Brevet FR2458433A1 — publié le 19810102

L'invention se rapporte à un dispositif d'actionnement d'un embrayage à disques de véhicule automobile, en particulier de camion, comprenant une pédale ainsi qu'un ressort dont la déformation passe par une plage neutre de réaction, dénommé ci-après : ressort à plage neutre, qui est monté entre la pédale et la carrosserie et dont la disposition est telle que, lorsque la pédale est en position de repos, il exerce une force de rappel qui retient cette pédale à cette position, tandis que, lors de l'actionnement de la pédale et du dépassement de la plage neutre, ce ressort transmet une force qui amplifie celle exercée par le pied. Dans les dispositifs connus de ce type, la pédale d'embrayage comporte à proximité de son axe de pivotement un bras de levier qui est coudé par rapport à l'axe longitudinal de la pédale et qui est tourné vers l'intérieur du véhicule, un ressort à plage neutre attaquant une extrémité de ce bras de levier, tandis que son autre extrémité est articulée sur un support fixe, le ressort à plage neutre exécutant un mouvement de pivotement qui le fait pénétrer davantage à l'intérieur du véhicule lors de l'actionnement de la pédale d'embrayage. L'espace disponible au voisinage de l'axe de pivotement de la pédale d'embrayage étant dans de nombreux cas extrêmement limité, il n'est pas possible de placer facilement dans cet espace un ressort à plage neutre fonctionnant de façon satisfaisante de cette manière. Les embrayages à disques qui s'utilisent de plus en plus - également pour les camions - notamment en raison de la possibilité qu'ils offrent d'exercer une relativement grande force de pression dans un espace relativement restreint, ont une courbe caractéristique telle que représentée par exemple sur la figure 2 des dessins annexés et qui porte la référence A. Lors de l'actionnement de la pédale d'embrayage, la force devant être exercée sur cette pédale croît tout d'abord de manière approximativement linéaire, puis atteint un maximum approximativement à la moitié de la course totale nécessaire à dé loyer. Cette force demeure approxima tivemeE*t constante sur le reste de la course de la pédale. L'invention a pour objet un dispositif du type tel que spécifié, qui d'une part occupe un très faible encombrement et exige un ressort ayant une faible force et d'autre part confère à l'ensemble du montage une courbe caractéristique de la force en fonction de la course de la pédale dans laquelle la force exercée sur la pédale demeure approximativement constante après avoir atteint un maximum à la fin d'une course déterminée ou tout au plus ne diminue que faiblement, de manière que le chauffeur n'ait pas l'impression de tomber dans un "trou" dans la seconde partie de la course de la pédale. Selon une particularité essentielle de l'invention, le dispositif comprend un ressort à courbe caractéristique à faible pente et dont une extrémité est articulée sur la pédale, entre la plaque d'appui de cette dernière et son axe de pivotement, tandis que son autre extrémité est articulée sur un support fixe disposé au voisinage de cet axe de pivotement et les points d'articulation du ressort sont adoptés de manière que le produit de la force de ce dernier par son bras de levier efficace (distance de la ligne d'action du ressort à l'axe de pivotement de la pédale d'embrayage) atteigne un maximum au moins approximativement à mi-course de la pédale. L'invention va etre décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels - la figure 1 est une élévation schématique d'un dispositif de manoeuvre d'un embrayage à disques - la figure 2 est un graphique représentant différentes caractéristiques ; et - la figure 3 est une coupe axiale d'une variante d'un détail de réalisation du dispositif de-la figure 1. Le dispositif représenté sur la figure 1 et destiné à la manoeuvre d'un embrayage à disques non représenté se compose essentiellement d'une pédale 1 comportant une plaque d'appui 12 et articulée sur un axe de pivotement li monté sur la carrosserie non représentée du véhicule. Dans l'exemple représenté de réalisation, la pédale d'embrayage 1 comporte un bras de levier 15 disposé de l'autre côté de l'axe de pivotement Il et sur lequel est articulée la barre de pression 41 d'un cylindre transmetteur 4 d'un dispositif hydraulique de manoeuvre de l'embrayage. La force exercée par le pied lors du débrayage est assistée par un ressort à plage neutre dont la force s'exerce entre la pédale 1 et la carrosserie.Ce ressort 3 - de compression - attaque par une extrémité la pédale 1 entre l'axe de pivotement 11 et la plaque d'appui 12, tandis que son autre extrémité attaque un appui fixe 2 qui est placé au voisinage de l'axe de pivotement 11. Les articulations sont avantageusement du type à rotule afin d'éviter tout coincement qui risque de se produire avec une articulation sur tourillon meme lorsque le ressort 3 est monté sous une certaine obliquité par rapport à l'axe de symétrie longitudinal de la pédale d'embrayage 1 par suite des tolérances inévitables de construction.Le ressort 3 se compose dans l'exemple représenté de réalisation d'une tige de guidage 33 montée télescopiquement dans un manchon 34, ainsi que d'un ressort hélicoidal 35 qui entoure le manchon et la tige de guidage et dont les extrémités prennent appui sur des cuvettes 31 et 32 comportant sur leur face extérieure un alvéole en forme de calotte sphérique. Une rotule 21 du support fixe 2 est logée dans l'un des alvéoles et une rotule 14 d'une plaque de retenue 13 soudée sur la pédale 1 est logée dans l'autre alvéole.Les deux points d'articulation du ressort à plage neutre 3, c'est-à-dire les rotules 14 et 21, sont disposés dans l'espace de manière que la ligne d'action du ressort 3, c'est-à-dire le prolongement de l'axe longitudinal de ce ressort lorsque la pédale d'embrayage est au repos, passe sous l'axe de pivotement 11, de manière qu'une force de retenue soit exercée sur la pédale d'embrayage lorsqu'elle est en position de repos. Lors de lactionnement de la pédale d'embrayage, la rotule 14 se déplace le long d'un trajet en arc de cercle portant la référence E et tracé autour de l'axe de pivotement 11, différentes positions de la pédale portant les références 1 à 7 qui sont reproduites sur la figure 2.Lors du pivotement de la pédale d'embrayage, le ressort 3 passe par un point qui est situé peu au-devant du point 2 et qui est le point dit d'inversion ou point auquel la déformation du ressort passe par une plage neutre de réaction se trouvant sur la ligne d'action du ressort qui passe à ce moment par l'axe de pivotement 11 et donc le ressort n'exerce sur la pédale aucune force tendant à la faire pivoter.Lors de la suite du pivotement de la pédale, la ligne d'action du ressort 3 passe audessus de l'axe de pivotement 11 et lors de l'accroissement de la course de la pédale, le bras de levier efficace du ressort qui porte la référence a sur la figure 1, c'est-àdire la distance de la ligne d'action du ressort à l'axe de pivotement 11 s'allonge. I1 est facile de comprendre que dans cette plage de positions de la pédale, le ressort 3 exerce sur cette pédale 1 une force qui assiste celle qui est exercée par le pied. Lors du pivotement de la pédale d'embrayage 1, la cuvette 32 du ressort 3 suit nécessairement le mouvement de la rotule 14, c'est-à-dire qu'elle se déplace le long de l'arc de cercle mentionné E.Cette trajectoire en arc de cercle diffère de la trajectoire en arc de cercle F comme le montre la figure 1 - qui s'obtiendrait en traçant autour de la rotule 21 un arc de cercle dont le rayon correspondrait à la longueur du ressort 3 en position de repos. En conséquence, le ressort 3 s'allonge lors du pivotement de la pédale d'embrayage, ce qui correspond à une diminution de la force du ressort selon sa courbe caractéristique. I1 est facile de comprendre que longueur du bras de levier a augmente au moins à peu près proportionnellement à la course de la pédale. Par contre, les points d'articulation du ressort 3, c'est-à-dire la position des rotules 21 et 14 est adoptée de manière que l'allongement du ressort 3 soit proportionnellement supérieur à l'allongement de l'arc décrit par la pédale d'embrayage 1 lors de son pivotement, la géométrie adoptée étant telle que le produit de la force efficace momentanée du ressort 3 par le bras de levier efficace a de ce dernier atteigne un maximum au moins approximativement à mi-course de la pédale. Las figure 2 représente à la partie inférieure la courbe B de la force efficace F avec laquelle le ressort assiste celle exercée par le pied sur la plaque d'appui 12 en fonction de la course de la pédale, cette force étant proportionnelle au produit de la force du ressort par le bras de levier a et passant par la plage neutre au point D.Dans l'exemple représenté de réalisation, cette force F avec laquelle le ressort assiste celle exercée par le pied atteint son maximum approximativement après deux-tiers de la course de la pédale pour retomber ensuite légèrement lors de la suite du déplacement de la pédale. La variation de cette force d'assistance F représente une approximation très voisine de celle de la courbe caractéristique A de l'embrayage à disques - à l'inverse d'un ressort efficace à force constante -. Par rapport à la courbe caractéristique représentée A, la variation de la courbe B serait idéale si le maximum était déjà atteint au point 4, c'est-à-dire à mi-course de la pédale.Mais le maximum de la course caractéristique A se déplaçant progressivement vers la droite avec l'usure des garnitures de l'embrayage, la courbe caractéristique représentée B représente une moyenne avantageuse sur l'ensemble de la vie utile des garnitures de l'embrayage. La courbe caractéristique C, représentée en traits mixtes, de la force que le chauffeur doit exercer sur la pédale et qui est obtenue par superposition des courbes A et B présente donc un léger infléchissement entre les points 4 et 5 de la course de la pédale, mais cet infléchissement est extrêmement faible et donc le chauffeur ne ressent pas l'impression désagréable de tomber sur un "trou Cette variation de la courbe caractéristique est possible en particulier par l'utilisation d'un ressort à plage neutre dont la courbe caractéristique est en faible pente, car un tel ressort exerce une force qui diminue suffisamment dès que la pédale est à mi-course. Les ressorts à courbe caractéristique en faible pente occupent une relativement grande longueur, ce qui représente un inconvénient du point de vue de l'encombrement. Mais l'utilisation d'un ressort de ce type est possible sans difficulté dans le dispositif de l'invention en raison de son montage spécial à articulations, d'autant wlus qu'il est possible d'utiliser des ressorts relativement petits en raison des bras de levier efficaces relativement grands qu'il est possible de conférer à ces ressorts. Un avantage est que près de la totalité de la longueur de la pédale est disponible pour loger le ressort à plage neutre et donc le principe du dispositif en tant que tel est très variable, car il est possible selon les exigences imposées de monter des ressorts ayant des longueurs différentes. Dans les applications dans lesquelles la force nécessaire de débrayage est très grande et inadmissible pour le chauffeur même avec l'assistance d'un ressort à plage neutre, il est possible de manière simple de combiner ce ressort avec un servo-mécanisme complémentaire dans le dispositif de l'invention. La figure 3 représente schématiquement un dispositif réalisé en conséquence et pouvant être utilisé pour remplacer le ressort à plage neutre que représente la figure 1. Dans l'exemple représenté de réalisation, un servomécanisme 5 à commande hydraulique ou pneumatique est monté en parallèle sur le ressort 3. Ce servo-mécanisme comprend un cylindre de travail 51 dans lequel sont montés dv'une part le ressort 3 et d'autre part un piston 52 mobile dans la direction de l'axe, le ressort prenant appui entre le piston 52 et le fond 54 du cylindre.Le raccord au circuit d'air comprimé ou au circuit hydraulique est indiqué en 53. Ce dispositif est articulé sur la pédale d'embrayage 1 et sur le support 2 d'une part à l'extrémité libre 56 de la tige de piston et d'autre part à l'extrémité libre 55 de l'enveloppe du cylindre, l'extrémité de ce cylindre et celle de la tige de piston comportant des alvéoles en forme de calottes sphériques de logement des rotules 14 et 21. Le montage d'un servo-mécanisme en cet emplacement a l'avantage - sur le montage direct sur l'embrayage que les forces nécessaires d'assistance sont relativement faibles en raison des rapports de transmission efficaces et donc qu'il est possible d'utiliser un petit cylindre d'asservissement 51. La commande de la force d'asservissement, c'est-à-dire du circuit d'air comprimé ou de liquide hydraulique, est réalisée de manière classique et par exemple peut consister en une pression hydraulique du transmetteur 4 d'un dispositif hydraulique de manoeuvre de l'embrayage.Un ressort 57, par exemple prisonnier, qui entre en action approximativement à mi-course de la pédale - et dont la force s'exerce en sens inverse de celle du ressort 3 ainsi que de celle de la pression hydraulique - peut être monté par exemple à l'intérieur du cylindre d'asservissement 51 afin de permettre de faire suivre à la force d'asservissement une courbe qui correspond aussi à la courbe caractéristique A, c'est-à-dire afin d'obtenir une force d'asservissement qui décroit aussi approximativement à partir de la mi-course de la pédale. Le dispositif de l'invention se caractérise en particulier par son faible encombrement et son mode d'articulation apporte des avantages fonctionnels importants. I1 convient de remarquer pour terminer que les courbes caractéristiques représentées sur la figure 2 ont été tracées pour un dispositif de manoeuvre d'un embrayage à disques de 280 mm de diamètre, la longueur de la pédale d'embrayage étant de 320 mm, la distance entre axe de pivotement 11 et rotule 14 étant de 210 mm, la distance entre axe de pivotement Il et rotule 21 étant de 110 mm et le bras de levier efficace a de la figure 3 étant adopté de manière à être égal à 9 mm en position de repos, le ressort utilisé étant sous précontrainte de 400 N. Dans ces conditions, le bras de levier efficace a correspondant à l'augmentation de la composante de la force du ressort dans cette direction s'est allongé lors de la manoeuvre de la pédale par exemple d'une valeur a = 48 mm lorsque la pédale était en position correspondant au point 4 à une valeur de a = 86 mm lorsque la pédale était à la position extreme représentée par le point 7. Les bras de levier efficaces étaient donc relativement grands. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'actionnement d'un embrayage à disques de véhicule automobile, en particulier de camion, comprenant une pédale et un ressort à plage neutre dont la force s'exerce entre cette pédale et la carrosserie du véhicule et dont la disposition à l'intérieur de ce dernier est telle que, lorsque la pédale est en position de repos, il exerce une force de rappel qui retient cette pédale à cette position, tandis que, lors de la manoeuvre de la pédale d'embrayage et après dépassement de la plage neutre, ce ressort transmet une force qui assiste celle exercée par le pied, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un ressort (3) à courbe caractéristique à faible pente et dont une extrémité est articulée sur la pédale d'embrayage (1), entre la plaque d'appui (12) de cette dernière et son axe de pivotement (11), tandis que son autre extrémité est articulée sur un support fixe (2) placé au voisinage dudit axe d'articulation (11), les points d'articulation du ressort (3) étant adoptés de manière que le produit de la force du ressort par le bras de levier efficace (a) de ce dernier (distance de la ligne d'action du ressort à l'axe de pivotement de la pédale d'embrayage) atteigne un maximum au moins approximativement à mi-course de la pédale. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un servo-mécanisme (5) à commande pneumatique ou hydraulique est monté en parallèle sur le ressort (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (3) et le servo-mécanisme (5) forment un module unitaire. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le servo-mécanisme (5) comprend un cylindre de travail (51) dans lequel un piston (52) est translatable dans la direction de l'axe, le ressort (3) est également monté dans le cylindre de travail (51) - en prenant appui entre le piston (52) et le fond du cylindre (54) - et l'extrémité libre de la tige de piston (56), d'une part, ainsi que l'extrémité libre de l'enveloppe du cylindre (55), d'autre part, sont articulées sur la pédale d'embrayage (1) et sur ledit support (2). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les articulations du ressort (3) et/ou du servo-mécanisme (5) sur le support (2) ainsi que sur la pédale d'embrayage (1) sont du type à rotule (21/31 ainsi que 21/55 et 14/32 ainsi que 14/56).