Brevet FR2459407A1 — publié le 19810109

La présente invention concerne des servomoteurs pneumatiques/hydrauliques qui fournissent une énergie auxiliaire à des dispositifs hydrauliques d'actionnement d'embrayage, plus particulièrement, mais non exclusivement, à des dispositifs d'actionnement d'embrayage de véhicule automobile. Des servomoteurs d'embrayage types sont représentés dans les brevets britanniques no 1.192.949 et n0 1.248. 914. De tels dispositifs libérent le plateau mené de l'em- brayage afin de débrayer l'embrayage et agissent contre la charge des ressorts de l'embrayage. Tandis qu'il est nécessaire d'engendrer une charge de servomoteur suffisan- te pour surmonter la charge des ressorts d'embrayage, les servomoteurs doivent avoir une course suffisante pour libé- rer le plateau mené. Les mesures prises pour assurer la course néces- saire au servomoteur ont tendance à rendre les servomoteurs de commande de débrayage si volumineux qu'il est quelque- fois difficile de les loger dans le véhicule. Le servomoteur représenté dans le brevet britanni- que n0 1.192.949 est un servomoteur à action directe qui doit être monté en alignement avec la pédale d'embrayage actionnée par le conducteur. Le servomoteur représenté dans le brevet britannique n0 1.248.914, tout en étant un servomoteur disposé à distance, n'est pas suffisamment sensible à la réaction de l'embrayage et, de ce fait, la commande de l'embrayage par le conducteur peut ne pas être aussi douce qu'il serait désirable. Ceci est dû au fait qu'il n'y a pas de liaison directe entre les moyens de répartition de la charge du servomoteur qui sont cons- titués par une soupape d'équilibrage pneumatique/hydrau- lique, et la tige de sortie du servomoteur. La présente invention a pour but de fournir un agencement de servomoteur d'embrayage qui évite les in- convénients de la technique antérieure et qui en outre permet une réalisation compacte du servomoteur. Par conséquent, la présente invention a pour objet un servomoteur pneumatique/hydraulique de fourniture d'é- nergie auxiliaire à un circuit hydraulique d'embrayage, qui comprend un vérin à air comprimé contenant un piston de servomoteur sensible à une pression différentielle pour fournir l'énergie auxiliaire, un vérin hydraulique asservi, coaxial avec le piston de servomoteur et fixé à une extrémité du vérin pneumatique, un organe coaxial d'actionnement d'embrayage disposé à l'autre extrémité du vérin pneumatique et des moyens de répartition de la charge pour déterminer le rapport suivant lequel la puis- sance de sortie du servomoteur est fournie par le vérin hydraulique asservi et par le vérin pneumatique, le vérin asservi comportant un piston muni d'un prolongement coaxial qui traverse le piston de servomoteur de sorte que les deux pistons viennent en appui contre les moyens de répartition de la charge par l'intermédiaire desquels tou- tes les charges de sortie sont transmises à l'organe d'ac- tionnement de l'embrayage. L'expression "piston de servomoteur" doit être considérée comme couvrant également des dispositifs simi- laires, tels que des diaphragmes. les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et représenté schématiquement, en coupe longitudinale, sur la figure unique du dessin annexé. Comme le montre le dessin, le servomoteur pneuma- tique/hydraulique comprend un vérin 1i à air comprimé, un vérin hydraulique asservi 12, une tige 13 d'actionnement d'embrayage servant à transmettre la charge de sortie du servomoteur à un mécanisme (non représenté) de débrayage de l'embrayage du véhicule et des moyens 14 de répartition de la charge qui servent à déterminer le rapport selon lequel la charge de sortie est fournie par les vérins pneu- matique et hydraulique. Le vérin à air comprimé 11 comporte un carter cy- lindrique 15 et un piston de servomoteur 16 qui divise le cylindre en deux chambres, à savoir une chambre d'admis- sion 17 et une chambre d'échappement 18. La paroi d'extré- mité 19 de la chambre d'admission 17 comporte un prolonge- ment tubulaire coaxial 21 qui fait saillie à l'extérieur du cylindre. Le vérin hydraulique asservi 12 est logé dans le prolongement tubulaire 21. Le piston de servomoteur 16 comporte deux prolon- gements tubulaires coaxiaux 22 et 23 qui s'étendent dans des sens opposés et qui traversent chacun de manière étan- che une paroi d'extrémité du carter 15. Le premier prolon- gement tubulaire 22 s'étend en direction du vérin asservi 12 et entoure une partie de celui-ci, un jeu suffisant étant laissé entre le vérin asservi 12 et le prolongement 21 du carter 15 pour permettre à ce prolongement 22 de cou- lisser télescopiquement par rapport au vérin asservi. Le second prolongement tubulaire 23 s'étend en direction de la tige coaxiale 13 d'actionnement de l'embrayage et se pro- longe sur une partie de la longueur -de cette dernière. La tige 13 et le second prolongement 23 sont entourés par un soufflet de protection annulaire 24, en matière élastomère, fixé à une de ses extrémitées à la tige 13 et à son autre extrémité au carter 15. Le soufflet de protection 24 empê- che les saletés de pénétrer dans le servomoteur. Le piston de servomoteur 16 est percé d'un alésage coaxial à gradins 25 qui comporte cinq parties de diamètres différents désignées respectivement, de gauche à droite, par les références 26,27, 28, 29 et 30. La première partie 26, ayant un premier diamètre, reçoit la tête de la tige de sortie 13, et les moyens de répartition de la charge 14 qui sont constitués par un disque en matière élastomère, sont emprisonnés entre cette tête de la tige 13 et un épau- lement 31 entre la partie 26 et la partie 27 qui a un second diamètre. C'est cette seconde partie 27 qui a le plus petit diamètre et les différents diamètres de l'alé- sage en gradins 25 s'accroissent ensuite progressivement de gauche à droite. La partie 27 de plus petit diamètre reçoit la tête 33 du piston 32 du vérin asservi, qui est supportée en vue de son mouvement de coulissement par une partie adjacente 34 de plus grand diamètre montée à frottement doux dans la partie 28, ayant un troisième diamètre, de l'alésage 25. Un épaulement 35 formé sur la tête 33 entre les deux parties 33 et 34 limite le déplacement relatif du piston 32 en direction de la tige de sortie 13, en venant en butée contre un épaulement 36 formé entre la partiè 27 ayant un second diamètre et la partie 28 ayant un troisième diamètre, et assure le transfert direct de la charge du piston 32 au piston ou paroi 16. La partie 29 ayant un quatrième diamètre forme au- tour du piston 32 une chambre annulaire qui est reliée à la chambre d'évacuation 18 par des passages 37. La partie 30 ayant un cinquième diamètre contre un clapet annulaire coaxial 38 qui y est monté coulissant et de manière étanche. Le clapet 38 est repoussé en direc- tion de la tige de sortie 13 par un ressort 40 qui agit entre lui et le piston 32. Le clapet 38 est en butée contre un organe d'étanchéité 41 porté par un collier 32 de façon à obturer un passage d'air 43 qui traverse le centre du clapet 38. Un passage d'air 39 relie la partie 30 à la chambre d'admission 17 et le clapet 38 porte un organe d'étanchéité 47 qui peut venir en appui contre un épaule- ment 48 qui sépare la partie 29 ayant un quatrième diamètre et la partie 30, ayant un-cinquième diamètre, de l'alésage pour interrompre l'écoulement de l'air entre ces par- ties 29 et 30. Un ressort de rappel 45 est monté entre la paroi interne du prolongement 22 et le piston 32 pour rappeler ce piston vers le vérin asservi 12. Le servomoteur est du type à pression d'air "ba- lancée" dans lequel de l'air comprimé est introduit, par un orifice entrée 44 formé dans la paroi d'extrémité 19, dans la chambre d'admission 17 et arrive par le passage 39, les parties 30 et 29 et les passages 37, dans la chambre d'échappement 18. A partir d'une position de départ, telle que celle représentée sur le dessin, dans laquelle une pression d'air existe de part et d'autre de la paroi mobile ou piston 16, le fonctionnement du servomoteur est le suivant 1. une pression hydraulique est engendrée dans le vérin asservi 12 par l'actionnement, par le conducteur du véhicule, du maitre-cylindre d'embrayage. Ceci provoque le déplacement du piston 32 en direction de la tige de sortie 13. 2. L'organe d'étanchéité 47 est appliqué contre l'épaulement 48 interrompant ainsi la transmission de la pression pneumatique à la chambre d'échappement 18; 3. Un nouvel accroissement de la pression hydrauli- que provoque un nouveau déplacement du piston 32 en direc- tion de la tige de sortie 13 et l'application par le pis- ton 32 d'une charge au disque 14. Le clapet 38 est retenu par l'épaulement 48 tandis que le piston 32 et l'organe d'étanchéité 41 se déplacent vers la gauche; de ce fait, le passage 43 est ouvert et, par conséquent, la chambre d'échappement 18 est ouverte à l'atmosphère par l'intermé- diaire du passage 37, de la partie d'alésage 29 et du pas- sage 43; 4. La pression différentielle ainsi créée sur les faces opposées du piston de servomoteur 16 a pour effet que ce piston 16 applique une charge à la tige de sortie 13 par l'intermédiaire du disque en caoutchouc 14 et que le piston 16 et le piston asservi 32 se déplacent vers la gauche pour débrayer l'embrayage. Le déplacement vers la gauche de la paroi mobile ou piston 16 se poursuit jusqu'à ce que l'épaulement 42' se soit déplacé suffisamment pour permettre au clapet 38 de se réappliquer sur l'organe d'é- tanchéité 41. La charge appliquée ensuite à la tige de sortie 13 est égale à la somme de la charge appliquée par le piston 16 et de la charge appliquée par le maître-cylindre hydrau- lique 12. La charge requise appliquée au mécanisme de débra- yage provoque une réaction dans la servocommande par l'in- termédiaire de la tige de sortie 13 et du disque en matière élastomère 14. La tige de sortie 13 est en équilibre avec le piston 16 du servomoteur et avec le piston 32 et le disque 14 réagit à la manière d'un fluide pour répartir la charge entre la paroi mobile ou piston 16 et le piston 32 proportionnellement à leurs surfaces de contact respectives avec le disque 14. Dans le cas o l'équilibre du système est détruit par l'application d'une plus forte charge hydraulique au piston 32, ce dernier se déplace en direction de la tige de sortie 13 par rapport au piston du servomoteur 16. Ce déplacement relatif provoque l'écartement de l'organe d'é- tanchéité 41 du clapet 38, et permet à une quantité d'air supplémentaire de s'échapper de la chambre d'échappement 18, ce qui accroît la pression différentielle appliquée au piston de servomoteur 16 et par suite la charge appliquée par le vérin pneumatique à la tige de sortie 13. Ceci se poursuit jusqu'à ce que la charge appliquée par le piston de servomoteur 16 équilibre l'autre charge appliquée sur la surface respective de contact avec le disque; à ce moment la paroi 16 s'est déplacée davantage vers la gauche de fa- çon à appliquer l'organe d'étanchéité 41 contre le clapet 38. De même, dans le cas o l'équilibre est détruit par suite d'un allégement de la charge hydraulique appliquée au piston 32, ce piston 32 et le clapet 38 sont éloignés de la tige de sortie 13 jusqu'à ce que le joint d'étanchéité 47 s'écarte de l'épaulement 48 et permette à l'air de péné- trer dans la chambre 18. Ceci réduit la pression différen- tielle et le piston de servomoteur 16 se déplace vers la droite pour rétablir l'équilibre des charges appliquées au disque 14 jusqu'à ce que l'organe d'étanchéité 47 s'appli- que à nouveau sur son siège et que l'équilibre soit réta- bli. Lorsque la pédale d'embrayage du conducteur est complètementrelâchée, l'embrayage et le ressort de rappel déplacent la tige 13 en direction du vérin asservi 12 et ouvrent les passages d'air 37 et 39 de sorte que la même pression d'air règne des deux côtés du piston 16 du servomoteur. REVENDICATIONS 1. Servomoteur pneumatique/hydraulique pour fournir une énergie auxiliaire à un circuit hydraulique de commande d'embrayage de véhicule, comprenant un vérin à air compri- mé contenant un piston de servomoteur répondant à une pres- sion différentielle pour fournir l'énergie auxilaire, des moyens de commande d'embrayage susceptibles d'être action- nés par le conducteur, disposés coaxialement avec le piston du servomoteur et fixés à une première extrémité du vérin à air comprimé, un organe d'actionnement d'embrayage, coa- xial disposé à l'autre extrémité du vérin à air comprimé et des moyens de répartition de la charge pour déterminer le rapport suivant lequel la puissance de sortie du servo- moteur est fournie par les moyens de commande et par le vérin à air comprimé, ce servomoteur étant caractérisé en ce que les moyens de commande d'embrayage sont constitués par un vérin hydraulique asservi (12) , dont le piston (32) comporte un prolongement coaxial (33) qui traverse le pis- ton de servomoteur (16) de sorte que les deux pistons (16 et 32) sont en appui contre les moyens (14) de répartition de la charge par l'intermédiaire desquels toutes les char- ges de sortie sont transmises à l'organe (13) d'actionne- ment d'embrayage. 2. Servomoteur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le piston (16) du servomoteur comporte des prolongements tubulaires coaxiaux (22 et 23) partant chacun d'un de ses côtés opposés, dont l'un (22) contient un clapet de commande (38) de la pression différentielle appliquée au piston (16) du servomoteur, tandis que l'au- tre (23) contient les moyens (14) de répartition de la charge et l'organe (13) d'actionnement d'embrayage, et qui traversent de manière étanche chacun une paroi d'ex- trémité du carter (15) du vérin pneumatique. 3. Servomoteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le carter (15) du vérin pneumati- que comporte un prolongement tubulaire coaxial (21) à sa première extrémité et en ce que ce prolongement (21) et le vérin asservi (12) sont emboîtés coaxialement. 4. Servomoteur selon la revendication 3, caractéri- sé en ce qu'il existe entre le vérin asservi (12) et le prolongement tubulaire coaxial (21) du carter un espace annulaire suffisant pour que le prolongement tubulaire (22) du piston qui contient le clapet de commande (38), puisse se déplacer télescopiquement dans cet espace annu- laire. 5. Servomoteur selon l'une quelconque des renven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens (14) de répartition de la charge sont constitués par un disque en matière élastomère qui réagit à la manière d'un fluide contre des surfaces du piston de servomoteur (16) et du piston (32) du vérin hydraulique asservi pour répartir entre eux la charge de sortie. 6. Servomoteur selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le clapet de commande (38) est montée coulissant sur le piston (32) du vérin hydraulique mais est repoussé en appui étanche contre un épaulement (42) de ce piston, et est susceptible de venir en appui contre une butée (48) du piston (16) de sorte que le dé- placement relatif initial du piston (32) du vérin hydrau- lique en direction de l'organe (13) d'actionnement d'em- brayage provoque la fermeture par le clapet (38) d'un passage d'air (37,39) traversant le piston (16) du servo- moteur et que la poursuite de ce déplacement écarte le clapet (38) de l'épaulement (42) pour ouvrir un autre passage d'air (43) au centre du clapet.