Titre : Dispositif de contrôle de vibrations avec élément de rétention à anneau élastique

DOMAINE TECHNIQUE

L’invention concerne le domaine technique du contrôle mécanique de vibrations. L’invention vise un dispositif de contrôle de vibrations destiné à être accouplé à un élément vibrant pour, par exemple, détecter un certain régime vibratoire de l’élément vibrant, mesurer la fréquence ou l’amplitude des vibrations de l’élément vibrant, amortir les vibrations de l’élément vibrant.

Les dispositifs de contrôle de vibrations comportent généralement une surface de contact plane destinée à être fixée contre une surface plane de réception située sur l’élément vibrant de sorte que les vibrations de l’élément vibrant soient transmises de manière optimale, en minimisant les pertes vibratoires, au dispositif de contrôle de vibrations. Ce contact plan sur plan nécessite une importante force de compression du dispositif de contrôle de vibrations contre l’élément vibrant. Les dispositifs de contrôle de vibrations sont en conséquence généralement fixés sur l’élément vibrant par le serrage d’une vis d’accouplement.

La qualité du contact plan sur plan entre la surface de contact du dispositif de contrôle de vibrations et la surface plane de réception est garante de la qualité de transmission des vibrations entre l’élément vibrant et le dispositif, et donc du bon fonctionnement du dispositif. La surface de contact entre le dispositif et l’élément vibrant est ainsi de préférence maximisée.

Par ailleurs, les dispositifs de contrôle de vibrations sont en général livrés avec leurs vis d’accouplement captives dans l’orifice traversant pour faciliter la fabrication sur chaîne de montage. La mise en place du dispositif de contrôle de vibrations contre l’élément vibrant auquel il est destiné entraîne le positionnement de la vis d’accouplement sans étape supplémentaire. Aucune opération de mise en place de la vis d’accouplement dans l’orifice traversant n’est ainsi nécessaire et l’opération est sécurisée par l’impossibilité de perdre la vis d’accouplement.

ART ANTERIEUR On connaît des dispositifs de contrôle de vibrations comportant une vis d’accouplement captive dans leur orifice traversant. Par exemple, le document FR3047801 décrit un capteur de cliquetis comportant une vis d’accouplement montée dans l’orifice traversant par une entretoise de centrage coopérant avec un anneau de maintien monté sur la vis d’accouplement.

On connaît également des solutions proposant d’enduire une portion du filetage de la vis d’accouplement d’un matériau élastique formant une butée annulaire contre la surface de contact, empêchant le retrait de la vis d’accouplement de l’orifice traversant. Il est également connu de former une telle butée annulaire par un joint torique serré sur la vis d’accouplement et venant en butée sur la surface de contact.

Les solutions de l’art antérieur permettent d’obtenir une rétention de la vis d’accouplement dans l’alésage traversant mais ne permettent pas un positionnement précis de l’extrémité de la vis au niveau de la surface de contact. De plus, les solutions connues mettent généralement en œuvre un élément de rétention qui, lorsque le dispositif de contrôle de vibrations est serré sur l’élément vibrant, vient interférer avec la jonction des deux surfaces planes en contact. Il est alors nécessaire de prévoir un lamage d’accueil pour de tels éléments de rétention afin de ne pas perturber le contact plan sur plan, ce qui complexifie la réalisation des surfaces de contact et qui réduit d’autant la surface utile de contact.

EXPOSÉ DE L’INVENTION

L’invention a pour but d’améliorer les dispositif de contrôle de vibrations de l’art antérieur.

A cet effet, l’invention vise un dispositif de contrôle de vibrations comportant :

- une embase percée d’un orifice traversant qui s’étend selon un axe de fixation ;

- une vis d’accouplement disposée dans l’orifice traversant en s’étendant selon l’axe de fixation ;

- des moyens de rétention de la vis d’accouplement dans l’orifice traversant ;

- une surface de contact plane adaptée à une liaison plan sur plan avec un élément vibrant, cette surface de contact s’étendant dans un plan perpendiculaire à l’axe de fixation en étant disposée autour de l’orifice traversant.

Dans ce dispositif : - la vis d’accouplement comporte un tronçon fileté et un tronçon non fileté coaxiaux ;

- les moyens de rétention comportent un anneau de rétention élastique ouvert présentant, sur sa face interne, un épaulement interne, cet épaulement interne étant en butée contre la jonction du tronçon fileté et du tronçon non fileté de la vis d’accouplement.

Un tel dispositif de contrôle de vibrations bénéficie d’un élément de rétention qui s’efface dans la surface interne de l’orifice traversant de sorte que cet élément de rétention ne puisse en aucun cas perturber la jonction des surfaces planes. Aucun lamage ou logement particulier n’est nécessaire pour escamoter l’anneau élastique de rétention du dispositif.

De plus, l’élément de rétention du dispositif selon l’invention permet de maintenir la vis d’accouplement dans un positionnement choisi en vue du montage du dispositif. Le dispositif de contrôle de vibrations peut ainsi par exemple être livré avec sa vis d’accouplement dont l’extrémité affleure dans le plan de la surface de contact. Le montage du dispositif est alors facilité et accéléré car il suffit de positionner le dispositif contre l’élément vibrant, l’extrémité de la vis d’accouplement étant positionnée en regard d’un alésage fileté prévu sur l’élément vibrant, et le montage est finalisé par une seule opération de vissage de la vis d’accouplement. Aucune manipulation ou positionnement supplémentaire de la vis d’accouplement n’est nécessaire.

En plus de ce positionnement optimal au moment du montage, l’élément de rétention garantit le caractère imperdable que la vis d’accouplement qui ne peut être accidentellement extraite du dispositif pendant, par exemple, le transport et la manipulation de ce dernier.

Par ailleurs, l’élément de rétention du dispositif permet un réglage de la position relative de la vis d’accouplement par rapport à l’alésage traversant car il est possible de coulisser la vis d’accouplement le long de l’axe de fixation jusqu’à une position choisie où elle sera maintenue par l’élément de rétention.

Le dispositif de contrôle de vibrations dispose ainsi d’une vis d’accouplement imperdable, dont la position est maintenue optimale et est par ailleurs réglable, en maximisant la surface de contact entre la surface de contact du dispositif et la surface de réception de l’élément vibrant. Ces fonctions sont réalisées grâce à un élément de rétention peu onéreux et facile à fabriquer. Selon un autre objet, l’invention vise un procédé de montage d’un dispositif de contrôle de vibrations tel que décrit précédemment sur un élément vibrant comportant une surface plane de réception, ce procédé comportant les étapes suivantes :

- une étape de mise en contact plan sur plan de la surface de contact du dispositif contre la surface de réception de l’élément vibrant, la vis d’accouplement étant en vis-à-vis d’un alésage taraudé de l’élément vibrant ;

- une première étape de vissage de la vis d’accouplement dans l’alésage taraudé, étape dans laquelle l’anneau élastique de rétention est entraîné avec la vis d’accouplement selon l’axe de fixation en ripant contre la paroi interne de l’orifice traversant, jusqu’à venir en contact avec la surface plane de réception de l’élément vibrant ;

- une deuxième étape de vissage de la vis d’accouplement dans l’alésage taraudé, étape dans laquelle l’anneau élastique de rétention est maintenu dans l’orifice traversant, contre la surface plane de réception de l’élément vibrant, la vis d’accouplement se déplaçant relativement à l’anneau élastique de rétention selon l’axe de fixation.

Le dispositif selon l’invention peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :

- l’épaulement interne de l’anneau de rétention élastique repose contre le premier filet du tronçon fileté de la vis d’accouplement ;

- l’anneau de rétention élastique comporte une bague de serrage s’étendant à partir de l’épaulement interne, selon l’axe de fixation, et en direction de la surface de contact, cette bague de serrage enserrant le tronçon fileté de la vis d’accouplement et étant disposée contre la paroi interne de l’orifice traversant ;

- la bague de serrage est montée serrée entre le tronçon fileté et la paroi interne de l’orifice traversant ;

- l’orifice traversant présente un alésage de guidage de l’anneau de rétention élastique, cet alésage de guidage étant délimité par un épaulement formant une butée axiale pour l’anneau de rétention élastique ;

- l’anneau de rétention élastique comporte une lèvre élastique venant en butée contre l’épaulement de l’alésage de guidage ;

- la distance entre l’épaulement de l’alésage de guidage et la surface de contact est sensiblement égale à la longueur du tronçon fileté de la vis d’accouplement ;

- l’épaulement interne de l’anneau de rétention élastique est formé par un collet interne disposé en vis-à-vis d’une gorge externe de l’anneau de rétention élastique ; - l’embase est mécaniquement couplée à un capteur accéléromètre.

L’invention concerne également tout moteur à combustion interne ou tout véhicule automobile comprenant le dispositif selon l’une quelconque des caractéristiques précédemment énumérées.

PRÉSENTATION DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

[Fig. 1] : La figure 1 est une vue en coupe représentant un dispositif de contrôle de vibrations positionné contre un élément vibrant;

[Fig. 2] : La figure 2 représente en perspective la vis d’accouplement du dispositif de la figure 1 ;

[Fig. 3] : La figure 3 illustre le dispositif de la figure 1 avec la vis d’accouplement vissée dans un alésage taraudé de l’élément vibrant;

[Fig. 4] : La figure 4 illustre une étape de montage de la vis d’accouplement dans le dispositif de la figure 1 .

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

La figure 1 est une vue en coupe représentant un dispositif de contrôle de vibrations positionné sur un élément vibrant 2. Le dispositif 1 comporte une vis d’accouplement 3 prête à être vissée dans un alésage taraudé 6 de l’élément vibrant 2.

Dans le présent exemple, le dispositif de contrôle de vibrations 1 est un capteur de cliquetis automobile et l’élément vibrant 2 est une partie du bloc moteur d’un véhicule automobile à moteur à combustion interne.

L’élément vibrant 2 présente une surface plane 4 de réception pour le dispositif 1 . Le dispositif 1 comporte également une surface de contact 5 plane adaptée à venir au contact de la surface de réception 4.

Le dispositif 1 comporte une embase 7 qui est mécaniquement couplée, dans le présent exemple visant un capteur de cliquetis, à un capteur accéléromètre 8.

La vis 3 comporte une tête 9 et un corps constitué d’un tronçon non fileté 10 (une tige lisse), et d’un tronçon fileté 11. À la jonction entre le tronçon non fileté 10 et le tronçon fileté 11 , le filetage de la vis 3 est saillant par rapport à la surface non filetée et forme ainsi un épaulement.

La vis s’étend selon un axe 12 dit « axe de fixation ». Les tronçons non fileté 10 et fileté 11 sont coaxiaux et s’étendent selon cet axe de fixation 12.

L’embase 7 comporte un orifice traversant 13 s’étendant selon l’axe de fixation 12. La portion de l’orifice traversant 13 qui débouche sur la surface de contact 5 comporte un alésage de guidage 14 qui augmente localement le diamètre de l’orifice traversant 13 et qui forme un épaulement 22.

En référence aux figures 1 et 2, cette dernière représentant la vis 3 en perspective, le dispositif 1 est muni d’un élément de rétention qui comporte ici un anneau élastique 15 de rétention. L’anneau élastique 15 présente sur sa face interne un épaulement 16 interne. Dans le présent exemple, l’anneau élastique 15 est une pièce annulaire réalisée dans un polymère élastiquement déformable tel que le polypropylène. L’anneau élastique comporte une bague de serrage 17 dont le diamètre est adapté à enserrer le tronçon fileté 11 de la vis 3. L’anneau élastique 15 comporte de plus une gorge 18 qui forme sur la surface interne de l’anneau élastique 15 un collet 19 qui restreint localement le diamètre de l’anneau élastique 15. L’épaulement 16 se trouve sur la surface interne de l’anneau 15, à la jonction entre la bague de serrage 17 et le collet 19.

L’anneau élastique 15 est ouvert car il comporte, dans le présent exemple, une découpe 20. L’anneau élastique 15 comporte de plus une lèvre élastique 21 disposée sur les rebords de la gorge 18.

Le diamètre de l’anneau élastique 15 est choisi de sorte que le premier tronçon 17 ait un diamètre interne inférieur au diamètre externe du tronçon fileté 11 de sorte que, grâce à la découpe 20 de l’anneau élastique 15, le comportement élastique de l’anneau 15 permette le serrage du tronçon fileté 11 par le premier tronçon 17 de l’anneau élastique 15.

Par ailleurs, l’épaisseur de l’anneau élastique 15 est choisie pour que, dans la position de la figure 1 , le diamètre extérieur de l’anneau élastique 15 soit ajusté dans l’alésage de guidage 14 avec un léger serrage de sorte qu’un coulissement de l’anneau élastique 15 dans l’alésage de guidage 14 soit possible en exerçant un effort volontaire sur la vis 3.

Dans la position de la figure 1 , la vis d’accouplement 3 est montée dans le dispositif 1 de sorte que la lèvre élastique 21 vienne au contact de l’épaulement 22. Les dimensions de l’alésage de guidage 14, de l’anneau élastique 15, et du tronçon fileté 11 de la vis 3 sont choisies pour que, dans cette position de la figure 1 , l’extrémité de la vis 3 affleure au niveau du plan dans lequel s’étend la surface de contact 5. La distance entre l’épaulement 22 et la surface de contact 5 est ainsi sensiblement égale à la longueur du tronçon fileté 11 , de sorte que la hauteur de la portion de l’anneau élastique 15 qui est entre l’épaulement interne 16 et le sommet entraîne l’extrémité chanfreinée de la vis 3 à dépasser légèrement du plan dans lequel s’étend la surface de contact (voir figure 1). Cette extrémité chanfreinée de la vis 3 est ainsi engagée à l’entrée de l’alésage taraudé 6 lorsque le dispositif 1 est positionné contre l’élément vibrant.

Cet agencement permet la mise en place du dispositif 1 sur l’élément vibrant 2 en obtenant directement le contact plan sur plan de la surface de contact 5 sur la surface de réception 4 sans que la vis d’accouplement 3 ne gêne cette mise en place. La vis 3 est cependant directement mise en position sans opération spécifique en vis-à- vis de l’alésage taraudé 6, et prête au vissage.

Avant le montage du dispositif 1 sur l’élément vibrant 2, l’anneau élastique 15 a procuré une rétention de la vis 3 dans l’orifice traversant 13, garantissant à la fois le caractère imperdable de la vis 3 et son maintien dans une position optimale de montage.

Par ailleurs, l’opérateur ou la machine en charge du montage du dispositif 1 sur l’élément vibrant 2 peut régler manuellement la position de la vis 3 le long de l’axe de fixation 12 en agissant sur la tête de la vis 3 dans la direction de l’axe de fixation 12, ce qui entraîne un déplacement de la vis 3 qui entraîne avec elle l’anneau élastique 15, ce dernier ripant contre l’alésage de guidage 14. L’anneau élastique 15 est ainsi également adapté à maintenir en position la vis 3 dans l’orifice traversant 13 selon d’autres positions souhaitées le long de l’axe de fixation 12.

La position préférée illustrée à la figure 1 peut de plus être obtenue de nouveau en écartant la tête de la vis 3 du dispositif 1 jusqu’à ce que la lèvre élastique 21 vienne en butée contre l’épaulement 22. La lèvre élastique 21 procure un amorti de l’arrêt longitudinal de la vis 3 par rapport à l’orifice traversant 13. De plus, lors de la mise en position du dispositif 1 sur l’élément vibrant 2, la lèvre élastique 21 offre un degré de liberté en translation le long de l’axe de fixation 12 pour la vis 3, utile par exemple pour la mise en position de la vis 3 à l’entrée de l’alésage taraudé 6.

L’anneau élastique 15 comporte une surface annulaire externe de friction 23 destinée à maintenir par friction, contre l’alésage de guidage 14, la vis 3.

Une fois le dispositif 1 mis en place tel que représenté à la figure 1 , une seule opération de montage du dispositif 1 est nécessaire et consiste à visser la vis 3 jusqu’à ce que la tête de la vis 3 serre l’embase 7 au couple souhaité contre l’élément vibrant 2. La figure 3, qui est une demi-coupe, représente le montage obtenu à la suite de cette opération de vissage.

L’opération de vissage est réalisée en deux étapes. Dans une première étape, l’anneau élastique 15 reste en position contre le tronçon fileté 11 de la vis 3 tandis qu’il est animé d’un mouvement relatif de descente par rapport à l’alésage de guidage 14 et ripe ainsi sur la surface interne de l’alésage 14. Ce mouvement se poursuit jusqu’à ce que la bague de serrage 17 vienne au contact de la surface de réception 4 de l’élément vibrant 2. Le vissage de la vis 3 se poursuit ensuite selon une deuxième étape où l’anneau élastique 15 reste dans cette position contre la surface 4. Un mouvement relatif selon une liaison hélicoïdale est alors mis en oeuvre entre le tronçon fileté 11 et la surface interne de la bague de serrage 17.

La demi-coupe de la figure 4 illustre le montage de l’anneau élastique 15 sur la vis 3. La vis 3 est tout d’abord mise en place dans l’orifice traversant 3 du dispositif 1 et l’anneau élastique 15 est ensuite disposé autour du tronçon fileté 11 de sorte que son épaulement interne 16 vienne reposer contre le premier filet du tronçon fileté 11. La mise en place de l’anneau élastique 15 est permise par les propriétés élastiques de l’anneau et son caractère ouvert. À partir de la position de la figure 4, la tête 9 de la vis 3 est ensuite écartée de l’embase 7 jusqu’à ce que la lèvre élastique 21 vienne au contact de l’épaulement 22 de l’alésage de guidage 14.

Pour assurer ce montage, la longueur du tronçon non fileté 10 est choisie pour que, lorsque la tête 9 de la vis 3 est au contact du dispositif 1 (position de la figure 4), la jonction entre le tronçon non fileté 10 et le tronçon fileté 11 soit saillante à l’extérieur de l’orifice traversant 13, pour permettre le montage de l’anneau élastique 15.

Des variantes de réalisation du dispositif de contrôle de vibrations peuvent être mises en oeuvre sans sortir du cadre de l’invention. Le dispositif peut en effet être tout dispositif nécessitant la transmission des vibrations d’un élément vibrant par un contact plan sur plan, tels que capteurs relatifs à l’analyse du comportement vibratoire, absorbeurs ou amortisseurs de vibration, etc.

Par ailleurs, l’anneau élastique 15 peut présenter d’autres formes en conservant son caractère ouvert et son épaulement interne 16, par exemple une forme extérieure cylindrique continue et un épaulement interne 16 formé d’une nervure annulaire.