Brevet FR3009357A1 — publié le 20150206

DISPOSITIF POUR SUPPORTER UN ENSEMBLE DE RESSORT DE COMPRESSION POSITIONNE ENTRE DEUX PALIERS D'ARTICULATION EN ROTATION. [0001] L'invention porte sur un dispositif permettant de supporter un ensemble de ressort de compression positionné entre deux paliers d'articulation en rotation. Elle concerne également un système d'assistance au débrayage de véhicule automobile qui comprend un tel dispositif support. [0002] A titre d'exemple, dans le domaine automobile, diverses applications utilisent un ou plusieurs ressorts de compression en acier maintenus entre deux coupelles en matière plastique, guidées en translation l'une par rapport à l'autre par une tige centrale ou par des colonnettes périphériques, coulissantes l'une par rapport à l'autre et possédant chacune un palier d'articulation en rotation. C'est le cas, notamment, pour le dispositif d'assistance au débrayage d'un véhicule automobile. [0003] Cette architecture de support du ressort de compression présente l'inconvénient, lors des mouvements de compression et de détente, de générer du frottement entre les éléments de guidage en translation, ce qui entraîne de l'usure, du bruit et de l'hystérésis. [0004] On a déjà cherché à réaliser des supports de ressort perfectionnés, qui présentent, notamment, des moyens de répartition des efforts. [0005] Ainsi, à titre d'exemple, le document FR 2895 047 décrit un ressort lame, qui comprend un moyen de répartition des efforts de forme extérieure en arc de cercle et un moyen de déformation élastique à raidisseur. Le moyen de répartition des efforts est disposé en vis-à-vis du moyen de déformation élastique. Le moyen de répartition des efforts et le moyen de déformation élastique comprennent chacun au moins un moyen de fixation. Le moyen de répartition des efforts comprend au moins un moyen de compensation de jeu. [0006] Le but de la présente invention est de fournir un dispositif permettant de supporter un ensemble de ressort de compression situé entre deux paliers d'articulation en rotation, qui supprime les sources de bruit, d'hystérésis et d'usure mentionnés précédemment dans les dispositifs connus de l'art antérieur. [0007] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel dispositif support, qui soit de structure simple et d'assemblage aisé. [0008] C'est également un but de la présente invention de fournir un tel dispositif support de ressort de compression, qui permette un gain de place, un gain en propreté et qui soit économique, notamment en réduisant le coût des outillages de fabrication du support de ressort et des pièces annexes. [0009] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un dispositif pour supporter un ensemble de ressort de compression positionné entre deux paliers d'articulation en rotation, qui comprend au moins une paire de lames souples, de forme générale sensiblement coniques, en appui flexible l'une sur l'autre par leurs bords périphériques. Ces deux lames souples relient les deux paliers d'articulation en rotation et présentent, chacune, dans le voisinage de l'un et l'autre palier d'articulation une surface d'appui interne, rigide, pour recevoir l'appui de l'une et l'autre extrémité de l'ensemble de ressort de compression, respectivement. [0010] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, les deux lames souples sont de même forme. [0011] De préférence, les deux lames souples sont reliées « monobloc » par leurs bords périphériques. [0012] En variante, les deux lames souples peuvent être reliées par des clips situés à la périphérie desdites lames. [0013] Chacune des deux surfaces d'appui internes de l'ensemble de ressort peut avantageusement présenter un plot de centrage d'une des deux extrémités axiales de l'ensemble de ressort de compression. [0014] Chaque lame souple peut avantageusement présenter une partie centrale, rigide, de forme adaptée pour assurer la liaison de ladite lame souple avec le palier d'articulation en rotation correspondant. [0015] Ces parties centrales, rigides, de forme adaptée pour assurer la liaison d'une lame souple avec le palier d'articulation en rotation correspondant, sont réalisées, de préférence, en matière plastique. [0016] Les lames souples sont réalisées, de préférence, en acier, de type acier à ressort. [0017] Selon une variante de réalisation de l'invention, les lames souples peuvent être formées par deux paires de lames souples, la première paire de lames souples étant disposée sensiblement à 90° d'angle de la seconde paire de lames souples. [0018] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, l'ensemble de ressort de compression est constitué par un ressort hélicoïdal unique. [0019] En variante, l'ensemble de ressort de compression peut être constitué par deux ressorts hélicoïdaux coaxiaux de diamètres différents. [0020] En variante également, l'un des deux ressorts hélicoïdaux coaxiaux peut être de longueur axiale inférieure à la longueur axiale de l'autre, de telle sorte que le ressort hélicoïdal de longueur inférieure n'entre en action qu'à partir d'une position donnée de façon à créer un effet de flexibilité variable. [0021] En variante encore, l'ensemble de ressort de compression peut être constitué par deux ressorts hélicoïdaux disposés parallèlement. [0022] La présente invention a également pour objet un système d'assistance au débrayage dans un véhicule, qui comprend notamment une tige d'actionnement reliée à la pédale d'embrayage, un ensemble de ressort de compression exerçant une force d'assistance vers la position de débrayage, dans lequel est prévu un dispositif support dudit ensemble de ressort de compression qui est conforme au dispositif support décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. [0023] Enfin, la présente invention a aussi pour objet un véhicule, en particulier un véhicule automobile, qui comporte un système d'assistance au débrayage conforme à celui évoqué ci-dessus. [0024] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : [0025] - la figure 1 est une vue frontale, en coupe, d'un exemple de réalisation du dispositif selon la présente invention permettant de supporter un ensemble de ressort de compression positionné entre deux paliers d'articulation en rotation, [0026] - la figure 2 est une vue de dessus selon la direction de la flèche « F » de la figure 1 du dispositif support de la figure 1, [0027] - la figure 3 est une vue en coupe du dispositif support des figures 1 et 2, selon le plan de coupe «AA » de la figure 1, l'ensemble de ressort n'étant pas représenté pour mieux illustrer la forme dudit dispositif, [0028] - la figure 4 est une vue en coupe de l'exemple de réalisation du dispositif support des figures 1 à 3, en position dite « à ressort comprimé », [0029] - la figure 5 illustre le déséquilibre des efforts sur le dispositif support de l'invention en cas de désalignement des axes portés par les paliers mentionnés précédemment, [0030] - la figure 6 montre le dispositif de la figure 5 en retour à l'équilibre, grâce à sa structure et à son élasticité selon le principe de l'invention, [0031] - la figure 7 représente un mode de réalisation en deux pièces constitutives du dispositif support selon l'invention, [0032] - la figure 8 représente une variante de réalisation du dispositif support de la figure 7, [0033] - les figures 9, 10 et 11 représentent trois variantes de réalisation du dispositif support selon l'invention, les trois variantes se distinguant par la position différente des axes portés par les paliers de rotation mentionnés précédemment, [0034] - les figures 12, 13 et 14 représentent trois autres variantes de réalisation du dispositif support d'un ensemble de ressort de compression selon l'invention, ces trois autres variantes, dans lesquelles ledit ensemble de ressort est formé de deux ressorts hélicoïdaux concentriques, se distinguant par la position de fixation des extrémités desdits ressorts hélicoïdaux, [0035] - la figure 15 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation du dispositif support de l'invention comportant un nombre augmenté de lames souples, qui sont espacées angulairement d'un angle de 90°, [0036] - la figure 16 est une variante de réalisation du dispositif support d'ensemble de ressort de compression selon l'invention, dans lequel ledit ensemble de ressort comporte deux ressorts de compression hélicoïdaux disposés parallèlement, [0037] - la figure 17 est une vue en coupe du dispositif support de la figure 16, le plan de coupe étant référencé « AA » sur la figure 16, et [0038] - la figure 18 est une vue de dessus du dispositif support des figures 16 et 17, selon la direction référencée « F » sur la figure 16. [0039] En référence au dessin des figures 1 à 3, on a représente un exemple de réalisation du dispositif selon la présente invention permettant de supporter un ensemble de ressort de compression positionné entre deux paliers d'articulation en rotation. Selon le principe même de l'invention, on a remplacé le guidage, connu en soi et déjà évoqué précédemment, des deux coupelles en plastique par tige centrale ou colonnettes périphériques par un guidage nouveau, sans frottement. [0040] Ce dispositif de guidage sans frottement comprend une paire de lames souples, référencées 50 et 60, de forme générale sensiblement conique, en appui flexible l'une sur l'autre par leurs bords périphériques 50A et 60A, respectivement. Ces deux lames souples 50 et 60 relient les deux paliers d'articulation en rotation référencés 20 et 30 et présentent, chacune, dans le voisinage de l'un et l'autre palier d'articulation 20 et 30 une surface d'appui interne 55, respectivement 65, rigide, sensiblement plane, pour recevoir l'appui de l'une et l'autre extrémité 10H, respectivement 10B, de l'ensemble ressort de compression constitué par un ressort hélicoïdal unique, de référence générale 10 et d'axe longitudinal YY'. [0041] Les deux paliers d'articulation cylindrique 20 et 30, en forme de demi paliers et appelés aussi de ce fait « demi paliers d'articulation 20 et 30 » dans la suite du texte, garantissent le maintien du parallélisme des surfaces d'appui 55 et 65 par rapport à leurs axes de rotation. Dans le plan perpendiculaire à ces axes de rotation, le maintien du parallélisme est assuré par la forme et la flexibilité des lames souples 50 et 60, lequel parallélisme est une condition du bon fonctionnement de l'ensemble ressort de compression 10. [0042] Les zones, qui sont définies par les courbes en traits interrompus courts et qui sont référencées 52 et 62, sont des zones de liaison entre les lames souples 50 et 60 et les demi paliers d'articulation 20 et 30. Ces zones de liaison 52 et 62, relativement rigides, présentent une forme définie avec une progression optimale qui permet de garantir le bon fonctionnement du dispositif support tout en rendant minimales les concentrations des contraintes mécaniques. [0043] Comme représenté sur le dessin de la figure 1, le ressort hélicoïdal 10 est inséré dans le dispositif support de l'invention sur deux surfaces d'appui internes 55 et 65, rigides, sensiblement planes. Chacune de ces deux surfaces d'appui 55, 65 présente un plot de centrage sensiblement cylindrique 54, respectivement 64, destiné à recevoir une extrémité 10H, respectivement 10B, du ressort de compression 10. [0044] En référence au dessin de la figure 4, on a représenté le dispositif support lors de l'application des efforts sur les demi paliers d'articulation 20 et 30. Ces efforts de compression sont illustrés par les flèches « P ». Le ressort 10 se comprime. La distance « H1 » entre les surfaces d'appui 55 et 65 des extrémités du ressort 10 se rapprochent : H1 est alors inférieure à la distance correspondante Ho de la figure 1 dans laquelle le ressort 10 est à l'état libre. Les deux surfaces d'appui 55 et 65 restent parallèles. Les articulations cylindriques garantissent le maintien des appuis du ressort parallèlement aux axes de rotation portés par les demi paliers d'articulation 20 et 30. [0045] Le maintien du parallélisme dans le plan principal, perpendiculaire aux axes de rotation, est assuré par la souplesse des lames 50 et 60 et par leur ancrage rigide sur les demi paliers d'articulation 20 et 30. [0046] Comme illustré de manière schématique sur le dessin de la figure 5, tout désalignement des axes entraîne un écart entre les efforts El, E2 des demi lames gauches et les efforts E3, E4 des demi lames droites ; les surfaces d'appui 55 et 65 ne sont plus parallèles. Par sa forme, sa structure et son élasticité, le dispositif de support de l'invention revient alors de lui-même à l'équilibre quant la position de symétrie est atteinte, comme illustré sur le dessin de la figure 6. Cet équilibre est aussi illustré par les efforts « E » sensiblement égaux sur les demi lames gauches et droites du dispositif. [0047] Il importe de noter que, contrairement aux dispositifs de support de ressort connus de l'art antérieur, lors des mouvements de compression et détente du dispositif, il n'y a pas de frottement entre les éléments de guidage. De cette façon, l'usure, l'hystérésis et le bruit sont supprimés. Le ressort 10 n'est en contact que sur ses appuis 55 et 65 et avec ses plots de centrage 54 et 64 de hauteur réduite, ce qui a pour résultat d'éviter le bruit de frottement des spires du ressort 10. [0048] II importe aussi de noter qu'un fonctionnement optimal du dispositif décrit ci-dessus requiert les conditions suivantes : [0049] - la matière retenue pour le dispositif doit présenter des caractéristiques de rigidité et de tenue en fatigue adaptées, [0050] - le frottement dans les demi paliers d'articulation 20 et 30 doit être limité autant que possible, [0051] - le parallélisme des spires d'appui 10H, 10B du ressort 10 doit avoir une tolérance réduite, et [0052] - les fins de spires doivent être alignées à 180°. [0053] De préférence, la matière retenue pour le dispositif est une matière plastique. Toutefois, en variante, le matériau du dispositif ou bien de l'un de ses composants peut être un acier à ressort, par exemple, ou bien un matériau composite. [0054] Le dispositif de l'invention décrit ci-dessus dans sa forme, sa structure et son fonctionnement, peut être réalisé par assemblage de plusieurs pièces, à la différence de la structure « monobloc » des figures 1 à 6. [0055] Ainsi, en référence au dessin de la figure 7 dans laquelle les pièces et parties de pièces portent les mêmes références numériques que les pièces et parties de pièces identiques ou équivalentes des figures précédentes, le dispositif support du ressort 10 peut être réalisé en deux pièces 50 et 60 reliées par des clips de liaison référencés 71 et 72. [0056] En référence au dessin de la figure 8 dans laquelle les pièces et parties de pièces portent également les mêmes références numériques que les pièces et parties de pièces identiques ou équivalentes des figures 1 à 6, le dispositif support du ressort 10 peut être constitué de deux lames 50 et 60 en acier et de deux pièces en matière plastique formant de façon « monobloc » d'une part les demi paliers 20 et 30 et, d'autre part, les plots de centrage 54 et 64 du ressort 10. Les deux lames 50 et 60 sont alors liées par soudage par exemple en 81 et 82 (figure 8). [0057] D'autres variantes de réalisation du dispositif support selon l'invention sont envisageables et décrites ci-après. [0058] En référence aux schémas des figures 9, 10 et 11, la position des axes de rotation peut être différente. Le schéma de la figure 9 représente la position des axes de rotation (référencés 2 et 3) qui est celle retenue dans les modes de réalisation des figures précédentes, tandis que sur les figures 10 et 11, les axes de rotation sont décalés. Plus précisément, les deux axes de rotation 2' et 3' sont décales côté ressort dans la variante de réalisation illustrée sur le schéma de la figure 10, tandis que seul l'axe de rotation inférieur 3' est décalé côté ressort dans la variante de réalisation illustrée sur le schéma de la figure 11. [0059] En référence au dessin des figures 12 à 14, on a représenté plusieurs variantes de réalisation qui se distinguent par la forme et la structure de l'ensemble de ressort de compression, qui n'est plus un ressort hélicoïdal unique (ressort 10) comme dans les variantes de réalisation des figures précédentes. Cet ensemble de ressort de compression peut être constitué par deux ressorts hélicoïdaux concentriques, d'axe YY', référencés 10C et 10D (figure 12). Le (ou les) ressort(s) peut (peuvent) ne rentrer en action qu'a partir d'une position donnée pour créer un effet de flexibilité variable, comme illustré sur la figure 13 pour le ressort hélicoïdal interne 10D et sur la figure 14 pour le ressort hélicoïdal externe 10C. [0060] Une autre variante de réalisation est représentée sur le dessin de la figure 15. Dans cette variante, le nombre de lames souples est augmenté pour une disposition à 90° d'angle. Ainsi, les lames souples sont formées par deux paires de lames, la première paire de lames souples 50a, 60a étant disposée sensiblement à 90° d'angle de la seconde paire de lames souples 50b, 60b. L'angle de disposition peut être différent, par exemple de 120° d'angle. Le nombre de lames souplespeut aussi être différent. [0061] On notera que les articulations en rotation peuvent être remplacées par des rotules, et que les types de paliers peuvent être différents : paliers à logement cylindrique, demi tourillons, axes cylindriques pleins. [0062] On notera aussi que l'ensemble de ressort de compression central peut être supprimé, la loi d'élasticité du dispositif support étant alors donnée par la raideur prédéfinie des seules lames. [0063] Enfin, selon une autre variante de réalisation de l'invention illustrée sur les dessins des figures 16 à 18, l'ensemble de ressort de compression peut être constitué par deux ressorts hélicoïdaux 10P, 10Q, qui sont disposés parallèlement. [0064] Le dispositif permettant de supporter un ensemble de ressort de compression positionné entre deux paliers d'articulation en rotation, tel que décrit ci-dessus dans divers modes de réalisation et variantes, présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : [0065] - il permet de supprimer les sources de bruit et d'usure des dispositifs de support de ressort connus de l'art antérieur, parce qu'il remplace les guidages par frottement par des déformations élastiques, [0066] - il est économique parce qu'il permet de limiter le nombre de pièces constituantes, un système « monobloc » remplaçant un système à deux coupelles, [0067] - il est économique également parce qu'il facilite l'assemblage, supprime le graissage des guidages et du ressort, [0068] - il est économique enfin, parce qu'il réduit le coût des outillages de fabrication, le système dans sa version « monobloc » pouvant être réalisé par injection dans un moule simple (avec une seule direction de démoulage), [0069] - il permet un gain de place pour l'ensemble de ressort de compression, du fait de la suppression des éléments de guidage par coulissement, ce qui peut permettre des gains de prestation par les nouvelles possibilités qu'il offre en termes de combinaisons des lois de flexibilité, et [0070] - il permet un gain en propreté, du fait de la limitation des opérations de graissage aux seules articulations en rotation. [0071] A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, celle-ci s'applique par exemple à un système d'assistance au débrayage dans un véhicule, en particulier dans un véhicule automobile, lequel système d'assistance comprend notamment une tige d'actionnement reliée à la pédale d'embrayage, un ensemble de ressort de compression exerçant une force d'assistance vers la position de débrayage, et un dispositif support dudit ensemble de ressort de compression conforme au dispositif support décrit ci-dessus. REVENDICATIONS: 1. Dispositif pour supporter un ensemble de ressort de compression positionné entre deux paliers d'articulation en rotation (20, 30), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire de lames souples (50, 60), de forme générale sensiblement coniques, en appui flexible l'une sur l'autre par leurs bords périphériques (50A, 60A), lesquelles deux lames souples (50, 60) relient les deux paliers d'articulation en rotation (20, 30) et présentent, chacune, dans le voisinage de l'un et l'autre palier d'articulation une surface d'appui interne (55, 65), rigide, pour recevoir l'appui de l'une et l'autre extrémité (10H , 10B) dudit ensemble de ressort de compression (10), respectivement. 2. Dispositif support selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux lames souples (50, 60) sont de même forme. 3. Dispositif support selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux lames souples (50, 60) sont reliées « monobloc » par leurs bords périphériques (50A, 60A). 4. Dispositif support selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux lames souples (50, 60) sont reliées par des clips (71, 72). 5. Dispositif support selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque surface d'appui interne (55, 65) présente un plot de centrage (54, 64) d'une extrémité (10H, 10B) de l'ensemble ressort de compression (10). 6. Dispositif support selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque lame souple (50, 60) présente une partie centrale (52, 62), rigide, de forme adaptée pour assurer la liaison de ladite lame souple (50, 60) avec le palier d'articulation (20, 30) correspondant. 7. Dispositif support selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie centrale (52, 62), rigide, de forme adaptée pour assurer la liaison de ladite lame souple (50, 60) avec le palier d'articulation (20, 30) correspondant est réalisée en matière plastique. 8. Dispositif support selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites lames souples (50, 60) sont réalisées en acier. 9. Dispositif support selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdites lames souples (50, 60) sont formées par deux paires de lames souples, la première paire de lames souples (50a, 60a) étant disposée sensiblement à 90° d'angle de la seconde paire de lames souples (50b, 60b). 10. Dispositif support selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit ensemble de ressort de compression (10) est constitué par un ressort hélicoïdal unique. 11. Dispositif support selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit ensemble de ressort de compression (10) est constitué par deux ressorts hélicoïdaux (10C, 10D) coaxiaux de diamètres différents. 12. Dispositif support selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'un des deux ressorts hélicoïdaux (10D) est de longueur axiale inférieure à la longueur axiale de l'autre (10C), de telle sorte que le ressort hélicoïdal de longueur inférieure (10D) n'entre en action qu'à partir d'une position donnée de façon à créer un effet de flexibilité variable. 13. Dispositif support selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit ensemble de ressort de compression (10) est constitué par deux ressorts hélicoïdaux (10P, 10Q) disposés parallèlement. 14. Système d'assistance au débrayage dans un véhicule, qui comprend notamment une tige d'actionnement reliée à la pédale d'embrayage, un ensemble de ressort de compression exerçant une force d'assistance vers la position de débrayage, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif support dudit ensemble de ressort de compression qui est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 13. 15. Véhicule, en particulier véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'assistance au débrayage conforme à la revendication précédente.