Brevet FR2888903A1 — publié le 20070126

La présente invention concerne un dispositif pour amortir les vibrations d'un élément longiligne, tel qu'un câble ou un ensemble à gaine et câble logé dans la gaine et pouvant être utilisé pour la commande d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile. Dans le cas d'une commande d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile à câble pouvant se déplacer longitudinalement dans une gaine, il est nécessaire d'atténuer efficacement les vibrations de l'ensemble à câble et gaine afin de limiter les niveaux d'impact entre le câble et la gaine, car ils génèrent des bruits parasites dans les conditions de marche du véhicule. L'invention a par conséquent pour but de réaliser un dispositif d'amortissement qui entre en fonction uniquement lorsque la réponse vibratoire de l'élément longiligne oscillant dépasse un niveau critique et qui est particulièrement robuste et fiable tout en présentant une grande efficacité d'amortissement. A cet effet, selon l'invention, le dispositif pour amortir les vibrations d'un élément longiligne, tel qu'un câble ou un ensemble à gaine et câble logé dans la gaine pouvant être utilisé pour la commande d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, est caractérisé en ce qu'il comprend une pièce solidaire de l'élément longiligne en faisant saillie relativement à sa direction longitudinale et portant à l'opposé de cet élément un moyen de friction en contact sous une pression prédéterminée avec au moins une face d'un corps rigide relativement fixe de manière à permettre l'amortissement, par une alternance entre les phases de glissement et les phases de blocage du moyen de friction sur la face du corps, des mouvements oscillants de l'élément longiligne. Selon un premier mode de réalisation, la pièce portant le moyen de friction comprend un disque solidaire coaxialement de l'élément longiligne et le moyen de friction comprend au moins deux pastilles de friction solidaires de la face du disque en regard de la face plane, parallèle au disque, du corps rigide, et qui sont régulièrement espacées sur une même circonférence du disque au voisinage de son bord périphérique externe. Le disque s'étend sensiblement perpendiculairement à l'élément longiligne et est rigide suivant cette direction. Avantageusement, le disque comprend trois pastilles de friction régulièrement espacées. Le dispositif comprend en outre un moyen de réglage de la pression de contact de chaque pastille de friction et constitué par un organe élastiquement déformable en appui sur la face du disque opposée à celle comportant la pastille de friction, et une vis traversant une paroi plane du corps rigide parallèle à la paroi de ce corps comportant la face plane de contact de la pastille de friction, de manière que l'extrémité de la vis exerce sur l'organe élastiquement déformable une force de précontrainte perpendiculaire au disque. Les organes élastiquement déformables sont situés en regard respectivement des pastilles de friction. Lorsque l'élément longiligne est constitué par l'ensemble à câble et gaine d'une commande d'une boîte de vitesses de véhicule automobile, l'une des extrémités de la gaine est logée dans un embout d'arrêt solidaire d'une paroi de support elle-même solidaire de la boîte de vitesses ou de la caisse du véhicule et à laquelle est fixé le corps rigide formé par un boîtier traversé par l'ensemble à câble et gaine à l'opposé de la paroi de support. Selon un second mode de réalisation, la pièce portant le moyen de friction est constituée par une tige rigide perpendiculaire à l'élément longiligne et dont l'extrémité opposée à celle solidaire de cet élément porte le moyen de friction formé par un patin cylindrique logé dans une partie tubulaire du corps rigide de plus grand diamètre que celui du patin cylindrique de manière que ce patin soit en contact sur une portion de sa surface latérale externe avec la surface latérale interne de la partie tubulaire du corps rigide. Le patin cylindrique comporte une rainure longitudinale au fond de laquelle est logée l'extrémité de la tige rigide et le dispositif comprend en outre un moyen de réglage de la pression de contact du patin sur la surface latérale interne de la partie tubulaire du corps rigide, constitué par un organe élastiquement déformable en appui sur au moins une partie de l'extrémité de la tige rigide et faisant saillie de la rainure longitudinale, et une vis traversant la paroi de la partie tubulaire du corps rigide de manière que l'extrémité de la vis exerce sur l'organe élastiquement déformable une force de précontrainte radiale. Selon un troisième mode de réalisation, la pièce portant le moyen de friction est constituée par une tige rigide perpendiculaire à l'élément longiligne et le moyen de friction est réalisé en une seule pièce en prolongement de l'extrémité libre de la tige et est constitué par un bourrelet creux élastiquement déformable en direction perpendiculaire à la tige, le bourrelet étant logé dans une partie tubulaire du corps rigide en étant en contact de friction avec la surface latérale interne de la partie tubulaire du corps rigide. Le corps rigide est entièrement tubulaire et est fixé, à son extrémité opposée la tige rigide, à la caisse du véhicule automobile par l'intermédiaire d'une liaison à rotule. Chaque organe élastiquement déformable est constitué par un bloc en matériau élastomère, au moins un ressort hélicoïdal de compression ou au moins une lame élastique. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant trois modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif d'amortissement conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'un disque en deux parties du dispositif d'amortissement de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un dispositif d'amortissement suivant un second mode de 10 réalisation de l'invention; -la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; et - la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un dispositif d'amortissement suivant un troisième mode de 15 réalisation de l'invention. L'invention va être décrite dans l'application à un ensemble à câble et gaine d'une commande externe de boîte de vitesses pouvant être soumis à des vibrations d'un véhicule automobile, mais il est bien entendu qu'elle peut s'appliquer à un câble ou tout autre élément longiligne pouvant subir des mouvements d'oscillation à amortir. Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation du dispositif d'amortissement de l'invention. Selon ce dispositif situé côté boîte de vitesses, la référence 1 désigne un câble logé dans une gaine 2 en pouvant coulisser de façon commandée dans celle-ci, l'une des extrémités de la gaine 2 étant logée et maintenue axialement dans un embout d'arrêt 3 solidaire d'une plaque de support 4 fixée à la boîte de vitesses ou à la caisse du véhicule. Le câble 1 se prolonge au-delà de l'embout d'arrêt 3 dans un tube de guidage 5 dont une extrémité est reliée à l'embout d'arrêt 3 par une liaison à rotule 6, le câble 1 étant solidaire, dans le tube de guidage 5, d'un embout de câble 7 sortant du tube de guidage 5. Le dispositif d'amortissement de l'invention comprend un corps rigide 8 en forme de boîtier solidaire, par des boulons de fixation 9, de la paroi plane de support 4, le corps 8 pouvant être métallique ou en une 5 matière plastique. Le boîtier 8 est pourvu à l'intérieur de celui-ci d'une première paroi plane annulaire 10 s'étendant parallèlement à la paroi de support 4. Le dispositif d'amortissement comprend en outre un disque 11 solidaire coaxialement de la gaine 2 sans aucun jeu avec cette dernière et qui est rigide dans la direction radiale à la gaine 2 et, le cas échéant, relativement souple dans la direction axiale de cette gaine. Le disque il a un diamètre tel qu'il se trouve en partie en regard de la paroi annulaire 10 et porte sur sa face en regard de la paroi 10 plusieurs patins de friction 12 en forme de pastilles fixées, par exemple par collage, à la face de ce disque. Les pastilles de friction 12 sont fixées au voisinage de la périphérie externe du disque 11 et sont régulièrement espacées sur une même circonférence de ce disque. Comme représenté en figure 2, trois pastilles de friction 12 sont prévues. Cette figure montre également que le disque 11 résulte de la fixation de deux demi-disques lla pour assurer son montage sur la gaine 2. A cet effet, chaque demi-disque lla comporte deux parties de secteur llb pouvant être fixées par chevauchement les unes sur les autres, par exemple par collage, soudage, vissage ou par encliquetage, de manière à constituer le disque plein 11. Chaque pastille 12 est maintenue à une pression prédéterminée en contact de friction avec la face correspondante 10a de la paroi 10 et cette pression de contact peut être réglée par un moyen comprenant un organe élastiquement déformable 13, dans le cas présent constitué par un petit bloc en matériau élastomère, tel que du caoutchouc, en appui sur la face du disque 11 opposée à celle portant la pastille de friction 12, l'organe 13 étant situé au même niveau que la pastille de friction 12. Le moyen de réglage comprend en outre une vis 14 traversant un trou taraudé d'une seconde paroi 15 du boîtier 8 parallèle à la paroi 10, de manière que l'extrémité de la vis 14 exerce une pression réglable sur l'organe en matériau élastiquement déformable 13 pour, par conséquent, régler la pression de contact de la pastille de friction 12 sur la face l0a de la paroi 10. L'extrémité de la vis 14 peut être solidaire d'une plaque rigide 16 en appui sur l'organe élastiquement déformable 13, la plaque 16 pouvant comporter quatre bords encadrant partiellement l'organe 13. Les moyens de réglage 13, 14, 16 sont régulièrement espacés à l'opposé des pastilles de friction 12 sur une même circonférence que ces pastilles et en regard de ces dernières. En vissant ou dévissant chaque vis 14, on fait varier la pression d'écrasement de l'organe élastiquement déformable 13 et, par conséquent, la force exercée perpendiculairement au disque 11 sur la pastille de friction correspondante pour régler sa pression de contact sur la face l0a de la paroi 10. Bien entendu, au lieu d'être constitué par un bloc en matériau élastomère, chaque organe 13 peut être constitué par un ressort hélicoïdal de compression disposé entre la plaque de maintien 16 et le disque 11 perpendiculairement à ce dernier ou par une lame élastique par exemple recourbée en forme de V et interposée entre la plaque de maintien 16 et le disque 11. Le dispositif d'amortissement de l'invention entre en fonction uniquement lorsque la réponse vibratoire de la gaine 2 et du câble 1 dépasse une amplitude critique déterminée par la pression de contact des pastilles de friction 12 sur la face 10a de la paroi 10. Ainsi, lorsque les oscillations de la gaine 2 atteignent ou dépassent cette amplitude, les mouvements radiaux de cette gaine sont transmis au disque 11 pour produire un glissement de friction entre les pastilles 12 et la face l0a de la paroi 10, un compromis pouvant être obtenu entre les phases où se produit ce glissement et celles où il n'y a pas de glissement, par réglage de la pression de contact des pastilles de friction 12 sur la face 10a à l'aide des vis 14 et des organes élastiquement déformables 13. Le dispositif d'amortissement du second mode de réalisation représenté aux figures 3 et 4 comprend une tige rigide 17 pouvant être réalisée en une matière plastique et dont une extrémité est solidaire de la gaine 2 de manière que la tige 17 s'étende sensiblement perpendiculairement à cette gaine. La fixation de la tige 17 à la gaine 2 peut s'effectuer par l'intermédiaire d'un collier de serrage intégré à cette tige afin de faciliter sa fixation à la gaine 2. Ainsi, la tige 17 est suffisamment rigide suivant sa direction longitudinale et fixée sur la gaine 2 sans jeu de manière que les mouvements radiaux de la gaine soient transmis efficacement à cette tige. La tige 17 porte au voisinage de son extrémité libre opposée à la gaine 2 un patin cylindrique de friction 18 logé dans une partie tubulaire du corps rigide 8 qui, dans le cas présent, est entièrement tubulaire et ayant sa paroi en bout opposée au patin cylindrique 18 reliée à une liaison à rotule 19 d'une plaque 20 pouvant être fixée à un emplacement approprié de la caisse du véhicule. Le patin cylindrique 18 a un diamètre inférieur au diamètre de la surface latérale interne 8a de la partie tubulaire 8 et est maintenu en contact sur une portion de sa surface périphérique externe sur une partie correspondante de la surface latérale interne 8a de la partie tubulaire 8 comme indiqué en 18a. Le patin cylindrique 18 comporte une rainure longitudinale 18b au fond de laquelle est logée la partie d'extrémité correspondante de la tige 17 qui est fixée au patin 18 par exemple par collage. Comme pour le premier mode de réalisation, un moyen de réglage de la pression de contact du patin 18 sur la surface interne de la partie tubulaire 8 est prévu. Ce moyen comprend un petit bloc en matériau élastomère 21 ayant une partie logée dans la rainure 18b du patin 18 en appui sur la tige 17 et une partie située à l'extérieur de ce patin sur laquelle est en appui une extrémité libre d'une vis de réglage 22 traversant un trou taraudé réalisé au travers de la paroi latérale de la partie tubulaire 8. Comme représenté plus clairement en figure 4, l'extrémité de la vis 22 est solidaire d'un petit élément en profilé 23 en appui sur l'organe en matériau élastiquement déformable 21 de manière que la vis 22 puisse exercer une pression radiale sur cet organe pour l'écraser plus ou moins et, par conséquent, régler la pression de contact du patin 18 dans la partie tubulaire 8. En fonctionnement, le dispositif de ce second mode de réalisation produit un fort effet d'amortissement, dans la direction de glissement du patin 18 dans la partie tubulaire 8, c'est-à-dire dans la direction parallèle à l'axe longitudinal de cette partie tubulaire, lorsque les oscillations de la gaine 2 sont d'une amplitude suffisante pour générer ce glissement, tout en maintenant un compromis entre les phases où se produit effectivement ce glissement et celles où il n'y a pas de glissement. Le dispositif d'amortissement de la figure 5 comprend également une tige 24 rigide suivant sa direction longitudinale et solidaire, par l'une de ses extrémités, de la gaine 2 de la même manière que la tige 17 du second mode de réalisation, de façon que les mouvements radiaux de la gaine 2 soient transmis efficacement à la tige. Le moyen de friction porté par la tige 24 est réalisé en une seule pièce avec cette dernière et est constitué par un bourrelet creux 25 élastiquement déformable en direction perpendiculaire à la tige 24. Le bourrelet 25 est fixé à l'extrémité de la tige 24 en prolongement de cette dernière et présente en section longitudinale approximativement la forme d'un losange élastiquement déformable suivant sa diagonale perpendiculaire à l'axe longitudinal de la tige 24. Le bourrelet 25 est logé dans une partie d'extrémité tubulaire du corps rigide 8 identique au corps 8 de la figure 3 et pouvant être relié à une partie de la caisse du véhicule par la liaison à rotule 19 et la plaque de fixation 20. Ainsi, le bourrelet 25 est en contact de friction dans la partie tubulaire du corps 8 par ses deux coins arrondis situés aux extrémités de la diagonale du bourrelet 25 perpendiculaire à la tige 24. En fonctionnement, le dispositif d'amortissement de ce troisième mode de réalisation produit un fort effet d'amortissement dans la direction de glissement du bourrelet 25 suivant l'axe longitudinal de la partie tubulaire 8 lorsque les oscillations de la gaine 2 ont une amplitude suffisante pour produire un glissement entre le bourrelet 25 et la surface latérale interne de la partie 8, tout en maintenant un bon compromis entre les phases où il y a effectivement un tel glissement et celles où il n'y en a pas. Contrairement aux deux modes de réalisation précédents, le dispositif d'amortissement de la figure 5 n'autorise pas de réglage de la pression de contact entre le bourrelet 25 et la surface latérale interne du corps 8, pression de contact qui est constante dans ce mode de réalisation. Bien que cela ne soit pas représenté, des masses peuvent être ajoutées au disque 11 et aux tiges 17 et 24 des trois modes de réalisation ci-dessus décrits pour modifier le comportement modal du corps oscillant constitué par l'ensemble à câble 1 et gaine 2. Le dispositif d'amortissement des différents modes de réalisation de l'invention permet de transformer les conditions limites du corps oscillant lorsqu'un certain niveau de réponse vibratoire est atteint. Ainsi, la fréquence naturelle de vibration du corps oscillant varie avec l'état du ou des moyens de friction. En fait, il est possible de définir deux fréquences naturelles à partir des deux situations extrêmes où le coefficient de frottement de chaque moyen de friction est infini ou ce coefficient de frottement est nul. La mise en précontrainte de chaque moyen de friction sur sa face de contact permet d'imposer et/ou d'ajuster les efforts permettant l'apparition de glissement au niveau de chaque moyen de friction. Ainsi, pour un niveau d'excitation donné du corps oscillant, il est possible d'ajuster la précontrainte de façon à obtenir un bon compromis entre les phases où chaque moyen de friction est glissant et celles où il n'est pas glissant. En agissant de la sorte, le corps oscillant ne pourra donc plus entrer pleinement en résonance pour certains niveaux d'excitation, ce qui équivaut à introduire une forte action d'amortissement. La plage d'efficacité du dispositif d'amortissement va dépendre de cette précontrainte, du coefficient de frottement de chaque moyen de friction et de l'influence des conditions limites imposées par chaque moyen de friction sur le corps oscillant. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour amortir les vibrations d'un élément longiligne (1,2), tel qu'un câble (1) ou un ensemble à gaine (2) et câble (1) logé dans une gaine (2) et pouvant être utilisé pour la commande d'une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce (11; 17; 24) solidaire de l'élément longiligne (1,2) en faisant saillie relativement à sa direction longitudinale et portant à l'opposé de cet élément un moyen de friction (12; 18; 25) en contact sous une pression prédéterminée avec au moins une face (l0a; 8a) d'un corps rigide relativement fixe (8) de manière à permettre l'amortissement, par une alternance entre les phases de glissement et les phases de blocage du moyen de friction (12; 18; 25) sur la face (l0a; 8a) du corps (8), des mouvements oscillants de l'élément longiligne (1,2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce portant le moyen de friction comprend un disque (11) solidaire coaxialement de l'élément longiligne (1,2) et le moyen de friction comprend au moins deux pastilles de friction (12) solidaires de la face du disque (11) en regard de la face plane (l0a), parallèle au disque (11), du corps rigide (8), et qui sont régulièrement espacées sur une même circonférence du disque (11) au voisinage de son bord périphérique externe. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le disque (11) s'étend sensiblement perpendiculairement à l'élément longiligne (1,2) et est rigide suivant cette direction. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le disque (11) comprend trois pastilles de friction (12) régulièrement espacées. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de réglage de la pression de contact de chaque pastille de friction (12) et constitué par un organe élastiquement déformable (13) en appui sur la face du disque opposée à celle comportant la pastille de friction (12), et une vis (14) traversant une paroi plane (15) du corps rigide (8) parallèle à la paroi (10) de ce corps comportant la face plane de contact (l0a) de la pastille de friction (12) de manière que l'extrémité de la vis (14) exerce sur l'organe élastiquement déformable (13) une force de précontrainte perpendiculaire au disque (11). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les organes élastiquement déformables (13) sont situés en regard respectivement des pastilles de friction (12). 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que, lorsque l'élément longiligne (1,2) est constitué par l'ensemble à câble (1) et gaine (2) d'une commande d'une boîte de vitesses de véhicule automobile, l'extrémité de la gaine (2) est logée dans un embout d'arrêt (3) solidaire d'une paroi de support (4) elle-même solidaire de la boîte de vitesses ou de la caisse du véhicule et à laquelle est fixé le corps rigide (8) formé par un boîtier traversé par l'ensemble à câble (1) et gaine (2) à l'opposé de la paroi de support (4). 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce portant le moyen de friction est constituée par une tige rigide (17) perpendiculaire à l'élément longiligne (1,2) et dont l'extrémité opposée à celle solidaire de cet élément porte le moyen de friction formé par un patin cylindrique (18) logé dans une partie tubulaire du corps rigide (8) de plus grand diamètre que celui du patin cylindrique (18) de manière que ce patin soit en contact sur une portion de sa surface latérale externe avec la surface latérale interne (8a) de la partie tubulaire du corps rigide (8). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le patin cylindrique (18) comporte une rainure longitudinale (18b) au fond de laquelle est logée l'extrémité de la tige rigide (17) et en ce qu'il comprend un moyen de réglage de la pression de contact du patin (18) sur la surface latérale interne de la partie tubulaire du corps rigide (8), constitué par un organe élastiquement déformable (21) en appui sur au moins une partie de l'extrémité de la tige rigide (17) et faisant saillie de la rainure longitudinale (18b), et une vis (22) traversant la paroi de la partie tubulaire du corps rigide (8) de manière que l'extrémité de la vis (22) exerce sur l'organe élastiquement déformable (21) une force de précontrainte radiale. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce portant le moyen de friction est constituée par une tige rigide (24) perpendiculaire à l'élément longiligne (1,2) et le moyen de friction est réalisé en une seule pièce en prolongement de l'extrémité libre de la tige (24) et est constitué par un bourrelet creux (25) élastiquement déformable en direction perpendiculaire à la tige (24), le bourrelet (25) étant logé dans une partie tubulaire du corps rigide (8) en étant en contact de friction avec la surface latérale interne de la partie tubulaire du corps rigide (8). 11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le corps rigide (8) est entièrement tubulaire et est fixé, à son extrémité opposée à la tige rigide (17; 24), à la caisse du véhicule automobile par l'intermédiaire d'une liaison à rotule (19). 12. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que chaque organe élastiquement déformable (13; 21) est constitué par un bloc en matériau élastomère, au moins un ressort hélicoïdal de compression ou au moins une lame élastique.