Brevet FR3126144A1 — publié le 20230217

On propose un coussinet pour un véhicule comprenant un manchon interne, un manchon externe et une pluralité de bras élastomères, dans lequel le manchon interne est agencé de manière coaxiale dans le manchon externe, dans lequel le manchon externe a un diamètre interne qui dépasse un diamètre externe du manchon interne afin de former un espace annulaire entre le manchon externe et le manchon interne, dans lequel les bras élastomères sont agencés de manière circonférentielle entre le manchon interne et le manchon externe et sont raccordés à la fois au manchon interne et au manchon externe, et dans lequel au moins un bras élastomère d’un premier groupe de bras élastomères comprend une première dureté Shore, dans lequel au moins un bras élastomère d’un second groupe de bras élastomères comprend une seconde dureté Shore et dans lequel la première dureté Shore et la seconde dureté Shore diffèrent l’une de l’autre. Dessin principal : Fig. 1 Coussinet pour un véhicule avec comportement aux vibrations amélioré L’invention concerne un coussinet pour un véhicule, en particulier pour les moteurs électriques et les moteurs à combustion interne. Contexte de l’invention Les paliers ou coussinets de palier pour dispositifs mécaniques, tels que les paliers d’essieu arrière, les paliers d’engrenage ou les paliers pour les moteurs électriques sont communément connus. Il existe de nombreuses variantes, qui sont habituellement adaptées pour l’application souhaitée. En outre, les absorbeurs de vibration pour absorber les vibrations linéaires ou de torsion sont connus comme étant des composants séparés ou solidaires, qui sont adaptables pour absorber partiellement les forces attendues. Les coussinets classiques, c'est-à-dire les coussinets de palier, ont des modes propres qui entraînent souvent des pics dynamiques distincts et multiples dans une rigidité mécanique par rapport à la fréquence du dispositif respectif supportée par le coussinet. Lorsqu’il est utilisé dans un véhicule, ceci peut conduire à une vibration transmise par la structure qui peut être amplifiée, se traduisant par un bruit considérable comme un cliquetis ou un broutage lors du passage de différentes vitesses d’un moteur ou d’un élément entraîné. Un objet de l’invention est de proposer un coussinet en variante qui peut fournir un support suffisant pour un dispositif mécanique avec un effet distinctement réduit des pics de rigidité dynamiques dus aux modes propres du coussinet. On propose à cette fin un coussinet pour un véhicule comprenant un manchon interne, un manchon externe et une pluralité de bras élastomères, dans lequel le manchon interne est agencé de manière coaxiale dans le manchon externe, dans lequel le manchon externe a un diamètre interne qui dépasse un diamètre externe du manchon interne afin de former un espace annulaire entre le manchon externe et le manchon interne, dans lequel les bras élastomères sont agencés de manière circonférentielle entre le manchon interne et le manchon externe et sont raccordés à la fois au manchon interne et au manchon externe, et dans lequel au moins un bras élastomère d’un premier groupe de bras élastomères comprend une première dureté Shore, dans lequel au moins un bras élastomère d’un second groupe de bras élastomères comprend une seconde dureté Shore et dans lequel la première dureté Shore et la seconde dureté Shore diffèrent l’une de l’autre. Le manchon interne et le manchon externe peuvent tous deux être raccordés à un composant mécanique. Dans plusieurs modes de réalisation, le manchon externe peut être raccordé à un composant structurellement fixe, alors que le manchon externe est raccordé à un composant rotatif ou pivotant à supporter ou vice versa. Cependant, on peut concevoir d’autres variantes. Les deux composants mécaniques sont maintenus dans une relation spatiale prédéterminée définie par les dimensions du manchon interne et du manchon externe. En fournissant une pluralité de bras élastomères entre le manchon interne et le manchon externe, un certain degré de mouvement relatif entre les deux composants est possible, ce qui conduit à une déformation continue des bras élastomères. Ainsi, les vibrations peuvent être absorbées. Le transfert de vibrations entre le manchon interne et le manchon externe est déterminé par les valeurs de rigidité statique et dynamique des bras élastomères, leurs orientations et la direction respective de l’action de charge sur le coussinet. Selon l’invention, les bras élastomères agencés entre le manchon interne et le manchon externe sont divisés en deux groupes. Le premier groupe comprend une première dureté Shore, dans lequel le second groupe comprend une seconde dureté Shore. En charge, les bras élastomères du premier groupe et du second groupe ont leurs propres modes propres. Ainsi, des pics significatifs de rigidité du coussinet peuvent être réduits en floutant, en décalant ou dispersant les pics supérieurs aux fréquences d’excitation. Par conséquent, alors que l’on s’attend à plus de pics en tant que tendance, ils ont un niveau clairement réduit. Par exemple, les niveaux de pics d’un coussinet avec des bras élastomères avec les mêmes valeurs de dureté Shore peuvent être réduits en partageant ces derniers en deux pics séparés. Cependant, la combinaison des valeurs de dureté statique des bras élastomères des deux groupes entraîne la même rigidité statique d’une conception initiale, c'est-à-dire en utilisant juste un groupe de bras élastomères avec des caractéristiques identiques. En fonction de l’agencement, du nombre et de l’orientation des bras élastomères, le coussinet peut être adapté aux directions attendues et aux niveaux de charges. De plus, le fait de sélectionner la première dureté Shore et la seconde dureté Shore supporte également le partage des pics de valeurs de rigidité dynamique en plusieurs pics. Dans un mode de réalisation avantageux, le premier groupe et le second groupe de bras élastomères comprennent chacun une moitié des bras élastomères. Par conséquent, le nombre de bras élastomères du premier groupe est égal au nombre de bras élastomères du second groupe. Ceci permet de concevoir le coussinet pour qu’il soit symétrique, par exemple. En outre, les bras élastomères du premier groupe peuvent tous être agencés dans un premier secteur de l’espace annulaire, dans lequel les bras élastomères du second groupe peuvent tous être agencés dans un second secteur de l’espace annulaire. Ceci signifie que les bras élastomères de chaque groupe sont prévus dans un secteur dédié. De préférence, tous les bras d’un seul groupe sont agencés de manière adjacente les uns par rapport aux autres. Ceci peut également supporter une rigidité plus importante dans une direction de charge dédiée. Dans un mode de réalisation avantageux, le premier secteur et le second secteur ne se chevauchent pas. Ainsi, le coussinet est divisé en deux parties ayant juste un groupe de bras élastomères dans chacune des parties. Les bras élastomères peuvent s’étendre sur une ligne sensiblement droite du manchon interne au manchon externe. La ligne droite s’étend dans une direction sensiblement radiale du manchon interne au manchon externe. Tous les bras élastomères sont ainsi adaptés pour transférer principalement une force linéaire, c'est-à-dire une force de traction ou une force de pression. Dans un autre mode de réalisation avantageux, un bras élastomère du premier groupe et un bras élastomère directement adjacent du second groupe enferment un angle inférieur à 90°. Par conséquent, les bras élastomères les plus à l’extérieur de chaque groupe de bras élastomères définissent un angle de dispersion plus important que les bras adjacents sur la bordure des deux groupes. Ceci peut fournir par exemple la capacité à augmenter la rigidité dynamique dans une direction du coussinet. Cette direction peut être, par exemple, un axe vertical à l’état installé. Les lignes centrales d’au moins une partie des bras élastomères peuvent être agencées de manière excentrique par rapport à un axe central du manchon interne et du manchon externe. Ainsi, leurs lignes centrales ne sont pas sur une ligne de rayon du manchon interne et du manchon externe. Elles peuvent être symétriques, mais en fonction de la position d’un point commun, par exemple une intersection des lignes centrales des bras élastomères respectifs, une rigidité dans une certaine direction peut être sélectivement augmentée ou réduite. En outre, les bras élastomères peuvent comprendre une section transversale sensiblement constante le long de la ligne droite. Ceci garantit une charge mécanique constante sur les bras élastomères et une prévisibilité améliorée d’un comportement à la fatigue. Les bras de chaque groupe peuvent être symétriques à un point commun. Ceci réduit les erreurs de défaut d’alignement pendant l’installation et garantit la provision du comportement d’amortissement souhaité. Le point commun peut être agencé à une certaine distance d’un axe central du manchon interne et du manchon externe. Comme expliqué ci-dessus, ceci entraîne un agencement excentrique des bras élastomères. Comme expliqué ci-dessus, cela peut être avantageux si le premier groupe et le second groupe comprennent le même nombre de bras élastomères. De manière avantageuse, le premier groupe et le second groupe peuvent chacun comprendre deux bras élastomères. Ceci simplifie l’adaptation aux charges horizontales et verticales, par exemple. Un autre mode de réalisation avantageux du coussinet comprend en outre des éléments de butée agencés sur le manchon externe et s’étendant radialement à travers une partie de l’espace annulaire, dans lequel les éléments de butée comprennent une section de base fixée sur le manchon externe et une partie de tête opposée agencée à une certaine distance du manchon interne. En prévoyant les éléments de butée, on peut empêcher le dépassement d’un mouvement relatif excessif entre le manchon interne et le manchon externe. Au cas où une charge excessive agit sur l’un parmi le manchon interne et le manchon externe, les éléments de butée peuvent venir en butée contre le manchon interne pour contrecarrer un autre mouvement. Les éléments de butée peuvent également être réalisés à partir d’un matériau élastomère, c'est-à-dire le même que les bras élastomères. Dans un autre mode de réalisation avantageux, les éléments de butée peuvent être placés entre les bras élastomères adjacents à une certaine distance de ces derniers. Par exemple, les éléments de butée peuvent être prévus entre tous les bras élastomères. Dans le cas de quatre bras élastomères, on peut également prévoir quatre éléments de butée. En agençant les éléments à butée à une certaine distance des bras élastomères et du manchon interne, et le contact par inadvertance des éléments de butée et du manchon interne ou des bras élastomères peut être empêché. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement d’après la description des revendications et également d’après la description suivante des modes de réalisation illustratifs en référence aux dessins, dans lesquels : représente un coussinet sur une vue de face ; représente le coussinet sur une vue en trois dimensions ; Les figures 3a et 3b sont des schémas de la rigidité dynamique par rapport à la fréquence de vibration avec des bras élastomères (3a) identiques et avec des duretés Shore (3b) différentes. La représente un coussinet 2 pour un véhicule. Le coussinet 2 comprend un manchon interne 4 et un manchon externe 6, qui comprennent tous deux une section transversale circulaire et qui sont tous deux agencés de manière coaxiale l’un par rapport à l’autre. Dans un espace annulaire 8, qui est enfermé par deux manchons 4 et 6, on agence une pluralité de bras élastomères 10, 12, 14 et 16. Tous les bras élastomères 10, 12, 14, 16 sont raccordés à chacun parmi le manchon interne 4 et le manchon externe 6. Ainsi, le manchon interne 4 et le manchon externe 6 sont couplés entre eux, mais permettent un certain degré de mouvement relatif par le biais de la compression et/ou de la tension des bras élastomères 10, 12, 14, 16 en fonction de la charge qui agit sur les manchons 4 et 6. Grâce à cela, un transfert de vibrations entre le manchon interne 4 et le manchon externe 6 peut être réduit. Dans le coussinet 2, les bras élastomères 10 et 12 constituent un premier groupe 18 et les bras élastomères 14 et 16 créent un second groupe 20. Alors que le premier groupe 18 est exclusivement agencé dans la moitié gauche du coussinet 2 sur le plan de dessin, le second groupe 20 est exclusivement agencé sur la moitié droite du coussinet 2 sur le plan de dessin. Donc, les deux groupes 18 et 20 sont agencés sur des secteurs circulaires distincts du coussinet 2. Les bras élastomères 10 et 12 du premier groupe 18 comprennent une première dureté Shore et les bras élastomères 14 et 16 du second groupe 20 comprennent une seconde dureté Shore. Les valeurs de dureté Shore diffèrent les unes des autres. Par exemple, la première dureté Shore peut dépasser la seconde dureté Shore ou vice versa. En fournissant des valeurs de dureté Shore significativement différentes, les deux groupes 18 et 20 créent des ensembles distincts de modes propres dans le coussinet 2, dans lequel les pics de rigidité dynamique des deux groupes 18 et 20 sont décalés sur des fréquences distinctes. Les valeurs de rigidité dynamique totales maximum sont déterminées par les pics individuels des deux ensembles de modes propres. Si le coussinet 2 a des bras élastomères avec des valeurs de dureté Shore identiques, un seul ensemble de modes propres se produirait, qui pourrait comprendre moins de pics mais des valeurs de rigidité dynamique totales maximum supérieures. Donc, en sélectionnant différentes valeurs de dureté Shore pour les deux groupes de bras élastomères, le comportement dynamique peut être influencé pour améliorer l’amortissement de vibration. Ceci est expliqué de manière plus détaillée en référence aux figures 3a et 3b ci-dessous. Les bras élastomères 10, 12, 14 et 16 s’étendent chacun sur une ligne sensiblement droite 22 dans une direction sensiblement radiale. Les lignes droites 22 des bras élastomères 10 et 12 du premier groupe 18 enferment un angle α qui dépasse clairement 90°. Les lignes droites 22 du bras élastomère 10 et du bras élastomère 16, qui est directement adjacent à ce dernier, enferment un angle β qui est clairement inférieur à 90°. Par conséquent, la rigidité dynamique dans une direction verticale z sur le plan de dessin peut être plus importante que dans la direction horizontale x sur le plan de dessin. Les lignes centrales 22 des bras élastomères 10 et 12 du premier groupe 18 se coupent dans un premier point commun 24, qui est à une certaine distance d’un point central ou axe central 28 du manchon interne 4 et du manchon externe 6. Dans ce mode de réalisation exemplaire, les lignes centrales 22 sont parallèles et éloignées selon des lignes de rayon des manchons 4 et 6. Etant donné que le coussinet 2 est représenté selon une conception symétrique, les lignes centrales 22 des bras élastomères 14 et 16 du second groupe 20 se coupent dans un second point commun 26 agencé à une certaine distance du point central 28. La distance entre le premier point commun 24 et le point/axe central 28 est la même que la distance entre le second point commun 26 et le point/axe central 28. De plus, on agence quatre éléments de butée 30 entre tous les bras élastomères 10, 12, 14 et 16 voisins. Les éléments de butée 30 comprennent une section de base 32 et une partie de tête 34. La section de base 32 est fixée sur le manchon externe 6 et les éléments de butée 30 s’étendent radialement vers le manchon interne 4. En faisant cela, la partie de tête 34 est agencée à une certaine distance de la section de base 32 ainsi que du manchon interne 4. De plus, les éléments de butée 30 sont agencés à une certaine distance des bras élastomères 10, 12, 14 et 16 adjacents dans un état non chargé du coussinet 2. Si une force excessive agit sur le coussinet 2, c'est-à-dire sur le manchon interne 4 ou le manchon externe 6, ceci entraînerait un mouvement relatif excessif entre les deux manchons 4 et 6, au moins l’un des éléments de butée 30 peut venir en butée contre le manchon interne 4. Par conséquent, les éléments de butée 30 contrecarrent un mouvement excessif continu et augmentent temporairement la rigidité statique et dynamique du coussinet 2. Les éléments de butée 30 créent deux paires avec des éléments de butée 30 opposés. Ils sont répartis dans une direction circonférentielle de manière uniforme. Les éléments de butée 30 qui sont placés le long de la direction x comprennent des indentations 36 qui réduisent la rigidité de l’élément de butée 30 respectif. Donc, l’effet des éléments de butée 30 dans la direction x peut être réduit par rapport à la direction z. La représente le coussinet 2 sur une vue tridimensionnelle, qui fournit une meilleure illustration d’une forme sensiblement cylindrique des manchons 4 et 6. La représente des valeurs de rigidité dynamique par rapport aux fréquences vibratoires d’un coussinet, qui a la même conception que le coussinet 2, mais les bras élastomères avec des valeurs de dureté Shore identiques. Donc, on fournit une courbe de rigidité initiale 38. Ici, on représente un certain nombre de pics significatifs 40 dans les valeurs de rigidité dynamique, qui se produisent en raison de plusieurs modes propres du coussinet, qui sont déterminés par les dimensions générales du coussinet et les valeurs de dureté des bras élastomères 10, 12, 14 et 16. Une courbe cible 42 indique un niveau maximum souhaité des valeurs de rigidité dynamique. La représente qu’en fournissant deux valeurs de dureté Shore différentes, comme expliqué ci-dessus, le niveau de rigidité dynamique des pics 40 peut être significativement réduit pour être au-delà de la courbe cible 42. Ainsi, deux ensembles distincts de modes propres des bras élastomères 10, 12, 14 et 16 entraînent une courbe de rigidité modifiée 44, dans laquelle les courbes de rigidité des deux groupes 18 et 20 des bras élastomères 10, 12, 14 et 16 sont superposées et comprennent des pics 46 modifiés clairement au-dessous de la courbe cible 42. L’invention n’est pas limitée à l’un des modes de réalisation décrits ci-dessus, mais peut être modifiée de nombreuses manières. Toutes les caractéristiques et avantages ressortant des revendications, de la description et du dessin, comprenant des détails de conception, des agencements spatiaux et des étapes de procédé, peuvent être essentiels pour l’invention à la fois par eux-mêmes et selon une large variété de combinaisons. Liste des numéros de référence 2 coussinet 4 manchon interne 6 manchon externe 8 espace annulaire 10 bras élastomère (premier groupe) 12 bras élastomère (premier groupe) 14 bras élastomère (second groupe) 16 bras élastomère (second groupe) 18 premier groupe 20 second groupe 22 ligne droite 24 premier point commun 26 second point commun 28 point central / axe central 30 élément de butée 32 section de base 34 partie de tête 36 indentation 38 courbe de rigidité initiale 40 pics initiaux 42 courbe cible 44 courbe de rigidité modifiée 46 pic modifié α angle β angle x direction horizontale z direction verticale Coussinet (2) pour un véhicule comprenant : un manchon interne (4), un manchon externe (6), et une pluralité de bras élastomères (10, 12, 14, 16), dans lequel le manchon interne (4) est agencé de manière coaxiale dans le manchon externe (6), dans lequel le manchon externe (6) a un diamètre interne qui dépasse un diamètre externe du manchon interne (4) afin de former un espace annulaire (8) entre le manchon externe (6) et le manchon interne (4), dans lequel les bras élastomères (10, 12, 14, 16) sont agencés de manière circonférentielle entre le manchon interne (4) et le manchon externe (6) et sont raccordés à la fois au manchon interne (4) et au manchon externe (6), et dans lequel au moins un bras élastomère (10, 12, 14, 16) d’un premier groupe (18) des bras élastomères (10, 12, 14, 16) comprend une première dureté Shore, dans lequel au moins un bras élastomère (10, 12, 14, 16) d’un second groupe (20) des bras élastomères (10, 12, 14, 16) comprend une seconde dureté Shore et dans lequel la première dureté Shore et la seconde dureté Shore diffèrent l’une de l’autre. Coussinet (2) selon la revendication 1, dans lequel le premier groupe (18) et le second groupe (20) de bras élastomères (10, 12, 14, 16) comprennent chacun une moitié des bras élastomères (10, 12, 14, 16). Coussinet (2) selon la revendication 1, dans lequel le premier groupe (18) et le second groupe (20) comprennent le même nombre de bras élastomères (10, 12, 14, 16). Coussinet (2) selon la revendication 1 à 3, dans lequel les bras élastomères (10, 12, 14, 16) du premier groupe (18) sont tous agencés dans un premier secteur de l’espace annulaire (8), et dans lequel les bras élastomères (10, 12, 14, 16) du second groupe (20) sont tous agencés dans un second secteur de l’espace annulaire (8). Coussinet (2) selon la revendication 4, dans lequel le premier secteur et le second secteur ne se chevauchent pas. Coussinet (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les bras élastomères (10, 12, 14, 16) s’étendent sur une ligne sensiblement droite (22) du manchon interne (4) au manchon externe (6). Coussinet (2) selon la revendication 6, dans lequel un bras élastomère (10, 12, 14, 16) du premier groupe (18) et un bras élastomère (10, 12, 14, 16) directement adjacent du second groupe (20) enferment un angle inférieur à 90°. Coussinet (2) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel les lignes droites (22) d’au moins une partie des bras élastomères (10, 12, 14, 16) sont agencées de manière excentrique par rapport à un axe central (28) du manchon interne (4) et du manchon externe (6). Coussinet (2) selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel les bras élastomères (10, 12, 14, 16) comprennent une section transversale sensiblement constante le long de la ligne droite (22). Coussinet (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les bras (10, 12, 14, 16) de chaque groupe (18, 20) sont symétriques à un point commun (24, 26). Coussinet (2) selon la revendication 10, dans lequel le point commun (24, 26) est à une distance d’un axe central (28) du manchon interne (4) et du manchon externe (6). Coussinet (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier groupe (18) et le second groupe (20) comprennent chacun deux bras élastomères (10, 12, 14, 16). Coussinet (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre des éléments de butée (30) agencés sur le manchon externe (6) et s’étendant radialement à travers une partie de l’espace annulaire (8), dans lequel les éléments de butée (30) comprennent une section de base (32) fixée sur le manchon externe (6) et une partie de tête (34) opposée agencée à une distance du manchon interne (4). Coussinet (2) selon la revendication 13, dans lequel les éléments de butée (30) sont placés entre les bras élastomères (10, 12, 14, 16) adjacents à une distance de ces derniers.