Brevet FR2812352A1 — publié le 20020201

Vérin de commande à plusieurs effets La présente invention concerne un vérin de commande à plusieurs effets. En vue en particulier d'actionner un frein à bande comprenant une bande de freinage d'un cylindre rotatif, en particulier dans une boîte de vitesses, on connait un vérin de commande à effets graduels, qui comprend un piston installé dans une chambre et relié à un poussoir à l'opposé duquel agit!"n fluide sous pression ainsi que deux ressorts disposés du côté du poussoir, dont l'un est disposé entre le piston et la paroi de la chambre et l'autre est disposé entre le piston et le poussoir, de telle sorte que l'un des ressorts est comprimé avant l'autre. Un tel vérin est cependant limité quant aux efforts qu'il est susceptible de développer en fonction de la pression du fluide. La présente invention a pour but de proposer un vérin de commande qui, au contraire, est susceptible d'accroître de façon importante l'effort délivré en fonction de la pression du fluide de commande. Pour cela, le vérin de commande selon la présente invention comprend un corps dans lequel est délimité un espace présentant une paroi cylindrique et des première et seconde parois d'extrémité, un premier piston mobile longitudinalement dans ledit espace et délimitant une première chambre du côté de la première paroi d'extrémité dudit corps, un pousso--'-: longitudinal relié audit premier piston et qui s'étend au travers de la première paroi d'extrémité dudit corps, et un premier moyen élastique agissant dans le sens qui éloigne ledit premier piston et la première paroi d'extrémité dudit corps. Le vérin selon l'invention comprend également une colonne longitudinale portée par la seconde paroi d'extrémité dudit corps et en saillie dans ledit espace, un second piston fixé sur ladite colonne et dont le bord périphérique s'étend à distance de la paroi cylindrique dudit espace, une cloche présentant une base et une partie cylindrique, dont la base est traversée par ladite colonne et est disposée entre ledit second piston et la seconde paroi d'extrémité dudit corps et dont la paroi cylindrique entoure ledit second piston, de façon à délimiter une 1 seconde chambre entourée par une troisième chambre, et est susceptible de venir en appui sur ledit premier piston en laissant un passage, un second moyen élastique agissant dans le sens qui éloigne la base de ladite cloche et ledit second piston, ainsi que des moyens pour relier lesdites première et seconde chambres à un pression de référence, et des moyens d'alimentation permettant d'introduire un fluide sous une pression variable dans ladite troisième chambre. Selon l'invention, ledit premier moyen élastique est moins fort que ledit second moyen élastique de telle sorte que tant que la pression du fluide est inférieure à une valeur telle que ladite cloche n'est pas en contact avec le premier piston, l'effort susceptible d'être engendré par ledit poussoir dépend de la différence entre la pression du fluide dans ladite troisième chambre et la pression dans ladite première chambre et de telle sorte que, quand la pression du fluide est supérieure à une valeur telle que ladite cloche est en contact avec le premier piston, l'effort susceptible d'être engendré par ledit poussoir dépend de la différence entre la pression du fluide dans ladite troisième chambre et la pression dans ladite première chambre et additionnellement de la différence entre la pression du fluide dans ladite troisième chambre et la pression dans ladite seconde chambre. Selon une variante d'exécution de la présente invention, la partie d'extrémité de ladite colonne longitudinale est engagée de façon coulissante dans un canal longitiudinal borgne dudit poussoir qui communique par un passage latéral avec ladite première chambre. Ladite colonne longitudinale présente de préférence un canal longitudinal borgne débouchant dans le canal dudit poussoir et communiquant par un passage latéral avec ladite seconde chambre de telle sorte que lesdites première et seconde chambre communiquent entre elles. Selon l'invention, un passage est de préférence ménagé entre ladite cloche et ledit premier piston losque ces derniers sont en appui l'un sur l'autre. Selon l'invention, ledit corps présente de préférence un passage de mise à l'atmosphère de ladite première chambre. 1 Selon l'invention, ledit premier moyen élastique est de préférence disposé dans ladite première chambre. Selon l'invention, ledit second moyen élastique est de préférence disposé dans ladite seconde chambre. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un vérin de commande d'un frein à bande, décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel: - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un vérin de commande selon la présente invention, à sa position de repos; - la figure 2 représente le vérin de commande de la figure 1, au terme d'une première course; - et la figure 3 représente le vérin de commande de la figure 1 au terme d'une seconde course. Le vérin de commande 1 représenté sur les figures comprend un corps 2, par exemple un carter de boîte de vitesses qui comprend une paroi cylindrique 4, une paroi radiale d'extrémité 5 et un couvercle radial d'extrémité 6, délimitant un espace cylindrique 3. Dans l'espace cylindrique 4 est disposé un premier piston 7 en forme de disque, mobile longitudinalement et relié à une partie arrière 8b d'un poussoir longitudinal 8 qui le traverse. Ce poussoir 8 s'étend au travers de la paroi d'extrémité 5. Un joint d'étanchéité 9 est prévu entre la paroi cylindrique 2 et la face périphérique du piston iÀ mobile 7. Ainsi, une première chambre 10 est délimitée dans l'espace 3, entre la paroi d'extrémité 5 et le piston mobile 7, et son volume varie en fonction de la position longitudinale de ce piston mobile. Le vérin de commande i comprend en outre une colonne longitudinale 11 dont l'extrémité arrière 11a est fixée, par tout moyen connu, sur le couvercle 6 et dont la partie d'extrémité avant 11b est engagée de façon coulissante dans un orifice longitudinal borgne 12 ménagé dans la partie arrière 8b du poussoir 8. A distance d'une part de la paroi d'extrémité 6 et d'autre part du piston 7, la colonne longitudinale 11 porte de façon fixe un second piston 13 en forme de disque, dont la face périphérique est à distance 1 de la paroi cylindrique 4 de l'espace 3. Le vérin de commande 1 comprend en outre une cloche 14 qui comprend une paroi de base 15 disposée entre la paroi d'extrémité 6 et le piston fixe 13 et qui est traversée par la colonne 11. Cette paroi de base 15 est fixée sur un coulisseau annulaire 16 mobile sur la colonne 11. La cloche 14 comprend en outre une partie cylindrique ou jupe 17 qui s'étend longitudinalemer:. de façon à entourer le piston 13, un joint d'étanchéité 18 étant disposé entre le piston 13 et la face intérieure de la jupe 17. Ainsi, le piston fixe 13 et la cloche 14 délimitent, à l'intérieur de cette dernière, une seconde chambre 19 dont le volume varie en fonction de la position de cette cloche par rapport à ce piston fixe. Cette seconde chambre 19 est en conséquence entourée par une troisième chambre 20 qui s'étend généralement entre la paroi d'extrémité 6 et la base 15 de la cloche 14, entre la jupe 17 et la paroi 4 du carter 2 et entre le piston 7 et le piston 13. Le bord périphérique avant 17a de la jupe 17 est formé de façon à laisser un ou des passages du côté de la paroi cylindrique 4 de l'espace 3. La colonne 11 présente, dans sa partie avant 11 lb, un canal longitudinal 20 qui débouche dans l'orifice 12 du poussoir 8 et un canal radial 21a qui met en commu;'uation ce canal longitudinal 20 et la chambre 19. Le poussoir 9 présente un passage radial 22 de mise en communication de son orifice longitudinal 12 avec la première chambre 10 et la paroi d'extrémité 5 présente un passage 23 de mise en communication de la chambre 10 avec l'atmosphère, de telle sorte que la première chambre 10 et la seconde chambre 19 sont reliées à l'atmosphère. Des ressorts hélicoïdaux 24 sont disposés dans la chambre 10, entre la paroi d'extrémité 5 et le piston 7, et agissent dans le sens qui les écarte. Des ressorts hélicoïdaux 25 sont disposés dans la seconde chambre 19, entre le piston 13 et la base 15 de la cloche 14, et agissent dans le sens qui les écarte. Les ressorts 24 sont construits de façon à développer des 1 efforts de résistance à la compression plus faibles que ceux des ressorts 25. En outre, la paroi cylindrique 4 présente, du côté de la paroi d'extrémité 6, un canal 26 d'alimentation de la chambre 20 relié à une source d'un fluide sous pression par exemple d'huile non représentée. Enfin, l'extrémité avant 8a du poussoir 8 est destinée à venir agir sur une oreille 27 d'une bande de freinage 28 qui s'applique sur la surface extérieure d'un cylindre rotatif 29. Le vérin de commande 1 qui vient d'être décrit est dimensionné et adapté pour fonctionner de la manière suivante. Dans sa position de repos représenté sur la figure 1, le vérin de commande 1 se trouve dans l'état suivant. Le piston 7 et le poussoir 8 ainsi que la cloche 14 sont en positions reculées. Le piston 7 prend appui en avant du piston fixe 13 porté par la colonne 11, les ressorts 24 étant en extension et l'extrémité avant 8a du poussoir 8 étant écartée de l'oreille 27 de la bande de freinage 28. La base 15 de la cloche 14 est en appui contre la face avant de la paroi d'extrémité ou couvercle 6, les ressorts 25 étant en extension et le bord périphérique avant 17a de la jupe 17 de la cloche 14 étant à distance du piston mobile 7. Alimentant la chambre 20 via le canal d'alimentation 26 par de l'huile sous une pression croissante, cette pression agit sur le piston mobile 7 qui se déplace vers l'avant à l'encontre des ressorts 24 en faisant sortir vers l'avant le poussoir 8. L'extrémité avant 8a du poussoir 8 atteint alors l'oreille 27 du frein 28 après avoir parcouru la course correspondante. La pression de l'huile continuant d'augmenter dans la chambre 20, le poussoir agit en conséquence sur l'oreille 27. La pression de l'huile continuant encore d'augmenter dans la chambre 20, la cloche 14 se déplace vers l'avant à l'encontre et en comprimant les ressorts 25. Une position intermédiaire est représentée sur la figure 2. Lorsque la pression de l'huile dans la chambre 20 atteint une 1 valeur suffisante, le bord périphérique avant 17a de la jupe 17 vient prendre appui sur la face arrière du piston mobile 7. La face arrière du piston 7 présente des parties en saillie 7a contre lesquelles le bord avant 17a de la cloche 14 prend appui et de telle sorte que l'huile peut passer. Cette position est représentée sur la figure 3. La pression de l'huile cz:tinuant encore d'augmenter, la pression du fluide agit sur le piston mobile 7 et sur la cloche 14 et le poussoir 8 agit sur l'oreille 27 en conséquence. L'effort exercé par le poussoir 8 sur l'oreille 27 résulte de l'effort engendré par la pression du fluide exercée sur le piston mobile 7, auquel s'ajoute l'effort engendré par la pression du fluide sur la cloche 14. Il résulte de ce qui précède que, tant que la pression du fluide dans la chambre 20 est inférieure à une valeur telle que la cloche 17 n'est pas en contact avec le piston 7, l'effort engendré par le poussoir 8 dépend uniquement de la pression du fluide dans la chambre 20 par rapport à la pression atmosphérique dans la chambre 10. Par contre, quand la pression du fluide dans la chambre 20 est supérieure à une valeur telle que la cloche 14 est en contact avec le piston mobile 7, l'effort engendré par le poussoir 8 résulte, de façon cumulée, de la différence entre la paLssion du fluide dans la chambre et la pression atmosphérique dans la chambre 10, qui agit sur le piston mobile 7, et de la différence entre la pression du fluide dans la chambre 20 et la pression atmosphérique de la chambre 19, qui agit sur la cloche 14. La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. 1 REVENDICATIONS 1. Vérin de commande, caractérisé par le fait qu'il comprend - un corps (2) dans lequel est délimité un espace présentant une paroi cylindrique et des première et seconde parois d'extrémité, - un premier piston (7) nkbile longitudinalement dans ledit espace et délimitant une première chambre (10) du côté de la première paroi d'extrémité dudit corps, - un poussoir longitudinal (8) relié audit premier piston et qui s'étend au travers de la première paroi d'extrémité dudit corps, - un premier moyen élastique (24) agissant dans le sens qui éloigne ledit premier piston et la première paroi d'extrémité dudit corps, - une colonne longitudinale (11) portée par la seconde paroi d'extrémité dudit corps et en saillie dans ledit espace, - un second piston (13) fixé sur ladite colonne et dont le bord périphérique s'étend à distance de la paroi cylindrique dudit espace, une cloche (14) présentant une base et une partie cylindrique, dont la base est traversée par ladite colonne et est disposée entre ledit second piston et la seconde paroi d'extrémité dudit corps et dont la paroi cylindrique entoure ledit second piston, de façon à délimiter une seconde chambre (19) entourée par une troisième chambre (20), et est susceptible de venir en appui sur ledit premier piston en laissant un passage, - un second moyen élastique (25) agissant dans le sens qui éloigne la base de ladite cloche et ledit second piston, - des moyens (5) pour relier lesdites première et seconde chambres à un pression de référence, - des moyens d'alimentation (26) permettant d'introduire un fluide sous une pression variable dans ladite troisième chambre, ledit premier moyen élastique étant moins fort que ledit second moyen élastique de telle sorte que tant que la pression du fluide est inférieure à une valeur telle que ladite cloche n'est pas en contact avec le premier piston, l'effort susceptible d'être engendré par ledit 1 poussoir dépend de la différence entre la pression du fluide dans ladite troisième chambre et la pression dans ladite première chambre, via ledit premier piston, et de telle sorte que, quand la pression du fluide est supérieure à une valeur telle que ladite cloche est en contact avec le premier piston, l'effort susceptible '.atre engendré par ledit poussoir dépend de la différence entre la pression du fluide dans ladite troisième chambre et la pression dans ladite première chambre et additionnellement de la différence entre la pression du fluide dans ladite troisième chambre et la pression dans ladite seconde chambre, via ledit premier piston et ladite cloche. 2. Vérin de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie d'extrémité (1 lb) de ladite colonne longitudinale (11) est engagée de façon coulissante dans un canal longitudinal borgne (12) dudit poussoir qui communique par un passage latéral (22) avec ladite première chambre, que ladite colonne longitudinale présentant un canal longitudinal borgne (21) débouchant dans le canal dudit poussoir et qui communique par un passage latéral (21a) avec ladite seconde chambre de telle sorte que lesdites première et seconde chambre communiquent entre elles. 3. Vérin de commande s,,)on l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'un passage (7a) est ménagé entre ladite cloche et ledit premier piston losque ces derniers son en appui l'un sur l'autre. 4. Vérin de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit corps présente un passage (22) de mise à l'atmosphère de ladite première chambre. 5. Vérin de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit premier moyen élastique (24) est disposé dans ladite première chambre. 6. Vérin de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit second moyen élastique (25) est disposé dans ladite seconde chambre. 7. Vérin de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit poussoir (8) agit sur un frein à bande (28).