Brevet FR2695685A1 — publié le 19940318

L'invention concerne un cylindre asservi annulaire pour utiliser sur un dispositif de commande d'un embrayage de véhicule à moteur. Une transmission de véhicule à moteur comporte fréquemment un embrayage et une boîte de vitesses dont l'arbre d'entrée est entraîné à travers l'embrayage de façon à ce que l'entrainement de la boîte de vitesses puisse être interrompu par l'action d'un cylindre asservi commandé hydrauliquement. Habituellement le cylindre asservi est un cylindre asservi annulaire disposé concentriquement sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Le cylindre asservi concentrique est fréquemment fixé sur une face du boîtier du train d'engrenages dans les limites de la cavité en forme de cloche de son boîtier. En raison des limites dimentionnelles, il est nécessaire de rendre plus compact le cylindre asservi concentrique. A cet effet on propose un cylindre asservi annulaire pour embrayage de véhicule à moteur comportant un corps annulaire avec une paroi interne et une paroi externe, la paroi interne s'étendant axialement au-delà de la paroi externe, et un piston coulissant de façon étanche sur les surfaces externes radialement des deux parois. Le piston peut être rendu étanche par rapport à la paroi interne par un premier joint monté sur le piston, et rendu étanche par rapport à la paroi externe par un second joint monté sur la paroi externe. De façon préférentielle, le piston comporte une paroi latérale cylindrique et à une de ses extrémités une collerette dirigée radialement vers l'intérieur, la paroi cylindrique latérale étant portée à coulissement par la surface externe radialement de la paroi cylindrique externe, la collerette interne s'engageant de façon coulissante sur la surface externe radialement, de la paroi interne. En variante, le piston présente un piston secondaire monté à coulissement sur celui-ci, le piston secondaire formant ainsi une seconde chambre de fluide. De façon préférentielle un palier annulaire de dégagement est monté sur la surface externe de la paroi latérale cylindrique du piston. L'invention est décrite ci-après à i'aide de différents exemples de réalisation et en référence aux figures annexées suivantes: - Figure 1 : dessin schèmatique montrant un ensemble boîte de vitesses et embrayage pour une transmission. - Figure 2 : coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un cylindre asservi selon l'invention. - Figure 3 : coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un cylindre asservi selon l'invention et montrant uniquement la constitution du corps. - Figure 4 : coupe selon un autre mode de réalisation de l'invention. - Figure 5 : agrandissement d'une partie de la figure 4 montrant le mécanisme à soupape. On se réfèrera d'abord à la figure 1. Une transmission de véhicule à moteur comporte un embrayage à friction (11) et un dispositif de boîte de vitesses (12). La boîte de vitesses (12) comporte un arbre d'entrée (13) commandé par l'embrayage (11), et un boîtier en forme de cloche (14) qui entoure l'embrayage et qui, en position d'utilisation, est boulonné sur une face d'un moteur à combustion interne non représenté. L'embrayage (11) est commandé par un cylindre annulaire secondaire (16) d'embrayage hydraulique disposé concentriquement sur l'arbre d'entrée (13) de la boîte de vitesses, et qui, en position d'utilisation s'engage sur les extrémités, internes radialement, des doigts (18) d'un ressortdiaphragme (19). Le cylindre asservi est commandé par une pression hydraulique produite par un cylindre principal (non représenté) relié au cylindre asservi (16) par un conduit (17). A présent on se réfèrera à la figure 2 qui illustre un cylindre asservi annulaire (16) d'embrayage monté concentriquement sur l'arbre d'entrée (13) de la boîte de vitesses. Le cylindre asservi (16) comporte un corps annulaire (21) avec une paroi interne cylindrique (22) et une paroi externe cylindrique (23) s'étendant radialement vers l'extérieur de celui-ci. La paroi interne (22) s'étend radialement au-deià de la paroi externe (23). Le corps (21) comporte deux parties. Une première partie (26) comprenant la paroi extérieure (23) est formée de fonte d'aluminium ou de plastique moulé (tel que du nylon armé de verre (66) et présente une collerette (24) disposée radialement vers l'extérieur, elle-même présentant un épaulement annulaire (25) sur sa face arrière pour la positionner dans la boîte de vitesses (15). Une seconde partie (27) qui est une feuille de métal annulaire estampée comprend une paroi cylindrique interne (22) et une collerette (28) s'étendant radialement vers l'extérieur et disposée à son extrémité voisine de la boîte de vitesses. La seconde partie (27) est assemblée à la première partie par les collerettes (24,28) maintenues en contact par un joint (31), et entre lesquelles est formée une chambre à fluide (55). Les deux parties (26,27) sont solidarisées par des nervures embouties (32) s'étendant radialement vers l'extérieur de la seconde partie (27), dans une gorge annulaire (34) interrompue formée d'une pluralité de projections (33) dirigées vers l'intérieur et espacées sur la circonférence de la face arrière de la première partie (26). Une saillie (35) présentant un passage interne (36) est fixée dans un orifice étagé intérieur (37) de la collerette (34) au moyen d'un joint (38) et d'une bague de maintien (39). Un piston annulaire (41) est monté coulissant radialement sur les surfaces externes (42,43) des parois cylindriques respectivement interne (22) et externe (23). Le piston (41) comporte une paroi latérale (44) et une collerette (45) dirigée radialement vers l'intérieur, et disposée à l'extrémité de la paroi latérale (44) opposée à la boîte de vitesses. La paroi latérale (44) du piston coulisse sur la paroi externe (23) cylindrique et l'étanchéité est réalisée par un joint annulaire plastique (46) monté sur la paroi externe (23) près de son extrémité, et monté élastiquement contre la face interne de la paroi latérale (44) du piston par un anneau élastomère (47). L'anneau élastomère (47) est maintenu en position par un manchon de retenue (48) cylindrique dont la base ouverte s'appuie contre les projections (33). Un moyen d'étanchéité aux poussières (49) empêche la poussière ou d'autres impuretés d'entrer entre le piston et le cylindre. La collerette (45) coulisse sur la surface externe (42) de la paroi interne (22) au moyen d'une bague-palier (51) montée sur le bord interne radialement de la collerette (45) et montée de façon étanche contre la surface externe (42) par un joint annulaire élastomère (52) adjacent maintenu par une bague de retenue (53) en plastique à section sensiblement en "L". Le piston (41) est éloigné de la boite de vitesses par un ressort concentrique (54) monté dans la chambre annulaire (55) formée entre les deux parois cylindriques (22 et 23) et agissant entre la bague de retenue (53) et la base du manchon de retenue (48). Un roulement annulaire (60) est fixé concentriquement sur la paroi latérale (44) du piston, la partie fixe de la voie de roulement (65) étant solidarisée à la paroi latérale (44) par tout moyen approprié par exemple un adhésif, un assemblage, une agrafe élastique. La partie rotative de la voie de roulement (66) porte une plaque intermédiaire annulaire (67) qui jouxte les extrémités internes des doigts ressorts. En fonctionnement, un maître-cylindre envoie une pression hydraulique dans le cylindre asservi à travers la saillie (35) et l'orifice de sortie (37), puis dans la chambre (55) à travers les passages séparant les projections (33) réparties sur la circonférence. Le piston (41) se déplace axialement en s'éloignant des collerettes d'extrémité (24,28) et produit une charge de déblocage sur le doigt (18) du ressort-diaphragme. On se réfère à présent à la figure 3, le cylindre asservi (116) comporte un corps annulaire (121), formé de deux feuilles métalliques estampées (122, 123) et soudées ensemble par leurs collerettes d'extrémité (128,124) respectivement. La saillie (135) d'entrée est fixée sur un point de fixation (140) surélevé formé sur la collerette d'extrémité (124) de la paroi cylindrique externe (123). Un bossage annulaire (125) est formé sur la face arrière de la collerette (128) de la paroi cylindrique interne (122) pour positionner le boîtier de la boîte de vitesses. On se réfèrera à présent aux figures 4 et 5 sur lesquelles le cylindre asservi (216) comporte un corps (221) comprenant une première partie (226) en fonte d'aluminium ou en plastique moulé laquelle comporte la paroi externe cylindrique (223) et une seconde partie en tôle métallique qui comporte la paroi interne cylindrique (222). Les deux parties (222,223) sont solidarisées à leurs collerettes d'extrémités respectives (224,228). Le piston annulaire primaire (241) est monté à coulissement étanche sur la surface externe radialement des parois interne et externe cylindriques (222,223). Le piston (241) comprend une paroi cylindrique (244) externe radialement, un épaulement rentrant radialement (245) et une paroi latérale cylindrique (250) interne radialement. La paroi externe du piston (244) est coulissante sur une bague d'étanchéité en plastique (246) montée sur la surface externe de la paroi externe (223) et un anneau d'étanchéité (247) est maintenu en position par un manchon de retenue (248) qui s'appuie sur un épaulement annulaire (249) de la surface interne radialement de la paroi externe (223). La paroi interne latérale (250) du piston coulisse sur une bague d'étanchéité (251) en plastique montée sur la surface interne radialement de la paroi latérale interne du piston, avec un joint élastomère (252) agissant entre la surface interne (250) et la paroi cylindrique interne (222) du corps (221) et un anneau élastomère (253) qui agit par la bague d'étanchéité (251) contre la paroi cylindrique interne (222). Le premier piston (241) est éloigné de la boîte de vitesses par un ressort annulaire (254) et un plateau annulaire (255) logé dans la chambre de fluide (260) formée entre les deux parois (222,223) du corps (221). Le ressort annulaire (254) précomprime le piston (241) contre les doigts (18) du ressort diaphragme et agit uniquement pour la course initiale du piston. Le ressort (254) peut être un ressort bobiné ou un ressort Belleville et s'appuie contre le manchon de retenue (248). Un deuxième piston (270) est monté coulissant de façon étanche sur le premier piston (241) et comprend une paroi latérale externe radiale (271) présentant une bague plastique (272) et un joint élastomère (273) qui s'appuie contre la paroi externe (244) du piston (241), et une collerette (274) dirigée radialement vers l'intérieur et présentant un anneau d'étanchéité plastique (275) et un joint élastomère (246) qui appuie contre la paroi interne (250) pour former une deuxième chambre de fluide (280). La deuxième chambre de fluide (280) est reliée à la première chambre de fluide (250) par un moyen formant soupape (282). Le moyen formant soupape (282) présente la forme d'un champignon avec une tête (283) et un pied (287) qui passe dans un orifice (288) de la collerette (245) du piston (241). La tête (283) du clapet est logée dans la deuxième chambre (280) et elle s'appuie en position fermée contre un joint (284) par un ressort Bellevilie (285). Le pied (287) de la soupape (282) peut entrer en contact avec le manchon de retenue (248) lorsque le piston (241) est en position de complète rétractation et entraîne l'ouverture de la soupape. Le roulement annulaire (60) du débrayage est fixé sur la surface externe du piston secondaire et sa partie rotative 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 montrée en figure 4 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 entraîne le piston (270) à déplacer la plaque intermédiaire (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 piston primaire (241) soumise à la pression. Ainsi, lorsque la pression s'établit, les arrêts (288) sautent ou s'enlèvent d'une autre manière et le piston primaire (241) peut ainsi se déplacer pour commander l'embrayage en exerçant une diminution de charge sur les doigts du ressort diaphragme. Ceci autoise la fermeture de la soupape (282) isolant la chambre secondaire (280). Lorsque la pression de fluide est relachée, les doigts du ressort sont poussés contre le piston secondaire (270), mais depuis que la soupape (282) est fermée, le piston primaire (241) est retenu par la charge des doigts du ressort diaphragme agissant sur le piston secondaire (270) jusqu'à ce que la collerette (245) éloigne les galets à ressort (265) de la position complètement rétractée, et il est maintenu dans une "position de repos" par le ressort (254) dans laquelle la soupape (282) est maintenue fermée par le ressort (285). Lorsque la plaque de i'embrayage porte les extrémités des doigts du ressort diaphragme dans un mouvement en direction de la boîte de vitesses en poussant le piston primaire (241) et le piston secondaire (270) encore plus en arrière vers les collerettes (224,228) entrainant la soupape (282) à buter sur le manchon de retenue (248) et à s'ouvrir, la longueur de la chambre secondaire diminue et par conséquent permet au fluide de sortir de la chambre secondaire (280) à travers la soupape. (282). Lorsque les doigts du ressort diaphragme n'exercent pratiquement pas de charge sur le second piston (270), le ressort (254) éloigne le piston (241) du manchon de retenue (247) et la soupape (282) se ferme. Eventuellement le piston secondaire (270) atteint la collerette (224), comme représenté en pointillé, lorsque l'embrayage est complétement usé. Les cylindres asservis décrits en référence aux figures 2,3 et 4 peuvent être utilisés sur des systèmes hydrauliques d'embrayage préremplis du type décrit dans le brevet européen 146 283. REVENDICATIONS 1. Cylindre asservi annulaire (16,116) pour un embrayage de véhicule à moteur comprenant un corps annulaire (21,121) présentant des parois interne (22,122) et externe (23,123) cylindriques et formant entre elles une première chambre de fluide, caractérisé en ce que la paroi interne (22,122) s'étend axialement au-delà de la paroi externe (23,123) et en ce qu'un piston (41) est monté coulissant de façon étanche sur les surfaces, externes radialement, (42,43) des deux parois. 2. Cylindre asservi annulaire selon la revendication 1 caractérisé en ce que le piston (41) est monté de façon étanche sur la paroi interne (22) par un premier joint (51,52,53) monté sur le piston (41) et monté de façon étanche sur la paroi externe (23) par un second joint (46) monté sur ladite paroi externe (23). 3. Cylindre asservi annulaire selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le piston (41) comporte à une de ses extrémités une collerette (45) dirigée radialement vers l'intérieur, la paroi cylindrique latérale étant portée à coulissement pas la surface, externe radialement, de la paroi. externe cylindrique (23,123), et la collerette (45) s'engageant de façon étanche sur la surface (42), externe radialement, de la paroi interne. 4. Cylindre asservi annulaire selon l'une des revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le premier joint est un joint en plusieurs parties comprenant une bague d'étanchéité plastique (53), un joint élastomère (52) logé dans la bague d'étanchéité (52), et une bague palier plastique (51) montée sur le piston (41) pour glisser sur la paroi interne (22) et retenant le joint élastomère (52) à l'intérieur de la bague d'étanchéité (53). 5. Cylindre asservi annulaire selon l'une des revendications 3 à 4 caractérisé en ce que le second joint est une bague plastique logée à l'extrémité, externe axialement, de la surface externe (43) de ladite paroi externe (23) et est maintenue contre le piston (41) par des moyens élastiques (47) également montés sur ladite paroi externe (23). 6. Cylindre asservi selon la revendication 5 caractérisé en ce que les moyens élastiques (47) consistent en une bague élastomère. 7. Cylindre asservi selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps annulaire est prévu pour être fixé à une face du boîtier (15) de la boîte de vitesses. 8. Cylindre asservi annulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la paroi interne (21, 122) est séparée de la paroi externe (23,123) et fixée sur elle. 9. Cylindre asservi annulaire selon la revendication 8 caractérisé en ce que les parois interne et externe cylindriques (22,122) (23,123) sont toutes les deux formées d'éléments tubulaires présentant chacun une collerette d'extrémité (24,28) (124,128) à leur extrémité interne axialement, les deux collerettes étant maintenues scellées ensemble pour former la chambre de fluide (55). 10. Cylindre annulaire secondaire selon la revendication 9 caractérisé en ce que la paroi externe (23) et la collerette d'extrémité (24) sont formées de fonte d'aluminium ou de plastique moulé, la paroi interne cylindrique (22) est formée par estampage d'une feuille de métal, la paroi interne (22) est fixée à la paroi externe par déformation d'une partie (32) de la paroi interne adjacente à la collerette (28) dans une gorge (34) dans une partie de la paroi externe d'extrémité. 1 1 . Cylindre asservi annulaire selon la revendication 9 caractérisé en ce que la paroi externe (123) et la collerette d'extrémité (128) sont formées d'une feuille de métal estampée, la paroi interne cylindrique (122) et la collerette d'extrémité (128) sont formées d'une feuille de métal estampée et les deux parois cylindriques sont fixées l'une à l'autre par les deux collerettes d'extrémité. 12. Cylindre asservi annulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 et des revendications 7 à Il caractérisé en ce que le piston (41) présente un piston secondaire (270) formant une seconde chambre à fluide (280) de longueur et volume variables, connectée à la première chambre de fluide (55) par un moyen formant soupape (282) de façon à ce que la longueur de la seconde chambre puisse être ajustée pour compenser l'usure de l'embrayage. 13. Cylindre asservi annulaire selon la revendication 12 caractérisé en ce que le piston (241) comporte en plus une paroi latérale (244) cylindrique, externe radialement, qui est supportée à coulissement par la surface externe radialement, de la paroi cylindrique externe (223); une collerette (245) dirigée radialement vers l'intérieur; ; une paroi cylindrique, interne radialement, qui s'engage de façon étanche sur la surface, externe radialement, de la paroi interne (244) ; le second piston (270) comprenant une paroi cylindrique externe (271) qui s'engage de façon coulissante sur la paroi latérale (244) cylindrique externe du piston et une collerette (274) dirigée radialement vers l'intérieur, qui s'engage de façon étanche sur la paroi interne cylindrique (250) du piston. 14. Cylindre asservi annulaire selon l'une des revendications 12 à 13 caractérisé en ce que les moyens formants soupape (282) sont conçus pour s'ouvrir lorsque les moyens formant piston (241) sont en position complétement rétractée, et pour se fermer lorsque les moyens formant piston (241) sont maintenus en position d'attente éloignée de la position rétractée pour autoriser le second piston à suivre près des garnitures d'embrayage. 15. Cylindre asservi annulaire selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que la surface du second piston (270) soumise à la pression du fluide est à hauteur de 60 % de la surface des moyens formant piston (241) soumis à ia pression du fluide. 16. Cylindre asservi annulaire selon l'une des revendications 14 à 15 dans lesquelles les moyens formant soupape (282) sont une soupape en champignon (282) avec un tête (283) et un pied (287), le pied s'étendant à travers un orifice (288) de la collerette (245) du piston (241), la tête étant appliquée contre un joint (284) en position de fermeture, le pied pouvant s'appuyer contre une position fixe du corps annulaire (221) pour ouvrir les moyens formant soupape. 1 7. Dispositif de débrayage comportant un cylindre asservi annulaire selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé en ce qu'un roulement annulaire (60) est monté sur les cylindres asservis concentriquement sur les parois internes (22,122) du corps du cylindre asservi. 18. Dispositif de débrayage selon la revendication 17 caractérisé en ce que le roulement (60) est monté concentriquement sur les moyens formant piston (241). 19. Dispositif de débrayage selon la revendication 18 caractérisé en ce que le roulement (60) est monté sur les surfaces externes de la paroi latérale cylindrique (44) des moyens formant piston (41). 20. Dispositif de débrayage selon la revendication 17 caractérisé en ce que le roulement (60) est monté concentriquement sur le piston secondaire (270). 2 i. Cylindre asservi d'embrayage hydraulique selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte un corps de cylindre, un piston primaire monté de façon étanche par rapport au corps et coopérant avec le corps pour former une première chambre de fluide, un second piston monté de façon étanche par rapport au premier piston et coopérant avec le premier piston pour former une seconde chambre de fluide, la seconde chambre de fluide étant reliée à la première chambre par des moyens formant soupape.