Brevet FR2741401A1 — publié le 19970523

L'invention concerne un vérin hydraulique de commande d'embrayage. L'invention concerne plus particulièrement un vérin hydraulique de commande d'embrayage de véhicule automobile du type comportant un corps de vérin cylindrique d'axe X-X, fixe par rapport au véhicule et dans lequel est aménagée une chambre hydraulique annulaire de commande dont le volume variable est déterminé par un piston annulaire qui commande une fourchette d'embrayage par l'intermédiaire d'un élément de traction qui traverse axialement le vérin, et du type dans lequel le piston est susceptible de se déplacer axialement entre une position sortie, par exemple d'embrayage, et une position rentrée, par exemple de débrayage, sous l'effet d'une augmentation de la pression hydraulique dans la chambre annulaire. On connaît de tels de vérins hydrauliques qui sont utilisés pour réaliser soit une assistance au débrayage qui limite l'effort à fournir par le conducteur, ou encore pour réaliser un dispositif d'embrayage piloté. Dans ce dernier cas, il est nécessaire de savoir à chaque instant dans quel état, embrayé, débrayé ou en phase de glissement, se situe l'embrayage. I1 a déjà été proposé de recueillir cette information au niveau de la pédale d'embrayage qui est actionnée par le conducteur mais, dans le cas par exemple d'une défaillance du circuit hydraulique d'alimentation du vérin, cette information ne serait par représentative de l'état réel de l'embrayage. Dans le but d'apporter une réponse à ce problème, l'invention propose un vérin du type vu précédemment caractérisé en ce qu'il est muni à son extrémité arrière de moyens de détection de la position axiale du piston dans le vérin qui délivrent un signal électrique représentatif de la position du piston, en ce que les moyens de détection comportent un élément mobile relié au piston et susceptible de se déplacer lorsque le piston se déplace axialement à l'intérieur du vérin, en ce que l'élément mobile est monté tournant, en ce que l'axe de rotation de l'élément mobile est parallèle à l'axe du vérin, et en ce que l'élément mobile comporte un arbre d'entraînement, d'axe correspondant à celui du corps de vérin, dont la surface cylindrique externe est munie d'au moins une gorge hélicoidale dans laquelle est reçu un doigt radial qui coulisse axialement avec le piston de manière que le coulissement du piston provoque une rotation correspondante de l'arbre de l'élément mobile autour de son axe. Grâce à l'invention on obtient un vérin compact à moyens de détection. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention - le piston comporte une tige tubulaire à l'intérieur de laquelle l'arbre de l'élément mobile est reçu lorsque le piston est en position rentrée, et le doigt s'étend radialement vers l'intérieur depuis une surface cylindrique interne de la tige tubulaire - il est prévu des moyens de blocage de la rotation de la tige du piston autour de son axe - les moyens de blocage de la rotation de la tige tubulaire du piston comportent un tube de guidage qui est fixe dans le vérin et qui est reçu dans un logement cylindrique annulaire aménagé axialement à l'extrémité axiale arrière de la tige tubulaire, et le tube de guidage et le logement sont munis de cannelures longitudinales complémentaires qui coopèrent pour bloquer la rotation de la tige autour de son axe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des représentations en coupe axiale d'un mode de réalisation d'un vérin conforme aux enseignements de l'invention, représenté respectivement en position rentrée de débrayage et en position sortie d'embrayage - la figure 3 est une vue agrandie en section transversale selon la ligne 5-5 de la figure 1 d'un tel vérin. Le vérin représenté aux figures 1 et 2 comporte un corps de vérin 12 fixe sensiblement cylindrique d'axe X-X qui est fixé par son extrémité axiale avant 14 contre une structure fixe 1 du véhicule ici du groupe motopropulseur de celui-ci. Pour ce faire, ladite extrémité avant présente un nez de centrage 28 pénétrant dans une ouverture de ladite structure 1. Un piston mobile 16, qui comporte essentiellement une tige tubulaire 18 et un flasque arrière 20 monté sur la tige 18 est susceptible de coulisser à l'intérieur du corps de vérin 12, entre une position rentrée, ici de débrayage, qui est représentée sur la figure 1 et une position sortie, ici d'embrayage, représentée sur la figure 2. Une chambre hydraulique de commande 24, cylindrique annulaire d'axe X-X, est délimitée radialement par la surface cylindrique interne du corps de vérin 12 et par la surface cylindrique externe de la tige tubulaire 18 du piston 16. La chambre 24 est également délimitée axialement par le flasque arrière 20 du piston 16 et par l'extrémité axiale avant 14 du corps de vérin 12 qui est munie du nez 28 dans lequel la tige tubulaire 18 du piston 16 coulisse de manière étanche. Une entrée d'alimentation 30 agencée dans le corps de vérin 12 permet d'injecter à l'intérieur de la chambre hydraulique 24 un fluide sous pression grâce à un circuit hydraulique de commande comportant un émetteur (non représenté) relié à l'entrée 30 par un conduit (non représenté). Le vérin 10 représenté sur les figures 1 et 2 est prévu pour commander une fourchette d'embrayage 2 (représentée partiellement) par l'intermédiaire d'un câble de traction 32 qui traverse axialement la tige tubulaire 18 du piston 16 pour déboucher par l'extrémité avant 14 du corps de vérin 12. De manière connue, une membrane déroulante d'étanchéité 33 est agencée entre l'extrémité avant 14 du corps cylindrique et le câble de traction 32 afin d'éviter l'entrée de poussières dans la tige tubulaire 18 au niveau du nez 28 de l'extrémité avant 14 du corps de vérin 12 et au niveau de l'ouverture avant de la tige tubulaire 18. Conformément aux enseignements de l'invention, le vérin 10 représenté sur les figures 1 et 2 est muni, à son extrémité axiale arrière 34, d'un dispositif 36 de détection de la position axiale du piston 16 dans le corps de vérin 12. Le dispositif de détection 36 comporte un boîtier 38 qui est fixé par ailleurs l'extrémité axiale arrière 34 du corps de vérin 12. Le dispositif de détection 36 comporte un élément mobile dans le boîtier 38. Cet élément mobile comporte par exemple un curseur solidaire d'un arbre 54 décrit ci-après. Ainsi, un déplacement axial du piston 16 dans le corps de vérin 12 provoque une rotation proportionnelle de l'élément mobile du dispositif de détection 36. Plus précisément le dispositif 36 de détection de la position est un capteur rotatif qui, en fonction de la position de son élément mobile, délivre un signal électrique au travers de ses bornes de sorties, le signal électrique étant ensuite transmis à une unité de contrôle (non représentée) du véhicule. Un ressort spiral rappelle l'élément mobile vers sa position rentrée. Suivant l'application à laquelle est destinée l'information de position du piston dans le vérin, le signal électrique pourra être du type "tout ou rien" ou proportionnel au déplacement du piston. Le capteur 36 pourra par exemple être du type comportant des pistes coopérant avec des contacts montés sur l'élément mobile formant curseur. Il pourra encore être du type optique, l'élément mobile étant alors un réflecteur. Pour obtenir un signal proportionnel, ou prévoira d'utiliser un capteur rhéostatique. Dans ce mode de réalisation, le capteur rotatif du dispositif 36 est disposé de manière à tourner autour de l'axe X-X du vérin 10 et de son corps 12. A cet effet le dispositif 36 de détection de la position axiale du piston 16 est muni d'un arbre 54 dont la surface cylindrique externe 56 est munie de trois gorges hélicoidales 58 qui sont susceptibles de coopérer avec trois doigts radiaux 60 liés à la tige tubulaire 18 du piston 16 de sorte que un déplacement axial du piston 16 provoque une rotation de l'arbre 54 autour de l'axe X-X et donc de l'élément mobile du dispositif 36, lié audit arbre 54. L'élément mobile comporte donc l'arbre d'entraînement 54. Ce mode de réalisation de l'invention implique de fixer le câble de traction 32, qui commande la fourchette 2 d'embrayage, au niveau de l'extrémité axiale avant 62 de la tige tubulaire 18 du piston 16. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 1 à 3 la fixation du câble de traction 32 est réalisée grâce à une olive 64 qui est sertie à l'extrémité du câble de traction 32 et qui coopère avec une restriction de section 66 agencée à l'intérieur de la tige tubulaire 18 pour former un point d'accrochage. Dans l'exemple de réalisation de l'invention illustré sur les figures 1 à 3, il est prévu de bloquer la rotation de la tige tubulaire 18 du piston 16 autour de son axe X-X pour favoriser l'étanchéité de la chambre hydraulique 24. A cet effet, la tige tubulaire 18 est munie, à son extrémité axiale arrière 68, à l'intérieur de laquelle coulisse l'arbre 54, d'un logement annulaire borgne axial 70 aménagé dans la paroi tubulaire de la tige 18. Ce logement annulaire borgne 70 est destiné à recevoir un tube de guidage 72 qui s'étend axialement vers l'avant depuis un flasque d'obturation 74 de l'extrémité arrière 34 du corps de vérin 12. Ce tube de guidage 72 est donc fixe, le flasque 74 étant centralement percé et formant un bouchon rapporté, ici par clipsage, sur le corps 12 de forme tubulaire. L'épaisseur et la longueur du tube de guidage 72 correspondent à l'épaisseur et à la longueur du logement annulaire 70 de la tige 18. Le tube de guidage 72 est muni sur sa surface cylindrique interne 76 de trois gorges longitudinales 78 destinées à coopérer avec trois cannelures longitudinales 80 correspondantes agencées sur la surface latérale cylindrique interne du logement 70 pour empêcher toute rotation du piston 16 autour de son axe X-X. Pour modifier le rapport de démultiplication entre le déplacement du piston 16 et la rotation de l'élément mobile, on pourra interposer entre les deux un réducteur. On notera que le flasque 20 porte un joint d'étanchéité coopérant avec la surface cylindrique interne du corps de vérin 12. Ce flasque 20 sert d'appui à un ressort de rappel 3, ici un ressort à boudin entourant la tige 18. L'autre extrémité du ressort 3 s'appuie sur l'épaulement de l'extrémité avant 14 délimité par le nez 28. Pour mémoire on rappellera qu'à la figure 1 la chambre 24 est sous pression et que l'embrayage est désengagé, la fourchette 2 agissant, de manière connue, sur une butée de débrayage agissant sur l'extrémité des doigts d'un diaphragme permettant un serrage des garnitures de frottement d'un disque de friction entre les plateaux de pression et de réaction d'un embrayage. Lorsque l'embrayage est désengagé (débrayé), les garnitures de frottement du disque de friction sont libres par rapport auxdits plateaux. En position embrayage engagé (embrayé) (figure 1) la chambre 24 est dépressurisée, le ressort 3 comprimé et lesdites garnitures de frottement serrées entre les plateaux de pression et de réaction. Le ressort de rappel 3 permet donc de tendre le câble 32 en permanence, le diaphragme ramenant le piston 16 en position de sortie lorsque la chambre 24 est dépressurisée. On appréciera la compacité en diamètre de la solution. Axialement le dispositif de détection est peu épais du fait que l'élément mobile est monté tournant autour d'un axe parallèle à l'axe X-X du vérin 10. La taille du corps de vérin 12 n'est pas augmentée sensiblement. Ainsi qu'on l'aura compris le logement borgne 70 est aménagé dans la paroi de la tige 18 ici à la faveur d'une pièce tubulaire 90 rapportée à solidarisation à l'intérieur de la tige 18 du piston 16. Ainsi on peut monter l'olive 64 et passer le câble 32 au niveau de la restriction. Après on emmanche à force la pièce 90 qui présente à sa périphérie externe les trois cannelures longitudinales 80 et à sa périphérie interne les doigts 60 décalés circonférentiellement par rapport aux cannelures 80. Bien entendu la pièce 90 présente un fond épaulé pour contact d'un côté avec l'extrémité libre du tube 72 et de l'autre côté avec l'olive 64. En variante le piston tubulaire 16 peut être en deux parties solidarisées l'une à l'autre, par exemple par soudage à friction, l'une des parties consistant en l'extrémité arrière 68, l'autre en l'extrémité avant 62 avec la restriction 66 et l'olive 64. Dans ce cas l'extrémité arrière 68 est avantageusement en matière moulable, telle que de la matière plastique, pour pouvoir réaliser aisément le logement 70, les cannelures 80 et les doigts 60. En variante on peut noyer, surmouler, l'olive 64 et procéder à un surmoulage, le piston 16 étant d'un seul tenant. Dans tous les cas la pièce 90 et/ou le piston 16 se déplacent axialement en étant bloqués en rotation par le tube de guidage 72, tandis que la pièce 90, ou le piston 16, est en relation de vis-écrou avec l'arbre 54 fixe en translation. Le déplacement du piston 90 et/ou du piston 16 entraîne une rotation du capteur. Ici le blocage en translation est réalisé à l'aide d'une creusure pratiquée dans le flasque 74. REVENDICATIONS 1. Vérin hydraulique de commande d'un embrayage de véhicule automobile, du type comportant un corps de vérin (12) cylindrique d'axe (X-X), fixe par rapport au véhicule, et dans lequel est aménagée une chambre hydraulique (22) annulaire de commande dont le volume variable est déterminé par un piston annulaire (16) qui commande une fourchette d'embrayage par l'intermédiaire d'un élément de traction (32) qui traverse axialement le vérin, et du type dans lequel le piston (16) est susceptible de se déplacer axialement entre une position sortie, par exemple d'embrayage, et une position rentrée, par exemple de débrayage, sous l'effet d'une augmentation de la pression hydraulique dans la chambre (22), caractérisé en ce qu'il est muni à son extrémité arrière de moyens de détection (36) de la position axiale du piston (16) dans le vérin (10) qui délivrent un signal électrique représentatif de la position du piston, en ce que les moyens de détection (36) comportent un élément mobile (40) relié au piston (16) et susceptible de se déplacer lorsque le piston (16) se déplace axialement à l'intérieur du vérin, en ce que l'élément mobile (40) est monté tournant, en ce que l'axe (Y-Y) de rotation de l'élément mobile est parallèle à l'axe (X-X) du vérin (10), caractérisé en ce que l'élément mobile (40) comporte un arbre d'entraînement (54), d'axe (X-X) correspondant à celui du corps de vérin (12) dont la surface cylindrique externe (56) est munie d'au moins une gorge hélicoidale (58) dans laquelle est reçu un doigt radial (60) qui coulisse axialement avec le piston (16) de manière que le coulissement du piston (16) provoque une rotation correspondante de l'arbre (54) de l'élément mobile (40) autour de son axe (X-X). 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (16) comporte une tige tubulaire (18) à l'intérieur de laquelle l'arbre (54) de l'élément mobile (40) est reçu lorsque le piston est en position rentrée, et en ce que le doigt (60) s'étend radialement vers l'intérieur depuis une surface cylindrique interne de la tige tubulaire (18). 3. Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de blocage de la rotation de la tige (18) du piston (16) autour de son axe (X-X). 4. Vérin selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de blocage de la rotation de la tige tubulaire (18) du piston (16) comportent un tube de guidage (72) qui est fixe dans le vérin (10) et qui est reçu dans un logement (70) cylindrique annulaire aménagé axialement à l'extrémité axiale arrière (68) de la tige tubulaire (18), et en ce que le tube de guidage (72) et le logement (70) sont munis de cannelures longitudinales complémentaires qui coopèrent pour bloquer la rotation de la tige autour de son axe (X-X).