largeur constante, disposée suivant l'axe longitudinal, qui part du tube 28, et se prolonge sur environ la moitié de la distance vers l'extrémité bombée 20. L'élastomère 6 comporte deux parties latérales symétriques 32 disposées de chaque côté de l'axe longitudinal, assurant un maintien de 20 l'insert 4 dans les deux directions du plan de l'articulation. L'élastomère 6 comporte une butée avant 34 fixée dans l'anneau 2, prévue pour arrêter le mouvement longitudinal de l'insert vers l'avant, et une butée arrière 36 fixée aussi dans l'anneau, comprenant du côté avant un bossage qui s'intègre dans le creux entre les deux pattes 22 de cet insert, pour 25 arrêter son mouvement longitudinal vers l'arrière. L'élastomère 6 comporte une couche fine d'épaisseur constante 38 interposée entre le tube principal 28 et l'insert 4, qui se prolonge dans la fente de rupture programmée 26. Cette couche fine d'élastomère 38 interposée permet de répartir les efforts venant de la vis de fixation et transmise au tube 30 principal 28, sur la totalité de l'insert 4 en évitant des contraintes locales trop élevées. 6 Le tube principal 28 est fixé dans la couche fine d'élastomère 38 par tout moyen connu, comme un serrage, un collage, un clipsage, ou un surmoulage de l'élastomère sur ce tube. Lors d'un roulage normal, les efforts plus ou moins élevés sur 5 l'articulation sont transmis par l'élastomère 6 qui filtre les vibrations, avec en cas d'efforts plus importants, par exemple lors d'une inversion brutale du couple moteur, un fonctionnement des butées longitudinales 34, 36 qui limitent le débattement de l'insert 4. Lors d'un accident appliquant un choc sur le groupe motopropulseur 10 entraînant une force très élevée sur l'articulation, l'insert 4 reçoit uniquement l'effort du tube principal 28 dans la direction longitudinale, par l'intermédiaire de la couche fine d'élastomère 38 répartissant cet effort, sans subir de frottement sur la chape, ce qui permet de contrôler avec précision la déformation puis la rupture de cet insert qui part de la fente de rupture 15 programmée 26. Les sollicitations appliquées par le tube 28 sur l'insert 4 ne dépendent pas des forces de frottement du tube sur la chape qui l'enserre. Le tube 28 est dimensionné sans exigence de rupture programmée, contrairement à l'insert, il est plus résistant que cet insert. 20 On obtient à la fois une bonne efficacité de filtration d'une large gamme de fréquence, et un niveau élevé de sécurité grâce à la rupture programmée de l'insert 4 qui se trouve dans une fourchette de tolérance d'effort réduite. On évite de cette manière l'utilisation des pièces complémentaires ajoutant une masse et des coûts, pour le guidage de la cinématique du groupe 25 motopropulseur en cas d'accident, qui seraient nécessaire pour une articulation élastique ne garantissant par sa rigidité après un seuil d'effort venant de ce choc. D'une manière générale toutes autres formes réalisées sur l'insert 4 pour sa rupture programmée peuvent être appliquées, comprenant notamment 30 plusieurs fentes disposées dans différentes directions, ou aucune fente si le 7 matériau le permet. L'insert peut présenter toute autre forme, qui n'est pas nécessairement obtenue par extrusion. La figure 4 présente un insert 4 disposant d'un perçage transversal 8 directement formé dans cet insert, comprenant deux fentes de rupture 5 programmée 26 tournées vers l'arrière, et une surface annulaire dépassante de serrage 16 entourant ce perçage, qui est formée aussi directement dans la matière de l'insert. REVENDICATIONS1 - Articulation élastique de liaison comportant un corps allongé suivant un axe longitudinal (L), comprenant dans une direction longitudinale avant un anneau (2) disposé dans un plan principal, recevant un insert central (4) maintenu par une liaison élastique (6), présentant un perçage transversal de fixation (8) débouchant de chaque côté de cet insert (4) sur une surface de serrage de l'articulation (16), caractérisée en ce que l'insert (4) comporte un tube transversal (28) ajusté dedans, présentant des extrémités dépassant de l'insert (4) qui constituent les surfaces de serrage (16). 2 - Articulation élastique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces de serrage (16) des extrémités du tube (28) comportent des arêtes saillantes d'adhésion (30). 3 - Articulation élastique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une couche de matériau de répartition d'effort (38) est interposée entre le tube (28) et l'insert (4). 4 - Articulation élastique selon la revendication 3, caractérisée en ce que la couche de matériau de répartition d'effort (38) est formée par une extension du matériau de la liaison élastique (6). 5 - Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'insert (4) comporte des fentes (26) de rupture programmée (26) au-dessus d'un seuil d'effort longitudinal sur l'articulation en cas de choc. 6 - Articulation élastique selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'insert (4) comporte une fente de rupture programmée (26) qui s'étend dans la direction transversale sur toute sa largeur. 7 - Articulation élastique selon la revendication 6, caractérisée en ce que la fente de rupture programmée (26) part du tube (28), et se prolonge longitudinalement vers la direction avant. 9 8 - Articulation élastique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'insert (4) comporte deux pattes (22) tournées suivant la direction longitudinale arrière. 9 - Articulation élastique selon la revendication 8, caractérisée en ce 5 qu'elle comporte une butée élastique arrière (36) fixée à l'anneau (2), qui entre dans le creux entre les deux pattes (22). 10 - Véhicule automobile équipé d'une articulation de liaison élastique reliant un groupe motopropulseur à la caisse du véhicule, caractérisé en ce que cette articulation est selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes.