FR2901001A3

FR2901001A3 - Small cylindrical ring for shock-absorbing connecting rod of motor vehicle, has grooves and inner surface contacting outer surface of insert, where insert and inner surface have oval section whose large dimension extends in one direction

Info

Publication number: FR2901001A3
Application number: FR0651670A
Authority: FR
Inventors: Marc Antoine Sanchez
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2007-11-16

Abstract

The ring (61) has grooves (74) on outer surface of the ring, where the grooves are vertically, horizontally or helically arranged in a direction. The outer surface is in contact with a small sleeve, and an inner surface of the ring is in contact with an outer surface of a small insert (6). The insert and the inner surface have an oval section whose large dimension extends in another direction perpendicular to a longitudinal direction of a metal e.g. aluminum, body, where the ring is made of rubber. An independent claim is also included for a connecting rod comprising a ring and an elongated body defining a longitudinal direction.

Description

BAGUE EN ELASTOMERE D'UNE BIELLE DE REPRISE DE COUPLE POUR ABSORBER DESELASTOMER RING OF A TORQUE RECOVERY ROD FOR ABSORBING

VIBRATIONSVIBRATIONS

La présente invention concerne une bielle de reprise de couple. The present invention relates to a torque recovery rod.

Certains organes des véhicules automobiles sont reliés à la caisse du véhicule par des bielles dont la fonction est d'absorber les vibrations. Le document FR 2 722 259 décrit une bielle qui comporte un corps métallique reliant deux manchons d'extrémités, un grand manchon et un manchon plus petit. Dans chaque manchon est monté un insert métallique entouré d'une bague en matériau capable d'absorber les vibrations, tel que par exemple, le caoutchouc. Le grand manchon contient une grande bague, de forte épaisseur, tandis que le petit manchon comporte une petite bague, de plus faible épaisseur. La grande bague a pour fonction d'absorber les vibrations acoustiques c'est pourquoi une forte épaisseur de caoutchouc ou similaire est utilisée. Le petit insert et le petit manchon sont soumis à de gros efforts mécaniques qui endommagent la petite bague qui l'enserre. Un but de la présente invention est de proposer une bielle du type précité qui présente une endurance améliorée. Ce but est atteint au moyen d'une bague en élastomère, adaptée à un manchon d'extrémité de bielle antivibratoire, qui comporte des rainures sur sa surface externe. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les rainures sont agencées verticalement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les rainures sont 25 agencées horizontalement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les rainures sont agencées hélicoïdalement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, une bielle antivibratoire comporte au moins une telle bague pourvue de rainures et comporte, un corps 30 allongé, sensiblement plat, définissant un plan et une direction longitudinale et qui relie entre eux un grand manchon d'extrémité et un petit manchon d'extrémité qui définissent respectivement un grand et un petit passage, selon une direction perpendiculaire au plan du corps et dans lesquels sont insérées, respectivement, une grande et une petite bague, en matériau capable d'absorber les vibrations, chaque bague présentant une surface externe en contact avec les manchons et une surface intérieure en contact avec la surface externe, respectivement, d'un grand et d'un petit insert. Selon d'autres caractéristiques, un insert et la surface intérieure de sa bague ont, dans le plan défini par le corps, une section sensiblement ovale dont la plus grande dimension s'étend dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale. En effet, les zones du petit insert et de la petite bague qui travaillent sont les zones perpendiculaires à la direction longitudinale définie par le corps. Ainsi, la forme ovale permet de maximiser les surfaces des zones soumises aux efforts et donc de mieux repartir ces derniers ; l'endurance est ainsi améliorée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la surface externe d'une bague et le passage de son manchon ont, dans le plan défini par le corps, une section sensiblement ovale dont la plus grande dimension s'étend dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale. Dans ce cas, l'endurance est encore améliorée. La présente invention, ses caractéristiques et les divers avantages qu'elle procure apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier qui fait référence aux dessins annexés et sur lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation particulier de l'invention ; - la figure 2 représente une vue en coupe transversale du petit insert moulé dans la petite bague du mode de réalisation de la figure 1 ; et - la figure 3 représente une vue en perspective du petit insert disposé dans la petite bague équipant le mode de réalisation représenté sur la figure 1. 3 - la figure 4 représente une vue en coupe selon le plan A-A de la petite bague équipant le mode de réalisation représenté sur la figure 1. En référence à la figure 1, la bielle 1 de l'invention comporte un corps métallique 2, par exemple, en aluminium. Le corps 2 définit un plan P contenant une direction longitudinale X qui correspond à la longueur du corps 2 et, dans l'exemple représenté, à son axe de symétrie. Les extrémités du corps 2 comportent respectivement un grand manchon 3 et un petit manchon 4. Chacun des manchons 3 et 4 définit un passage selon la direction Z, perpendiculaire au plan P du corps 2. Le grand manchon 3 définit un passage de section circulaire ou ovale tandis que le petit manchon 4 définit un passage de section ovale. Un grand insert 5 qui présente, en coupe transversale dans le plan définit par le corps 2, une section ovale, est monté dans une bague en caoutchouc 51. La section ovale de l'insert 5 s'étend selon la direction Y qui est perpendiculaire aux directions X et Z. La bague 51 présente donc une surface intérieure de section ovale adaptée pour entourer la surface externe de l'insert 5 et une surface externe de section circulaire afin de s'emboîter dans le passage de section circulaire du grand manchon 3. Un collier de fixation 52 permet de fixer l'ensemble bague+insert dans le passage du grand manchon 3, sans mouvement possible pour ce dernier, notamment selon l'axe Z du passage du grand manchon 3. Le collier de fixation 52 permet aussi de confiner le caoutchouc ou autre matériau constituant la grande bague 51, ce qui améliore l'endurance de la bielle. Le grand insert 5 comporte une ouverture non symétrique 73 qui permet d'orienter l'ensemble grande bague+grand insert lors de leur montage dans le corps 2 de la bielle 1. La présente invention n'est néanmoins pas limitée à ce type de réalisation pour le grand manchon et le grand insert. La bielle de l'invention peut également comprendre un grand insert et une grande bague insérés avec jeu dans le grand manchon, c'est-à-dire sans collier de fixation. Un petit insert 6 de section sensiblement ovale est inséré dans une 30 petite bague 61 disposée dans le passage du petit manchon 4. Cette bague 61 présente donc une surface intérieure de section ovale adaptée pour venir en contact avec la surface externe du petit insert 6 et une surface externe de section ovale adaptée pour être insérée dans le passage de section ovale du petit manchon 4. Dans l'exemple représenté, la petite bague 61 est insérée en force et maintenue par les deux lèvres 71 et 72 (visibles sur la figure 3), dans le passage du petit manchon 4 mais selon un autre mode de réalisation non représenté, la petite bague est fixée dans le corps 2 au moyen d'un collier de fixation. En référence à la figure 2, le petit insert 6, la petite bague 61 et le petit manchon 4 vont maintenant être décrits plus en détails. Les sections transversales du petit insert 6 et de la bague 61 dans le plan P du corps 2 sont sensiblement elliptiques. L'insert 6 forme une ellipse qui présente un petit axe AB et un grand axe CD. Comme représenté sur la figure 2, le grand axe CD est disposé sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale X. Ce sont les surfaces 62 et 63 en arc de cercle, situées de part et d'autre du petit axe AB, qui sont soumises aux efforts selon la direction Z. Ainsi, plus le rayon de courbure des surfaces en arc de cercle 62 et 63 est grand, plus ces surfaces sont grandes et plus les efforts sont repartis ce qui améliore l'endurance de la petite bague 61. Les extrémités de l'ellipse selon le grand axe CD sont coupées et comportent des échancrures 64 et 65 qui améliorent la fiabilité de la bielle. La Demanderesse a en effet constaté que les extrémités de l'ellipse sont moins soumises aux efforts. Le fait de les couper permet de réduire l'espace occupé par l'insert 6 tout en maximisant le rayon de courbure des surfaces qui travaillent 62 et 63. Certain bodies of motor vehicles are connected to the vehicle body by connecting rods whose function is to absorb vibrations. FR 2,722,259 discloses a connecting rod which comprises a metal body connecting two end sleeves, a large sleeve and a smaller sleeve. In each sleeve is mounted a metal insert surrounded by a ring of material capable of absorbing vibrations, such as for example, rubber. The large sleeve contains a large ring, thick, while the small sleeve has a small ring, of smaller thickness. The large ring has the function of absorbing acoustic vibrations that is why a thick rubber or similar is used. The small insert and the small sleeve are subjected to heavy mechanical forces that damage the small ring that surrounds it. An object of the present invention is to provide a rod of the aforementioned type which has improved endurance. This object is achieved by means of an elastomer ring, adapted to an antivibration rod end sleeve, which has grooves on its outer surface. According to other features of the invention, the grooves are arranged vertically. According to other features of the invention, the grooves are arranged horizontally. According to other features of the invention, the grooves are arranged helically. According to other features of the invention, an antivibration rod comprises at least one such ring provided with grooves and comprises, an elongate body, substantially flat, defining a plane and a longitudinal direction and which connects between them a large sleeve. end and a small end sleeve which respectively define a large and a small passage, in a direction perpendicular to the plane of the body and in which are inserted, respectively, a large and a small ring, of material capable of absorbing vibrations, each ring having an outer surface in contact with the sleeves and an inner surface in contact with the outer surface, respectively, of a large and a small insert. According to other features, an insert and the inner surface of its ring have, in the plane defined by the body, a substantially oval section whose largest dimension extends in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction. Indeed, the areas of the small insert and the small ring that work are the areas perpendicular to the longitudinal direction defined by the body. Thus, the oval shape maximizes the surfaces of the zones subjected to the efforts and thus to better distribute them; endurance is thus improved. According to other features of the invention, the outer surface of a ring and the passage of its sleeve have, in the plane defined by the body, a substantially oval section whose largest dimension extends in a substantially perpendicular direction in the longitudinal direction. In this case, the endurance is further improved. The present invention, its characteristics and the various advantages that it affords will appear better on reading the following description of a particular embodiment which refers to the appended drawings and in which: FIG. 1 represents a perspective view of a particular embodiment of the invention; - Figure 2 shows a cross-sectional view of the small insert molded into the small ring of the embodiment of Figure 1; and FIG. 3 represents a perspective view of the small insert disposed in the small ring equipping the embodiment shown in FIG. 1. FIG. 4 represents a sectional view along the plane AA of the small ring equipping the mode. embodiment shown in Figure 1. Referring to Figure 1, the rod 1 of the invention comprises a metal body 2, for example, aluminum. The body 2 defines a plane P containing a longitudinal direction X which corresponds to the length of the body 2 and, in the example shown, to its axis of symmetry. The ends of the body 2 respectively comprise a large sleeve 3 and a small sleeve 4. Each of the sleeves 3 and 4 defines a passage in the direction Z, perpendicular to the plane P of the body 2. The large sleeve 3 defines a passage of circular section or oval while the small sleeve 4 defines a passage of oval section. A large insert 5 which, in cross section in the plane defined by the body 2, an oval section, is mounted in a rubber ring 51. The oval section of the insert 5 extends in the direction Y which is perpendicular The ring 51 thus has an inner surface of oval section adapted to surround the outer surface of the insert 5 and an outer surface of circular section to fit into the circular section passage of the large sleeve 3 A fastening collar 52 makes it possible to fix the ring + insert assembly in the passage of the large sleeve 3, without any possible movement for the latter, in particular along the Z axis of the passage of the large sleeve 3. The fastening collar 52 also allows to confine the rubber or other material constituting the large ring 51, which improves the endurance of the rod. The large insert 5 has a non-symmetrical opening 73 which makes it possible to orient the large ring + large insert assembly when they are mounted in the body 2 of the connecting rod 1. The present invention is nevertheless not limited to this type of embodiment. for the large sleeve and the large insert. The rod of the invention may also comprise a large insert and a large ring inserted with clearance in the large sleeve, that is to say without clamping collar. A small insert 6 of substantially oval section is inserted into a small ring 61 disposed in the passage of the small sleeve 4. This ring 61 thus has an inner surface of oval section adapted to come into contact with the outer surface of the small insert 6 and an outer surface of oval section adapted to be inserted into the oval section passage of the small sleeve 4. In the example shown, the small ring 61 is inserted in force and held by the two lips 71 and 72 (visible in Figure 3 ), in the passage of the small sleeve 4 but according to another embodiment not shown, the small ring is fixed in the body 2 by means of a fastening collar. Referring to Figure 2, the small insert 6, the small ring 61 and the small sleeve 4 will now be described in more detail. The cross sections of the small insert 6 and the ring 61 in the plane P of the body 2 are substantially elliptical. The insert 6 forms an ellipse which has a small axis AB and a major axis CD. As shown in FIG. 2, the major axis CD is disposed substantially perpendicular to the longitudinal direction X. These are the arcuate surfaces 62 and 63, located on either side of the minor axis AB, which are subjected to the forces in the direction Z. Thus, the greater the radius of curvature of the arcuate surfaces 62 and 63, the larger these surfaces are and the more the forces are distributed which improves the endurance of the small ring 61. The ends of the ellipse along the major axis CD are cut and include notches 64 and 65 which improve the reliability of the rod. The Applicant has indeed found that the ends of the ellipse are less subject to efforts. Cutting them makes it possible to reduce the space occupied by the insert 6 while maximizing the radius of curvature of the working surfaces 62 and 63.

Toujours en référence à la figure 2, la bague 61 forme une ellipse de petit axe A'B' et de grand axe C'D' qui prolongent respectivement le grand et petit axe de l'ellipse formée par l'insert 6. L'ellipse formée par la bague 61 est donc une homothétie de l'ellipse formée par l'insert 6. De ce fait, l'épaisseur e de la bague 61 au niveau des surfaces qui travaillent 62 et 63 est constante. Still with reference to FIG. 2, the ring 61 forms an ellipse of small axis A'B 'and of major axis C'D' which respectively extend the major and minor axes of the ellipse formed by the insert 6. Ellipse formed by the ring 61 is a homothety of the ellipse formed by the insert 6. As a result, the thickness e of the ring 61 at the working surfaces 62 and 63 is constant.

Cette épaisseur e de caoutchouc ou similaire est comprimée entre l'insert 6 et le petit manchon 4 ce qui lui confère une plus grande raideur. La petite bague 61 résiste ainsi mieux aux contraintes auxquelles elle est soumise. La Demanderesse a en effet constaté que la petite bague et le petit insert travaillent essentiellement en cisaillement selon la direction perpendiculaire au 5 plan défini par le corps. L'épaisseur e constante permet de modifier la raideur de la petite bague et donc d'accroître son endurance face à des efforts perpendiculaires au plan du corps. L'ellipse formée par la surface externe de la bague 61 présente des extrémités coupées selon le grand axe C'D' pour les mêmes raisons d'encombrement qu'expliquées précédemment, en référence au petit insert 6. Le petit insert 6 comporte une ouverture 70 qui permet d'orienter l'ensemble petite bague 61+ petit insert 6 lors de leur montage dans le corps 2 de la bielle 1. Sur la figure 2, le petit manchon 4 comporte lui, un passage de section elliptique dans le plan du corps 2. Dans le cas présent la section du passage du petit manchon 4 est une ellipse qui est une homothétie des ellipses formées par la surface externe de l'insert 6 et la surface externe de la bague 61. L'invention ne se limite néanmoins pas à ce mode de réalisation et l'ellipse formée par la surface externe de la bague et le passage du petit manchon 4 peuvent ne pas être homothétiques. De même, la section de la surface externe de la petite bague 61 peut être circulaire ainsi que le passage défini par le petit manchon 4. La figure 3 représente une vue en perspective d'un mode particulier de réalisation de la petite bague 61. Sur la figure 3, la petite bague 61 est sensiblement cylindrique. Sa surface externe comporte des rainures 74 verticales selon une direction Z. Ces rainures 74 peuvent être identiques ou non. Par exemple, elles peuvent être de forme cylindrique à section semi-circulaire agencées tous les 6 mm et mesurer 3 mm de rayon. Ces rainures 74 permettent d'assouplir la bielle 1 sans toucher à la matière, en particulier en cas de fonctionnement prédéterminé sans précharge (ralenti, démarrage- 6 coupure, à coup....) à basse fréquence (par exemple entre 0 et 40 Hz) avec une forte amplitude (par exemple entre 0,05 et 3 mm). De plus, l'assouplissement réalisé par de telles rainures permet d'augmenter la raideur cette fois ci par la matière de la bielle 1 pour revenir à iso fonctionnement (ralenti, démarrage-coupure, à coup...) en ayant une matière plus dure donc plus endurante que sans rainures. En effet, la partie de la bague 61 la plus sollicitée est la partie extérieure telle que représentée sur la figure 4. Ainsi, la forme de la bague 61 de cette bielle 1 permet d'optimiser le compromis raideur/filtration/endurance. Sa surface externe qui vient coopérer avec le petit manchon 4 comporte deux lèvres 71 et 72. Lors de l'insertion de l'ensemble bague+insert dans le passage du petit manchon 4, la lèvre inférieure 72 se déforment de manière à laisser passer la petite bague 61, contenant le petit insert 6. Lorsque le petit manchon 4 vient se loger dans l'espace située entre les lèvres 71 et 72, le petit insert 6 et la petite bague 61 sont montés dans le corps 2. Les lèvres 71 et 72 font office de butée et empêchent le déplacement de la petite bague 61 et du petit insert 6 selon l'axe Z du passage du petit manchon 4 tout en permettant un certain jeu de la petite bague 61. This thickness e of rubber or the like is compressed between the insert 6 and the small sleeve 4 which gives it a greater stiffness. The small ring 61 is thus more resistant to the stresses to which it is subjected. The Applicant has indeed found that the small ring and the small insert work essentially in shear in the direction perpendicular to the plane defined by the body. The constant thickness e allows to modify the stiffness of the small ring and thus to increase its endurance against forces perpendicular to the plane of the body. The ellipse formed by the outer surface of the ring 61 has cut ends along the major axis C'D 'for the same reasons of bulk as explained above, with reference to the small insert 6. The small insert 6 has an opening 70 which makes it possible to orient the assembly small ring 61+ small insert 6 during their assembly in the body 2 of the rod 1. In Figure 2, the small sleeve 4 has him, a passage of elliptical section in the plane of the 2. In this case the section of the passage of the small sleeve 4 is an ellipse which is a homothety of the ellipses formed by the outer surface of the insert 6 and the outer surface of the ring 61. The invention is nevertheless not limited to not to this embodiment and the ellipse formed by the outer surface of the ring and the passage of the small sleeve 4 may not be homothetic. Similarly, the section of the outer surface of the small ring 61 may be circular and the passage defined by the small sleeve 4. Figure 3 shows a perspective view of a particular embodiment of the small ring 61. On 3, the small ring 61 is substantially cylindrical. Its outer surface has grooves 74 vertical in a direction Z. These grooves 74 may be identical or not. For example, they may be of cylindrical shape with semi-circular section arranged every 6 mm and measure 3 mm radius. These grooves 74 make it possible to soften the connecting rod 1 without affecting the material, in particular in the case of predetermined operation without precharge (idle, start-cut, blow, etc.) at low frequency (for example between 0 and 40 Hz) with a high amplitude (for example between 0.05 and 3 mm). In addition, the softening achieved by such grooves increases the stiffness this time by the material of the rod 1 to return to iso operation (idle, start-cut, suddenly ...) having a material more lasts so more enduring than without grooves. Indeed, the part of the ring 61 most stressed is the outer portion as shown in Figure 4. Thus, the shape of the ring 61 of this rod 1 can optimize the compromise stiffness / filtration / endurance. Its outer surface which cooperates with the small sleeve 4 comprises two lips 71 and 72. When inserting the ring + insert assembly in the passage of the small sleeve 4, the lower lip 72 is deformed so as to let the small ring 61, containing the small insert 6. When the small sleeve 4 is housed in the space between the lips 71 and 72, the small insert 6 and the small ring 61 are mounted in the body 2. The lips 71 and 72 serve as a stop and prevent the movement of the small ring 61 and the small insert 6 along the Z axis of the passage of the small sleeve 4 while allowing a certain clearance of the small ring 61.

Dans l'exemple représenté, la surface externe de la petite bague 61 comporte des rainures 74 verticales selon une direction Z mais elle peut comporter des rainures selon une direction ou des directions différentes, par exemple les rainures peuvent être agencées horizontalement selon une direction X ou hélicoïdalement selon une direction Z. Selon un autre mode de réalisation, la bague 51 peut comporter des rainures ou les bagues 51, 61 peuvent comporter chacune des rainures. Dans l'exemple représenté, les sections du petit insert 6 et de la petite bague 61 sont elliptiques mais toute autre section par exemple circulaire ou présentant une grande dimension orientée selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du corps peut également être utilisée. De la même manière, les sections (surface intérieure et externe) du grand insert 5 et de la bague 51 peuvent présenter toute autre section par exemple circulaire ou présentant une grande dimension orientée selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du corps peut également être utilisée. In the example shown, the outer surface of the small ring 61 has grooves 74 vertical in a Z direction, but it may have grooves in a different direction or directions, for example the grooves may be arranged horizontally in a direction X or helically in a Z direction. According to another embodiment, the ring 51 may comprise grooves or the rings 51, 61 may each comprise grooves. In the example shown, the sections of the small insert 6 and the small ring 61 are elliptical but any other section for example circular or having a large dimension oriented in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the body can also be used. In the same manner, the sections (inner and outer surface) of the large insert 5 and the ring 51 may have any other section, for example circular or having a large dimension oriented in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the body may also be used .

L'invention envisage l'utilisation dans un véhicule automobile d'au moins une bielle 1 selon l'invention pour absorber les sollicitations vibratoires du bloc moteur transmises à la structure du véhicule automobile. The invention contemplates the use in a motor vehicle of at least one rod 1 according to the invention for absorbing the vibratory stresses of the engine block transmitted to the structure of the motor vehicle.

15 20 25 3015 20 25 30

Claims

1. Ring (51, 61) of elastomer adapted to an end sleeve (3, 4) connecting rod (1) antivibration characterized in that it has grooves (74) on its outer surface.

2. Ring (51, 61) according to claim 1, characterized in that the grooves (74) are arranged vertically in a direction (Z).

3. Ring (51, 61) according to claim 1 or 2, characterized in that the grooves (74) are arranged horizontally in a direction (X).

4. Ring (51, 61) according to claim 1 or 2, characterized in that the grooves (74) are arranged helically in a direction (Z). 15

5. Rod (1) comprising at least one ring (51, 61) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the rod (1) comprises an elongate body (2), substantially flat, defining a plane (P) and a longitudinal direction (X) and which interconnects a large end sleeve (3) and a small end sleeve (4) which respectively define a large and a small passage in a direction (Z ) perpendicular to the plane and in which are respectively inserted a large (51) and a small ring (61) of material capable of absorbing vibrations, each ring (51, 61) having an outer surface in contact with the sleeves (3, 4) and an inner surface in contact with the outer surface, respectively, of a large and a small insert (5,

6). 6. Rod (1) according to claim 5, characterized in that at least one insert (5, 6) and the inner surface of its ring (52, 61) have, in the plane (P), a section substantially oval whose largest dimension (CD) extends 9 in a direction (Y) substantially perpendicular to the longitudinal direction (X).

7. Rod (1) according to claim 6 or 7, characterized in that at least the outer surface of a ring (51, 61) and the passage of its sleeve (3, 4) have, in the plane (P ), a substantially oval section whose largest dimension (C'D ') extends in a direction (Y) substantially perpendicular to the longitudinal direction (X).

8. Use in a motor vehicle of at least one connecting rod (1) according to one of the preceding claims for absorbing the vibratory stresses of the engine block transmitted to the structure of the motor vehicle.