FR3066150A1

FR3066150A1 - Biellette anti-couple a haute protection

Info

Publication number: FR3066150A1
Application number: FR1754058A
Authority: FR
Inventors: Samuel Lambert
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2018-11-16
Anticipated expiration: 2037-05-09
Also published as: FR3066150B1

Abstract

L'invention concerne une biellette anti-couple (10) équipée d'un écran de protection (4), et comportant un bras longitudinal (11) s'étendant selon un axe (X'X) et présentant deux extrémités (A, B) munies de moyens de connexion (2, 3; 2', 3') les moyens de connexion (2, 3; 2', 3') comportant un insert (3, 3') et une monture de maintien en position (2, 2') entourant chaque insert (3, 3'), caractérisée en ce que l'écran de protection (4) et une monture en matériau élastiquement déformable (2) sont constitués de matériaux venant de même moulage.

Description

BIELLETTE ANTI-COUPLE A HAUTE PROTECTION

[0001] L’invention se rapporte à une biellette anti-couple à haute protection, cette biellette étant équipée d’un écran de protection et disposant de moyens d’attache aux extrémités d’un bras pouvant se coupler respectivement à un moteur de véhicule automobile et à un élément fixe de structure de ce véhicule - la carrosserie ou le châssis - en particulier au berceau placé classiquement sous le bloc moteur. Les biellettes anti-couples sont destinées à améliorer le confort de route des passagers en limitant les débattements et en filtrant les vibrations transmises du moteur vers le châssis, la carrosserie et l’habitacle du véhicule automobile, tout en apportant une protection à certains composants fragiles comme expliqué ci-après.

[0002] Cette invention concerne plus particulièrement le domaine de la protection thermique des composants de suspension d’un moteur de véhicule automobile, ces composants permettant de limiter les vibrations du moteur. Dans ce but, les biellettes comportent une embase en matériau souple et élastiquement déformable venant entourer le moyen d’attache afin d’exercer une fonction anticouple contre les vibrations. Plus généralement, l’invention se rapporte également à la protection de ces biellettes contre tout agent extérieur (eau, huile, etc.).

[0003] La protection thermique vise à protéger ledit matériau souple des biellettes de la chaleur dégagée par le moteur du véhicule automobile. Cette protection est réalisée par un écran, souple ou rigide, en matériau composite, ou en tôle d’aluminium, présentant une structure emboutie pouvant être gaufrée, permettant de défléchir le flux d’air chaud provenant du moteur. L’écran est attaché par vissage, clipsage, rivetage ou emmanché sur le bras de la biellette.

[0004] Plusieurs améliorations ont été apportées à ces biellettes anticouple. Par exemple, le document DE 3214 997 présente une biellette équipée d’un capuchon de protection en matériau élastique destiné à isoler des rayonnements thermiques la partie élastique protégeant des vibrations les deux moyens d’attache de la biellette. Un autre document FR 730 788 présente une biellette protégée de la chaleur par une feuille métallique mince, déformable, montée sur la biellette par collage ou au moyen d’agrafes métalliques.

[0005] Par ailleurs, le document US 2003 0214085 présente un support placé entre un moteur et une carrosserie de véhicule, dont le matériau élastomère amortisseur est protégé des radiations chauffantes par un flasque en métal vissé ou clipsé dans ce support.

[0006] Cependant tous ces écrans protecteurs anti-chaleur sont des pièces rapportées, emmanchées, vissées ou clipsées sur la biellette qu’ils protègent. Ceci apporte de la complexité au montage des biellettes, avec des risques d’interférence avec l’environnement lors du montage ou en fonctionnement par variation de position ou déformation dans le temps et donc la nécessité d’assurer une maintenance spécifique.

[0007] L’invention vise à s’affranchir de ces inconvénients en n’utilisant pas de pièce spécifique pour réaliser un écran protecteur anti-chaleur dans la fabrication d’une biellette. Pour ce faire, l’invention prévoit un moulage du protecteur thermique de la biellette dans le processus de moulage de cette biellette.

[0008] A cet effet, la présente invention a pour objet une biellette anti-couple équipée d’un écran de protection, et comportant un bras longitudinal s’étendant selon un axe et présentant deux extrémités munies de moyens de connexion pouvant, dans l’application principale, relier le bras respectivement à un élément d’un organe vibrant, en particulier un moteur de véhicule automobile, et à un élément d’une structure à protéger des vibrations de l’organe vibrant, en particulier un élément de châssis de ce véhicule. Les moyens de connexion comportent un insert rigide et une monture de maintien en position entourant chaque insert. Dans cette biellette, l’écran de protection et une monture en matériau élastiquement déformable sont constitués de matériaux venant de même moulage.

[0009] Selon des caractéristiques avantageuses : - l’écran de protection est en matériau plastique souple à semi-rigide, afin de pouvoir se plier et s’adapter au passage d’un orifice de la structure à protéger; - le matériau de l’écran de protection et le matériau de chaque monture sont des polymères de nature chimique différente et viennent d’un même moulage bi-matière; - l’écran de protection s’étend dans un plan incliné sur l’axe du bras; - l’écran de protection présente une forme de flasque de surface principale supérieure en dimension à la projection des extrémités du bras sur l’écran de protection. Avantageusement, la forme de l’écran de protection est adaptée en contour et épaisseur à l’environnement auquel l’écran de protection est destiné; - les moyens de connexion présentent chacun un axe perpendiculaire à l’axe du bras; - les montures de maintien en position sont en matériau élastiquement déformable est et viennent de moulage avec l’écran de protection.

[0010] Avantageusement, il est procédé au moulage de l’écran de protection et de la monture en matériau élastiquement déformable par formation par injection d’une surface de matière de l’écran de protection parallèle à la direction d’injection de la monture en matériau élastique sur l’armature rigide de sorte à réaliser une direction de démoulage commune, les injections étant mises en œuvre de manière simultanée ou séquentielle par un outillage commun.

[0011] L’invention se rapporte également à un véhicule automobile équipé d’un moteur et d’une structure à protéger des vibrations provoquées par le moteur. Dans ce véhicule, au moins une biellette anti-couple telle que définie ci-dessus est montée entre le moteur et la structure à protéger des vibrations selon le procédé de montage ci-dessus, en particulier la structure dite berceau dans lequel le moteur est ancré, la protection du berceau permet de protéger les autres structures du véhicule: châssis, carrosserie, habitacle du véhicule. Dans ce véhicule, l’écran de protection et la monture en matériau élastiquement déformable étant moulés selon l’un des procédés de moulage définis ci-dessus.

[0012] Avantageusement, un procédé de montage d’une biellette telle que définie ci-dessus, comportant en ses extrémités une monture en matériau élastique et une monture rigide entre un moteur de véhicule automobile et un berceau de support du moteur, consiste à: - introduire une première extrémité de la biellette comportant une monture en matériau élastiquement déformable dans une cavité rigide du berceau à travers un orifice de la cavité; - passer l’écran de protection par cet orifice présentant un contour autorisant un tel passage par pliage de l’écran en matériau souple si besoin ; - fixer la biellette dans cette cavité par l’intermédiaire de l’insert de la monture en matériau élastiquement déformable; - l’autre extrémité de la biellette est reliée au moteur via l’insert de la monture rigide.

[0013] Dans le présent texte, les qualificatifs « interne » et « externe » se réfèrent à la position d’éléments à l’intérieur ou l’extérieur d’une biellette, ou d’un berceau. Sur les figures, des éléments identiques sont repérés par un même signe de référence qui renvoie au(x) passage(s) de la description qui le mentionne(nt).

[0014] D’autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : - la figure 1, une vue en perspective d’un exemple de biellette selon l’invention ; - la figure 2, une vue latérale de la biellette de la figure 1 ; - la figure 3, une vue en perspective d’un demi-berceau de moteur de véhicule automobile dans lequel une zone d’extrémité de la biellette de la figure 1 est fixée selon un exemple d’utilisation, et - la figure 4, une vue en coupe selon un plan transversal « P » de la figure 3 présentant la biellette telle qu’agencée partiellement dans ce berceau.

[0015] Sur la vue en perspective de la figure 1, la biellette anti-couple 10 à haute protection selon l’invention - destinée en particulier à être utilisée pour limiter les vibrations d’un moteur de véhicule automobile - présente deux zones d’extrémité « A » et « B » reliées par un bras 11 qui s’étend selon un axe principal X’X. La zone d’extrémité « A » du bras 11 comporte un insert rigide 3 - cylindrique d’axe Z’Z dans l’exemple non limitatif de réalisation - maintenu en position par une monture en matériau élastique élastomère 2. Cette monture en matériau élastiquement déformable 2 - ci-après « monture élastique » - comporte des entretoises 20 prenant appui sur une armature externe rigide 1, en matériau métallique dans l’exemple. L’armature externe 1 définit le pourtour de la zone « A » et se prolonge par le bras 11. La zone d’extrémité « A » est destinée à fixer un élément d’une structure à protéger, le berceau dans lequel le moteur est ancré dans l’exemple de réalisation (cf. figures 3 et 4).

[0016] Dans la zone d’extrémité « B » de la biellette 10, l’armature externe 1 forme un talon T comportant un insert rigide 3’, cylindrique dans l’exemple illustré. Cet insert rigide 3’ est maintenu en position par une monture de maintien rigide 2’ ou élastiquement déformable en appui sur le talon T. L’insert 3’ de la zone « B » s’étend selon un axe ΥΎ de sorte que chaque axe X’X, ΥΎ et Z’Z -respectivement du bras 11, de l’insert 3’ et de l’insert 3 - est perpendiculaire au plan formé par les deux autres axes. La zone d’extrémité « B » se fixe sur un organe vibrant, le moteur d’un véhicule automobile dans l’utilisation ci-dessous (cf. figures 3 et 4), et la zone d’extrémité « A » sur une structure à protéger des vibrations, le berceau du moteur dans cette utilisation. La monture de maintien élastique 2 exerce alors une fonction anti-couple pour éviter la transmission des vibrations du moteur au berceau, et donc aussi au bâti - châssis, carrosserie, habitacle - du véhicule automobile.

[0017] De plus, un écran de protection 4 en forme de flasque sensiblement plan - d’épaisseur négligeable (par exemple d’un facteur pouvant varier entre 10 à 100) par rapport aux deux autres dimensions définissant sa surface principale -est agencé entre les deux zones d’extrémité « A » et « B » en entourant l’armature rigide 1 à la manière d’une collerette. L’écran de protection 4 est positionné dans l’exemple illustré contre la zone d’extrémité « A » à protéger des vibrations et des sollicitations thermiques. Cet écran de protection 4 préserve la monture de maintien en matériau élastique élastomère 2 des détériorations provoquées par la chaleur diffusée par l’organe vibrant, le moteur ou une ligne d’échappement dans l’utilisation ci-dessous. II protège également des projections liquides (eau, huile, etc.) qui pourraient atteindre la monture.

[0018] Selon l’invention, l’écran de protection 4 et la monture élastique 2 viennent de moulage. Ceci améliore la simplicité de fabrication de la biellette 10, et évite des risques de variation de position ou de déformation dans le temps qu’apporterait un écran de protection rapporté, emmanché, vissé ou clipsé. L’écran de protection 4 s’étend sur une surface d’étendue supérieure à celle de la projection de la zone d’extrémité « A » sur celle-ci, en particulier de la section locale de l’armature 1 au niveau de l’écran 4, ce qui lui permet de protéger efficacement la monture de maintien élastique 2. Dans l’exemple illustré, la surface principale de l’écran de protection 4 est perpendiculaire à l’axe X’X du bras 11 mais peut, dans d’autres réalisations, être inclinée sur cet axe X’X.

[0019] La monture élastique 2 est réalisée suivant un procédé d’injection/vulcanisation et adhérisation par liaison chimique d’une matière élastique, caoutchouc naturel dans l’exemple de réalisation, sur l’armature rigide 1. L’écran de protection 4 est réalisé par le même procédé, de manière simultanée ou séquentielle selon des variantes de mise en œuvre, en utilisant un outillage commun avec la monture élastique 2 pour obtenir la forme combinée de la monture 2 et de l’écran de protection 4. Selon des variantes, l’écran de protection 4 peut être ou non en contact avec la monture élastique 2.

[0020] Avantageusement, l’écran de protection 4 présente une souplesse suffisante pour être adaptable en fonction de l’environnement qui préexiste lors de son montage dans la structure à protéger, le berceau de moteur dans l’utilisation décrite ci-dessous. En pratique, selon la nature chimique de l’écran de protection 4, ce dernier présente une souplesse pouvant varier de souple à semi-rigide, de sorte à permettre une déformation sans se briser lors de son montage et un retour élastique de l’écran de protection dans sa position d’origine.

[0021] La figure 2 montre une vue latérale de la biellette 10 selon la figure 1. La vue illustrée permet de montrer que, dans cet exemple de réalisation, l’écran de protection 4 s’étend dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe principal X’X du bras de biellette 11. Dans d’autres exemples de réalisation, l’écran de protection 4 est incliné sur l’axe X’X selon différents angles, sa structure souple lui permettant de sortir sans difficulté du moule de fabrication de la biellette 10 et son inclinaison de s’adapter à l’environnement pour se fixer à la structure à protéger du rayonnement thermique.

[0022] Sur la vue en perspective de la figure 3, la biellette 10 des figures précédentes est agencée, en utilisation, par sa zone d’extrémité « A » (cf. figures 1 et 2) dans un berceau 5 monté sur un châssis du véhicule (seul un demi-berceau est représenté), le berceau étant le support dans lequel est ancré le moteur (non représenté). Un autre demi-berceau (non représenté) vient compléter l’encadrement de suspension du moteur. La zone d’extrémité « A » de la biellette 10 a été introduite dans le demi-berceau 5 via l’orifice 6 qui est ensuite obturé par l’écran de protection 4. L’écran de protection permet alors de protéger la zone d’extrémité « A » du moteur ou d’une ligne d’échappement connectée au moteur. La vis 9 (cf. également la vue en coupe de la figure 4), placée dans l’insert rigide de fixation 3, réalise une fixation souple de la biellette 10 sur le demi-berceau 5 via la monture anti-couple élastique 2 (cf. figure 1). Restent en dehors du demi-berceau 5, le bras 11 prolongé par l’armature 1’ munie de l’insert 3’ de fixation au moteur. La structure rigide de cette armature 1 ’ et de la monture 2’ sans matériau élastique est adaptée aux fortes chaleurs du moteur ou d’une ligne d’échappement reliée au moteur.

[0023] Avantageusement, le véhicule automobile dispose également d’un calculateur de commande d’électrovannes afin d’assister les biellettes telles que la biellette 10 qui relient le moteur aux demi-berceaux, tels que le demi-berceau 5, dans leur fonction anti-couple.

[0024] La vue en coupe de la figure 4, selon le plan transversal « P » de la figure 3, présente la biellette 10 placée dans le demi-berceau 5 par sa zone d’extrémité « A » via l’ouverture 6. L’écran de protection 4, en matériau souple, a été préalablement passé au travers de l’ouverture 6 par déformation du fait de sa souplesse, malgré ses dimensions supérieures à celles de l’orifice 6 dans l’exemple illustré. Sur cette vue en coupe apparaît la cavité 8 du demi-berceau 5 qui permet à la zone d’extrémité « A » de la biellette 10 d’osciller en fonction des vibrations reçues.

[0025] L’invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, l’écran de protection peut être moulé par injection, par exemple juste après ou avec le matériau élastiquement déformable de la monture élastique, la matière de cet écran de protection étant alors injectée dans une gorge formée dans l’armature rigide ou, plus généralement, dans une structure de maintien mécanique (canal, nervure, etc.). De ce fait, l’écran protecteur n’est pas adhérisé chimiquement à l’armature mais rapporté mécaniquement.

[0026] De plus, le matériau élastiquement déformable de la monture peut être injecté et adhérisé sur une armature intermédiaire rigide, la monture intermédiaire et la monture élastiquement déformable étant ensuite respectivement couplés par assemblage sur l’insert et l’armature externe. Dans ces conditions, l’écran de protection est lié à la monture élastique et à l’armature intermédiaire sans présenter d’interface physique directe avec l’armature externe.

[0027] Par ailleurs, en situation dans un berceau, l’écran de protection peut être positionné à l’intérieur ou par l’extérieur du berceau, c’est-à-dire entre le moteur et l’ouverture de la cavité.

[0028] En outre, la surface de l’écran de protection peut être courbe pour s’adapter à la courbure du berceau et peut s’étendre dans un plan incliné sur l’axe du bras de biellette. L’écran de protection reste alors compatible avec la direction de démoulage commune avec la monture élastique. En effet, contrairement à un procédé d’injection de matière rigide, le caractère souple de la matière plastique de l’écran de protection 4 autorise une forme en légère contre-dépouille sans remettre en cause l’ouverture du moule d’injection.

[0029] De plus, le matériau élastiquement déformable peut être au moins partiellement en caoutchouc naturel, en élastomère, en silicone et/ou en thermoplastique élastomère dit TPE; et le matériau de l’écran de protection peut être choisi parmi: le polychlorure de vinyle dit PVC, les polyamides, le polypropylène copolymère dit PPC, l’acrylonitrile-butadiène-styrène dit ABS, le polyamide 6 dit nylon, en particulier chargé en fibres de verre pour augmenter sa rigidité, les polycarbonates, et un thermoplastique élastomère.

[0030] Enfin, l’invention s’applique hors du domaine de l’automobile, lorsque qu’une biellette anti-couple est exposée à un rayonnement thermique, par exemple pour tous les types de véhicule de transport motorisé, par exemple en aéronautique, ou pour les machines-outils.

Claims

REVENDICATIONS

1. Biellette anti-couple (10) équipée d’un écran de protection (4), et comportant un bras longitudinal (11) s’étendant selon un axe (X’X) et présentant deux extrémités (A, B) munies de moyens de connexion (2, 3; 2’, 3’) les moyens de connexion (2, 3; 2’, 3’) comportant un insert (3, 3’) et une monture de maintien en position (2, 2’) entourant chaque insert (3, 3’), caractérisée en ce que l’écran de protection (4) et une monture en matériau élastiquement déformable (2) sont constitués de matériaux venant de même moulage.
2. Biellette anti-couple (10) selon la revendication 1, dans laquelle le matériau de l’écran de protection (4) et le matériau de chaque monture (2) sont des polymères de nature chimique différente et viennent d’un même moulage bi-matière.
3. Biellette anti-couple (10) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle l’écran de protection (4) est en matériau plastique souple à semi-rigide.
4. Biellette anti-couple (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’écran de protection (4) présente une forme de flasque de surface principale supérieure en dimension à la projection des extrémités (A, B) du bras (11) sur l’écran de protection (4).
5. Biellette anti-couple (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les montures de maintien en position sont en matériau élastiquement déformable et viennent de moulage avec l’écran de protection (4).
6. Procédé de moulage d’un écran de protection (4) et d’une monture en matériau élastique (2) d’une biellette anti-couple (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il consiste à former par injection une surface de matière de l’écran de protection (4) parallèle à la direction d’injection de la monture en matériau élastique (2) sur l’armature rigide (1) de sorte à réaliser une direction de démoulage commune, les injections étant mises en œuvre de manière simultanée ou séquentielle par un outillage commun.
7. Procédé de moulage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il consiste à injecter l’écran de protection (4) dans une structure de maintien mécanique de l’armature rigide (1).
8. Procédé de moulage selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu’il consiste à adhériser par injection le matériau élastiquement déformable de la monture (2) sur une armature intermédiaire rigide, l’armature intermédiaire et la monture en matériau élastiquement déformable (2) étant ensuite assemblés respectivement sur l’insert (3) et l’armature externe (1).
9. Procédé de montage d’une biellette anti-couple selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comportant en ses extrémités une monture en matériau élastique (2) et une monture rigide (2’) entre un moteur de véhicule automobile et un berceau (5) de support du moteur, caractérisé en ce qu’il consiste à introduire une première extrémité (A) de la biellette (10) comportant une monture (2) en matériau élastiquement déformable dans une cavité rigide (8) du berceau (5) à travers un orifice (6) de la cavité (8); passer l’écran de protection (4) par cet orifice (6) présentant un contour autorisant un tel passage par pliage de l’écran (4) en matériau souple si besoin ; fixer la biellette (10) dans cette cavité (8) par l’intermédiaire de l’insert (3) de la monture en matériau élastiquement déformable (2); l’autre extrémité (B) de la biellette (10) est reliée au moteur via l’insert (3’) de la monture rigide (2’).
10. Véhicule automobile équipé d’un moteur et d’une structure à protéger (5) des vibrations provoquées par le moteur, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une biellette anti-couple (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, la biellette anti-couple (10 étant montée entre le moteur et la structure à protéger des vibrations (5) selon la revendication 9, et l’écran de protection (4) et la monture en matériau élastiquement déformable (2) étant moulés selon l’une quelconque des revendications 6 à 8.