Brevet FR2703410A1 — publié le 19941007

L'invention concerne des cylindres asservis pour embrayages hydrauliques pour utiliser avec des commandes hydrauliques, en particulier sur des embrayages à friction pour véhicules à moteur. Un problème relatif aux embrayages à friction des véhicules à moteur reside dans la difficulte de surveiller l'usure de l'embrayage. Un exemple typique des solutions de l'art antérieur utilise un système de surveillance électronique qui est onereux. La presente invention utilise l'effet connu selon lequel sur les systèmes de commande d'embrayage hydraulique, quand la plaque d'embrayage du véhicule s'use, le piston du cylindre hydraulique asservi retourne à une position différente dans le corps du cylindre, par conséquent le volume de travail du cylindre asservi doit être suffisant pour compenser les variations du volume de fluide de commande dans le cylindre asservi lorsque la position de repos du piston change en raison de l'usure de la plaque d'embrayage. Dans la demande de brevet français 92 11237 au nom de la demanderesse, on a proposé un cylindre asservi d'embrayage hydraulique pour embrayage de véhicule à moteur, comportant un corps cylindrique, un piston primaire déplaçable alternativement de façon etanche relativement au corps, et cooperant 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 etant reliée à la première chambre par un moyen formant soupape, ledit moyen formant soupape etant ouvert lorsque le piston primaire est en position complétement rétractee et fermé lorsque le piston primaire est dans la position de repos. Un tel cylindre asservi est désigné dansla suite du texte par l'expression : cylindre asservi du type préférentiel. La demanderesse a développe un indicateur d'usure d'embrayage de réalisation simple et économique. Conformément à l'invention on propose un cylindre asservi du type préférentiel caractérisé en ce que le piston secondaire comporte des moyens indicateurs lesquels coopèrent avec des moyens de référence fixes par rapport au piston primaire afin d'indiquer une condition d'usure de l'embrayage. De préférence, le corps du cylindre comporte une cavité tubulaire cylindrique intérieure dans laquelle le piston primaire se déplace alternativement, lui-même comportant une cavité tubulaire coaxiale interne, le second piston se déplaçant alternativement dans la cavité axiale tubulaire du piston primaire. Les moyens indicateurs peuvent être formés d'une bague en plastique coloré montée sur le second piston, et les moyens de référence peuvent consister en une ouverture dans une coupelle de retenue disposée par dessus l'ouverture de la cavité tubulaire coaxiale du second piston. En variante, le corps du cylindre est un corps annulaire ayant des parois interne et externe formant entre elles une première chambre de fluide, la paroi interne s'étend axialement au-delà de la paroi externe et le piston primaire est monté coulissant de façon étanche sur les surfaces externes radialement des deux parois, et le second piston est monté coulissant axialement sur le premier piston pour former entre eux la seconde chambre de fluide. L'invention est décrite à l'aide d'un exemple de réalisation non limitatif en référence aux figures d'accompagnement suivantes - Figure 1 : vue en coupe d'un embrayage à friction pour véhicule actionné par un cylindre asservi conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, - Figure 2 : vue agrandie du cylindre asservi de la figure 1, - Figures 3a et 3b : croquis montrant le déplacement des indicateurs d'usure entre la position A d'etat neuf et la position B d'usure importante, - Figure 4 : vue en coupe d'un cylindre asservi conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1 on montre un cylindre asservi (16) qui actionne un embrayage (10) à friction pour véhicule par un levier (71) monté à pivotement sur un boîtier de boîte de vitesse (13). L'embrayage à friction (10) comporte une plaque d'embrayage (14) qui est serre entre une plaque de pression (15) et un volant (17) du moteur du véhicule sous l'effet d'une force exercée par le ressort diaphragme tronconique (19). Le ressort diaphragme (19) pivote sur un couvercle d'embrayage (21) fixe sur le volant (17) et comporte une partie (22) externe radialement et continue comportant des doigts ressorts (23) dirigés radialement vers l'intérieur et disposés régulièrement sur la circonférence, et qui coopèrent avec un palier de desengagement (24) de l'embrayage monté sur le levier (11). La plaque d'entrainement (14) d'embrayage est désengagée par pivotement du levier (11) en sens inverse des aiguilles d'une montre sur le joint (12) pour déplacer le palier (24) vers la droite comme sur la figure et aplatir le ressort diaphragme qui pivote par rapport au couvercle (21). Lorsque la plaque d'embrayage (24) est réengagée le ressort (19) revient à sa forme conique et déplace les extrémités internes radialement des doigts (23) vers la gauche provoquant la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre du pivot (11) sur le joint pivot (12). Lorsque la plaque d'embrayage s'use, les extrémités des doigts du ressort diaphragme se dep déplacent davantage vers la boite d'embrayage. Le cylindre asservi (16) comporte un corps (30) dont la cavité tubulaire cylindrique (31) présente une paroi d'extrémité (32) à l'une de ses extrémités, et une ouverture (12) à l'autre extrémité. Un piston primaire (41) coulisse dans la cavité tubulaire (31) et il est monté de façon étanche grâce à un joint (47) de façon à former une première chambre de fluide (60) dans l'extrémité fermée de la cavité tubulaire. La première chambre de fluide (60) est reliee à une source de pression hydraulique par un conduit (34). Le piston présente une extension cylindrique coaxiale (35) sortant de l'ouverture (19) de la cavité tubulaire (31). Une jupe élastomère (53) relie le piston (41) à l'ouverture (19) de la cavité tubulaire pour former un réservoir de fluide (V). Le joint (47) autorise une légère fuite de fluide entre la chambre de fluide (60) et le réservoir de fluide (V) enfermé par la jupe (53). Le joint (47) agit comme une soupape anti-retour permettant le passage du fluide en retour depuis le réservoir de fluide (V) dans la chambre (60) quand la pression interne de la chambre (60) est inférieure à celle dudit reservoir. L'extension coaxiale (35) du piston primaire (41) comporte une cavite tubulaire borgne et coaxiale (36) dans laquelle est place un second piston (70). Le piston est monté de façon étanche dans la cavite tubulaire (36) grâce à un joint (72), de façon à former une seconde chambre de fluide (80) dans l'extrémité borgne de la cavité tubulaire (36). Un joint (73) agit comme un "frein à friction" pour maintenir en position le piston secondaire (70). Le second piston (70) agit comme une tringle pousseuse qui s'appuie sur une cale (38) du boîtier d'embrayage. Le cylindre (16) est monté à l'extrémité du levier (11) opposée au palier (24) et la pression hydraulique dans le cylindre (16) provoque l'appui des pistons (41,70) contre la câle (38) et fait pivoter le levier (11) pour déplacer le palier (24) vers la droite. La seconde chambre de fluide (80) est reliée à la première chambre de fluide (60) par un orifice (88) qui est ouvert et ferme par des moyens formant soupape (82). Les moyens formant soupape (82) sont décrits en détail dans la demande de brevet français 92 11237 et comportent une soupape (82) en forme de champignon avec une tête (83) et un pied (87) qui passe dans un orifice (88) du piston primaire (41). La tête (83) est logee dans la seconde chambre (80) et est normalement appliquee dans une position de fermeture, par des moyens élastiques qui peuvent être incorporés dans la tête elle-meme. Le pied (87) de la soupape agit contre la paroi d'extrémité (32) du corps du cylindre (16) quand le piston (41) est en position totalement rétractée. Le piston primaire (41) est éloigne de la paroi d'extrémité (32) par un ressort Belleville (54) qui exerce une pre-charge sur le levier de désengagement d'embrayage (non représenté). Le diamètre de la seconde chambre de fluide (80) est nettement plus faible que le diamètre de la chambre primaire de fluide (60) de sorte que le mécanisme de désengagement d'embrayage soit actionné par le piston primaire (41) et que la compensation d'usure prenne place à travers le piston secondaire (70). Le piston secondaire (70) comporte une bague (74) en plastique qui est accrochée au piston (70) mais peut coulisser axialement le long du piston sous l'effet d'une charge. L'ouverture (37) de la cavite tubulaire borgne (36) est couverte par une coupelle de retenue (75) fixée au piston primaire (41) et presentant une paroi latérale cylindrique (76) et une ouverture centrale (77) à travers laquelle passe le piston (70). La paroi latérale (76) présente une ouverture (78) à travers laquelle la bague (74) peut être vue quand la bague et l'ouverture coîncident. Dans un montage initial sur un véhicule, le piston primaire (41) est maintenu dans la position représentée en figure 2 par des brides plastiques (non représentées) utilises pour retenir les pistons (41 et 70) en place lors du montage du cylindre asservi sur le véhicule. Lorsque le fluide sous pression est introduit dans le cylindre asservi (16), il remplit les deux chambres (60 et 80). Une pression supplémentaire entraîne le piston secondaire (70) à faire sauter les brides et à déplacer le palier (24) en batée sur les doigts du ressort diaphragme. La surface du second piston exposée à la pression de fluide représente environ 60 % de la surface du piston primaire (41) exposée à la pression de fluide. Après établissement de la pression de fluide, le piston primaire (41) se deplace et actionne alors l'embrayage en exerçant une charge de dégagement sur les doigts du ressort diaphragme. Ceci permet au moyen formant soupape (82) de se fermer pour isoler la seconde chambre (80). Le mouvement initial du piston (70) entraîne la mise en butée de la bague (74) contre la coupelle (75) et alors que le piston (70) continue son mouvement, la bague (70) coulisse axialement sur le piston pour prendre une position correspondant à la "nouvelle" condition de l'embrayage. Ceci est represente en figure 3a. Lorsque la pression de fluide est relâchée, les doigts du ressort poussent le second piston (70) mais pendant que les moyens formant soupape (82) sont fermés le piston primaire (41) retourne sous l'effet de la charge produite dans les doigts du ressort diaphragme sur le piston secondaire (70) jusqu'à ce que le piston primaire (41) vienne en bûtee sur le ressort (54) et soit maintenu éloigne de la position completement rétractée dans une position de repos par ledit ressort (54) point sur lequel les moyens formant soupape (82) sont maintenus fermés. Lorsque la plaque (14) de l'embrayage à friction s'use les extrémités des doigts (23) du ressort diaphragme se déplacent en direction de la boîte à vitesse en poussant le piston primaire (41) et le piston secondaire (70) à l'encontre de la force du ressort (54) dans la direction opposee de la paroi d'extrémité (32) entrainant ainsi les moyens formant soupape (82) à venir en bûtée sur la paroi d'extrémité (32) et à s'ouvrir, provoquant la diminution de la capacité volumetrique de la seconde chambre (80) et la sortie du fluide de la seconde chambre (80) par les moyens formant soupape (82). Lorsque les doigts du ressort diaphragme (23) n'exercent pas de charge significative sur le piston secondaire (70), le ressort (54) exerce une pre-charge sur le piston primaire (41) et entraîne le piston (41) à s'éloigner de la paroi d'extrémité et les moyens formant soupape (82) se ferment. Ceci signifie que dans une position d'équilibre dans laquelle il n'y a aucune pression hydraulique significative dans la chambre (60), le ressort (54) exerce une pré-charge sur le palier de dégagement (24) et la soupape (82) est fermée. Eventuellement le piston secondaire (70) se contracte télescopiquement dans le piston primaire (41) comme le montre la figure 3 et lorsque l'embrayage est totalement usé, la bague (74) est alignée avec l'ouverture (78). Le piston (41) avec le piston secondaire (70) et les moyens formant soupape (82) sont aptes à pivoter d'un angle B dans la cavité tubulaire (15) du corps (14) du cylindre pour compenser l'excentricité relative de l'extrémité fixe du levier de degagement d'embrayage. Le cylindre asservi ainsi decrit peut constituer un élément d'un système de commande hydraulique d'embrayage du type de celui décrit dans le brevet européen EP-A-O 146 283. On se reportera à présent à la figure 4 des dessins. Un embrayage de véhicule est actionne par un cylindre asservi (216) annulaire d'un embrayage hydraulique disposé concentriquement avec un arbre d'entree de boîte de vitesse (non représenté) et qui en fonctionnement coopère avec les extrémités radialement internes des doigts du ressort diaphragme à travers la cage (60) du palier. Le cylindre asservi (216) est actionne par une pression de fluide hydraulique produite par un maître cylindre (non représenté) qui est relie 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 comporte une paroi cylindrique externe (223), ayant à une de ses extrémités une colerette (224) se projetant radialement vers l'extérieur et une seconde partie en feuille de metal qui comporte une paroi cylindrique interne (22) ayant une colerette (228) en forme de U à une de ses extrémités. Les deux parties (222,223) sont réunies ensemble par les extrémités respectives des colerettes (224,228) et maintenues en contact avec un joint (231) pour former entre elles une première chambre de fluide etanche (260). Un piston annulaire primaire (241) coulisse de façon etanche sur la surface radiale externe des parois cylindriques interne et externe (222,223). Le piston primaire (241) comporte une paroi cylindrique externe radialement (244), une colerette (245) s'étendant de façon radialement interne et une paroi latérale interne radialement (250). La paroi externe (244) du piston coulisse sur la bague d'étanchéité plastique (246) montée sur la surface externe de la paroi externe (223) et une bague d'étanchéité élastique (247) est maintenue en position par une bague de retenue (248) qui se trouve sur un épaulement annulaire (249) de la surface radialement interne de la paroi externe (223). La paroi interne (250) du piston coulisse sur une bague d'étanchéité en plastique (251) montée sur la surface radialement interne de la paroi latérale interne, en même temps qu'un joint élastomère (252) agit entre la paroi latérale interne (250) et la paroi cylindrique interne (222) du corps (221), et une bague elastomère (253) qui agit pour appliquer la bague d'étanchéité (251) contre la paroi cylindrique interne (222). Le piston primaire (241) est éloigné de la boîte de vitesse par un ressort annulaire (254) et un suiveur annulaire (255) situé sur la chambre de fluide (260) formée entre les deux parois (222,223) du corps (221). Le ressort annulaire (254) exerce une pré-charge sur le palier (60) contre les doigts du ressort diaphragme de l'embrayage et agit uniquement pour le déplacement initial du piston. Le ressort (254) peut être un ressort spirale ou un ressort Belleville et agit à l'encontre de la coupelle de retenue (248). La pre-charge exercée par le ressort est constante pour toutes les conditions d'usure de la plaque de commande. Un piston secondaire (270) coulisse de façon étanche sur le piston primaire (241), et comporte une paroi latérale externe (271) ayant une bague plastique (272) et un joint élastomère (273), qui étanche la paroi latérale externe (244) du piston (241) et une colerette (274) se projetant radialement vers l'intérieur et ayant une bague d'étanchéité en plastique (275) et un joint élastomère (246) qui étanche la paroi latérale interne (250), pour former une seconde chambre de fluide (280). La seconde chambre de fluide (280) est reliee à la première chambre de fluide (250) par des moyens formant soupape (282). Les moyens formant soupape (282) sont sensiblement les mêmes que les moyens (82) décrits en référence à la figure 2. Le pied de la soupape (282) peut entrer en contact avec la coupelle de retenue (248) lorsque les moyens formant piston (241) sont dans une position complétement rétractée pour ouvrir la soupape. Lorsque le piston secondaire (270) se rétracte quand l'embrayage s'use, l'angle arrière (286) du piston peut s'aligner avec la marque de la surface (285) de la surface externe de la partie externe radialement (244) du piston primaire. Ces marques indiquent les conditions d'usure de l'embrayage. Pour voir ces marques il est nécessaire d'avoir une plaque d'inspection de la boîte de vitesse. REVENDICATIONS 1. Cylindre asservi d'embrayage hydraulique (16,216') pour embrayage de véhicule à moteur, comportant un corps cylindrique (30,221), un piston primaire (41,241) déplaçable alternativement de façon etanche relativement au corps (30,221), et coopérant avec ce corps pour former une première chambre de fluide (60,260) dans ledit corps, et un second piston (70,270) déplaçable alternativement de façon étanche relativement au piston primaire (41,241), et cooperant avec ce piston primaire pour former une seconde chambre de fluide (80,280), la seconde chambre de fluide (80,280) etant reliée à la première chambre par un moyen formant soupape (82,282) ; lesdits moyens formant soupape étant ouverts lorsque le piston primaire (41,241) est en position complétement rétratée et fermé lorsque le piston primaire est dans la position de repos, caractérise en ce que le piston secondaire (70,270) comporte des moyens indicateurs (74,286) lesquels coopèrent avec des moyens de référence (78,285) fixes par rapport au piston primaire (41,241) afin d'indiquer une condition d'usure de l'embrayage. 2. Cylindre asservi d'embrayage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le corps du cylindre (30) comporte une cavite tubulaire cylindrique interieure (31) dans laquelle le piston primaire (41) se déplace alternativement, lui-même comportant une cavité tubulaire coaxiale interne (36), le second piston (70) se déplaçant alternativement dans la cavité axiale tubulaire du piston primaire (41). 3. Cylindre asservi selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'Une partie du piston secondaire (70) s'étend axialement au-delà de l'ouverture (27) de la cavité tubulaire coaxiale (36) dans le piston (41) et en ce que les moyens indicateurs (74) comportent une bague (74) montee sur ladite partie. 4. Cylindre asservi selon la revendication 3 caracterise en ce que les moyens de référence (78) comportent une ouverture (78) et en ce que la condition d'embrayage usé est indiquée lorsque la bague (74) est alignée avec ladite ouverture (78). 5. Cylindre asservi selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'ouverture (78) est formée dans une coupelle de retenue (75) disposee par dessus l'ouverture (37) de la cavité tubulaire coaxiale (36), et en ce que la bague indicateur (74) coulisse axialement sous l'effet d'une charge le long du second piston (70) de sorte que la bague puisse se déplacer vers une position d' "embrayage neuf" correspondant à la position initiale de l'embrayage. 6. Cylindre asservi selon I 'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que la bague (74) est formée de matière plastique colorée. 7. Cylindre asservi (216) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le corps du cylindre (221) est un corps annulaire ayant des parois interne et externe cylindriques (222,223) formant entre elles une première chambre de fluide (260), la paroi interne (222) s'étendant axialement au-delà de la paroi externe (223) et le piston primaire (241) étant monté coulissant de façon étanche sur les surfaces externes radialement des deux parois, le second piston (270) étant monté coulissant axialement sur le premier piston (271) pour former entre eux la seconde chambre de fluide (280), les moyens indicateurs (285,286) comportant un indice (285) et un angle arrière (286) sur le piston secondaire (271).