Brevet FR2836532A1 — publié le 20030829

Structure munie d'un dispositif anti-vibratoire L'invention concerne une structure munie d'un dispositif anti-vibratoire. L'invention a pour but de diminuer les effets d'une fréquence de vibration sur une structure, en particulier lorsque cette structure est soumise à une source vibratoire. L'invention est plus particulièrement destinée au domaine de l'automobile mais pourrait être utilisée dans d'autres domaines. Une vibration d'une structure correspond aussi à une ondulation de la structure. La structure peut être par exemple une tôle de la carrosserie d'un véhicule qui peut alors subir une ondulation lorsque ce véhicule est en marche. L'ondulation provient de la source vibratoire. Une source vibratoire est formée, par exemple dans le cas d'un véhicule, par le déplacement alternatif de pistons dans des cylindres d'un moteur ou bien par les déplacements d'arbres de roue répercutant les irrégularités du sol. Une source vibratoire a pour conséquence d'entraîner une vibration des structures qui entourent cette source vibratoire. La vibration ou la déformation d'une structure soumise à une source vibratoire, notamment la vibration d'une tôle au cours du fonctionnement d'un moteur du véhicule, peut générer un bruit. Ce bruit peut devenir désagréable pour le conducteur. Ce bruit peut être un facteur de fatigue supplémentaire pour le conducteur effectuant de longs trajets. En outre, une déformation trop importante ou trop fréquente de la structure, en particulier à une fréquence de vibration donnée, peut également entraîner la détérioration d'éléments situés aux alentours de cette structure. Ces éléments peuvent être, par exemple, des attaches d'ancrage de la structure. Pour empêcher une déformation de la structure trop importante, il est nécessaire de diminuer l'amplitude des vibrations. Pour diminuer l'amplitude de vibration de la structure, il est connu des dispositifs situés à la surface de la structure à calmer. Ces dispositifs ont pour effet de diminuer l'amplitude de vibration par amortissement de la fréquence de résonance de la structure. Ils consistent en général à appliquer des masses à diverses endroits de cette structure pour modifier cette fréquence de résonance. Par exemple, il est aussi connu de suspendre une masse à un ressort, le ressort étant lui-même monté sur la structure à calmer. L'amplitude de la vibration est diminuée pour une fréquence de résonance correspondant en pratique à une fréquence de résonance de l'ensemble ressort-masse. Cependant, de tels dispositifs ne permettent pas d'amortir , des vibrations vibrant à une fréquence supérieure à quelques Hertz, par exemple plusieurs dizaines de Hertz. Pour amortir des vibrations dans une structure vibrant à une fréquence de vibration supérieure à dix Hertz, il est connu un autre dispositif. Cet autre dispositif comporte une masse entourée d'un ensemble en caoutchouc, et fixée solidairement à la surface d'une structure d'un véhicule. De la même manière que dans le dispositif précédemment décrit, ce dispositif permet d'amortir des vibrations jusqu'à un kiloHertz. Ce dispositif a l'avantage de posséder une grande bande passante. Cette grande bande passante permet d'adapter le dispositif d'une structure vibrant à une fréquence donnée, à une autre structure vibrant à une autre fréquence donnée. Par exemple, cette tolérance de variation de fréquence du dispositif permet d'adapter le dispositif d'un véhicule d'une marque à un véhicule d'une autre marque. Cependant, avec ce dernier dispositif, il n'est également pas possible d'amortir les vibrations d'une structure vibrant à une fréquence de vibration supérieure à un kiloHertz. Pour amortir les vibrations d'une structure vibrant à une fréquence de vibration supérieure à un kiloHertz, il peut être envisageable d'augmenter le poids de la masse fixée à la structure. Ou bien, il peut être envisageable d'augmenter la largeur de la structure de telle manière que cette structure ne puisse plus se déformer sous l'action d'une source vibratoire donnée. Cependant, l'augmentation du poids de la masse ajoutée et de la structure augmenteraient l'encombrement de tels éléments à l'intérieur du véhicule, et surtout augmenteraient le poids du véhicule. Ainsi, pour amortir une vibration d'une structure vibrant à une fréquence de vibration supérieure à un kiloHertz, tout en évitant d'encombrer et d'augmenter d'avantage l'intérieur du véhicule, l'invention prévoit une masse posée sur la structure et maintenue à la structure par un moyen de fixation de telle manière que cette masse puisse glisser à la surface de la structure par frottement. Par ce dispositif anti-vibratoire, il n'est pas nécessaire d'augmenter le poids de la masse puisque l'amortissement de la vibration peut s'effectuer par une compression exercée par le moyen de fixation sur la masse. Cette compression permet d'admettre un frottement plus ou moins fort de la masse sur la structure. La force de frottement qui en résulte est réglable par vissage du moyen de fixation dans la structure et est fonction de la fréquence de vibration à atténuer. Dans l'invention, un amortissement horizontal s'effectue par des glissements horizontaux de la masse sur la surface de la structure et selon un plan parallèle à cette structure en mouvement. Cet amortissement horizontal retentit en un amortissement général, pas seulement limité à cette seule direction horizontale. Par cette atténuation verticale et horizontale, il en résulte une diminution plus importante et plus rapide de l'amplitude des vibrations pour une même fréquence de vibration de la structure par rapport aux autres dispositifs préexistants. De plus, par ce dispositif anti-vibratoire selon l'invention, il est possible d'amortir les vibrations d'une structure vibrant à une fréquence de vibration jusqu'à trois kiloHertz. L'invention a donc pour objet une structure munie d'un dispositif antivibratoire qui comporte une masse et un moyen de fixation, la masse étant fixée à la structure par le moyen de fixation, caractérisée en ce que le dispositif comporte des moyens pour que la masse puisse glisser sur la structure par frottement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont représentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - Figure 1 : une représentation schématique d'une structure munie du dispositif anti-vibratoire, selon l'invention ; - Figure 2 : une coupe transversale d'une masse et d'un moyen de fixation monté sur une structure, selon l'invention ; La figure 1 montre une structure 1, selon l'invention, munie d'un dispositif anti-vibratoire 9 comportant une masse 10 et un moyen de fixation 11. La masse 10 possède une largeur 12 mesurée selon un plan de la structure 1 et une hauteur 13 mesurée selon un axe perpendiculaire à un plan défini par la structure 1. Dans un exemple préféré, figures 1 et 2, la masse 10 a une forme cylindrique circulaire mais pourrait également avoir une forme rectangulaire. La masse 10 est fixée sur la structure 1 par le moyen de fixation 11. Dans un exemple, la masse 10 est formée par un bloc d'acier ou un bloc en matériaux composite. A l'endroit où cette masse repose sur la structure 1, cette structure est plane et accepte des (micro) glissements. Selon l'invention, la masse 10 est fixée à la structure 1 de manière à ce que la masse 10 puisse glisser sur la structure par frottement. Pour glisser par frottement, la masse 10 est maintenue avec une certaine liberté à la structure par le moyen de fixation 11. Selon l'invention, le moyen de fixation peut être une vis 11. Cette vis 11 comporte une tige filetée 14 et une tête 15. La tige 14 de la vis 11 comporte une première extrémité 16 et une deuxième extrémité 17. La première extrémité 16 est destiné à s'insérer dans la structure. Elle possède un filetage à pas de vis mâle. La deuxième extrémité 17 possède la tête 15 de la vis 11. La tête 15 possède un diamètre 18. Dans un exemple, le diamètre 18 de la tête 15 de la vis 11 peut correspondre à la largeur 12 de la masse 10. La première extrémité 16 est destinée à s'insérer dans une cavité 19 de la structure 1. Selon l'invention, la cavité 19 est creusée dans la structure 1, figure 1. Cette cavité 19 possède un alésage 20 muni d'un filetage à pas de vis femelle pour permettre à l'extrémité 16 de la vis 11 de s'insérer dans la cavité 19 par vissage. Selon l'invention, pour fixer la masse 10 à la structure 1, la masse 10 est percée d'un trou 21. Dans l'exemple préféré figures 1 et 2, la masse 10 est percée, de préférence, en un centre et dans le sens de la hauteur 13 du trou 21. Ce trou possède un périmètre 22. Ce trou possède également, de préférence, une forme cylindrique circulaire de manière à faciliter l'insertion de la vis 11. Selon l'invention, ce trou 21 comporte un périmètre ou circonférence 22 de diamètre suffisamment large pour que ce trou 21 admette un passage d'au moins un moyen de fixation 11 au travers de la masse 10 et pour que ce trou 21 admette un espace 23 entre le moyen de fixation 11 et la circonférence 22 de ce trou 21. Sur une coupe transversale d'une masse 10 et de la vis 11 selon le dispositif anti-vibratoire 9, figure 2, il est possible de distinguer l'espace 23. L'espace 23 permet ainsi à la masse 10 non seulement de se déplacer verticalement le long de la tige 14 mais également horizontalement par rapport au plan défini par la structure lorsque la structure 1 vibre. La masse 10 dans ce dernier cas peut se déplacer d'une distance correspondant à l'espace 23 autour du moyen de fixation 11. La vis 11 maintient la masse 10 à la surface de la structure 1 en fixant non solidairement la masse 10 à la structure 1. Par exemple, le couple de serrage de la vis 11 montée directement au contact de la masse 10 est inférieur à un couple pour lequel cette masse est complètement bloquée. La tête 15 de la vis 11 comporte une face inférieure 24 et une face supérieure 25. La face inférieure 24 est destinée à être en regard d'une face supérieure 26 de la masse 10. La face supérieure 25 de la tête 15 de la vis 11 étant placée à l'opposée de la face inférieure 24 de la tête 15. La masse possède également une face inférieure 27 destinée à être en regard de la structure. La vis 11 empêche la masse 10 de s'échapper verticalement de son emplacement par rapport au plan de la structure du fait que la face inférieure 24 de la tête 15 de la vis 11 peut s'appuyer directement sur une face supérieure 26 de la masse 10 et que cet appui peut se répercuter sur la structure 1 par la face inférieure 27 de la masse 10. En s'appuyant directement sur la face supérieure 26 de la masse 10, la vis 11 peut ainsi exercer une force de compression réglable de la masse 10 sur la structure 1 par vissage de la vis 11 dans la structure 1. La force de compression exercée par la masse 10 sur la structure 1 est proportionnelle à l'état d'enfoncement de la première extrémité 16 de la vis 11 dans la structure 1 ou plus généralement à la pression exercée par la tête 15 de la vis 11. Selon un perfectionnement de l'invention, la tête 15 de la vis 11 peut également s'appuyer sur la masse 10 indirectement par l'intermédiaire d'un moyen élastique de compression 28., par exemple un ressort avantageusement cylindrique selon le mode de réalisation représenté par la figure 1, mais le ressort peut également être conique, à pas variable, à spire jointives ou non. Le ressort 28 relie la masse 10 à la vis 11. Ce ressort 28 prend appui depuis la face inférieure 24 de la tête 15 de la vis 11 jusqu'à la face supérieure 26 de la masse 10. Ce ressort 28 possède des propriétés élastiques. Il contribue à amortir l'élévation de la masse suite à une déformation de la structure. Le ressort 28 peut aussi se raccourcir par enfoncement de la vis 11 dans la structure 1. Le ressort 28 peut ainsi être soumis à une force de compression se répercutant sur la masse et la structure. Cette force de compression est réglable et a une valeur qui augmente au fur et à mesure que le ressort est comprimé et que la vis 11 s'enfonce dans la structure 1. Cette force de compression augmente par vissage de l'extrémité 16 de la tige 14 dans la cavité 19 de la structure 1. La tige 14 peut s'enfoncer dans la structure 1 jusqu'à ce que la face inférieure 24 de la tête 15 de la vis 11 se pose sur la face supérieure 26 de la masse 10. La face inférieure 24 de la tête 15 peut se poser sur la face supérieure 26 de la masse 10 par vissage de l'extrémité 16 dans la cavité 19. Pour éviter de visser la tige 14 jusqu'à ce que la masse 10 ne puisse plus se déplacer sur la structure 1, la cavité 19 peut être creusée d'une longueur 29 limitée. Cette longueur 29 est réalisée de telle manière que cette longueur empêche que la tête de la vis, par l'intermédiaire du ressort, s'appuie trop fortement sur la masse de telle manière que la masse ne puisse plus se déplacer latéralement sur la structure. Cette longueur 29 permet également d'exercer une force de compression calibrée sur la masse 10 suffisante de telle manière que cette force calibrée admette des frottements de la masse 10 sur la structure 1. Lorsqu'une structure 1 se met à vibrer, suite à la mise en marche d'un moteur d'un véhicule par exemple, la structure 1 se déforme. La déformation de la structure 1 consiste en une ondulation de la structure 1, Lorsque la structure ondule, le dispositif 9 selon l'invention, exerce une première et une deuxième action sur la structure. Ces deux actions peuvent s'effectuer simultanément. La première action est réalisée par au moins un mouvement vertical de va-et-vient de la masse 10 par rapport au plan défini par la structure 1. Ce mouvement vertical est tel que le soulèvement de la masse 10 sous l'action de la déformation de la structure 1 s'effectue le long de la tige 14. Ce soulèvement est amorti par la contre réaction de la face inférieure 24 de la tête 15 de la vis 11 directement sur la face supérieure 26 de la masse 10. Ou bien le soulèvement de la masse 10 peut également être amorti par la contre réaction indirecte du ressort 28 situé entre la masse 10 et la tête 15 de la vis 11. La deuxième action du dispositif 9 est réalisée par au moins un mouvement horizontal de va-et-vient de la masse 10 par rapport au plan défini par la structure 1. Ce mouvement horizontal est tel que la masse 10 peut se déplacer latéralement en frottement par rapport au plan défini par la structure et à la surface de la structure. En se déplaçant latéralement, la masse 10 amortit les vibrations. La masse 10 amortit d'autant plus la vibration à basse fréquence que la vis est vissée à l'intérieur de la structure. L'action simultanée sur ces deux types de mouvements a pour conséquence de diminuer l'amplitude des vibrations. Par l'action de ce dispositif 9 selon l'invention, il est ainsi possible de diminuer une fréquence de vibration d'une structure vibrant à un fréquence de quelques kiloHertz, par exemple deux à trois kiloHertz. La présente invention est particulièrement efficace sur les freins de véhicule automobile, par exemple les freins à disques. REVENDICATIONS 1-Structure (1) munie d'un dispositif anti-vibratoire (9) qui comporte une masse (10) et un moyen de fixation (11), la masse étant fixée à la structure par le moyen de fixation, caractérisée en ce que le dispositif comporte des moyens pour que la masse puisse glisser sur la structure par frottement. 2-Structure (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse est percée, de préférence en son centre, d'un trou (21) ayant un périmètre (22) de taille suffisamment large de manière à ce que ce trou admette un passage d'au moins un moyen de fixation au travers de la masse et que ce trou admette un espace (23) entre le moyen de fixation et le périmètre de ce trou. 3-Structure (1) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une cavité (19). 4-Structure (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cavité possède une profondeur de longueur (29) telle qu'un enfoncement du moyen de fixation dans cette cavité n'empêche pas la masse de glisser par frottement sur la structure. 5-Structure (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le moyen de fixation comporte des moyens pour exercer une force de compression réglable de la masse sur la structure. 6-Structure (1)-selon la revendication 5 caractérisée en ce que les moyens pour exercer une force de compression comporte un moyen élastique (28) en réaction d'une part contre (26) la masse et d'autre part contre (24) le moyen de fixation. 7.-Structure selon la revendication 6 caractérisée en ce que le moyen élastique (28) est un ressort. 8-Structure (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le moyen de fixation est une vis (11) insérée dans la structure par vissage. 9-Structure (1) selon la revendication 8 caractérisée en ce que la vis comporte une tige (14) destinée à s'insérer dans une cavité de la structure et une tête (15) destinée à s'appuyer directement sur la masse, ou indirectement sur la masse par l'intermédiaire d'un ressort de compression (28).