DISPOSITIF DE FILTRATION DE VIBRATIONS DEVICE FOR FILTRATION OF VIBRATIONS
La présente invention concerne un dispositif de filtration, ou amortisseur de vibrations. De tels dispositifs sont utilisés dans les commandes de boîte de vitesses manuelle et automatique d'un véhicule automobile, en particulier sur l'interface de liaison avec la boite de vitesses afin de filtrer les vibrations émises depuis le groupe motopropulseur vers le levier de vitesses. Il existe actuellement des dispositifs mécaniques de type filtration sur la gaine de commande et câble qui sont implantés dans les commandes de vitesses qui relient directement le levier de vitesses implanté dans l'habitacle aux éléments mécaniques de la boite de vitesse. The present invention relates to a filter device, or vibration damper. Such devices are used in the manual and automatic gearbox controls of a motor vehicle, in particular on the link interface with the gearbox in order to filter the vibrations emitted from the powertrain to the gear lever. There are currently mechanical devices of filter type on the control sheath and cable which are located in the gear controls that directly connect the gear lever located in the passenger compartment to the mechanical elements of the gearbox.
Ces éléments doivent permettre de trouver un bon compromis entre la souplesse requise pour filtrer les vibrations susmentionnées et la rigidité requise pour transmettre le mouvement de passage et/ou de sélection des rapports de vitesse. IL est connu de tels dispositifs, par exemple ceux divulgués par les documents EP 1 482 205 A2 et EP 0 589 550 B1.Le premier de ces documents décrit un dispositif amortisseur de vibrations, comprenant un corps réalisé en une seule pièce et en matériau élastomère sensiblement cylindrique percé en son centre d'un trou débouchant et présentant à chacune de ses extrémités une lèvre annulaire, dites respectivement inférieure et supérieure , présentant chacune une partie recourbée vers l'intérieur du corps en regard l'une de l'autre. Ce dispositif comprend en outre une troisième lèvre annulaire, dite intermédiaire à section transversale parallélogramme. Ce dispositif est, d'après ce même document, adapté aussi bien à la filtration des vibrations dans la commande de vitesses, qu'à la filtration des vibrations au niveau de la platine de boîte de vitesses. Or, cette adaptation du dispositif à deux utilisations différentes ne peut se faire que par un compromis sur les performances obtenues, étant donné que les problèmes sont différents selon les cas. De fait, le dispositif doit être adapté à une filtration des vibrations à la fois dans une direction axiale (c'est-à-dire selon l'axe de symétrie du corps cylindrique en élastomère), du fait de son utilisation au niveau de la platine de boite, et à la fois dans une direction radiale, du fait de son utilisation au niveau de la commande de boite. La description détaillée qui est faite dans le document précité du dispositif montre que celui-ci est surtout adapté à une utilisation au niveau de la platine de boite, et est destiné à une filtration essentiellement axiale. De plus, la forme du corps cylindrique en élastomère montre qu'en cas d'effort de direction radiale, par exemple lorsqu'on manipule le levier de commande de vitesses, le dispositif manque de rigidité pour transmettre les efforts radiaux imprimés par les câbles de commande reliés au levier de commande de vitesses. En effet, lorsque l'effort imprimé par le câble tend à pousser le dispositif, le câble de commande tend à flamber, ce qui génère des efforts autres que radiaux, et notamment un couple de rotation d'axe radial. Ainsi, la pièce externe en contact avec le corps cylindrique en élastomère va avoir tendance à pivoter selon cet axe, ce qui nuit à la rigidité du dispositif et à son aptitude à transmettre correctement les efforts appliqués par le câble de commande. These elements must make it possible to find a good compromise between the flexibility required to filter the aforementioned vibrations and the rigidity required to transmit the movement of passage and / or selection of gear ratios. Such devices are known, for example those disclosed in documents EP 1 482 205 A2 and EP 0 589 550 B1. The first of these documents describes a vibration damping device comprising a body made in one piece and made of elastomeric material. substantially cylindrical pierced at its center with a through hole and having at each of its ends an annular lip, said respectively lower and upper, each having a curved portion towards the inside of the body facing each other. This device further comprises a third annular lip, said intermediate parallelogram cross section. This device is, according to this same document, suitable for both the filtration of vibrations in the speed control, the vibration filtration at the gearbox plate. However, this adaptation of the device to two different uses can be done only by a compromise on the performance obtained, since the problems are different depending on the case. In fact, the device must be suitable for vibration filtration both in an axial direction (that is to say along the axis of symmetry of the elastomeric cylindrical body), because of its use at the level of the platinum box, and both in a radial direction, because of its use in the box control. The detailed description which is made in the aforementioned document of the device shows that it is especially suitable for use at the level of the box plate, and is intended for essentially axial filtration. In addition, the shape of the cylindrical body of elastomer shows that in case of radial direction of effort, for example when manipulating the gear lever, the device lacks rigidity to transmit the radial forces printed by the cables of control connected to the gear lever. Indeed, when the force printed by the cable tends to push the device, the control cable tends to flare, which generates forces other than radial, and in particular a radial axis rotation torque. Thus, the outer part in contact with the cylindrical elastomeric body will tend to pivot along this axis, which affects the rigidity of the device and its ability to properly transmit the forces applied by the control cable.
Le deuxième document, le brevet EP 0 589 550 B1, décrit un dispositif adapté à la filtration des vibrations dans la commande de vitesses, comportant également un corps cylindrique en matériau élastomère empêchant la transmission de vibrations de la boîte de vitesses au câble de commande de vitesses. Le corps cylindrique est intercalé entre une bague cylindrique externe solidaire du câble de commande de vitesses, et un embout creux destiné à coopérer avec une tête sphérique d'un élément de commande de la boîte de vitesses. Cependant, la forme et l'intégration du corps cylindrique en élastomère dans ce dispositif ne permettent pas une filtration performante des vibrations selon une direction radiale. En effet, le corps en élastomère ne dispose pas d'un débattement suffisant pour assurer une bonne filtration des vibrations selon une direction radiale, en particulier lorsque aucun effort n'est exercé par le câble de commande. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif amortisseur de vibrations qui permette de filtrer au mieux les excitations mécaniques provenant du groupe motopropulseur au plus près de celui-ci, tout en assurant la rigidité requise lors de la transmission d'un effort. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif amortisseurs de vibrations qui permette de filtrer les vibrations au niveau de la platine de boite de vitesses. The second document, patent EP 0 589 550 B1, describes a device adapted for the filtration of vibrations in the speed control, also comprising a cylindrical body made of elastomeric material preventing the transmission of vibrations from the gearbox to the control cable. speeds. The cylindrical body is interposed between an outer cylindrical ring integral with the speed control cable, and a hollow endpiece intended to cooperate with a spherical head of a transmission control element. However, the shape and integration of the elastomeric cylindrical body in this device do not allow efficient filtration of vibrations in a radial direction. Indeed, the elastomeric body does not have sufficient clearance to ensure good filtration of vibration in a radial direction, especially when no effort is exerted by the control cable. The object of the invention is to overcome these drawbacks by providing a vibration damping device that allows to better filter mechanical excitations from the powertrain closer to it, while ensuring the required rigidity when transmitting power. 'an effort. Another object of the invention is to provide a vibration damping device that can filter vibrations at the gearbox plate.
Ainsi, l'invention concerne un dispositif amortisseur de vibrations, comprenant : - une bague externe, de forme générale cylindrique, destiné à être solidaire d'un câble de commande, et comportant une surface d'appui interne cylindrique, - une bague interne, de forme générale cylindrique, destiné à être solidaire d'une rotule d'un levier de boîte de vitesses, et comprenant une surface d'appui externe cylindrique, cette surface étant limitée par deux anneaux s'étendant radialement de la surface d'appui vers l'extérieur de manière à former une cavité circulaire ; - un corps intermédiaire en matériau élastomère, de forme générale cylindrique, disposé entre les bagues externe et interne, comprenant une première partie et une deuxième partie, la première partie étant en appui sur la surface d'appui interne de la bague externe, la deuxième partie formant une saillie depuis la première partie du corps intermédiaire, et étant insérée dans la cavité circulaire de la bague interne, de manière que la saillie soit en appui sur le fond de la cavité circulaire de la bague interne tandis que les extrémités des anneaux de la bague interne sont proches de la première partie sans être en appui dessus. Dans une réalisation, les extrémités des anneaux de la bague externe sont situées à une distance de la première partie du corps intermédiaire telle qu'une portion desdites extrémités vient en appui sur la surface de la première partie lorsqu'un effort transmis par le câble de commande tend à provoquer un déplacement relatif de la bague externe par rapport à la bague interne. Thus, the invention relates to a vibration damping device, comprising: - an outer ring, of generally cylindrical shape, intended to be integral with a control cable, and having a cylindrical internal bearing surface, - an inner ring, of cylindrical general shape, intended to be secured to a ball joint of a gear lever, and comprising a cylindrical outer bearing surface, this surface being limited by two rings extending radially from the bearing surface towards the outside so as to form a circular cavity; an intermediate body made of elastomeric material, of generally cylindrical shape, disposed between the outer and inner rings, comprising a first part and a second part, the first part bearing on the internal bearing surface of the outer ring, the second part part forming a projection from the first part of the intermediate body, and being inserted into the circular cavity of the inner ring, so that the projection bears on the bottom of the circular cavity of the inner ring while the ends of the rings of the inner ring are close to the first part without being supported on it. In one embodiment, the ends of the rings of the outer ring are located at a distance from the first part of the intermediate body such that a portion of said ends bears on the surface of the first part when a force transmitted by the cable of control tends to cause a relative displacement of the outer ring relative to the inner ring.
Dans une réalisation, la bague externe comprend deux anneaux s'étendant de manière radiale depuis la surface d'appui interne, et disposés de part et d'autre de l'ensemble formé par les deux anneaux de la bague interne. Dans une réalisation, la première partie du corps intermédiaire se prolonge afin de recouvrir également les faces internes des anneaux de la bague externe. Dans une réalisation, en position de repos, les extrémités des anneaux de la bague interne sont proches de la première partie du corps intermédiaire, sans être en appui dessus. In one embodiment, the outer ring comprises two rings extending radially from the internal bearing surface, and arranged on either side of the assembly formed by the two rings of the inner ring. In one embodiment, the first part of the intermediate body is extended so as to also cover the inner faces of the rings of the outer ring. In one embodiment, in the rest position, the ends of the rings of the inner ring are close to the first part of the intermediate body, without being supported on it.
Dans une réalisation, la deuxième partie du corps intermédiaire présente un profil trapézoïdal, dont la plus grande section est au niveau du fond de la cavité. Dans une réalisation, les première et deuxième parties, du corps intermédiaire présentent une raideur différente, la première partie présentant une raideur plus importante que celle de la deuxième partie. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après de manière non limitative, en relation avec la figure 1 annexée qui est une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention. Ainsi, la figure 1 montre une vue en coupe d'un dispositif 10 selon l'invention. Celui-ci comprend une bague externe 20, destinée à être solidaire d'un câble de commande (non représenté), et une bague interne 22 destinée à être fixée sur une rotule 26 d'un levier de commande de boîte de vitesses (représentée en trait pointillé). Afin de correctement relier la bague interne à la rotule, on intercale un anneau fendu 23, destiné à enserrer la rotule 26. Cet anneau est maintenu contre la rotule 26 sous l'action d'un ressort hélicoïdal 24 s'appuyant sur la face interne d'un chapeau 25 qui ferme la partie supérieure de la bague interne 22. Entre les bagues externe et interne est intercalé un élément intermédiaire 21 en matériau élastomère destiné à assurer la suspension et l'amortissement requis d'une bague par rapport à l'autre. In one embodiment, the second portion of the intermediate body has a trapezoidal profile, the largest section is at the bottom of the cavity. In one embodiment, the first and second parts of the intermediate body have a different stiffness, the first part having a greater stiffness than that of the second part. An exemplary embodiment of the invention is described below in a non-limiting manner, in relation to the appended FIG. 1 which is a sectional view of a device according to the invention. Thus, Figure 1 shows a sectional view of a device 10 according to the invention. This comprises an outer ring 20 intended to be integral with a control cable (not shown), and an inner ring 22 intended to be fixed on a ball joint 26 of a gearbox control lever (shown in FIG. dotted line). In order to correctly connect the inner ring to the ball joint, a split ring 23 is inserted, intended to grip the ball 26. This ring is held against the ball 26 by the action of a helical spring 24 resting on the inner face a cap 25 which closes the upper part of the inner ring 22. Between the outer and inner rings is interposed an intermediate element 21 made of elastomeric material intended to ensure the required suspension and damping of a ring with respect to the other.
L'élément intermédiaire amortissant 21 comprend au moins deux parties : une première partie 211 formant une fine couche d'amortissement et une deuxième partie 212 formant une saillie s'étendant depuis la première partie. La première partie 211 recouvre une surface d'appui interne 203 de la bague externe 20. La deuxième partie 212 est insérée dans une cavité circulaire 221 de la bague interne 22, le fond de cette cavité formant une surface d'appui 224. Dans l'exemple, cette cavité 221 est délimitée par deux disques 222 et 223 dont le diamètre est tel que lorsque le dispositif est en position de repos, les extrémités de ces disques ne sont pas en contact avec la couche amortissante 211. Toutefois, celles-ci sont très proches, la distance d étant par exemple inférieure au millimètre. De préférence, la saillie 222 présente un profil trapézoïdal comme montré sur la figure 1, de manière à procurer une bonne suspension de direction axiale, c'est-à-dire selon l'axe Z. Grâce à cette configuration particulière, le dispositif 10 est apte à procurer une très bonne filtration des vibrations de direction radiale, c'est-à-dire selon l'axe X, lorsque le câble de commande est au repos et n'exerce aucun effort sur la bague externe 20. Si le câble de commande exerce un effort de manière à déplacer la bague externe, par exemple lors d'un changement de rapport de vitesse, cet effort, combiné à l'effort opposé exercé par la bague interne 22 va comprimer la saille 222. Ainsi, les extrémités des disques 222 et 223 vont venir au contact de la couche amortissante 211, le dispositif procurant alors la raideur nécessaire à la bonne transmission de l'effort exercé par le câble de commande, tout en assurant l'amortissement nécessaire grâce à la couche amortissante. De préférence, les première et deuxième parties 211, 212 de l'élément intermédiaire 21 seront de raideur différente. On privilégiera ainsi une raideur faible pour la saillie 212 pour assurer une bonne suspension, et une raideur plus importante pour la couche amortissante 211 afin d'assurer une transmission correcte des efforts et une bonne précision lors des déplacements requis. Le dispositif représenté sur la figure 1 présente une autre caractéristique avantageuse, offerte par le recouvrement partiel des disques 222 et 223 par la bague externe 20. En effet, celle-ci est délimitée selon une direction axiale par deux anneaux 201 et 202 formant un retour en vis-à-vis des extrémités des disques 222 et 223. La surface interne des ces anneaux est également couverte par une couche de matériau amortissant d'épaisseur et de raideur analogues à celles de la couche amortissante 211. Dans l'exemple, ces deux parties forment une seule et même couche, faisant partie du corps intermédiaire 21. Ainsi, les extrémités des disques 222 et 223 sont, lorsque le dispositif est en position de repos, proches des anneaux 201 et 202, sans toutefois être en contact. Par exemple la distance h au repos entre ces éléments sera de l'ordre du millimètre. Cette configuration permet de d'améliorer grandement la résistance à la torsion du dispositif. En effet, lorsque le câble de commande est amené à pousser le dispositif, des problèmes de flambage peuvent se poser, amenant le désaxement du dispositif sous l'action d'un couple de flambage. Dans les dispositifs connus, ce phénomène, lorsqu'il se produit, amène fréquemment le démontage du dispositif. A l'opposé, le dispositif de la figure 1 procure une très bonne résistance à la torsion tout en assurant une très bonne filtration des vibrations selon une direction axiale puisque les bagues externe et interne sont très bien découplées en position de repos. En cas de transmission d'un effort désaxé, le dispositif de la figure 1 procure une très bonne rigidité, car il suffit d'une faible rotation relative des bagues externe et interne pour qu'une portion du bord d'un des disques 222 et 223 viennent en contact avec la surface intérieure de l'anneau 201 ou 202 correspondant, assurant ainsi la rigidité nécessaire à la transmission de l'effort. Ainsi, le dispositif offre un débattement permettant la filtration des vibrations de direction axiale, ce débattement étant suffisamment faible pour que le dispositif offre une bonne résistance à la torsion en cas de flambage. The damping intermediate element 21 comprises at least two parts: a first portion 211 forming a thin damping layer and a second portion 212 forming a projection extending from the first portion. The first portion 211 covers an internal bearing surface 203 of the outer ring 20. The second portion 212 is inserted into a circular cavity 221 of the inner ring 22, the bottom of this cavity forming a bearing surface 224. In the for example, this cavity 221 is delimited by two disks 222 and 223 whose diameter is such that when the device is in the rest position, the ends of these disks are not in contact with the damping layer 211. However, these are very close, the distance d being for example less than one millimeter. Preferably, the projection 222 has a trapezoidal profile as shown in FIG. 1, so as to provide a good suspension of axial direction, that is to say along the axis Z. Thanks to this particular configuration, the device 10 is able to provide very good filtration of radial directional vibrations, that is to say along the X axis, when the control cable is at rest and exerts no effort on the outer ring 20. If the cable control device exerts a force so as to move the outer ring, for example during a change of speed ratio, this force, combined with the opposite force exerted by the inner ring 22 will compress the edge 222. Thus, the ends discs 222 and 223 will come into contact with the damping layer 211, the device then providing the stiffness necessary for the good transmission of the force exerted by the control cable, while ensuring the necessary damping due to the damped layer health. Preferably, the first and second portions 211, 212 of the intermediate element 21 will be of different stiffness. This will favor a low stiffness for the protrusion 212 to ensure a good suspension, and a greater stiffness for the damping layer 211 to ensure proper transmission of forces and good accuracy when required displacements. The device represented in FIG. 1 has another advantageous characteristic, offered by the partial covering of the disks 222 and 223 by the outer ring 20. In fact, the latter is delimited in an axial direction by two rings 201 and 202 forming a return vis-à-vis the ends of the disks 222 and 223. The inner surface of these rings is also covered by a layer of damping material of thickness and stiffness similar to those of the damping layer 211. In the example, these two parts form a single layer, forming part of the intermediate body 21. Thus, the ends of the disks 222 and 223 are, when the device is in the rest position, close to the rings 201 and 202, but not in contact. For example, the distance h at rest between these elements will be of the order of one millimeter. This configuration makes it possible to greatly improve the torsional strength of the device. Indeed, when the control cable is forced to push the device, buckling problems can arise, causing the device to be offset by the action of a buckling torque. In known devices, this phenomenon, when it occurs, frequently leads to disassembly of the device. In contrast, the device of Figure 1 provides a very good resistance to torsion while ensuring very good vibration filtration in an axial direction since the outer and inner rings are very well decoupled in the rest position. In the case of transmission of an off-axis force, the device of FIG. 1 provides a very good rigidity, since it suffices for a small relative rotation of the outer and inner rings for a portion of the edge of one of the disks 222 and 223 come into contact with the inner surface of the corresponding ring 201 or 202, thus ensuring the rigidity necessary for the transmission of the force. Thus, the device provides a clearance for the filtration of axial direction of vibration, the clearance being small enough that the device offers good resistance to torsion in case of buckling.