Brevet FR2916824A1 — publié le 20081205

DISPOSITIF D'ASSISTANCE COMPACT POUR LA COMMANDE HYDRAULIQUE D'UN EMBRAYAGE La présente invention concerne un dispositif d'assistance pour une commande hydraulique d'embrayage d'un véhicule, notamment pour un véhicule automobile. Les embrayages automobiles comporte un ressort du type diaphragme intégré dans le mécanisme, qui presse sur le disque pour maintenir l'embrayage fermé au repos. Les commandes des embrayages comprennent un dispositif d'assistance composé généralement d'un ressort qui équilibre au moins en partie la charge du diaphragme, et permet de réduire l'effort appliqué par l'utilisateur sur la pédale d'embrayage lors du débrayage. Les couples délivrés par les moteurs thermiques étant de plus en plus élevés, les charges du diaphragme augmentent pour transmettre ce couple. De plus cette charge varie entre deux véhicules neufs en fonction des dispersions de montage. Elle varie aussi au cours de la durée de vie du véhicule en fonction de l'usure de l'embrayage. Le système d'assistance par ressort devient de plus en plus difficile à réaliser pour obtenir à la fois une charge pédale réduite et un bon retour de cette pédale en position de repos, dans tous les cas d'utilisation. II est connu d'utiliser une source externe de pression hydraulique pour réaliser une assistance de la commande d'embrayage. Un dispositif de ce type est décrit dans le document FR-0602465. Ce dispositif d'assistance comprend un circuit hydraulique comportant un cylindre émetteur commandé par une pédale d'embrayage, relié à un cylindre récepteur de commande d'un embrayage. Le cylindre émetteur comprend, dans sa partie arrière située du côté de la pédale, un cylindre d'assistance dont le piston est lié à celui du cylindre émetteur. Une mise en pression de ce cylindre d'assistance ajoute une force d'assistance à la force exercée par la pédale, pour aider au débrayage. Par ailleurs, les circuits hydrauliques de commande d'embrayage de ce type comportent un orifice arrière de mise en communication du cylindre émetteur avec le réservoir de fluide, qui est dégagé quand le piston émetteur retourne dans sa position arrière de repos. En effet, le circuit hydraulique peut subir des variations de volume, suite notamment à une usure de l'embrayage, et il est nécessaire de prévoir périodiquement une ouverture de ce circuit pour réaliser une mise à niveau du volume fermé à partir du réservoir. Cette opération s'effectue automatiquement quand la pédale est relâchée, le fluide circulant alors dans un sens ou dans l'autre pour compenser une variation de volume. Un inconvénient principal de ce dispositif dans le cas du cylindre émetteur comprenant dans sa partie arrière un cylindre d'assistance, est que l'ensemble doit comporter deux parties axialement distinctes permettant chacune la réalisation de la totalité de la course de son piston. En effet, le cylindre émetteur comportant un orifice arrière de mise en communication avec le réservoir de fluide, le cylindre d'assistance se trouvant en arrière du cylindre émetteur doit disposer d'une longueur suffisante pour réaliser sa course sans être gêné par cet orifice. L'ensemble ainsi formé possède une longueur importante ce qui complique l'implantation sur le véhicule. De plus, il est relativement lourd et cher. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et d'apporter à la réalisation d'un cylindre émetteur comportant une assistance intégrée une solution simple, efficace, économique et très compacte. Elle propose à cet effet un dispositif d'assistance pour la commande hydraulique d'un embrayage, comportant un cylindre émetteur actionné par une pédale, et un cylindre d'assistance placé dans l'axe du cylindre émetteur du côté de la pédale d'embrayage ou côté arrière, qui ajoute une force d'assistance à celle délivrée par la pédale sur le piston du cylindre émetteur, caractérisé en ce que le cylindre émetteur comporte une paroi cylindrique s'étendant vers l'arrière, avec un diamètre constant pour définir une première chambre dite chambre du cylindre émetteur, et une deuxième chambre dite chambre d'assistance, et en ce qu'un piston commun séparant ces deux chambres étant au repos dans une position arrière, il dégage un orifice de la chambre du cylindre émetteur pour le mettre directement en communication avec la chambre d'assistance. Un avantage essentiel du cylindre émetteur suivant l'invention est que la longueur totale de la chambre cylindrique peut être réduite, les volumes des deux chambres étant en partie commun, la chambre d'assistance utilisant une partie de la chambre du cylindre émetteur pour se déployer. Le dispositif d'assistance selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, un orifice de la chambre du cylindre émetteur est relié directement avec la chambre d'assistance par une rainure longitudinale de communication réalisée sur la paroi cylindrique des deux chambres. Selon une caractéristique de l'invention, la chambre d'assistance est reliée par un distributeur soit à une source de pression, soit à un réservoir à la pression atmosphérique. Le distributeur peut comporter un tiroir coulissant axialement, piloté par deux pressions agissant en opposition sur ses deux faces de pilotage aux extrémités axiales, d'un côté la pression de commande du cylindre émetteur, et de l'autre la pression d'assistance de la chambre d'assistance. Le distributeur peut être intégré dans le carter de la commande d'embrayage. Le carter de la commande d'embrayage peut comporter un conduit de communication reliant directement une face de pilotage du tiroir avec la chambre du cylindre émetteur, et un autre conduit de communication reliant directement l'autre face de pilotage avec la chambre d'assistance. Avantageusement, le carter de la commande d'embrayage est constitué de deux parties dites carter côté habitacle et carter côté moteur, interfacées par un plan de joint, avec un moyen d'étanchéité entre les deux, le carter côté habitacle fermant la chambre d'assistance du côté arrière. Le conduit de communication reliant une face de pilotage avec la chambre d'assistance, peut déboucher dans la rainure de communication. Avantageusement, ce conduit de communication peut être constitué par une autre gorge réalisée sur une face du plan de joint du carter habitacle et/ou du carter moteur, entre les cylindres du distributeur et du piston principal. Avantageusement le tiroir comporte deux bossages d'extrémités pour le guidage et l'étanchéité dans un alésage du distributeur, chaque bossage comprenant une face de pilotage, la face de pilotage recevant la pression d'assistance comporte un perçage qui pénètre dans le tiroir et débouche dans un volume intermédiaire entre les deux bossages d'extrémité. Selon une variante, les pressions en opposition pilotant le tiroir du distributeur s'appliquent sur des faces de pilotage présentant des surfaces de valeurs différentes. Une des pressions en opposition pilotant le tiroir du distributeur peut s'appliquer sur un piston complémentaire en appui axial sur le tiroir. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente un schéma fonctionnel d'une commande d'embrayage suivant l'art antérieur, comportant une assistance hydraulique ; - la figure 2 représente une commande d'embrayage comportant une assistance hydraulique suivant l'art antérieur ; - la figure 3 représente une commande d'embrayage suivant l'invention dans une position au repos, comportant un distributeur ; - la figure 4 représente la même commande d'embrayage que celle représentée à la figure 3, dans une position débrayée ; et - la figure 5 représente un distributeur suivant une variante de la présente invention. La figure 1 présente un schéma d'une commande d'embrayage 1 comprenant une pédale 2 qui pousse par une tige de commande 4 un piston 8 d'un cylindre émetteur 6, pour générer une pression de commande et déplacer un volume de fluide du circuit de commande actionnant un piston d'un cylindre récepteur 10. L'embrayage proprement dit comporte un ressort interne 12 du type diaphragme qui serre au repos un disque d'embrayage non représenté, transmettant le couple moteur. Le cylindre récepteur 10 agit sur le diaphragme 12 par l'intermédiaire d'un levier 14 et d'une butée d'embrayage 16, dont le déplacement lors d'un débrayage entraîne la libération du disque d'embrayage du diaphragme. La commande d'embrayage 1 comporte de plus un dispositif d'assistance qui envoie une pression dans une chambre arrière d'assistance 20 du cylindre émetteur 6, délimitée par le dos du piston 8 actionné par la pédale d'embrayage 2, de manière à ajouter une force supplémentaire qui s'additionne à celle de la pédale. Cette pression d'assistance est régulée par un distributeur à trois voies 28 comprenant un tiroir avec trois positions : - dans une première position, le tiroir peut mettre en communication la 20 chambre d'assistance 20 avec un réservoir à la pression atmosphérique 26 ; - dans une deuxième position intermédiaire, la chambre d'assistance est fermée ; et - dans une troisième position, cette chambre est mise en communication avec une alimentation sous pression comprenant une pompe 22 et un accumulateur de pression 24. Le tiroir du distributeur est piloté par deux pressions de pilotage qui agissent en opposition l'une par rapport à l'autre : la pression de commande de l'embrayage 30 sortant du cylindre émetteur 6, et la pression d'assistance 32 qui est celle de la chambre d'assistance 20. Si la pression d'assistance 32 est faible par rapport à la pression de commande 30, ce qui est le cas lors d'un débrayage rapide, le distributeur 28 augmente cette pression d'assistance par une mise en communication avec l'accumulateur 24. Si, au contraire, la pression d'assistance 32 est trop forte par rapport à la pression de commande 30, par exemple lors d'un embrayage, la chambre d'assistance 20 est mise en communication avec le réservoir 26 et la pression d'assistance 32 baisse. On réalise ainsi un asservissement de la pression d'assistance 32 par rapport à la pression de commande 30, pour ajouter une force proportionnelle. La figure 2 présente un mode de réalisation d'une commande d'embrayage 41 suivant le schéma présenté figure 1. Cette commande d'embrayage 41 comporte, axialement en arrière, une pédale 2 et une tige de commande 4 qui pressent par une pièce de guidage linéaire 40, sur le piston 42 de la chambre d'assistance 20. Avec une pression d'assistance dans la chambre d'assistance 20, le piston d'assistance 42 presse à son tour sur le piston de commande 8 du cylindre émetteur 46 en additionnant une force d'assistance à celle venant de la pédale 2. Dans le mode de réalisation décrit, les pistons 42 et 8 sont par exemple réalisés dans la même pièce. On notera que le piston d'assistance 42 a un diamètre supérieur au piston de commande 8. La chambre située en avant du piston d'assistance 42 et qui entoure le piston de commande 8, est mise à l'air libre par un perçage 44 pour permettre des variations de volume. La chambre du cylindre émetteur 46 comporte un orifice de mise en communication avec un réservoir de fluide 48 à la pression atmosphérique, qui est dégagé quand le piston de commande 8 retourne dans sa position arrière de repos pour compenser des variations de volume du circuit de commande. La commande d'embrayage 41 comporte de plus dans son carter un distributeur 28 comprenant un tiroir 50 de forme allongé et coulissant suivant un axe parallèle à celui du cylindre émetteur 46. Le tiroir 50 comprend trois bossages cylindriques ajustés dans un alésage du carter et répartis suivant l'axe. Ils forment respectivement trois pistons coulissants et étanches, séparés par des parties de liaison comportant un diamètre réduit. Le bossage cylindrique avant comporte une face de pilotage avant 52 recevant la pression de commande par un conduit 30 de communication avec le cylindre émetteur 46. De même, le bossage cylindrique arrière comporte une face de pilotage arrière 54 recevant la pression d'assistance par un conduit de communication 32 avec la chambre d'assistance 20. On notera que la face de pilotage arrière 54 est plus grande que la face de pilotage avant 52, de manière à appliquer un coefficient multiplicateur sur la pression d'assistance qui va agir sur le tiroir 52 en opposition avec la pression de commande. De plus, un ressort 60 presse sur la face arrière 54 pour ajouter une précharge axiale. Le bossage cylindrique central 56 forme une valve qui met en communication par un conduit 58, la chambre d'assistance 20 avec une source de pression 24 quand la force générée par la pression de commande est prépondérante, ou avec un réservoir 26 à la pression atmosphérique quand la force générée par la pression d'assistance est prépondérante. Quand les forces exercées sur le tiroir 50 s'équilibrent, le bossage cylindrique central 56 ferme le conduit 58 de la chambre d'assistance 20. Les figures 3 et 4 présentent une commande d'embrayage 71 suivant l'invention, respectivement en position embrayée et en position débrayée. La commande d'embrayage 71 comporte une pédale 2 qui appuie directement sur le piston de commande 8 du cylindre émetteur 46. La paroi cylindrique du cylindre émetteur 46 s'étendant axialement vers l'arrière avec un diamètre constant, définit une première chambre située en avant dite chambre du cylindre émetteur, et une deuxième chambre située en arrière dite chambre d'assistance 20. Le piston de commande 8 du cylindre émetteur 46 séparant ces deux chambres, est commun pour les deux chambres. II coulisse à l'intérieur de la même surface cylindrique pour simultanément faire varier les volumes des deux chambres. Cette surface cylindrique est simple à réaliser, étant rectiligne il n'y a pas de concentricité entre deux surfaces cylindriques à assurer comme cela pourrait être le cas avec un cylindre étagé recevant deux pistons avec des diamètres différents. Pour simplifier la réalisation, le carter de la commande est avantageusement constitué de deux parties dites côté habitacle 71a et côté moteur 71 b, interfacées par un plan de joint avec un moyen d'étanchéité, par exemple un joint plat, ce plan de joint étant perpendiculaire à l'axe du cylindre émetteur 46. Le carter côté habitacle ferme la chambre d'assistance 20 du côté arrière. Le piston de commande 8 étant au repos, dans une position arrière, présentée figure 3, il dégage un orifice de mise à niveau 80 de la chambre du cylindre émetteur 46 pour la mettre directement en communication par une rainure 82 longitudinale réalisée dans la surface cylindrique, avec la chambre d'assistance 20. La rainure 82 permet de relier ces deux chambres de manière simple et économique, en évitant des perçages du carter du dispositif. De plus, son encombrement est réduit, notamment l'encombrement radial, car elle est réalisée directement sur la surface cylindrique des chambres, au plus près de l'axe de ces cylindres. La commande d'embrayage 71 comporte de plus, dans son carter, un distributeur 70 avec un tiroir 72 coulissant axialement dans un alésage, qui comprend deux bossages d'extrémités pour le guidage et l'étanchéité dans l'alésage. Le bossage avant comporte une face de pilotage avant 74 recevant la pression de commande par un conduit 30 de communication avec le cylindre émetteur, et le bossage arrière comporte une face de pilotage arrière 76 recevant la pression d'assistance par un conduit 32 de communication avec la rainure 82 qui débouche dans la chambre d'assistance 20. Avantageusement, le conduit de communication 32 est constitué par une gorge réalisée sur une face du plan de joint du carter habitacle 71 a et/ou du carter moteur 71 b, entre les cylindres du distributeur et du piston principal. La face de pilotage arrière 76 du tiroir 72 comporte un perçage 78 qui pénètre dans le tiroir suivant son axe, et débouche sur des perçages radiaux pour mettre en communication la chambre d'assistance 20 avec le volume intermédiaire entre les deux bossages du tiroir. Par ailleurs, un ressort 60 exerce une précharge sur la face de pilotage arrière 76 du tiroir 72, pour appliquer une correction dans l'équilibre des pressions agissant sur le tiroir du distributeur 70. On notera que le tiroir du distributeur 72 comportant seulement deux bossages peut être plus court que celui de la figure 2 comportant trois 10 bossages. Le fonctionnement du distributeur 70 est le suivant. Quand la pression de commande est prépondérante, le tiroir 72 se déplace vers l'arrière et le bossage arrière dégage un conduit lié à une source de pression 24 qui alimente la chambre d'assistance 20 par l'espace intermédiaire entre les 15 bossages, puis par le perçage axial 78 et le conduit 32 d'alimentation. La pression d'assistance monte. Quand la pression d'assistance est prépondérante, le tiroir 72 se déplace vers l'avant et le bossage avant dégage un conduit lié à un réservoir de fluide 26 à la pression atmosphérique, ce qui permet à la chambre 20 d'assistance 20 de se vider par le conduit 32 d'alimentation, le perçage axial 78 puis l'espace intermédiaire entre les bossages. La pression d'assistance descend. On notera que le piston de commande 8 étant au repos dans la position arrière, il dégage l'orifice de mise à niveau 80 de la chambre du cylindre 25 émetteur 46 pour mettre en communication le circuit de commande avec le réservoir de fluide 26 par le même chemin qui permet à la chambre d'assistance 20 de se vider. Cette disposition particulière permet de réduire la longueur de la commande d'embrayage 71. En effet la mise à niveau du circuit de 30 commande ne se fait pas directement vers le réservoir 26 car dans ce cas l'orifice de mise à niveau 80 ne pourrait pas déboucher dans la chambre d'assistance 20 quand le piston de pression 8 avance, il faudrait prévoir un cylindre plus long et distinguer nettement les deux volumes correspondant aux deux chambres. En réalisant une mise à niveau par la chambre d'assistance 20 on a bien une communication vers le réservoir 26 quand le piston de commande 8 revient en position arrière, et l'orifice de mise à niveau 80 ne gène pas le fonctionnement de l'assistance quand il se trouve dans la chambre d'assistance 20, comme présenté figure 4. Le distributeur 70, présenté aux figures 3 et 4, comporte un tiroir 72 dont les deux faces de pilotage 74, 76 aux extrémités ont des surfaces identiques ce qui simplifie la fabrication, le tiroir coulissant dans un même alésage. La variante du distributeur 91 présentée figure 5 comporte un corps 90 guidant un tiroir 92 comprenant deux bossages cylindriques d'extrémités ayant des diamètres identiques. Un piston complémentaire 94 guidé dans un alésage du corps 90 et comportant un diamètre inférieur à celui des bossages du tiroir 92, est axialement en appui sur ce tiroir du côté opposé à celui recevant la pression d'assistance. Ce piston complémentaire 94 reçoit sur sa face de pilotage opposée au tiroir 92, la pression de commande venant du cylindre de commande. Un conduit 98 débouchant entre le piston 94 et le tiroir 92, constitue un retour de fuite vers le réservoir 26. On réalise ainsi un pilotage du tiroir 92 par comparaison des deux pressions de commande et d'assistance, chacune intervenant en proportion de la surface de pilotage correspondante pour réaliser un équilibre suivant un certain rapport entre ces pressions. Le piston complémentaire 94 distinct du tiroir 92, étant simplement en appui sur celui-ci, ce montage permet de réaliser plus facilement dans le corps 90 les alésages de diamètres différents propres à chaque tiroir, qui n'ont pas besoin d'une concentricité rigoureuse. REVENDICATIONS 1 ù Dispositif d'assistance pour la commande (71) d'un embrayage d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, comportant un cylindre émetteur (46) actionné par une pédale (2), et un cylindre d'assistance placé dans l'axe du cylindre émetteur (46) du côté de la pédale d'embrayage ou côté arrière, qui ajoute une force d'assistance à celle délivrée par la pédale sur le piston du cylindre émetteur, caractérisé en ce que le cylindre émetteur (46) comporte une paroi cylindrique s'étendant vers l'arrière, avec un diamètre constant pour définir une première chambre dite chambre du cylindre émetteur et une deuxième chambre dite chambre d'assistance (20), et en ce qu'un piston commun (8) séparant ces deux chambres étant au repos dans une position arrière, il dégage un orifice (80) de la chambre du cylindre émetteur pour le mettre directement en communication avec la chambre d'assistance (20). 2 ù Dispositif d'assistance selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice (80) de la chambre du cylindre émetteur (46) est relié directement avec la chambre d'assistance (20) par une rainure longitudinale de communication (82) réalisée sur la paroi cylindrique des deux chambres. 3 ù Dispositif d'assistance selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre d'assistance (20) est reliée par un distributeur (70) soit à une source de pression (24), soit à un réservoir à la pression atmosphérique (26). 4 ù Dispositif d'assistance selon la revendication 3, caractérisé en ce que le distributeur (70) comporte un tiroir (72) coulissant axialement, piloté par deux pressions agissants en opposition sur ses deux faces de pilotage aux extrémités axiales (74, 76), d'un côté la pression de commande du cylindre émetteur (46), et de l'autre la pression d'assistance de la chambre d'assistance (20).5 - Dispositif d'assistance selon la revendication 4, caractérisé en ce que le distributeur (70) est intégré dans le carter de la commande d'embrayage (71). 6 - Dispositif d'assistance selon la revendication 5, caractérisé en ce que le carter de la commande d'embrayage (71) comporte un conduit de communication (30) reliant directement une face de pilotage (74) du tiroir (72) avec la chambre du cylindre émetteur (46), et un autre conduit de communication (32) reliant directement l'autre face de pilotage (76) avec la chambre d'assistance (20). 7 - Dispositif d'assistance selon la revendication 6, caractérisé en ce que le carter de la commande d'embrayage est constitué de deux parties dites carter côté habitacle (71 a) et carter côté moteur (71 b), interfacées par un plan de joint, avec un moyen d'étanchéité entre les deux, le carter côté habitacle fermant la chambre d'assistance (20) du côté arrière. 8 - Dispositif d'assistance selon les revendications 2 et 6, caractérisé en ce que le conduit de communication (32) reliant une face de pilotage (76) avec la chambre d'assistance (20), débouche dans la rainure de communication (82). 9 - Dispositif d'assistance selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le conduit de communication (32) est constitué par une gorge réalisée sur une face du plan de joint du carter habitacle (71 a) et/ou du carter moteur (71 b), entre les cylindres du distributeur et du piston principal. 10 û Dispositif d'assistance selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tiroir (72) comporte deux bossages d'extrémités pour le guidage et l'étanchéité dans un alésage du distributeur (70), chaque bossage comprenant une face de pilotage (74, 76), et en ce que la face de pilotage (76) recevant la pression d'assistance comporte un perçage (78) qui pénètre dans le tiroir et débouche dans un volume intermédiaire entre les deux bossages d'extrémité. 11 û Dispositif d'assistance selon la revendication 10, caractérisé en ce que les pressions en opposition pilotant le tiroir du distributeur (72),s'appliquent sur des faces de pilotage présentant des surfaces de valeurs différentes. 12 ù Dispositif d'assistance selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une des pressions en opposition pilotant le tiroir du distributeur (72), 5 s'applique sur un piston complémentaire (94) en appui axial sur le tiroir.