Brevet FR2778375A1 — publié le 19991112

L'invention se rapporte à un di.noqitif dP manoeuvre d'un embravage destiné en particulier à des véhicules automobiles et comprenant un levier de manoeuvre qui est monté pivotant en un centre de rotation prévu en position fixe et qui peut atteindre deux positions extrêmes dont l'une correspond à un état d'embrayage et à l'autre à l'état de desserrage de l'embrayage. dispositif comprenant par ailleurs des moyens d'exercice d'une force sur le levier, le sens de la force s'inversant en un point d'équilibre instable situé entre les deux points extrêmes. De tels dispositifs sont décrits en particulier dans DE-OS 29 23 027 et comprennent un ressort dit à passage par un point d'équilibre instable, qui est utilisé pour réduire les forces devant être exercées sur la pédale. A cette fin, ce ressort s'utilise à un état sous précontrainte entre un levier de manoeuvre mis en oeuvre en général sous forme d'une pédale de débrayage et un composant faisant partie de la carrosserie du véhicule. Lorsque la pédale de débrayvage est manoeuvrée, le ressort est encore plus fortement comprimé jusqu'à ce qu'il atteigne le point d'équilibre instable auquel ses deux points d'articulation et le centre de rotation du levier de manoeuvre sont situés sur une ligne, de sorte que le ressort n'exerce aucune force de pivotement sur le levier. puis ensuite il se détend, de sorte qu'une force s'opposant à celle du ressort Belleville de l'embrayage agit et donc que la force devant être exercée sur la pédale diminue pendant le processus d'embrayage. La détente du ressort Belleville pendant le processus d'embrayage comprime à nouveau le ressort à passage par un point d'équilibre instable et remet la pédale d'embrayage en position initiale. La mise en concordance des ressort à passage par un point d'équilibre instable avec les autres éléments élastiques, en particulier avec le ressort Belleville de l'embrayage, a fait l'objet de multiples variantes (par exemple DE-OS 34 17 814, FR 76 27871, JP 61-163569). 2^ 2778375 L'inconvénient des solutions proposées réside dans la chute de la variation des forces exercées sur la pédale après dépassement du point d'équilibre instable, chute qui résulte de la combinaison des éléments élastiques présents dans le trajet momentané des forces et de leurs leviers d'articulation, de sorte qu'apparaît l'impression pendant le processus de débrayage d'un "trou" dans la génération de la force produite sur la pédale et qui est ressenti comme étant gênant par la plupart des conducteurs. La compensation de cette caractéristique par la variation des longueurs de levier du ressort à passage par un point d'équilibre instable (DE-OS 29 23 027) représente une solution qui toutefois est d'un mode d'exécution compliqué et dont le prix n'est pas négligeable. L'invention a donc pour objet de proposer un dispositif qui permet de rendre assimilable la force exercée sur le levier de manoeuvre. après passage par le point d'équilibre instable et jusqu'au point extrême de la course de débrayage, au maximum de force et il s'agit de tenter d'obtenir une solution bon marché. de conception simple et pouvant faire facilement l'objet d'un équipement effectué a posteriori. L'invention se rapporte donc à un dispositif de manoeuvre d'un embrayage destiné en particulier à des véhicules automobiles. comprenant un levier de manoeuvre qui est monté rotatif autour d'un centre de rotation situé en position fixe et qui peut atteindre deux positions extrêmes dont l'une correspond au serrage et l'autre au desserrage de l'embrayage, comprenant par ailleurs des moyens d'exercice sur le levier d'une force dont le sens s'inverse en un point d'équilibre instable situé entre les deux points extrêmes: selon une particularité essentielle de l'invention, lesdits moyens présentent à l'état de desserrage de l'embrayage une variation non linéaire de force qui assiste le processus d'embrayage le long de la course allant du point d'équilibre instable à la position extrême. 3 2778375 Ainsi, l'action des moyens d'assistance du processus de débrayage peut être réglée de manière qu'immédiatement après le passage par le point d'équilibre instable, une grande force qui agit dans le sens de la course de la pédale et qui - en étant adaptée à la constante des autres ressorts de l'embrayage - diminue avec l'accroissement de cette course de la pédale vers le point extrême de débrayage permet donc par des moyens simples une compensation de la chute de la variation de la force après passage par le point d'équilibre instable des dispositifs de l'art antérieur. Des accumulateurs de force, par exemple des éléments élastiques, des élastomères ou analogues, sont prévus avantageusement pour cette utilisation. En cas d'utilisation d'éléments élastiques, des ressorts hélicoïdaux sont particulièrement avantageux et ceux-ci peuvent être des éléments de compression et de traction et peuvent être combinés. Il peut de plus être avantageux d'utiliser une combinaison de plusieurs de ces éléments pour la génération d'une courbe caractéristique globale d'élasticité oui ne soit pas linéaire pour la fonction de passage par un point d'équilibre instable. La variation des longueurs de levier sur la voie circulaire prescrite autour du point d'articulation du ressort, qui est produite par des moyens correspondants coûteux, devient inutile. I1 peut être par ailleurs avantageux, pour faire des économies en ce qui concerne la multiplicité des pièces et le montage, de réaliser le ressort à passage par un point d'équilibre instable en une piece et de représenter en lui la courbe caractéristique non linéaire sous forme de deux étages ou davantage. Des modes possibles de réalisation peuvent consister en ressorts présentant une élasticité progressive et/ou deux zones individuelles ou plus auxquelles un nombre correspondant de constantes individuelles d'élasticité peuvent être associées. Par ailleurs, au moins un étage du 4 2778375 ressort peut être réalisé de manière à être suffisamment mou pour que ses spires soient en appui les unes contre les autres sous précontrainte et donc qu'il soit court-circuité et ne soit remis en service qu'à la fin d'une course de la pédale de longueur correspondante. de sorte que dans ce cas une faible assistance apportée à la force exercée sur la pédale est active vers la fin de la course de cette dernière. La longueur du ressort peut de plus être dimensionnée de manière que ce dernier demeure sur la totalité de la course de la pédale au moins sous une faible précontrainte afin que les bruits de cliquetis puissent être évités. Les dimensions du ressort à passage par un point d'équilibre instable sont de préférence mises en concordance avec celles du ressort initial correspondant d'un dispositif selon l'art antérieur afin de permettre de réaliser simplement un équipement a posteriori et de produire sans difficulté un dispositif selon l'invention capable de prendre la place d'un dispositif selon l'art antérieur. Même une optimisation consistant à mettre simplement au même niveau les forces exercées sur la pédale après passage par le point d'équilibre instable et le maximum de la force exercée par la pédale de dispositifs connus est possible simplement par utilisation d'un ressort à passage par un point d'équilibre instable qui soit adapté à la totalité de l'évolution des forces exercées sur la pédale. Le dispositif peut avantageusement être utilise dans des embrayage manuels, actionnés par exemple par une transmission Bowden, ainsi que dans des embrayage à commande hydraulique dans lesquels la pédale de débrayage peut actionner un piston d'un maître-cylindre qui génère une pression de commande du dispositif de débrayage qui provoque les processus de l'embrayage. Par ailleurs, dans certains exemples de réalisation dans lesquels un système d'actionnement de 2778375 l'embrayage est prévu pour le régime de traction et le régime de marche au frein moteur, le levier de manoeuvre peut être réalisé de manière à pouvoir être actionné presque sans force grâce au ressort à passage par un point d'équilibre instable, les moyens de représentation de ce ressort par sa tenue non linéaire pouvant équilibrer, éventuellement en assurant en plus les fonctions décrites de compensation, des courbes caractéristiques auxiliaires existantes non linéaires de levier et de puissance du système d'actionnement. Par ailleurs. le dispositif peut permettre de compenser des courbes caractéristiques de ressorts Belleville et de leurs effets de levier, faisant partie d'embrayages à auto-réglage, qui compensent l'usure des revêtements de friction et qui sont caractérisés en général par une chute assez rapide de la force produite sur la pédale en fonction de la course de cette dernière apres passage par le point d'équilibre instable, ainsi que d'autres combinaisons de ressort et de levier ayant des courbes caractéristiques non linéaires. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une esquisse de représentation du principe de fonctionnement d'un ressort à passage par un point d'équilibre instable à trois positions sélectionnées de la pédale, la figure 2 est une courbe caractéristique d'un exemple de réalisation selon l'invention d'un ressort à passage par un point d'équilibre instable par rapport à l'art antérieur, la figure 3 est un graphique de la force en fonction de la course de la pédale d'un exemple de réalisation selon l'invention d'un ressort monté, à passage par un point d'équilibre instable, par rapport à l'art antérieur, 6 2778375 la figure 4 est un graphique de la force en fonction de la course de la pédale d'un exemple de réalisation selon l'invention d'un dispositif de manoeuvre de l'embrayage par rapport à l'art antérieur et la figure 5 illustre un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'invention destiné à la manoeuvre d'un embrayage. La figure 1 représente le mode de fonctionnement d'un dispositif de manoeuvre d'un embrayage 1. ayant la forme d'une pédale de débrayage 2, à trois positions sélectionnées I, II, III de celle- ci, ainsi que d'un ressort 3 à passage par un point d'équilibre instable, le ressort 3 étant mis en évidence à échelle agrandie et la partie de transmission de la force de la pédale à l'embrayage étant supprimée par souci de simplicité. Le ressort 3 est monté à une extrémité le long de la direction de son action en étant relié en position fixe. mais de manière orientable, à la carrosserie non représentée du véhicule au moyen d'un point d'articulation 4. L'autre extrémité du ressort 3 est montée rotative en un autre point d'articulation 7 sur un support 5 assujetti à la pédale 2. Lors de son actionnement, la pédale 2 pivote autour d'un axe 6 qui la supporte en position fixe sur la carrosserie au moyen d'un axe simplement indiqué. !5 A la position I, l'embrayage est serré et la pédale 2 est à l'état initial. Du fait de la précontrainte du ressort 3 à passage par un point d'équilibre instable, une force agit sur le support 5 et donc sur la pédale 2 au- dessous du centre de rotation 6, c'est à dire dans le sens inverse de celui de la force F du pied qui déplace la pédale de débrayage 2 et donc celle-ci est poussée vers une butée non représentée, Le conducteur pousse la pédale 2, à l'encontre de cette force présente, avec la force F de son pied vers le ressort 3 en bandant davantage ce dernier. La position II représente un état auquel les deux points d'articulation 4. 7 et le centre de rotation 6 se trouvent sur une ligne, de 7 2778375 sorte que le ressort 3 n'exerce sur la epédale 2 aucune force provoauant un mouvement de rotation et donc il se trouve au point d'équilibre instable. Lors de la poursuite de la poussée exercée sur la pédale 2, la détente du ressort 3 produit une force qui assiste celle qui est exercée sur la pédale. car la force du ressort attaque le bras de levier de la Dédale 2 qui se trouve Dar raooort au centre de rotation 6 sur le côté opposé de celui du bras de levier sur lequel s'exerce la o10 force F du oied. Le ressort 3 Doursuit sa détente avec l'augmentation de la course de la Dédale et la conformation selon l'invention de ce ressort se rend Perceptible par la diminution de la force F exercée sur la Dédale. Dans l'exemple représenté de réalisation, le ressort 3. dont l'action n'est oas linéaire. est à deux étages individuels 3a. 3b auxauels les constantes d'élasticité Ci. C2 peuvent être affectées. avec C1>C2. Ainsi. le deuxième étage 3b. qui est le plus mou, subit une compression telle que ses spires sont en appui les unes contre les autres et donc il est court-circuité jusqu'à ce que le premier étage 3a du ressort soit détendu et. lors de la poursuite de la course de la pédale, le deuxième étage 3b du ressort se détend. A la position III, la pédale 2 est poussée à fond, mais le deuxième étage 3b du ressort est maintenu légèrement sous précontrainte afin qu'il conserve son positionnement dans son logement. Pour montrer la courbe d'élasticité de l'exemple représenté sur la figure 1, le graphique de la figure 2 illustre la variation F de la force en fonction de la course s du ressort 3 (ligne en trait plein) par rapport à un ressort utilisé dans l'art antérieur et ayant une courbe caractéristique linéaire (ligne brisée). Ce graphique montre la courbe caractéristique non linéaire du ressort sous la forme de deux étages individuels 3a, 3b ayant les constantes d'élasticité C1, C2, avec Ci>C2. D'autres courbes caractéristiques non linéaires peuvent être par 8 2778375 exemple hyperboliques avec utilisation d'un enroulement progressif de ressort ou de plusieurs étages individuels. La figure 3 illustre la répercussion sur la force Fppei exercée sur la pédale en fonction de la course SB de c.tt. cimrnirp T.[ mndifict:inn çri rnnnOrtc dj p1vi r pendant que ia course de ia pédaie est effectuée aiors que le ressort sous précontrainte exécute un trajet circulaire autour de son point d'articulation sur la carrosserie transforme la force F du ressort 3 (figure 1) en la force Fppei produite sur la pédale. La courbe en ligne brisée indiqrue la1 fnorce Fppi qu'Ln rpanrt linaire p g nr un point d'équilibre instable seion l'art antérieur exerce sur la pédale. Ce ressort subit tout d'abord aussi une poursuite de sa compression dans la partie I de la course de la pédale et. après passage par le point d'équilibre instable - caractérisé par la position II de la pédale - il apporte par sa détente dans la plage III de la course de la pédale une contribution à la force Fppei exercée sur la pédale, qui augmente en continu, mais dont la contribution devient de plus en plus faible. Le ressort selon l'invention à passage par un point d'équilibre instable - qui est représenté par la ligne en trait plein - réagit jusqu'au dépassement du point d'équilibre instable à peu près de la même manière que le ressort de l'art antérieur. toutefois. pour de faibles courses de la pédale SB et après passage par un point d'équilibre instable, il apporte tout d'abord une contribution croissante pour atteindre un maximum et lors de la poursuite de l'allongement des courses SB de la pédale, il apporte des contributions de force qui diminuent, les plus grandes contributions étant associées aux éléments du ressort ayant la courbe caractéristique la plus raide et la détente de l'élément raide de ressort se produit pour des courses de pédale SB aui sont notablement plus faibles aue celles se produisant au maximum de la force, de sorte au'au cours de arandes courses SB de la pédale. il n'y a plus aue l'étage mou 3b 9 2778375 du ressort (figure 1), qui fournit la moins forte contribution à la force, qui agit. L'avantage de l'utilisation de ressorts non linéaires à passage par un point d'équilibre instable est bien montré sur le graphique de la figure 4 dans lequel la force globale FG de la pédale de débrayage est portée en fonction des courses SB de cette dernière. La courbe 1 montre la force globale FG exercée sur la pédale en fonction de la course SB de cette dernière sans l'utilisation d'un ressort à passage par un point d'équilibre instable. Les forces de la pédale sont fortement accrues et après qu'une force maximale a été surmontée, elles retombent. La courbe 2 illustre l'art antérieur par la variation de la force globale de la pédale FG avec une force initiale F0 agissant par la précontrainte du ressort à passage par un point d'équilibre instable et un maximum après dépassement de ce point à la position II de la pédale. ce qui donne au conducteur l'impression d'un "trou" dans l'évolution de la force d'actionnement de l'embrayage. Si la chute de la force globale FG de la pédale après dépassement du maximum était encore plus forte que celle représentée sur le graphique. il y aurait le risque que la pédale de débrayage reste bloquée. L'utilisation d'un ressort selon l'invention produit une évolution de la force globale en fonction de la course SB de la pédale - qui est représentée sur la courbe 3 - qui a pour conséquence une chute notablement moindre de la force globale FG après que le maximum de force a été atteint. car le ressort non linéaire ne fournit plus que des contributions bien inférieures de force de son étage mou et donc. dans cette partie de la course de la pédale, la force globale Fg ne subit pas une chute aussi forte que celle provoquée par l'utilisation par un ressort à action linéaire. La différence entre l'art antérieur et le ressort selon l'invention à passage par un point d'équilibre instable est caractérisée par un gain de force AFG. 2778375 La figure 5 illustre un exemple de réalisation selon l'invention d'un dispositif 1 de manoeuvre d'un embrayage non représenté. comprenant une pédale 2 équipée d'une plaque 3 et articulée de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe 6 sur la carrosserie non représentée du véhicule. Dans l'exemple illustré de réalisation, un support 8 qui est prévu sur la pédale de débrayage 2 radialement à l'extérieur de l'axe d'articulation 6 a la forme d'un goujon bloqué sur lequel est articulée la tige de poussée 9 d'un maître-cylindre 10 comportant un raccord b de transmission de sa pression à un système de débrayage d'un embrayage à commande hydraulique, le maître- cylindre 10 étant relié par des vis 10a à une carrosserie non représentée de véhicule. Pour apporter une assistance à la force F du pied lors du desserrage de l'embrayage, un ressort 3 à passage par un point d'équilibre instable, qui est monté au moyen d'un goujon bloqué sur le point d'articulation 7 radialement entre la plaque 2a de la pédale et l'axe 6 de pivotement de cette dernière, prend appui contre la carrosserie du véhicule sur un point d'articulation 4 prévu radialement entre le point d'articulation 7 et l'axe de pivotement 6. Ce ressort 3, qui est à deux étages individuels 3a, 3b et présente une courbe caractéristique d'élasticité qui n'est pas linéaire, pénètre par un appui pointu 11 dans une coquille concave de coussinet 12 réalisée dans le support 13 fixé à la carrosserie du véhicule, de manière à permettre un équilibre des efforts par décalage de la carrosserie par rapport à la pédale de débrayage 2 ou aux spires du ressort. Une combinaison télescopique d'un manchon de guidage 14 relié à l'appui 11 du ressort et d'une tige de guidage 15 passant dans ce manchon et reliée de son côté au logement 16 du ressort côté pédale assume le guidage du ressort 3 le long de sa direction d'action. Le logement 16 du ressort se prolonge en une bielle 17 qui prend appui sur le goujon du support 7. A la position initiale de la pédale de débrayage 2 et lorsque l'embrayage est serré, l'étage 3b du ressort se trouve spire contre spire - c'est à dire qu'il est court-circuité - et l'étage 3a de ce ressort est sous précontrainte. de sorte que la pédale 2 est tenue à sa position. Lorsque la pédale 2 est actionnée, le ressort 3 - plus précisément son étage 3a - est davantage comprimé, car il résulte du mouvement de pivotement de la pédale 2 que la course du ressort est raccourcie et il faut exercer au pied une force supplémentaire F et plus particulièrement jusqu'au point de la course de la pédale auquel l'axe de pivotement 6 et les points d'articulation 4. 7 du ressort 3 sont situés sur une liane. Le dispositif se trouve au point d'équilibre instable du ressort 3. Lors de la poursuite de l'augmentation de la course de la pédale, le ressort 3 s'allonge à nouveau et assiste la force F du pied de la manière décrite en regard des figures 3 et 4. A la position extrême de la pédale 2' à laquelle l'embrayage est desserré, l'étage 3a du ressort est totalement détendu et son étage 3b l'est suffisamment pour qu'il se tienne de lui-même à la position de montage grâce à la force encore agissante du ressort. de sorte qu'un moyen supplémentaire de retenue et un cliquetis éventuel du ressort 3 se trouvant à l'état libre sont évités. Il doit être bien entendu qu'il est possible d'apporter diverses modifications aux modes de réalisation décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. REVENDT CATIONS 1. Dispositif de manoeuvre d'un embrayage destiné en particulier à des véhicules automobiles et comprenant un levier de manoeuvre qui est monté rotatif autour d'un centre de rotation prévu en position fixe et qui peut atteindre deux positions extrêmes dont l'une correspond à un état d'embrayage et l'autre, à l'état de desserrage de l'embrayage, dispositif comprenant par ailleurs des moyens d'exercice sur le levier d'une force dont le sens s'inverse en un point d'équilibre instable situé entre les deux points extrêmes, caractérisé en ce que lesdits moyens (3) présentent à l'état de desserrage de l'embrayage, le long de la course allant du point d'équilibre instable à la position extrême. une variation non linéaire de force qui assiste le processus d'embrayage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens consistent en au moins un ressort hélicoïdal. 3. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens sont réalisés sous la forme d'au moins un ressort hélicoïdal qui présente une courbe caractéristique progressive. 4. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal ou les ressorts hélicoidaux qui est (sont) utilisé(s) sont un ressort ou des ressorts de compression. 5. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal ou les ressorts hélicoïdaux qui est (sont) utilisé(s) consistent en un ressort de traction ou en des ressorts de traction. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits 3 moyens sont une combinaison d'au moins deux éléments d'un ressort hélicoïdal. 13 2778375 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que lesdits moyens consistent en une combinaison d'au moins deux étages de ressort ayant des courbes caractéristiques d'élasticité qui diffèrent. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un étage de ressort est court-circuité sur au moins une partie de la course du levier de manoeuvre. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal est sous précontrainte sur la totalité de la course comprise entre les deux points extrêmes (4, 7). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il s'utilise pour un embrayage à commande manuelle. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il s'utilise pour un embrayage à commande hydraulique. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il s'utilise pour un embrayage à compensation de l'usure.