Brevet FR2794499A1 — publié le 20001208

La présente invention concerne un cylindre hydraulique. L'invention concerne plus particulièrement un cylindre hydraulique émetteur pour la commande d'un embrayage de véhicule automobile. A titre d'exemple, le document DE-A-3.910.691 décrit différents modes de réalisation d'un cylindre du type comportant au moins un piston avant monté coulissant axialement dans les deux sens par rapport à un corps de cylindre de forme générale tubulaire, et comportant une tige arrière d'orientation globalement coaxiale au piston et attelée en translation axiale au piston par articulation, du type à rotule, d'une extrémité avant de la tige par rapport à l'extrémité axiale arrière du piston, et du type comportant un élément rapporté de retenue axiale de l'attelage tige-piston par rapport au corps de cylindre, qui est traversé par la tige. Dans l'exemple de réalisation illustré aux figures 6 à 8 de ce document, on voit qu'une la sphère formant tête avant de la tige attelée au piston est une sphère métallique qui est emmanchée dans un élément en plastique d'extrémité axiale arrière du corps du piston. La conception proposée dans ce document, afin d'assurer un attelage fiable entre la tête sphérique et le corps de piston, fait appel à un élément rapporté de retenue axiale de la tige de piston qui est adjacent à la portion arrière de la tête sphérique de la tige de piston et qui est traversé par cette dernière. Plus précisément, l'élément rapporté de retenue est un anneau élastique, de type circlips, monté dans une gorge radiale interne de l'alésage du corps de piston. L'élément rapporté de retenue permet d'assurer une liaison plus fiable, notamment en traction, de la tige de piston par rapport au corps de piston mais son montage est complexe, son démontage pratiquement impossible, et il nécessite de réaliser une gorge dans l'alésage interne du corps de piston en plastique qu'il est pratiquement impossible de réaliser par moulage, augmentant ainsi le coût de fabrication du corps de piston ou nécessitant la réalisation d'un corps de cylindre en plusieurs parties pour permettre l'assemblage de l'ensemble des composants, et notamment la mise en place du piston dans l'alésage interne du corps de cylindre. L'attelage piston-tige est retenu axialement vers l'arrière par rapport au corps tubulaire de cylindre par un autre élément rapporté de retenue qui est lui aussi un anneau élastique, de type circlips, monté dans une gorge radiale interne de l'alésage du corps tubulaire de cylindre et avec lequel est susceptible de coopérer la face transversale annulaire d'extrémité axiale arrière du corps de piston, de plus il est nécessaire que l'effort axial de retenue de la tige, dans le sens de la traction, passe à travers l'attelage piston- tige, qui doit être dimensionné pour un effort sensiblement supérieur à l'effort de rappel du piston. L'élément rapporté de retenue permet d'assurer la retenue axiale vers l'arrière de l'attelage tige- piston en coopérant avec la face transversale annulaire d'extrémité arrière du corps de piston, mais son montage est complexe, son démontage est difficile, et il nécessite de réaliser une gorge dans l'alésage interne du corps de cylindre en plastique qu'il est pratiquement impossible de réaliser par moulage, augmentant ainsi le coût de fabrication du corps de cylindre, ou nécessitant la réalisation d'un corps de cylindre en deux parties vissées pour permettre l'assemblage de l'ensemble des composants, et notamment la mise en place du piston dans l'alésage interne du corps de cylindre. L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients qui viennent d'être mentionnés. Dans ce but, l'invention propose un cylindre du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que l'élément de retenue est un élément de retenue axiale vers l'arrière de l'extrémité avant de la tige qui est rapporté sur la partie d'extrémité axiale arrière du corps de cylindre. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'élément rapporté de retenue est un élément montable et démontable selon une direction radiale ; - l'élément de retenue est reçu dans un logement formé dans le corps tubulaire de cylindre et dont une partie fait saillie à l'intérieur de l'alésage interne du corps de cylindre et comporte une face avant de butée avec laquelle coopère une portion de surface en vis-à-vis de la face arrière de l'extrémité avant de la tige lorsque l'attelage est dans sa position arrière reculée maximale par rapport au corps de cylindre ; - l'élément de retenue est une fourche à deux branches principales parallèles à sa direction radiale de montage et de démontage qui sont reliées entre elles par une branche de liaison de manière à délimiter une face transversale avant de butée sensiblement en arc de cercle, formée sur les trois branches de la fourche, qui coopère avec une portion de surface annulaire en vis-à-vis de face arrière de l'extrémité avant de la tige ; - la fourche est montée emboîtée élastiquement dans une fente transversale débouchante formée dans le tronçon d'extrémité axiale arrière du corps tubulaire de cylindre ; - la face latérale radialement extérieure d'au moins une branche principale de la fourche comporte des moyens d'immobilisation longitudinale de la fourche dans la fente ; - la face avant de butée est une face plane perpendiculaire à l'axe du corps de cylindre, et ladite portion de surface en vis-à-vis de la face arrière de l'extrémité avant de la tige est une portion de surface plane ; - la face avant de butée est une face sphérique concave centrée sur l'axe du corps de cylindre, et ladite portion de surface en vis-à-vis de la face arrière de l'extrémité avant de la tige est une portion de surface sphérique convexe complémentaire concentrique au centre d'articulation de l'extrémité avant de la tige par rapport à l'extrémité axiale arrière du piston ; - la face avant de l'extrémité avant de la tige comporte un logement sphérique concave dans lequel est articulée une extrémité axiale arrière en forme de tête sphérique convexe complémentaire du corps du piston ; - la tête sphérique convexe de l'extrémité axiale arrière du corps de piston est attelée à l'extrémité avant de la tige par emboîtement élastique dans ledit logement sphérique concave ; - l'effort de traction vers l'extérieur du corps du cylindre est transmis directement entre la tige et la fourche. 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 : - la figure 1 est une vue en section axiale d'un premier mode de réalisation d'un cylindre émetteur conforme aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée qui illustre, à plus grande échelle, les principaux composants du cylindre de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue à plus grande échelle similaire à la partie arrière du cylindre de la figure 1 qui représente un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 5 est une vue de détail en perspective de la partie d'extrémité axiale avant de la tige du cylindre de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue en section axiale d'une variante du premier mode de réalisation d'un cylindre émetteur conforme aux enseignements de l'invention. on a représenté à la figure 1 un cylindre hydraulique 10 réalisé conformément aux enseignements de l'invention qui est un cylindre émetteur pour la commande hydraulique d'un embrayage de véhicule automobile (non représenté). Le cylindre 10 est constitué pour l'essentiel par un corps de cylindre 12 de forme générale tubulaire moulée en matière plastique, par un piston 14 monté coulissant axialement dans le corps de cylindre tubulaire 12 et par une tige arrière 16 qui est attelée axialement au piston 14 et qui fait saillie axialement au-delà de l'extrémité axiale arrière 18 du corps de cylindre 12 de manière à pouvoir agir sur la tige 16, et donc sur le piston 14, par exemple au moyen d'une pédale d'embrayage (non représentée). Selon une conception connue, le corps de cylindre tubulaire 12 en matière plastique est chemisé intérieurement par une chemise tubulaire 20, ici métallique, qui est montée par introduction axiale d'arrière en avant, c'est-à-dire de la droite vers la gauche en considérant la figure 1, dans le corps 12 avec de préférence interposition de joints d'étanchéité statique avant 22 et arrière 24. En variante on pourrait envisager de réaliser l'ensemble chemise 20-corps 12 par surmoulage, le corps 12 étant obtenu par injection de matière plastique autour d'un insert constitué par la chemise 20. Une telle réalisation de l'ensemble chemise-corps par surmoulage permet notamment de supprimer les joints d'étanchéité statique avant 22 et arrière 24. De manière connue, le corps de cylindre 12 comporte un orifice de sortie 26 et une conduite latérale d'alimentation 28 qui communique avec la chambre 30, délimitée de manière étanche à la partie avant du cylindre 10 par le piston 14, par l'intermédiaire de trous 32 formés dans 1.a chemise 20 . Comme on peut le voir sur la figure 1, la chemise tubulaire 20 est plus courte axialement que le corps tubulaire de cylindre 12, c'est-à-dire que sa face transversale annulaire d'extrémité arrière 34 est décalée axialement vers l'avant par rapport à la face transversale annulaire d'extrémité arrière 18 du corps tubulaire 12. Le corps de piston 14 est une pièce moulée en matière plastique qui porte, de manière connue, deux coupelles avant 37 et arrière 38 d'étanchéité du type à lèvre qui coopèrent avec la surface cylindrique interne 40 de la chemise 20. Le corps de piston 14 peut être réalisé en matière métallique, telle que de l'acier ou de l'aluminium, la forme sphérique de la tête arrière 36 pouvant alors être réalisée très simplement, notamment par usinage. Conformément à un aspect de l'invention, le tronçon d'extrémité longitudinale arrière 44 du corps de piston 14 comporte une tête arrière sphérique 36, qui est ici réalisée venue de matière par moulage en matériau plastique, pour l'attelage en déplacement axial du piston 14 avec la tige 16. Plus précisément, l'extrémité axiale avant de la tige est une partie massive évasée 48 comportant une collerette radiale extérieure 50 délimitée axialement vers l'avant par une face annulaire 52 d'orientation transversale, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe A2 de la tige 16, et délimitée axialement vers l'arrière par une face transversale annulaire arrière 54. La sphère arrière 36 du piston 14 est reçue, par emboîtement élastique, dans un logement hémisphérique concave complémentaire 56 formé dans la partie massive 48 et qui débouche dans la face avant 52. En position assemblée, c'est-à-dire lorsque la sphère 36 est emboîtée élastiquement dans le logement 56, on réalise donc ainsi un attelage entre le piston 14 et la tige 16, la partie d'extrémité avant 48 de cette dernière étant de plus articulée par rapport au piston 14 autour du centre C de la sphère 36, de manière à assurer un bon fonctionnement du cylindre même lorsque l'axe A2 de la tige n'est pas coaxial à l'axe Al de coulissement du piston 14 dans le corps de cylindre tubulaire 12, 20 . Le corps de cylindre 12 comporte aussi une paroi transversale 29 réalisée venue de matière par moulage pour la fixation du cylindre 10 par exemple sur un élément de tablier avant du véhicule. Conformément aux enseignements de l'invention, pour retenir axialement l'équipage mobile constitué par l'attelage du piston 14 avec la tige 16, vers l'arrière, c'est-à-dire pour définir la position de butée ou de repos de l'attelage illustré à la figure 1, il est prévu un élément rapporté 60 de retenue qui coopère avec la partie d'extrémité avant 48 de la tige 16. Comme on peut le voir plus précisément aux figures 2 et 3, l'élément de retenue 60 est une fourche qui est montée radialement, à la manière d'une clavette, dans une fente 62 formée à cet effet dans le tronçon d'extrémité axiale arrière du corps tubulaire de cylindre 12 au voisinage de sa face d'extrémité 18. La fente 62 s'étend diamétralement de part en part à travers le corps tubulaire 12 en étant formée dans une portion 66 de diamètre extérieur réduit du corps tubulaire et en étant délimitée par deux faces latérales planes et parallèles 64 diamétralement opposées. La fourche de retenue 60 comporte deux branches principales parallèles et transversalement opposées 68 qui s'étendent parallèlement à la direction diamétrale d'insertion et d'extraction de la fourche 60 dans la fente 62, et qui sont reliées entre elles par une branche supérieure de liaison 70 dont la partie radialement extérieure est d'une épaisseur axiale plus importante que celle des branches principales 68 et de la partie plus mince de liaison 72 entre ces branches. Les branches principales 68 sont délimitées par deux faces transversales extérieures planes et parallèles 74 destinées à coopérer avec les faces 64 de la fente 62 pour guider la fourche 60 en coulissement lors de son montage ou de son démontage. La fourche 60 est montée légèrement comprimée élastiquement selon la direction radiale, son montage et sa déformation élastique étant facilités par les extrémités inférieures chanfreinées 76 des branches 68. Les faces extérieures 74 délimitent aussi deux crans ou encoches qui permettent de retenir la fourche 60 en position montée, comme on peut le voir à la figure 3, pour immobiliser la fourche 60 grâce à la coopération des surfaces 78 avec des méplats correspondants 80 (voir figure 3). Centralement, les branches principales 68 et la partie de liaison 72 comportent un trou cylindrique 84 pour le passage du corps de la tige 16. Dans le premier mode de réalisation illustré aux figures 1 à 3, la face transversale avant de la fourche 60 constituée par des portions correspondantes des branches principales 68 et de la partie de liaison 72, est une face plane, c'est-à- dire une face qui, en position montée de la fourche 60, est perpendiculaire à l'axe Al et avec laquelle est susceptible de venir en appui plan la face transversale annulaire plane arrière 54 de la partie 48 de la tige 16. Ainsi, en position arrière reculée de l'attelage tige 16-piston 14, la tige 16 est "redressée", c'est-à-dire que son axe A2 est parallèle et sensiblement coaxial à l'axe Al. Le recul vers la droite de l'attelage piston 14-tige 16 est obtenu par l'intermédiaire d'un ressort hélicoïdal de compression (non représenté) qui est agencé dans la chambre 30 entre le piston 14 et le fond avant du corps de cylindre 12. Ce ressort hélicoïdal de compression peut être supprimé lorsqu'il est prévu un ressort de rappel de la pédale au niveau du pédalier. Dès que l'on agit sur le piston 14 pour le déplacer axialement d'arrière en avant au moyen de la tige 16, c'est-à-dire de la droite vers la gauche en considérant la figure 1, la face transversale arrière 54 n'est plus en contact avec la face transversale avant de la fourche 60 et il existe à nouveau une possibilité de rotulage de la tige 16 par rapport au piston 14 autour du centre C. La partie supérieure de la branche de liaison 70 est plus épaisse axialement et est reçue dans une partie complémentaire de la fente 62 de manière aussi, selon le mode de réalisation illustré à la figure 1, à bloquer axialement la chemise 20 par rapport au corps de cylindre 12. Lorsque le corps est réalisé par surmoulage sur la chemise 20, il n'est plus nécessaire de prévoir la surépaisseur axiale dans la partie supérieure de la branche de liaison 70. La conception de l'élément de retenue 60 en forme de fourche formant clavette est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle permet aussi un assemblage simple des composants, c'est-à-dire que l'attelage piston 14-tige 16 peut être introduit axialement dans le cylindre 10 avec le ressort de rappel préalablement mis en place, puis on introduit radialement la fourche 60 jusqu'à ce qu'elle vienne occuper sa position montée illustrée aux figures 1 et 3 dans laquelle elle peut retenir l'équipage mobile axialement vers l'arrière de manière fiable et précise. En cas d'efforts de traction importants appliqués à la tige 16, ceux-ci sont repris directement à travers la fourche 60 formant clavette, par le corps tubulaire de cylindre 12 sans qu'aucun effort ne soit appliqué à la liaison sphérique 36, 56 qui ne nécessite donc pas d'anneau élastique complémentaire. Dans le deuxième mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5, sur lesquelles des composants identiques, similaires ou analogues à ceux décrits précédemment sont désignés par les mêmes chiffres de référence, on voit que la face annulaire arrière 54 de la partie avant massive 48 de la tige 16 est conformée en une calotte sphérique convexe qui est susceptible de venir coopérer, en appui axial, avec une surface de portée sphérique concave complémentaire 90 formée dans la face transversale avant de la fourche 60. Ainsi, même en position reculée, c'est-à-dire lorsque les surfaces sphériques complémentaires 54 et 90 sont en appui mutuel, il est possible d'obtenir un mouvement de rotulage de la partie massive avant 48 de la tige 16 autour du centre C de la sphère 36 du piston 14, les surfaces sphériques 54 et 56 étant concentriques de centre C. La possibilité de déplacement angulaire de la tige sans mouvement axial du piston 14, permet une meilleure maîtrise de la course morte du piston, même en présence d'erreurs d'alignement entre la tige 16 et l'axe du cylindre 12. On obtient ainsi une faculté de déplacement angulaire de la tige 16 par rapport au piston 14, même dans la position reculée de l'attelage. On voit aussi aux figures 4 et 5 une variante de réalisation des moyens d'emboîtement élastique de la sphère 36 dans le logement concave 56, c'est-à- dire que la partie massive 48 est conformée à l'avant en une tulipe avec des pétales 92 déformables élastiquement qui complètent, par des portions concaves de sphère 94, le logement 56. on voit aussi à la figure 4 que la partie arrière du corps 12 est surmoulée autour de la chemise 20. La figure 6 représente une variante de la figure 1, dans laquelle une ouverture 100 est réalisée dans le corps 12 au niveau du conduit d'alimentation 28. Cette ouverture 100 permet d'accéder radialement à la chemise 20 lorsque celle- ci a été insérée dans le corps 12, et d'usiner les trous 32 dans ladite chemise. L'ouverture 20 est ensuite obturée par un bouchon 101 de manière étanche. Cette variante facilite le montage de la chemise 20, en effet il n'est alors plus nécessaire de positionner correctement les trous 32 en vis à vis du conduits d'alimentation 28 lors de l'opération de montage. REVENDICATIONS 1. Cylindre hydraulique (10), notamment cylindre émetteur pour la commande d'un embrayage de véhicule automobile, du type comportant au moins un piston (14) avant monté coulissant axialement dans les deux sens par rapport à un corps de cylindre (12), et comportant une tige arrière (16) d'orientation globalement coaxiale (Al, A2) au piston (14) et attelée en translation axiale au piston (14) par articulation, du type à rotule (C), d'une extrémité avant (48) de la tige (16) par rapport à l'extrémité axiale arrière (36) du piston (14), et du type comportant un élément rapporté (60) de retenue axiale de l'attelage tige-piston (16, 14) par rapport au corps de cylindre (12, 20), qui est traversé par la tige, caractérisé en ce que l'élément de retenue (60) est un élément de retenue axiale vers l'arrière de l'extrémité avant (4 8) de la tige (16) qui est rapporté sur la partie d'extrémité axiale arrière du corps de cylindre (12). 2. Cylindre hydraulique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément rapporté (60) de retenue est un élément montable et démontable selon une direction radiale. 3. Cylindre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément de retenue (60) est reçu dans un logement (62) formé dans le corps tubulaire de cylindre (12) et dont une partie fait saillie à l'intérieur de l'alésage interne du corps de cylindre et comporte une face avant de butée avec laquelle coopère une portion de surface en vis-à-vis (54) de la face arrière de l'extrémité avant (48) de la tige (14) lorsque l'attelage (16, 16)est dans sa position arrière reculée maximale par rapport au corps de cylindre (12). 4. Cylindre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément de retenue (60) est une fourche à deux branches principales (68) parallèles à sa direction radiale de montage et de démontage qui sont reliées entre elles par une branche de liaison (70, 72) de manière à délimiter une face transversale avant de butée sensiblement en arc de cercle, formée sur les trois branches de la fourche, qui coopère avec une portion de surface annulaire en vis-à-vis de la face arrière (54) de l'extrémité avant (48) de la tige (16). 5. Cylindre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la fourche (60) est montée emboîtée élastiquement dans une fente transversale (62) débouchante formée dans le tronçon d'extrémité axiale arrière du corps tubulaire de cylindre (12). 6. Cylindre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la face latérale (74) radialement extérieure d'au moins une branche principale (68) de la fourche comporte des moyens d'immobilisation de la fourche dans la fente. 7. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite face avant de butée est une face plane perpendiculaire à l'axe (Al) du corps de cylindre, et en ce que ladite portion de surface en vis-à-vis de la face arrière de l'extrémité avant de la tige est une portion de surface plane. S. Cylindre selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite face avant de butée (90) est une face sphérique concave centrée sur l'axe (Al) du corps de cylindre (12), et en ce que ladite portion de surface (54) en vis-à-vis de la face arrière de l'extrémité avant (48) de la tige (16) est une portion de surface sphérique convexe complémentaire concentrique (C) au centre d'articulation de l'extrémité avant (48) de la tige par rapport à l'extrémité axiale arrière (36) du piston (14). 9. Cylindre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face avant de l'extrémité avant de la tige comporte un logement sphérique concave (56) dans lequel est articulée une extrémité axiale arrière en forme de tête sphérique (36) convexe complémentaire du corps du piston (12). 10. Cylindre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la tête sphérique convexe (36) de l'extrémité axiale arrière du corps de piston est attelée à l'extrémité avant (48) de la tige par emboîtement élastique dans ledit logement sphérique concave (56).