FR2695686A1 - Cylindre asservi actionné par un moyen élastique pour embrayage hydraulique. - Google Patents

Cylindre asservi actionné par un moyen élastique pour embrayage hydraulique. Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un cylindre asservi comportant un corps cylindrique, un piston primaire déplaçable alternativement de façon étanche relativement au corps et coopérant avec ce corps pour former une première chambre de fluide (260, 160) dans ledit corps, et un second piston déplaçable alternativement de façon étanche relativement au piston primaire et coopérant avec ce piston primaire pour former une seconde chambre de fluide (280, 80), la seconde chambre de fluide étant reliée à la première chambre par un moyen formant soupape (282, 82) caractérisé en ce que le piston primaire est actionné par un moyen élastique depuis une position complétement rétractée jusqu'à une position de repos dans laquelle il peut exercer une pré-charge sur un roulement d'embrayage (60), lesdits moyens formant soupape étant ouverts lorsque le piston primaire est en position complétement rétractée, et se trouvant fermés lorsque le piston primaire est dans la position de repos. Application: embrayage à commande hydraulique.

Description

Cette invention concerne des cylindres asservis d'embrayage hydraulique pour utiliser sur des commandes d'embrayage hydraulique, en particulier pour les embrayages à friction de véhicule.
Un problème à résoudre sur les systèmes de commande hydraulique d'embrayage est relatif à l'usure des plaques d'embrayage et au cylindre asservi hydraulique qui retourne dans une position différente à l'intérieur du boîtier.
Ainsi le volume de travail du cylindre asservi doit être suffisant pour compenser les variations du volume de fluide d'activation à l'intérieur du cylindre asservi lorsque la position de repos du piston change en raison de l'usure de la plaque d'entrainement, et il en est de même pour le volume du fluide déplacé par le maître cylindre, lorsque la commande du système d'embrayage fonctionne.
Compte tenu des tendances actuelles à rendre les pièces des moteurs de véhicules plus compactes, il peut être avantageux de réduire les dimensions d'ensemble du cylindre asservi d'embrayage.
La présente invention propose un cylindre qui est axialement plus compact.
Conformément à l'invention, on propose un cylindre asservi pour embrayage hydraulique comportant un corps cylindrique, un piston primaire déplaçable alternativement de façon étanche relativement au corps et coopérant avec ce corps pour former une première chambre de fluide dans ledit corps, et un second piston déplaçable alternativement de façon étanche relativement au piston primaire et coopérant avec ce piston primaire pour former une seconde chambre de fluide, la seconde chambre de fluide étant reliée à la première chambre par un moyen formant soupape caractérisé en ce que le piston primaire est actionné par un moyen élastique depuis une position complétement rétractée jusqu'à une position de repos dans laquelle il peut exercer une pré-charge sur un roulement d'embrayage, lesdits moyens formant soupape étant ouverts lorsque le piston primaire est en position complétement rétractée, et se trouvant fermés lorsque le piston primaire est dans la position de repos.
De façon préférentielle, le corps du cylindre comporte à l'intérieur un tube cylindrique, et le piston primaire se déplace alternativement à l'intérieur du tube et se caractérise en ce que le piston primaire comporte à l'intérieur un tube coaxial et en ce que le piston secondaire se déplace alternativement à l'intérieur du tube coaxial du piston primaire.
En variante, le corps cylindrique est un corps annulaire dont les parois cylindriques interne et externe forment entre elles une première chambre de fluide et se caractérise en ce que la paroi interne s'étend axialement au-delà de la paroi externe et en ce que le piston primaire est coulissant de façon étanche sur les surfaces, externes radialement, des deux parois.
L'invention est décrite à l'aide d'exemples et en référence aux dessins les accompagnant dans lesquels:
- la figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est un agrandissement d'une partie de la figure 1 montrant le mécanisme à soupape et,
- la figure 3 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation de l'invention.
On se référera d'abord aux figures 1 et 2.
Un embrayage de véhicule est commandé par un cylindre asservi annulaire hydraulique (216) disposé concentriquement avec un arbre d'entrée de boîte à vitesse (non représenté) et qui, en position de travail s'engage sur les extrémités, internes radialement, des doigts du ressort-diaphragme (non représenté) à travers une voie de roulement (60).
Le cylindre asservi (216) est actionné par une pression de fluide générée par un maître cylindre (non représenté) qui est relié au cylindre asservi (216) par un conduit (117). Le cylindre asservi (216) comporte un corps (221) comprenant une première partie (226) en fonte d'aluminium ou en plastique moulé qui inclue une paroi cylindrique externe (223), ayant une colerette (224) se projetant radialement vers l'extérieur à une de ses extrémités, et une deuxième partie qui est une feuille métallique comportant une paroi cylindrique interne (222) avec une colerette à section en U (228) à une de ses extrémités.
Les deux parties (222,223) sont maintenues ensemble aux extrémités respectives des colerettes (224,228) et sont mainenues en contact avec un joint (231) pour former entre elles une première chambre de fluide étanche (260).
Le piston primaire annulaire (241) est coulissant de façon étanche sur la surface, externe radialement, des parois cylindriques interne et externe (222,223).
Le piston primaire annulaire (241) comporte une paroi latérale (244) cylindrique externe radialement, une colerette (245) s'étendant radialement vers l'intérieur et une paroi latérale (250) cylindrique s'étendant radialement vers l'intérieur. La paroi latérale externe (244) est coulissante sur une bague d'étanchéité (246) en plastique montée sur la surface externe de la paroi externe (223) et une bague d'étanchéité élastique (247) est maintenue en position par un manchon de retenue (248) qui s'appuie sur un épaulement annulaire (249) de la surface, interne radialement, de la paroi exteme (223).
La paroi latérale interne (250) du piston coulisse sur une bague d'étanchéité en plastique (251) montée sur la surface interne radialement de la paroi interne du piston, et en même temps sur le joint élastomère (252) qui agit entre la paroi latérale interne (250) et la paroi interne cylindrique (222) du corps (221) ainsi que sur une bague élastomère (253) qui appuie la bague d'étanchéité (251) contre la paroi cylindrique interne (222).
Le piston primaire (241) est éloigné de la boîte à vitesse par un ressort annulaire (254) et un poussoir annulaire (255) logé dans la chambre de fluide (260) formée entre les deux parois (222,223) du corps (221).
Le ressort annulaire (254) pré-charge le roulement (60) contre les doigts du ressort diaphragme de l'embrayage, et agit uniquement pour le trajet initial du piston. Le ressort (254) peut être un ressort en spirale ou un ressort Belleville et agit à l'encontre du manchon de retenue (248).
La pré-charge exercée par le ressort est constante pour toutes les conditions d'usure de la plaque d'entrainement.
Un piston secondaire (270) est coulissant de façon étanche sur le piston primaire (241) et comporte une paroi latérale (271) externe radialement, avec une bague plastique (272) et un joint élastomère (273) qui adhère à la paroi latérale externe (244) du piston (241), et une colerette (274) se projetant radialement vers l'intérieur, avec une bague d'étanchéité plastique (275) et un joint élastomère (276) qui colle contre la paroi latérale interne (250) pour former une seconde chambre de fluide (280). La deuxième chambre de fluide (280) est reliée à la première chambre de fluide (250) à travers des moyens formant soupape (282). Les moyens formant soupape (282) sont en forme de champignon avec une tête (283) et un pied (287) qui passe par l'orifice (288) de la colerette (245) du piston primaire (241).La tête (283) est logée dans la deuxième chambre (280) et elle s'appuie en position de fermeture, contre le joint (284) par un ressort Belleville annulaire (285). Le pied (287) des moyens formant soupape (282) peut entrer en contact avec le manchon de retenue (248) lorsque le piston (241) est en position de complète rétractation pour ouvrir la soupape.
Le roulement annulaire (60) de relachement est fixé sur la surface externe du piston secondaire et sa voie de roulement est reliée à une plaque intermédiaire (67) pour atteindre les doigts du ressort diaphragme comme décrit précédemment.
Selon un montage initial sur un véhicule, le piston (241) est maintenu dans la position représentée en figure 1 par des arrêts (288) en plastique.
Lorsque le fluide sous pression pénètre dans le cylindre asservi (216) il remplit les deux chambres (260 et 280). Une pression supplémentaire entraine le deuxième piston (270) à déplacer la plaque de roulement (67) jusqu'en butée avec les doigts du ressort diaphragme.
La surface du piston secondaire soumise à la pression du fluide est d'environ 60 % de la surface du premier piston (241) soumise à la pression.
Ainsi lorsque la pression s'établit, les arrêts (288) sautent ou s'enlèvent d'une autre manière et le premier piston (241) peut ainsi se déplacer pour commander l'embrayage en exercant un relâchement de la charge sur les doigts du ressort diaphragme.
Ceci autorise la fermeture de la soupape (282) pour fermer et isoler la deuxième chambre (280).
Lorsque la pression de fluide est relachée, les doigts du ressort poussent le piston secondaire (270) mais depuis que la soupape (282) est fermée, le piston primaire (241) est repoussé par la charge des doigts du ressort diaphragme agissant sur le piston secondaire (270) jusqu'à ce que la colerette (245) atteigne les poussoirs (255) du ressort, et il est maintenu éloigné de sa position complétement rétractée dans une "position de repos" par le ressort (254) dans laquelle la soupape (282) est maintenue fermée par le ressort (285).
Lorsque la plaque d'embrayage use les extrémités des doigts du ressort diaphragme en direction de la boîte à vitesse, elle pousse le premier piston (241) et le deuxième piston (270) à l'encontre de la poussée du ressort (285) encore plus en arrière vers les colerettes (224,228) entrainant la soupape (282) a buter sur le manchon de retenue et à s'ouvrir, et en conséquence elle entraine une diminution du volume de la deuxième chambre (280) et la sortie du fluide de la deuxième chambre à travers la soupape (282)
Lorsque les doigts du diaphragme n'exercent pratiquement pas de charge sur le deuxième piston (270), le ressort (254) exerce une pré-charge sur le premier piston (241) et éloigne le piston (241) du manchon de retenue (247) et la soupape (282) se ferme.
Ceci signifie que dans une condition d'équilibre dans laquelle il n'y a sensiblement aucune pression dans la chambre (260), le ressort (254) exerce une pré-charge sur le roulement de débrayage et la soupape (282) est fermée.
Eventuellement le piston secondaire (270) atteint la colerette (224), comme représenté en pointillé, lorsque l'embrayage est complétement usé.
On se réfère à présent à la figure 3, où un cylindre asservi cylindrique (16) commande un embrayage pour véhicule par un levier habituellement monté pivotant sur un boîtier de boîte à vitesse.
Le cylindre asservi (16) comporte un corps (14) avec un tube cylindrique (15) ayant une paroi d'extrémité (18) à une de ses extrémités et une bouche (19) à l'autre extrémité.
Un premier piston (41) est monté coulissant dans le tube et adhère sur le tube (15) par un joint (47) pour former une première chambre de fluide (160) dans l'extrémité fermée du tube. La première chambre (160) est reliée à la source de pression hydraulique par un conduit (17).
Le piston a une extension (21) coaxiale cylindrique qui s'étend à travers la bouche (19) du tube (15).
Une gaine élastomère (53) en forme de botte scelle le piston (41) dans la bouche (19) du tube pour former un réservoir de fluide "V". Le joint (47) permet une légère fuite de fluide entre la chambre de fluide (160) et le réservoir de fluide "V" formé par la botte (53). Le joint (47) fonctionne comme une soupape de non retour, permettant le passage du flux de fluide du réservoir "V" vers la chambre (160) lorsque la pression dans la chambre (160) est inférieure à celle dudit réservoir.
L'extension coaxiale (21) du piston présente un tube (22) coaxial cylindrique bouché, dans lequel est logé un piston secondaire (70). Le piston est scellé au tube (22) par un joint (72), pour former une seconde chambre de fluide (80) dans l'extrémité bouchée du tube (22).
Le joint (73) fonctionne comme un "frein à friction" pour maintenir en position le tube pousseur (70).
La deuxième chambre de fluide (80) est reliée à la première chambre de fluide (160) par un orifice (88) qui est ouvert et fermé par les moyens formant soupape (82). Les moyens formant soupape (82) sont constitués des mêmes éléments que ceux des figures I et 2. Le pied (87) de la soupape agit à l'encontre de la paroi d'extrémité (18) du corps (14) du cylindre. Le piston primaire (41) est éloigné de la paroi d'extrémité (18) par un ressort Belleville (54) qui exerce une pré-charge sur le levier (non représenté) de relâchement de l'embrayage.
Le diamètre de la seconde chambre de fluide (80) est sensiblement plus petit que le diamètre de la chambre primaire de fluide (160) de façon à actionner le mécanisme de débrayage par le piston primaire (41) et la compensation de l'usure se fait par le piston secondaire (70) comme décrit précédemment.
Les pistons (41,70) sont retenus en place avant montage sur un véhicule par des brides (89) qui sautent lors du premier fonctionnement du système.
Le piston (41) ainsi que le piston secondaire (70) et les moyens formant soupape (82) sont aptes à s'incliner d'un angle B dans le tube (15) du corps du cylindre (14) pour compenser l'excentricité relative du mouvement de l'extrémité fixe du levier de débrayage.
Le cylindre asservi ainsi décrit peut faire partie d'un système d'embrayage hydraulique du type décrit dans le brevet européen EP-A-0 146 283.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Cylindre asservi hydraulique pour embrayage comportant un corps cylindrique, un piston primaire déplaçable alternativement de façon étanche relativement au corps et coopérant avec ce corps pour former une première chambre (260,160) de fluide dans ledit corps, et un second piston déplaçable alternativement de façon étanche relativement au piston primaire et coopérant avec ce piston primaire pour former une seconde chambre de fluide, la seconde chambre de fluide (280,80) étant reliée à la première chambre par un moyen formant soupape caractérisé en ce que le piston primaire (241,41) est actionné par un moyen élastique depuis une position complétement rétractée jusqu'à une position de repos dans laquelle il peut exercer une pré-charge sur un roulement d'embrayage, lesdits moyens formant soupape (282,82) étant ouverts lorsque le piston primaire est en position complétement rétractée, et se trouvant fermés lorsque le piston primaire est dans la position de repos.
2. Cylindre asservi hydraulique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface du piston secondaire soumise à la pression du fluide est substantiellement plus faible que la surface du piston primaire soumise à la pression du fluide.
3. Cylindre asservi hydraulique selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les moyens formant soupape sont formés d'une soupape champignon avec une tête (283) et un pied (287,87), la tête étant logée dans la deuxième chambre et le pied traversant un orifice du piston primaire, la tête étant comprimée en condition de fermeture et le pied pouvant buter sur une position fixe du corps du cylindre.
4. Cylindre asservi selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel le corps du cylindre comporte un tube cylindrique et le piston primaire agit à l'intérieur du tube, caractérisé en ce que le piston primaire comporte un tube coaxial et en ce que le piston secondaire se déplace alternativement à l'intérieur du tube coaxial du piston primaire.
5. Cylindre asservi hydraulique selon la revendication 4 dans lequel le piston primaire peut s'incliner par rapport à l'axe de base.
6. Cylindre asservi selon la revendication 5 dans lequel le piston primaire s'étend à travers une bouche de son propre tube, et un piston secondaire s'étend également à travers la bouche de son propre tube coaxial.
7. Cylindre asservi selon l'une des revendications 5 à 6 caractérisé en ce que le piston primaire est scellé sur le tube par une botte en élastomère qui forme un réservoir de fluide, et en ce que le fluide peut fuir par le joint du piston primaire dans le réservoir, et peut facilement retourner depuis le réservoir vers la première chambre de fluide.
8. Cylindre asservi (16,216) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel le corps du cylindre est un corps annulaire (21,221) comportant des parois internes (22,222) et externes (23,223) cylindriques formant entre elles une première chambre de fluide, caractérisé en ce que la paroi interne (22,222) s'étend axialement au-delà de la paroi externe (23,223) et en ce que le piston primaire (41) est coulissant de façon étanche sur les surfaces radialement extérieures (42,43) des deux parois.
9. Cylindre asservi selon la revendication 8 caractérisé en ce que le piston primaire (41) est scellé sur la paroi interne (22) par un premier joint (51,52,53) monté sur le piston (41), et est scellé sur la paroi externe (23) par un second joint (46) monté sur ladite paroi externe (23).
10. Cylindre asservi selon l'une des revendications 8 à 9 caractérisé en ce que le piston secondaire (270) est monté coulissant et concentriquement sur le piston primaire.
et dans lequel le piston (270) secondaire comporte - une paroi cylindrique externe (271) qui s'engage de façon coulissante sur la paroi latérale cylindrique externe (244) du piston, - une colerette (274) se projetant radialement intérieurement et qui s'engage de façon étanche sur la paroi latérale interne cylindrique (250) du piston.
1 1 . Cylindre asservi selon la revendication 10 dans lequel le piston primaire comporte en outre: - une paroi latérale cylindrique, externe radialement, qui est supportée de façon coulissante par la surface, externe radialement, de la paroi cylindrique exteme (223), - une colerette (245) se projetant radialement vers l'intérieur, - une paroi cylindrique (213) interne radialement, qui s'engage de façon coulissante sur la surface, externe radialement, de la paroi interne (224),
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