Brevet FR2857422A1 — publié le 20050114

L'invention concerne un système hydraulique dans un véhicule automobile pour actionner un embrayage à friction comprenant un cylindre récepteur agissant sur une rondelle Belleville de l'embrayage et un cylindre capteur actionné manuellement ou automatiquement agissant sur le cylindre récepteur. De tels systèmes sont connus et utilisés dans des véhicules automobiles pour actionner l'embrayage, le cylindre capteur pouvant être actionné par le conducteur au moyen d'une pédale, directement ou de manière assistée, ou au moyen d'un actionneur, par exemple un moteur électrique, un appareil de commande déterminant les conditions d'actionnement pour l'embrayage en évaluant des grandeurs d'entrée appropriées telles que par exemple la vitesse de rotation du moteur, la position du dispositif de dosage de carburant, la vitesse du véhicule, l'état de l'embrayage tel que la chaleur d'embrayage et similaires, l'état de la boîte de vitesses et/ou un souhait du conducteur. L'embrayage à actionner est alors structuré de telle sorte qu'un plateau de pression, qui peut être formé par le volant d'inertie relié au vilebrequin du moteur ou par la partie secondaire d'un volant d'inertie à deux masses ou un composant relié à celui-ci, en coopération avec un plateau d'appui déplaçable dans le sens axial et relié immobile en rotation au plateau de pression, serre un disque d'embrayage, relié immobile en rotation à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, contre l'action d'une rondelle Belleville. La rondelle Belleville est alors sollicitée par le cylindre récepteur, et l'embrayage est ainsi embrayé ou débrayé. Le trajet d'embrayage depuis un embrayage fermé en passant par un embrayage patinant jusqu'à un embrayage ouvert présente alors l'évolution de force typique d'une rondelle Belleville avec une force de débrayage d'abord croissante, puis passant par un maximum et ensuite décroissante. Pour obtenir une évolution de force plus homogène sur le trajet de débrayage, on a proposé, notamment pour des embrayages à ajustement automatique, différentes réalisations de ressorts de compensation sur l'embrayage. Les ressorts de compensation nécessitent un espace de construction axial et dépendent en partie de l'état d'usure de l'embrayage concernant leur déploiement de force, de telle sorte qu'une compensation de la courbe caractéristiques de rondelle Belleville décroissante est difficile sur toute la durée de vie de l'embrayage. On rencontre des problèmes similaires pour des embrayages poussés et tirés. On sait en outre prévoir ce que l'on appelle des ressorts de rappel pour ramener la pédale, qui remettent la pédale à l'état non actionné lorsque l'embrayage est embrayé et soutiennent ainsi la rondelle Belleville dans cette zone, donc avant la montée au maximum de la constante de force. Le but des l'invention est de faire évoluer l'état de la technique et de proposer une solution neutre au niveau de l'espace de construction ainsi qu'économique pour compenser l'évolution de force irrégulière de la rondelle Belleville sur le trajet de débrayage. Ce but est atteint par un système hydraulique dans un véhicule automobile pour actionner un embrayage à friction, comprenant un disque d'embrayage pouvant être serré contre l'action d'une rondelle Belleville entre un plateau de pression, relié immobile en rotation à un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, et un plateau d'appui, et étant relié immobile en rotation à un arbre d'entrée de boîte de vitesses d'une boîte de vitesses, un cylindre récepteur agissant axialement sur la rondelle Belleville au moyen d'un mécanisme de débrayage pour ainsi débrayer et embrayer l'embrayage à friction, un cylindre capteur actionné par un conducteur ou automatiquement par un actionneur agissant sur le cylindre récepteur, et dans le système hydraulique un dispositif élastique à au moins deux niveaux étant prévu, dont un premier niveau compense au moins partiellement une évolution de force de la rondelle Belleville decroissante sur un trajet de débrayage, et dont un deuxième niveau ramène le cylindre capteur dans la position de repos lorsque l'embrayage à friction est embrayé. Ce premier niveau est avantageusement disposé dans le système hydraulique lui-même et non pas sur l'embrayage à friction, au moins le deuxième niveau pouvant être installé de manière neutre concernant l'espace de construction dans l'un des composants, par exemple dans le cylindre capteur ou dans le cylindre récepteur. Particulièrement avantageux est l'installation du premier niveau sous la forme d'un accumulateur d'énergie dans la chambre de pression du cylindre capteur, celui-ci étant sollicité axialement par un piston du cylindre capteur dans une deuxième partie du trajet de déplacement du piston, et la première partie du trajet de déplacement étant parcourue sans sollicitation de l'accumulateur d'énergie par le piston. La première partie étant alors conçue avantageusement de telle sorte qu'une sollicitation de l'accumulateur d'énergie ne se produit pas avant d'avoir atteint le maximum de l'évolution de force de la rondelle Belleville. Dans ce mode de configuration le deuxième niveau peut être disposé comme initialement prévu dans la zone de la pédale, par exemple sous la forme d'un ressort cylindrique, le premier niveau déployant son action dans la deuxième partie et le deuxième niveau dans la première partie du trajet de déplacement du piston. Dans un autre exemple de configuration avantageux le premier niveau et le deuxième niveau du dispositif élastique peuvent être disposés dans la chambre de pression du cylindre capteur, respectivement deux accumulateurs d'énergie discrets, par exemple en forme de ressorts cylindriques, pouvant être prévus, les accumulateurs d'énergie pour les deux niveaux pouvant s'appuyer respectivement entre le piston et le boîtier du cylindre capteur. Un exemple de réalisation peut être particulièrement avantageux, qui réunit les deux niveaux dans un accumulateur d'énergie, par exemple dans un ressort cylindrique à deux taux d'élasticité, ne nécessitant qu'un appui au piston et un appui au boîtier, et permettant de réduire le nombre des composants. Un ressort cylindrique de cette forme peut présenter par exemple des diamètres de bobinage différents, des matériaux différents et/ou des nombres de spires différents par unité de longueur, pour former les deux niveaux. 1l est alors avantageux de choisir le taux d'élasticité du premier niveau pour compenser l'évolution de force de la rondelle Belleville plus grand que le taux d'élasticité du deuxième niveau pour ramener la pédale. L'invention va être décrite plus en détail à l'aide des figures 1 à 3, qui illustrent sur: la figure 1, une vue d'ensemble schématique du système hydraulique selon l'invention avec un embrayage à friction, et les figures 2 et 3, des exemples de réalisation avantageux d'un cylindre capteur pour le système hydraulique de la figure 1. La figure 1 montre dans une illustration 35 schématique une configuration possible d'un système hydraulique 1 à l'aide d'un dispositif de débrayage d'embrayage 91 comprenant un cylindre capteur 92 et un cylindre récepteur 93. Dans les conduites 99, 100 reliant le cylindre récepteur 93 et le cylindre capteur 92 est installée en option une soupape de limitation de pression 90. Le système de débrayage d'embrayage 91 actionne l'embrayage 95 hydrauliquement en agissant sur le cylindre capteur 92 au moyen d'un organe d'actionnement 102 qui peut être une pédale, un actionneur, par exemple un actionneur électrique, ou similaire. L'organe d'actionnement 102 est ramené en position de repos au moyen du deuxième niveau 104 du dispositif élastique selon l'invention, tel que par exemple ici un accumulateur d'énergie disposé entre une partie de châssis 114 et l'organe d'actionnement. Au moyen d'une transmission mécanique 101 une pression est établie dans le cylindre capteur 92, qui établit une pression dans le cylindre récepteur 93 par l'intermédiaire de la branche de conduite 100, la soupape de limitation de pression 90 et la branche de conduite 99. Le cylindre récepteur 93 peut être disposé, comme dans l'exemple illustré, parallèlement à l'arbre d'entrée de boîte de vitesse 98 et agir par un mécanisme de débrayage 94 sur la rondelle Belleville 95c pour la déplacer axialement. D'autres exemples de configuration peuvent prévoir un cylindre récepteur disposé concentriquement autour de l'arbre d'entrée de boîte de vitesses 98, dont le piston agit sur la rondelle Belleville en faisant intervenir un palier de débrayage. Pour fournir la force de débrayage, le cylindre récepteur est respectivement fixé au carter de boîte de vitesses non représenté ou à un autre composant solidaire du carter. Lorsque l'embrayage 95 est fermé, l'arbre d'entrée de boîte de vitesses 98 transmet le couple de rotation du moteur à combustion interne 96 par l'intermédiaire du vilebrequin 97 à un engrenage non représenté puis aux roues d'entraînement d'un véhicule automobile. Par la sollicitation axiale de la rondelle Belleville 95c le plateau de pression 95b déplaçable axialement par rapport au plateau d'appui 95a est soulevé et le disque d'embrayage 95d est ainsi coupé du flux de force du moteur à combustion interne, l'état embrayé de l'embrayage, à transmission de couple de rotation maximale, étant suivi au fur et à mesure du trajet de débrayage par un fonctionnement patinant de l'embrayage 95 avec transmission d'un couple partiel. La ligne caractéristique force/trajet de la rondelle Belleville 95c le long du trajet de débrayage est alors de telle sorte que pour des trajets de débrayage courts une force de débrayage croissante est nécessaire au fur et à mesure du trajet, qui conduit jusqu'à un maximum de la force de débrayage, de telle sorte qu'après le passage du maximum la force de débrayage se réduit au fur et à mesure du trajet de débrayage. Pour compenser au moins partiellement cette force de débrayage décroissante, le deuxième niveau 103 du dispositif élastique dans le cylindre capteur 92a est prévu de telle sorte que le piston 107 est d'abord déplacé axialement de sa position de repos sans application de force pour rencontrer, après le passage d'une zone partielle, l'accumulateur d'énergie et comprimer celui-ci. La force nécessaire à cet effet devient efficace lors du ou après le passage du maximum de force de débrayage de la rondelle Belleville 95c et s'additionne aux forces de débrayage décroissantes de celle-ci en présence de trajets de débrayage plus importants, de telle sorte que côté organe d'actionnement 102 une force de débrayage plus homogène est perceptible que sans compensation de force. La figure 2 montre une illustration détaillée du cylindre capteur 92 avec le boîtier 92a formant une chambre de pression 106, dans laquelle sont reçus le piston 107, de manière étanche et axialement déplaçable au moyen d'un organe d'actionnement non représenté partant de la tige de piston 107a, ainsi que le deuxième niveau 103 du dispositif élastique selon l'invention. Comme illustré, le piston 107, à partir de sa position de repos, parcourt une partie de son trajet de déplacement sans solliciter l'accumulateur d'énergie 105 du premier niveau 103. Pendant cette partie le deuxième niveau est au moins partiellement efficace (voir figure 1, 104), qui soutient contre la force de la rondelle Belleville le piston 107 en direction de la position débrayée de l'embrayage. Bien entendu, dans des exemples de réalisation d'une configuration spéciale les deux niveaux du dispositif élastiques peuvent se chevaucher, ou un trajet de déplacement peut être prévu où aucun des deux niveaux n'est efficace. Après avoir dépassé la première partie, le piston 107 agit sur l'accumulateur de force 105, qui présente ici la forme d'un ressort à pression cylindrique 109, et renforce la force de débrayage de la rondelle Belleville. Dans l'exemple de réalisation illustré, le ressort à pression cylindrique 109 présente deux zones partielles 111, 112 qui peuvent être bobinées d'une manière avantageuse, indépendamment de la présente invention, pour tous les ressorts de compensation dans des cylindres capteurs ou récepteurs sur différents diamètres, de telle sorte que l'on peut prévoir la première zone partielle 112 avec un diamètre pour le déploiement de la force élastique souhaitée et la deuxième pour recevoir et centrer le ressort de pression cylindrique 109 dans le boîtier 92a. La figure 3 montre un cylindre capteur 92 identique au cylindre capteur de la figure 2 avec la différence que pour les deux niveaux du dispositif élastique un seul accumulateur 108 est prévu, qui est formé par le ressort de pression cylindrique 110 disposé dans la chambre de pression 106 et relié aussi bien au piston 107 au moyen de la zone partielle 113 qu'au boîtier 92a au moyen de la zone partielle 111. Le ressort cylindrique 110 présente en outre deux zones partielles 110a, 110b qui en raison du rapport différent du nombre des spires par rapport à la longueur de la zone partielle correspondante présentent des taux d'élasticité différents, qui sont adaptés aux besoins de force correspondants. Il s'est avéré que pour ramener la pédale un taux d'élasticité plus réduit, c'est-à-dire des forces plus réduites par unité de trajet, était nécessaire par rapport au premier niveau pour compenser l'évolution de force décroissante de la rondelle Belleville sur le trajet de débrayage. Il est entendu qu'au lieu d'un embrayage poussé, tel qu'illustré dans les exemples de réalisation, les mêmes moyens selon l'invention peuvent également être avantageux pour ce que l'on appelle un embrayage tiré, où le cylindre récepteur, lorsqu'il est sollicité par pression par le cylindre capteur, tire à la rondelle Belleville en inversant la sollicitation du piston de cylindre récepteur pour ainsi débrayer l'embrayage. REVENDICATIONS 1. Système hydraulique (1) dans un véhicule automobile pour actionner un embrayage à friction, comprenant un disque d'embrayage pouvant être serré contre l'action d'une rondelle Belleville entre un plateau de pression, relié immobile en rotation à un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, et un plateau d'appui, et étant relié immobile en rotation à un arbre d'entrée de boîte de vitesses d'une boîte de vitesses, un cylindre récepteur agissant axialement sur la rondelle Belleville au moyen d'un mécanisme de débrayage pour ainsi débrayer et embrayer l'embrayage à friction, un cylindre capteur muni d'un boîtier actionné par un conducteur ou automatiquement par un actionneur agissant sur le cylindre récepteur, caractérisé en ce que dans le système hydraulique un dispositif élastique à au moins deux niveaux est prévu, dont un premier niveau compense au moins partiellement une évolution de force de la rondelle Belleville décroissante sur un trajet de débrayage, et dont un deuxième niveau (104) ramène le cylindre capteur dans sa position de repos lorsque l'embrayage à friction est embrayé. 2. Système hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que premier niveau (103) est formé par un accumulateur d'énergie (105) disposé dans une chambre de pression du cylindre capteur et sollicité axialement par un piston de pression dans une deuxième partie du trajet de déplacement de celui-ci. 3. Système hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième niveaux sont formés par au moins un accumulateur d'énergie, l'accumulateur d'énergie étant disposé dans une chambre de pression du cylindre capteur (92). 4. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un taux d'élasticité du premier niveau est supérieur à un taux d'élasticité du deuxième niveau. 5. Système hydraulique (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'au moins l'un des accumulateurs d'énergie est un ressort cylindrique (109, 110). 6. Système hydraulique selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort cylindrique (109, 110) présente au moins deux zones partielles (111, 112, 113) de diamètres différents. 7. Système hydraulique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins une zone partielle sert d'aide au centrage du ressort cylindrique (109, 110) dans le boîtier ou dans le piston (107a).