Brevet FR2552835A1 — publié le 19850405

i La présente invention concerne un dispositif de contrôle de la pression d'alimentation pour un embrayage pneumatique, principalement pour un véhicule automobile. Il est connu que, dans un véhicule de dimensions importantes, on utilise un système de freinage à air comprimé pour obtenir un effort de freinage important, avec une faible pression sur la pédale de frein Dans ces véhicules importants, il est généralement nécessaire d'appliquer également une force importante pour actionner un embrayage Il est donc indispensable de disposer d'un système d'embrayage pneumatique efficace. La présente invention se propose, en conséquence, de réaliser un embrayage pneumatique permettant à un opérateur de réaliser facilement les opérations d'embrayage et de débrayage avec un effort peu important, grâce à un dispositif de contrôle de la pression d'alimentation, cette pression constituant, ainsi qu'on le sait, un obstacle à l'actionnement d'un embrayage pneumatique. I 5 L'invention a donc pour objet un dispositif de contrôle de la pression d'alimentation d'un embrayage pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend une valve pour contrôler la pression de l'air comprimé délivré à l'embrayage pneumatique; un mécanisme de contre-réaction pneumatique, communiquant une pression d'alimentation à ladite valve dans un sens entraînant une diminution de 20 la pression, un ressort de contrôle sollicitant élastiquement ladite valve dans un sens qui augmente la pression, à l'encontre de l'effet du mécanisme de contreréaction pneumatique, un palier de ressort modifiant la force d'action dudit ressort de contrôle, ce dernier assurant la liaison entre le palier et une pédale d'embrayage, afin d'actionner ledit palier de ressort selon une direction qui tend à affaiblir la force de sollicitation du ressort de contrôle, lorsqu'on appuie sur la pédale d'embrayage, et un mécanisme d'application d'une force d'impulsion pour résister à l'actionnement de la pédale d'embrayage. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent 30 divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif Sur les dessins la Figure 1 est une vue schématique, en coupe verticale, du dispositif de contrôle de pression selon l'invention; la Figure 2 est une courbe illustrant la relation qui existe entre la 35 course de la pédale d'embrayage S et l'effort W qui y est appliqué; 2 2552835 les Figures 3 et 4 sont des vues schématiques, en coupe verticale, illustrant deux autres exemples de réalisation d'un dispositif selon l'invention; les Figures 5 et 6 sont des schémas montrant les courbes carac téristiques d'un ressort à plusieurs étages et d'un ressort conique, utilisés comme ressort de commande, et, les Figures 7, 8 et 9 sont des vues schématiques, en coupe verticale, illustrant d'autres exemples de réalisation d'un dispositif selon cette invention. On se réfère en premier lieu à la Figure 1. Le corps du dispositif de contrôle de pression d'alimentation 1 est un 10 élément ayant sensiblement la forme d'une colonne cylindrique, qui comprend une partie 2 formant valve, et une partie 3 formant un vérin, ces deux parties étant reliées l'une à l'autre La partie 2 formant valve comporte un alésage axial 4 dans sa partie centrale, et un tiroir de distribution 5, qui peut coulisser dans ledit alésage 4 Ce tiroir 5 est muni d'une rainure annulaire 6 sur sa péri15 phérie centrale extérieure, et il est pourvu de joints annulaires 7 placés respectivement de chaque côté de la rainure 6 Un palier de ressort 8, de forme annulaire, est fixé sur une surface latérale, du côté du vérin 3, de la valve 5, au travers d'une saillie centrale, et ce palier de ressort 8 vient se placer dans un évidement 9, ménagé sur la partie d'extrémité du côté du vérin 3 de la valve 2. 20 Un palier 10 en forme de disque, pour un diaphragme, est prévu à une extrémité opposée au tiroir 5 du distributeur (côté droit, en regardant la Figure 1), au travers d'une saillie centrale, et ce palier 10 fait saillie vers l'extérieur à partir de la partie 2 formant la valve La partie 10 est recouverte par un diaphragme 11, et une partie périphérique extérieure d'un couvercle de diaphragme 12, re25 couvrant le diaphragme 11, est fixée, de façon étanche à l'air, sur la valve 2, tout en maintenant simultanément une partie périphérique extérieure du diaphragme 11 Un ajutage 13, pour l'admission de la pression d'alimentation de l'embrayage pneumatique, est prévu sur une partie centrale du couvercle'12, et un mécanisme de contre-réaction pneumatique 14 est constitué par le diaphragme 11, le 30 couvercle 12, etc Trois rainures annulaires 15, 16, 17 sont prévues dans l'alésage 4, avec interposition d'intervalles axiaux, et des passages pour l'air 18, 19 et 20, débouchant radialement vers l'extérieur, sont reliés à chaque rainure 15, 16, 17 Le passage d'air 18, disposé sur un côté de palier de diaphragme 10, est relié à une canalisation 21, elle-même reliée à une source d'air 35 comprimé 25 (par exemple, à 2, 5 bars), et le passage 20, disposé sur un côté du palier à ressort 8, est relié à une conduite d'évacuation 22 Le passage d'air 19, disposé au centre du distributeur, est relié à une conduite 23, dont un côté est relié à l'ajutage d'alimentation 13, et dont l'autre côté est relié à un embrayage pneumatique 24 Cet embrayage pneumatique 24, de type bien connu et qui n'a pas été représenté en détail, est conçu et réalisé de façon à être actionné (position embrayée) lors d'une augmentation de la pression, et à être libéré (position débrayée) lorsque la pression diminue. Le vérin 3 comporte un alésage cylindrique 30 qui débouche sur l'alésage 4, et un élément cylindrique 27, muni d'un joint annulaire 26 sur sa périphérie 10 extérieure, vient se loger dans l'alésage 30, de manière à pouvoir y coulisser librement Un élément en forme de piston 28, muni d'un palier de ressort 32, est monté à coulissement dans le cylindre 27, avec interposition d'un joint 31, ce qui permet de maintenir le palier de ressort 32 concentriquement dans l'alésage 30 Un épaulement 29, limitant le déplacement en translation de l'élément 15 cylindrique 27, est ménagé sur une partie intermédiaire de l'alésage 30, et un autre épaulement 33, limitant le déplacement en translation du palier de ressort 32, est prévu du côté de valve 2 de l'alésage 30 Un ressort axial hélicoïdal de commande 34 est monté à compression entre le palier 32 et le palier 8 Une tige concentrique 35, faisant saillie vers le fond de l'alésage 30, est prévue au 20 centre du piston 28, et une extrémité de la tige 35 traverse un alésage concentrique 36, prévu dans le fond de l'alésage 30, de manière à faire saillie en dehors de la partie cylindrique 3 formant vérin On prévoit un joint d'étanchéité 37 sur l'alésage 36, une partie de la tige 35 est munie d'un capot de protection 42, dont la base est fixée sur la partie formant vérin 3, et une extrémité 35 a de la 25 tige 35 est reliée à une pédale d'embrayage 38 L'enceinte délimitée par l'alésage 30, l'élément cylindrique 27 et le palier de ressort 32 forme une chambre pneumatique 39 (cette chambre constitue un exemple de réalisation d'un mécanisme d'application d'une force d'impulsion), cette chambre communiquant avec la canalisation 21 par l'intermédiaire d'un alésage 40. On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif de contrôle selon cette invention. Lorsque l'air comprimé est délivré par la source 25, dans la position illustrée par la Figure 1, la pression pneumatique est appliquée à l'embrayage 24 par l'intermédiaire de l'alésage 18, de la rainure 6, de l'alésage 19 et de la 35 canalisation 23 Il en résulte que l'embrayage 24 est mis en prise (position em- 4 2552835 brayée) Simultanément, la pression pneumatique est délivrée au mécanisme de contre-réaction pneumatique 14 par l'intermédiaire de l'alésage 13, et le palier de diaphragme 10 est sollicité vers la gauche (selon la direction de la flèche X 1, en regardant la Figure 1) Dans cet exemple de mise en oeuvre, on n'applique pas d'effort sur la pédale d'embrayage 38, et une élévation de pression dans l'enceinte pneumatique 39 provoque une translation du palier 32 et de l'élément cylindrique 27 dans une direction opposée à X 1, de manière que ces deux pièces viennent au contact de leur épaulement respectif 29, 33 Par conséquent, le ressort de commande 34 est amené dans son état de compression maximale pour 10 maintenir fermement le tiroir du distributeur 5, qui tend à coulisser dans la direction de la flèche X 1 sous l'effet du mécanisme de contre- réaction 14 Le tiroir de distribution 5 coulisse vers une position pour laquelle le coté de rainure 6 situé vers le palier 8 communique légèrement avec la rainure 17, qui débouche sur la conduite d'évacuation 22, et une force exercée sur le palier de diaphragme 15 10 selon la direction de la flèche X 1 est équilibrée par la force du ressort 34 dans la direction opposée à X 1 Cependant, étant donné que le ressort 34 est dans un état fortement comprimé, à ce stade de fonctionnement, la pression, dans la conduite 23, s'élève de façon correspondante pour mettre en prise l'embrayage pneumatique 24 (état embrayé). Lorsqu'on appuie légèrement sur la pédale d'embrayage 38, le palier de ressort 32 se déplace selon la flèche X 1, selon une distance correspondant à cette petite course d'actionnement de la pédale, à l'encontre de la pression régnant dans l'enceinte pneumatique 39, et le ressort de contrôle 34 s'allonge légèrement Cet allongement du ressort 34 diminue la force qui s'exerce sur le distributeur 5 dans la direction opposée à X 1, et, de même, la pression correspondante dans la canalisation 23 diminue Lorsqu'on appuie encore sur la pédale 38 selon la direction de la flèche X 2, le ressort 34 s'allonge avec le déplacement du palier 32 dans la direction de la flèche X 1, et la pression correspondante, dans la conduite 23, diminue L'embrayage pneumatique 24 est mis en position 30 débrayée lorsque la pression diminue dans la conduite 23 La valeur de la pression pour laquelle l'embrayage 24 est mis en position débrayée est réglée à la valeur de la pression, dans la conduite 23, obtenue immédiatement avant que le palier 32 soit au contact de l'élément cylindrique 27 et se déplace ensuite dans la direction de la flèche X 1, avec cet élément 27 En particulier, une pression appliquée sur le palier 32, à partir de l'enceinte 39, augmente par étapes jusqu'à 2552835 un point o le palier 32 est au contact de l'élément cylindrique 27, étant donné que la surface sur laquelle s'exerce la pression augmente Il en résulte que l'utilisateur peut détecter tout changement brutal de pression sous son pied. Lorsque la pédale est enfoncée jusqu'à sa course maximale, à l'encontre de la force accrue appliquée sur le palier 32 dans une direction opposée à Xl, le ressort 34 s'allonge jusqu'à son état libre, et une pression provenant de la source est libérée par échappement vers la conduite d'évacuation 22, ce qui supprime l'état sous pression dans la conduite 23. Lorsque la force d'application est réduite, à partir de la course maxi10 male de la pédale 38, la pédale 38 tourne dans une direction opposée à la flèche X 2, étant donné que le palier 32 coulisse dans une direction opposée à Xl, en même temps que l'élément cylindrique 27, sous l'effet de la pression de l'air comprimé s'exerçant dans la chambre pneumatique 39 Lorsque le palier 32 coulisse dans une direction opposée à Xl, pour comprimer le ressort de contrôle 15 34, la pression correspondante, dans la conduite 23, s'élève Ensuite, lorsque l'élément cylindrique 27 vient au contact de l'épaulement Z 9, l'élément cylindrique 27 quitte le palier 32, et l'opérateur détecte que la force de rappel de la pédale 38, dans la direction opposée à X 2, s'est brutalement affaiblie Enfin, lorsque l'élément cylindrique 27 s'est légèrement écarté du palier 3 Z, l'em20 brayage 24 fonctionne de manière à être en prise (embrayé), et tout relâchement ultérieur de la force d'application sur la pédale 38 amène le palier 32 à comprimer le ressort 34 à sa valeur maximale, sous l'effet de la pression s'exerçant dans la chambre 39, si bien que la pression, dans la conduite 23, s'élève jusqu'à sa valeur maximale pour amener l'embrayage pneumatique 24 en prise complète, 25 c'est-à-dire à l'état totalement embrayé. Le fonctionnement décrit ci-dessus est illustré par la courbe représentée sur la Figure 2 Sur cette Figure 2, l'axe des abcisses représente la course S de la pédale de l'embrayage, la course nulle O correspondant à la force maximale appliquée sur la pédale, et l'axe des ordonnées représente l'effort W sur la pédale A est un point oh le palier 32 vient au contact du ressort de contrôle 34 à l'état libre, B est le point o le palier 32 quitte l'élément cylindrique 27, et le trait mixte C correspond au point d'engagement de l'embrayage (début de la position embrayage). Etant donné que l'invention prévoit un dispositif de contrôle de la pression 35 d'alimentation, on comprend aisément que l'embrayage pneumatique permet au 6 2552835 conducteur d'effectuer facilement et avec un faible effort les opérations d'embrayage et de débrayage. Par ailleurs, le conducteur peut détecter avec précision le moment o l'embrayage est en prise, lorsqu'il manoeuvre la pédale 38, grâce au changement graduel de la force de rappel de la pédale, lors de la mise en prise de l'embrayage 24, ce qui facilite la manoeuvre d'embrayage. Comme représenté par le contour en traits mixtes sur la Figure 1, un ressort 43 (qui constitue un exemple de réalisation d'un mécanisme d'application d'une force d'impulsion), sollicitant la pédale 38 dans la direction opposée à X 2, 10 peut être monté sur la pédale 38 Ce ressort 43 peut être prévu pour remplacer la force de rappel de la chambre pneumatique 39, et celle-ci peut donc être supprimée. Comme on peut le voir sur la Figure 3, des ressorts en spirale 44, 45 (qui constituent une forme de réalisation d'un mécanisme d'application de la force 15 d'impulsion) peuvent être montés en compression entre l'élément cylindrique 27 et le piston 28, respectivement, et une surface de fond de l'alésage 30, en remplacement de la chambre pneumatique 39 (Figure 1) Dans cet exemple de réalisation, on peut supprimer les joints Z 6, 31, 37 (Figure 1). Dans la variante illustrée par la Figure 4, la valve 2 du dispositif de la Z 0 Figure 2 est remplacée par une valve 51, qui comporte un mécanisme de contreréaction pneumatique 50 Sur cette Figure 4, un diaphragme 52, faisant partie du mécanisme 50, est monté en sandwich, de façon étanche à l'air, par son bord périphérique externe, entre deux flasques périphériques extérieurs 53 et 54 de la valve 51 et du vérin 3, respectivement, et, par son bord périphérique interne, 25 entre deux flasques 56, 57 formés sur une tige cylindrique de poussée 55, disposée selon son axe longitudinal Le ressort de contrôle 34 est au contact du flasque 56 sur le coté du vérin 3, de manière à le solliciter dans une direction opposée à X 1 L'extrémité droi t- de la tige de poussée 55, en regardant la Figure 4, est logée dans un flasque 58 faisant partie intégrante de la valve 51, ce 30 flasque étant recourbé vers l'intérieur de la valve 51, un espace libre étant prévu entre la tige 55 et le flasque 58, l'extrémité de cette tige 55 venant au contact d'une valve à manchon 59 Cette valve 59 est disposée concentriquement dans la valve 51, et elle comporte un élément d'étanchéité 60 sur le côté faisant face à la tige de poussée 55, un ressort faible 61 étant prévu pour solliciter la valve dans 35 la direction de la flèche X 1 On prévoit en outre un siège de valve cylindrique 62, 7 2552835 sur une extrémité périphérique interne du flasque 58 Un alésage d'air 63 est interconnecté à la conduite 21, un alésage d'air 64 est interconnecté à l'embrayage pneumatique 24, et des alésages d'air 65, 66 sont prévus dans la tige et dans le flasque 54 pour assurer l'échappement de l'air. Selon l'invention, le ressort de contrôle 34 peut être un ressort à plusieurs étages ou un ressort conique Un exemple d'une courbe caractéristique, pour un ressort à plusieurs étages, a été représenté sur la Figure 5, et la courbe correspondante d'un ressort conique a été représentée sur la Figure 6 L'axe des abcisses représente la course S de la pédale d'embrayage 38, et l'axe des ordon10 nées représente la pression pneumatique d'alimentation P délivrée à l'embrayage 24, la course S étant nulle pour une force maximale appliquée sur la pédale. Sur la Figure 3, le palier de ressort 32 peut 8 tre monté directement dans l'alésage 30 en supprimant l'élément cylindrique 27, un ressort à pas irrégulier 15 pouvant être monté à compression à la place des ressorts 44 et 45, pour obtenir un point de changement de charge du ressort à pas irrégulier coiïncidant sensiblement avec le point de mise en prise de l'embrayage pneumatique 24. Dans l'exemple de réalisation illustré par la Figure 2, le fonctionnement de l'embrayage deviendra plus facile si le point B correspond à l'état semi20 embrayé de l'embrayage. On peut utiliser les exemples de réalisation représentés sur les Figures 7, 8 et 9, qui constituent des variantes des dispositifs illustrés respectivement par les Figures 1, 2 et 3 Dans ces variantes, on a supprimé le joint d'étanchéité annulaire 26, l'élément cylindrique 27, le piston 28, l'épaulement 29 et 25 le ressort 45 Les avantages et effets techniques apportés par ces variantes sont exactement les mêmes que ceux procurés par les autres systèmes décrits ci-dessus, à l'exception toutefois de la possibilité de détecter exactement le moment de la venue en prise de l'embrayage. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux différents 30 exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes le S variantes. 8 2552835 REVENDICATIONS 1 Dispositif de contrôle de la pression d'alimentation d'un embrayage pneumatique, caractérisé en ce qu'il comprend: une valve ( 5) pour contrôler la pression de l'air comprimé délivré à l'embrayage pneumatique; un mécanisme 5 de contre-réaction pneumatique ( 14), communiquant une pression d'alimentation à ladite valve dans un sens entraînant une diminution de la pression; un ressort de contrôle ( 34), sollicitant élastiquement ladite valve dans un sens qui augmente la pression, à l'encontre de l'effet du mécanisme de contre-réaction pneumatique, un palier de ressort ( 8) modifiant la force d'action dudit ressort de con10 trôle ( 34), ce dernier assurant la liaison entre le palier ( 8) et une pédale d'embrayage ( 38), afin d'actionner ledit palier de ressort selon une direction qui tend à affaiblir la force de sollicitation du ressort de contrôle, lorsqu'on appuie sur la pédale d'embrayage, et un mécanisme d'application d'une force d'impulsion ( 39-43-44-45) pour résister à l'actionnement de la pédale d'embrayage. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valve assurant le contrôle de la pression de l'air comprimé est réalisée sous la forme d'un distributeur à tiroir ( 5), dont la périphérie extérieure comporte une rainure annulaire ( 6), l'une des extrémités de ce distributeur étant munie dudit palier de ressort ( 8), qui est au contact du ressort de contrôle ( 34), l'autre extrémité 20 dudit distributeur comportant un mécanisme à diaphragme ( 1011) qui est actionné par la pression d'alimentation de l'embrayage. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort ( 43) qui sollicite ladite pédale d'embrayage ( 38) dans la direction opposée à celle qui correspond à l'enfoncement de cette pédale, ce 25 ressort ( 43) étant monté sur ladite pédale pour servir de mécanisme d'application de la force d'impulsion. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit ressort de contrôle ( 34) est réalisé sous la forme d'un ressort à plusieurs étages. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit ressort de contrôle ( 34) est réalisé sous la forme d'un ressort conique. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de contre-réaction pneumatique 35 ( 50) comprenant un diaphragme étanche ( 52) muni d'une tige de poussée ( 55), 17 2552835 placée au centre du diaphragme, cette tige servant à ouvrir et à fermer une valve ( 51). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la force appliquée par ledit mécanisme d'application d'une force d'impulsion change par étapes, en fonction de la course de la pédale d'embrayage, et en ce que son point de changement correspond sensiblement au point d'enclenchement de l'embrayage. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un palier de ressort ( 32), changeant la force 10 d'application dudit ressort de contrôle, réalisé sous la forme d'un piston, et en ce qu'on prévoit une chambre pneumatique ( 39) sollicitant le ressort de contrôle dans le sens de la compression, cette chambre étant ménagée dans un élément cylindrique ( 3) dans lequel est monté le palier de ressort ( 32), de manière à faire office de mécanisme d'application de force d'impulsion. 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il cornporte un élément cylindrique ( 27) qui est monté de façon à pouvoir coulisser librement dans ledit élément cylindrique ( 3), une colonne ( 28), ménagée sur ledit palier de ressort ( 32), de façon à pouvoir coulisser librement dans ledit élément cylindrique, et un épaulement ( 33) qui limite le mouvement de coulissement en trans20 lation de l'élément cylindrique par rapport audit ressort de contrôle, cet épaulement étant réalisé sur la surface périphérique interne de l'élément cylindrique. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le moment o ledit palier à ressort quitte ledit élément cylindrique est adapté à l'instant oh l'embrayage pneumatique est à l'état de demi-enclenchement.