Brevet FR2929669A1 — publié le 20091009

� DISPOSITIF DE LIMITATION DE L'EFFORT DE TRACTION EXERCE SUR UN CABLE, CABLE ET DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT PAR CABLE AVEC UN TEL DISPOSITIF � La présente invention concerne, d'une façon générale, un dispositif de limitation de l'effort de traction sur un câble, un câble et un dispositif d'actionnement par câble avec un tel dispositif de limitation. Les dispositifs de transmission par actionnement de câble, notamment d'un câble coulissant dans une gaine, sont connus et trouvent de multiples applications mécaniques. On pourra citer, entre autres, diverses commandes pour vélos, motocyclettes ou automobiles concernant notamment des commandes de frein ou d'embrayage. Dans le cas d'un câble d'actionnement gainé, la gaine est relativement souple ce qui permet au câble de se tendre à travers celle-ci avec cependant la création de frottement entre le câble proprement dit et la gaine dans les courbures de celle-ci. Pour une meilleure compréhension des problèmes relatifs à de tels dispositifs d'actionnement, une commande de frein de véhicule va être décrite ci-dessous. Il convient de préciser que cet exemple est donné à titre d'illustration et ne constitue pas une limitation de la présente invention. Dans une commande de frein de stationnement de véhicule automobile, un bras de levier est utilisé pour tirer sur un câble coulissant dans une gaine afin d'actionner un levier se trouvant sur les récepteurs arrière. Un embout, monté à une extrémité du câble, assure la solidarisation du câble avec son moyen d'actionnement, en général un étrier et son levier. Au repos, le câble est relâché et la gaine relativement souple présente des méandres sur le chemin de passage du câble. Lors de l'actionnement du bras de levier, le câble se tend à travers les méandres de la gaine. Il convient de limiter au maximum les pertes engendrées aux courbures du câble et aux frottements. De plus, comme cette commande de frein peut se faire par un tire câble, il est difficile d'estimer la plage d'effort exercé sur le levier de l'étrier par rapport à la plage d'effort généré par le tire câble, indépendamment du fait que ce tire câble soit mécanique ou mécatronique dans le cas d'un frein de parking électrique. L'effort accru sur le câble le fait travailler immodérément et le fatigue prématurément. De plus, il est difficile de trouver un compromis entre l'effort exercé par le tire câble pour assurer un effort minimal à l'étrier et de rester dans la plage d'effort préconisé du câble. Ainsi, dans le cas d'un tel frein de parking, il existe un risque de détérioration de l'étrier par un effort trop important sur celui-ci et un risque de dégradation significative de la durée de vie du câble. Il est connu, notamment des documents US-A- 5 542 513 et US-B-6 978 870 un dispositif de frein de parking à actionneur électrique disposant d'un mécanisme de coupure du moteur lorsque l'effort transmis dépasse une certaine valeur. Un tel mécanisme augmente le prix du dispositif de frein de parking et complique sa fabrication. Le document US-A-3 938 406 présente un dispositif mécanique de limitation de l'effort transmis, dans le cas d'un frein de parking déclenché au pied. L'actionnement du frein provoque le déplacement d'un levier intermédiaire qui va engendrer la tension du câble de freins. Quand une valeur d'effort prédéterminée est atteinte, le levier de support va se placer dans une position où un effort supplémentaire sur la pédale ne provoquera plus qu'un déplacement de ce levier de support, et non un effort supplémentaire dans le câble de freins. Dans ce document, l'action de limitation de l'effort s'effectue sur le levier lui-même et non sur le câble ce qui est plus contraignant et compliqué. La présente invention a pour but d'assurer une protection d'un câble et de ses éléments de traction ou de guidage en le faisant rester en fonctionnement dans sa plage d'effort préconisé par un dispositif limiteur intégré au câble. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de limitation d'effort sur un câble séparé en deux parties par ce dispositif qui peut coulisser avec le câble quand un effort de traction modéré est exercé sur celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend un système de cames s'écartant lorsqu'un effort de traction dépasse une valeur prédéterminée et des moyens élastiques s'opposant à cet écartement, la force d'opposition des moyens élastiques augmentant avec l'accroissement de l'écartement, le dispositif transmettant alors un effort sensiblement constant entre les deux parties de câble. Selon des caractéristiques additionnelles de la présente invention : - chacune des cames du système est parcourue par au moins un galet respectif solidaire d'un tirant relié à une des parties du câble, l'écartement des cames impliquant la sortie des tirants dans le sens d'un allongement du câble, - chaque came du système s'écarte latéralement par rapport au câble, - le dispositif comprend un boîtier de guidage fixe dans lequel coulisse par des premiers moyens de coulissement un boîtier à cames contenant le système de cames, au moins un ressort hélicoïdal, formant les moyens élastiques, étant intercalé entre chaque côté longitudinal de ce boîtier à cames et la came correspondante s'écartant vers ce côté, - les cames du système sont adjacentes et au nombre de trois avec deux cames d'extrémité s'écartant dans une direction et une came centrale s'écartant dans la direction opposée, des seconds moyens de coulissement étant prévus entre chaque came d'extrémité et la came centrale, - chaque came d'extrémité présente des troisièmes moyens de coulissement par rapport au boîtier à cames. L'invention concerne également un câble d'actionnement, caractérisé en ce qu'il comprend un tel dispositif de limitation d'effort. L'invention concerne également un dispositif d'actionnement par câble, caractérisé en ce qu'il comporte un tel câble. L'invention concerne enfin un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un tel dispositif d'actionnement par câble. Avantageusement, le dispositif d'actionnement par câble est une partie d'une commande de frein de stationnement de ce véhicule. L'effet technique obtenu est d'offrir une résistance de plus en plus forte à l'effort de traction exercé sur le câble, dans le cas où celui-ci serait actionné de façon trop importante, ce qui permet une préservation du câble en limitant l'effort qui lui est transmis. L'invention va maintenant être décrite plus en détail mais de façon non limitative en regard des figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique du dispositif de limitation d'effort conformément à la présente invention, ce dispositif étant disposé sur un câble d'actionnement et en position de repos, - la figure 2 est une représentation schématique du dispositif de limitation d'effort conformément à la présente invention, ce dispositif étant disposé sur un câble d'actionnement et en position de fonctionnement intermédiaire, - la figure 3 est une représentation schématique du dispositif de limitation d'effort conformément à la présente invention, ce dispositif étant disposé sur un câble d'actionnement et en position de fin de course, - la figure 4 est une vue éclatée montrant les divers éléments du système de cames compris dans le dispositif de limitation d'effort conforme à la présente invention, - la figure 5 est une vue en perspective d'un côté d'un système de cames avec une partie du boîtier de came omise pour montrer les divers éléments du système de cames compris dans le dispositif de limitation d'effort conforme à la présente invention, - la figure 6 est une vue de dessus en perspective du boîtier de guidage contenant le boîtier à cames du dispositif selon la présente invention, ce boîtier étant ici découpé partiellement pour laisser apparaître les divers éléments du système de cames, le boîtier à cames étant dans la position de repos correspondant à la figure 1, - la figure 7 est une vue de dessus en perspective du boîtier de guidage contenant le boîtier à cames du dispositif selon la présente invention, ce boîtier étant ici découpé partiellement pour laisser apparaître les divers éléments du système de cames, le boîtier à cames étant dans la position intermédiaire de fonctionnement correspondant à la figure 2, - la figure 8 est une vue de dessus en perspective du boîtier de guidage contenant le boîtier à cames du dispositif selon la présente invention, ce boîtier étant ici découpé partiellement pour laisser apparaître les divers éléments du système de cames, le boîtier à cames étant dans la position de fin de course correspondant à la figure 3. - la figure 9 est une vue de dessus en perspective du système de cames du dispositif selon la présente invention, ce côté étant adjacent au boîtier à cames et le système de cames étant en position de fin de course correspondant à la figure 3. Les figures 1 à 3 montrent un câble en deux parties la et lb entre lesquelles est intercalée une boîte de guidage 2 fixe dans laquelle peut coulisser une boîte à cames 3. La partie de câble la est reliée à la boîte à cames 3 par un tirant 4a et la partie lb par un tirant 4b de chaque côté de la boîte à cames 3. A ces figures, le câble en deux parties la et lb est un câble d'actionnement sortant d'un élément o à actionner, ce câble étant susceptible d'être tiré dans la direction a comme montré à la figure 2. La figure 1 montre le boîtier à cames 3 en position de repos sensiblement à l'extrémité de la boîte de guidage 2 proche de l'élément o. Dans cette position, les cames, non visibles à cette figure, n'ont subi aucun déplacement. La figure 2 montre la boîte à cames 3 en position de fonctionnement intermédiaire. Dans cette position, la boîte à cames 3 a coulissé dans le boîtier de guidage 2 mais les cames internes à cette boîte n'ont pas bougé les unes par rapport aux autres, ce qui se traduit par une position des tirants 4a et 4b, par rapport à la boîte à cames, similaires à la figure 1. La figure 3 montre la boîte à cames 3 en fin de course. Dans cette position, la boîte à cames 3 a continué son coulissement dans la boîte de guidage 2 et une partie de chaque tirant 4a et 4b fait saillie de la boîte à cames 3 dans la direction longitudinale des parties de câble la et lb, preuve d'un déplacement des cames les unes par rapport aux autres, comme il sera expliqué ultérieurement. C'est dans cette position de fin de course que le câble risque le plus d'être endommagé en étant soumis à une traction dépassant le cadre normal de son fonctionnement. La sortie des tirants 4a et 4b permet de compenser cette traction maximale que subit les deux parties de câble la et lb. La figure 4 est une vue éclatée montrant les divers éléments du système de cames compris dans le dispositif de limitation d'effort conforme à la présente invention. Ce système à cames est disposé dans le boîtier de cames précédemment mentionné. Il est composé de trois cames dont deux d'extrémité 5a et une centrale 5b. Entre chaque came d'extrémité 5a et la came centrale 5b sont disposés les tirants 4a et 4b reliés respectivement à l'une des parties du câble montrées aux figures 1 à 3. Chaque came d'extrémité 5a et la came centrale 5b peuvent coulisser l'une par rapport à l'autre, par l'intermédiaire d'un ergot 9 disposé sur chacune de ces cames 5a ou 5b et coopérant avec une rainure 8 disposée sur l'autre came 5b ou 5a. La came centrale 5b se déplace en sens opposé des deux cames d'extrémité 5a. Pour s'opposer à ce mouvement, les cames d'extrémité 5a porte chacune deux ressorts 6 hélicoïdaux fixés dans un évidement 6a respectif de la came 5a sur sa face avant en référence au mouvement d'éloignement des cames de l'axe central du boîtier à cames défini par les parties de câble. La came centrale 5b porte, elle, quatre ressorts 6 hélicoïdaux sur sa face avant en référence à son mouvement d'éloignement. L'utilisation de plusieurs ressorts pour une même came présente l'avantage d'additionner la charge linéaire de ces ressorts mais ceci n'est pas limitatif et le nombre de ressorts par came peut varier en étant égal ou supérieur à 1. Pour le déplacement des tirants 4a et 4b, ceux-ci présentent une fente s'étendant sur la majeure partie de leur longueur et qui sera mieux vue à la figure 9. Cette fente est traversée par un axe 7a sensiblement vers chacune de ses extrémités, cet axe 7a portant trois galets 7 servant de suiveur de came pour les deux cames d'extrémité 5a et la came centrale 5b en suivant la partie arrondie de la came respective sur le côté opposé à celui qui reçoit les ressorts 6. Chaque came d'extrémité 5a comprend une rainure 3b sur son côté latéral extérieur servant pour le coulissement du système de cames dans le boîtier de cames. La figure 5 est une vue en perspective d'un côté latéral d'un système de cames avec une partie du boîtier à cames 3 omise. Sur la partie du boîtier à cames 3 visible, il peut être aperçu une glissière 3a qui coopère avec la rainure 3b portée par la came d'extrémité 5a, ce qui forme le dispositif de coulissement du système de cames par rapport au boîtier à cames 3. Cette figure montre aussi comment s'effectue la coopération de l'ergot 9 d'une came d'extrémité 5a avec la rainure 8 de la came centrale 5b pour le coulissement de ces deux cames 5a et 5b l'une par rapport à l'autre. Les figures 6 à 8 montrent une vue de dessus en perspective du boîtier de guidage 2 contenant le boîtier à cames 3 du dispositif selon la présente invention, ce boîtier 3 à cames étant ici découpé partiellement pour laisser apparaître les divers éléments du système de cames, le boîtier à cames 3 étant à ces figures respectivement en position de repos, en position intermédiaire et en position de fin de course. A la figure 6, comme indiqué pour la figure 1, le système de cames n'a pas subi de déplacement de ses éléments les uns par rapport aux autres. Les ressorts 6 intercalés entre un côté de la came 5a ou 5b et le côté du boîtier à cames 3 correspondant ne sont pas comprimés et n'exercent pas d'action sur les cames 5a et 5b. A la figure 7, comme indiqué pour la figure 2, le système de cames n'a pas subi de déplacement de ses éléments les uns par rapport aux autres. Le boîtier à cames 3 a été déplacé dans le boîtier de guidage 2 mais les tirants 4a et 4b ne sont pas sortis du boîtier à cames 3. Les ressorts 6 n'ont pas subi de compression et ne s'opposent pas à un mouvement des cames 5a et 5b vers chacun des côtés longitudinaux de la boîte à cames 3. A la figure 8, comme indiqué pour la figure 3, l'effort exercé dans les parties de câble la et lb induit une rotation du galet 7 correspondant sur la surface de came de chaque came d'extrémité 5a et de la came centrale 5b, ce qui provoque le déplacement des cames d'extrémité 5a vers un côté longitudinal du boîtier à cames 3 et celui de la came centrale vers le côté opposé du boîtier 3. Les ressorts 6 sont alors comprimés des deux côtés du système à cames et exercent une force s'opposant à ce déplacement. Ce mouvement de déplacement des cames 5a et 5b fait ressortir les tirants 4a et 4b du boîtier à cames 3. Les ressorts 6 offrent une charge linéaire en fonction du déplacement du galet 7. Plus le galet 7 se déplacera sur le profil de came et plus les ressorts 6 exerceront un effort important sur celui-ci. Ceci est mieux vu à la figure 9 qui montre 20 notamment la surface de came 5c d'une came d'extrémité 5a. Avantageusement, l'écartement des cames peut se faire à partir d'un effort exercé sur le câble, par exemple 160 daN, correspondant à un seuil déterminé et 25 cela sur une course disponible suffisante. Un effort constant sera alors généré sur les parties de câble. Le profil des cames 5a et 5b et les caractéristiques des ressorts 6 seront calculés en fonction des conditions d'opération du câble et des 30 efforts exercés sur lui. Il a été montré aux figures plusieurs ressorts par came. Cela permet d'additionner l'action de ces ressorts pour une came afin d'obtenir la raideur désirée et de supprimer une pré-charge, comparé à l'utilisation d'un 35 seul ressort qui exigerait un plus grand encombrement. Il est cependant possible d'utiliser un autre nombre de ressorts, par exemple un ressort unique pour chaque came, avec dans ce cas un ressort pour la came centrale présentant un effort de résistance deux fois plus grand que celui de chaque came d'extrémité. Il faut déterminer la forme de profil de came de celle-ci selon les caractéristiques de ressort associé afin que, sous un effort prédéterminé, le galet 7 puisse se déplacer sur le profil de came. De cette façon, un dispositif de limitation d'effort avec une course définie est obtenu. Afin d'optimiser l'encombrement du boîtier à cames, il faudra déterminer le meilleur compromis entre la raideur du ressort, sa pré-charge et la course à effectuer par la came pour obtenir la course dans la direction du câble nécessaire, cela sous une charge prédéterminée ainsi que la géométrie adaptée de ce boîtier. Ce dispositif de limitation d'effort sur un câble trouve une application préférentielle mais pas limitative pour un frein de parking de véhicule automobile, ce frein pouvant être activé manuellement ou électriquement. A titre d'illustration, le câble subit un effort en traction d'environ 160 daN quand il est appliqué 50 daN sur le levier du frein à main, dans le cas d'un frein de parking activé manuellement. Cet effort peut être choisi comme l'effort maximal que doit subir le câble. En général, la course disponible souhaitée est comprise entre 15 à 60 mm sous un effort seuil de 160 daN. Dans le cas d'un tel frein de parking, les deux parties de câbles proviennent respectivement des récepteurs de frein et de l'actionneur du frein de parking en étant reliés au boîtier à cames. Lorsque qu'un effort de traction correspondant à une valeur maximale prédéterminée, par exemple 160 daN comme il a été indiqué plus haut, est appliqué, les cames, sur une course définie, génèrent un effort constant dans la liaison entre l'actionneur et les récepteurs. Quelque soit alors l'effort engendré par les actionneurs, l'effort exercé aux récepteurs ne sera ainsi pas plus élevé qu'un seuil défini. En conséquence, on peut limiter la tension dans le câble à une valeur maximale et protéger ce câble de frein ainsi que, le cas échéant, le bras de levier de l'étrier, élément de transmission de la traction du frein de parking. Dans le cas d'un frein de parking électrique, il n'y a plus besoin de contrôler l'effort généré et un simple contacteur de fin de course du boîtier de cames peut suffire. Le dispositif selon la présente invention permet d'éliminer les capteurs d'efforts dans les systèmes mécatroniques tel que le tire câble. Dans le cas d'un frein de parking à main, pour le levier du frein à main, quelque soit l'effort exercé sur ce dernier, l'effort engendré dans le câble ne sera jamais supérieur à l'effort préconisé par le fournisseur. La durée de vie du câble s'en trouvera augmenté. Un tel dispositif, par rapport à un système à friction, permet de revenir à une position initiale et n'est pas sujet à l'usure. L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à 25 titre d'exemple. REVENDICATIONS1. Dispositif de limitation d'effort sur un câble (la, lb) séparé en deux parties par ce dispositif qui peut coulisser avec le câble (la, lb) quand un effort de traction est exercé sur celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend un système (4a, 4b, 5a, 5b, 7) de cames (5a, 5b) s'écartant lorsqu'un effort de traction dépasse une valeur prédéterminée et des moyens élastiques (6) s'opposant à cet écartement, la force d'opposition des moyens élastiques (6) augmentant avec l'accroissement de l'écartement, le dispositif transmettant alors un effort sensiblement constant entre les deux parties de câble (la, lb). 2. Dispositif de limitation d'effort selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des cames (5a, 5b) du système (4a, 4b, 5a, 5b, 7) est parcourue par au moins un galet (7) respectif solidaire d'un tirant (4a ou 4b) relié à une des parties du câble (la, lb), l'écartement des cames (5a, 5b) impliquant la sortie des tirants dans le sens d'un allongement du câble (la, 1b). 3. Dispositif de limitation d'effort selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque came (5a, 5b) du système (4a, 4b, 5a, 5b, 7) s'écarte latéralement par rapport au câble (la, 1b). 4. Dispositif de limitation d'effort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier de guidage (2) fixe dans lequel coulisse par des premiers moyens de coulissement un boîtier (3) à cames contenant le système (4a, 4b, 5a, 5b, 7) de cames, au moins un ressort hélicoïdal (6), formant les moyens élastiques, étant intercalé entre chaque côté longitudinal de ce boîtier (3) à cames et la came (5a, 5b) correspondante s'écartant vers ce côté. 5. Dispositif de limitation d'effort selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les cames (5a, 5b) du système (4a, 4b, 5a, 5b, 7) sont adjacenteset au nombre de trois avec deux cames (5a) d'extrémité s'écartant dans une direction et une came centrale (5b) s'écartant dans la direction opposée, des seconds moyens de coulissement (8, 9) étant prévus entre chaque came d'extrémité (5a) et la came centrale (5b). 6. Dispositif de limitation d'effort selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque came d'extrémité (5a) présente des troisièmes moyens de coulissement (3b) par rapport au boîtier (3) à cames. 7. Câble (la, lb) d'actionnement, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de limitation d'effort selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Dispositif d'actionnement par câble (la, lb), caractérisé en ce qu'il comporte un câble (la, lb) selon la revendication précédente. 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'actionnement par câble (la, lb) selon la revendication précédente. 10. Véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement par câble (la, lb) est une partie d'une commande de frein de stationnement de ce véhicule.