Domaine technique

L'invention se rapporte au domaine des systèmes hydrauliques permettant de commander un équipement d'un véhicule automobile, tel qu'un embrayage ou un frein.

L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de liaison destiné à lier un élément d'actionnement, tel qu'une pédale, à un piston d'un cylindre hydraulique d'un système de commande.

Arrière-plan technologique

Le document FR3026449 décrit un ensemble de liaison destiné à lier une pédale à un cylindre hydraulique qui est associé à un circuit hydraulique de commande d'un embrayage ou d'un frein. L'ensemble de liaison comporte une tige de commande qui, d'une part, est montée articulée sur le piston du cylindre hydraulique et, d'autre part, est montée articulée sur la pédale. Ainsi, grâce à une telle tige de commande, le piston coulisse à l'intérieur du corps du cylindre hydraulique lors du déplacement de la pédale, ce qui permet de commander l'embrayage ou le frein au moyen de ladite pédale.

La tige de commande est articulée sur la pédale au moyen, d'une part, d'une tête sphérique qui est fixée sur la pédale et, d'autre part, d'un insert qui est fixé à l'intérieur d'un logement ménagé dans la tige de commande et qui comporte une cage. La cage présente une cavité dans laquelle est logée la tête sphérique de manière à former une articulation à rotule entre la tige de commande et la pédale.

Un tel ensemble de liaison n'est pas pleinement satisfaisant. En effet, dans certains cas critiques d'utilisation, la rotule est susceptible de sortir de la cavité de la cage, ce qui désaccouple la tige de commande de la pédale. Ce comportement est notamment susceptible de se produire avec des pédales dépourvues de butée mécanique dédié, lorsque le piston du cylindre hydraulique est dans sa position de butée et que l'utilisateur exerce un effort trop important sur la pédale. Une telle rupture de de la liaison entre la tige de commande et la pédale doit impérativement être évitée afin de garantir la sécurité du véhicule.

Résumé

Une idée à la base de l'invention est de proposer un ensemble de liaison pour un système de commande qui est destiné à lier un élément d'actionnement à un piston de cylindre hydraulique et qui permette de limiter les risques que la tige de commande et l'élément d'actionnement ne se désaccouplent.

Selon un mode de réalisation, l'invention fournit un ensemble de liaison destiné à lier un élément d'actionnement, tel qu'une pédale, à un piston d'un cylindre hydraulique d'un système de commande pour véhicule automobile, l'ensemble de liaison comprenant :

- une tige de commande qui s'étend longitudinalement selon un axe A et comporte, d'une part, une première extrémité destinée à être montée articulée sur le piston du cylindre hydraulique et, d'autre part, une deuxième extrémité destinée à être montée articulée sur l'élément d'actionnement autour d'au moins un axe B qui est perpendiculaire à l'axe A ;

- la tige de commande étant équipée d'une cage présentant une cavité destinée à recevoir une tête sphérique fixée à l'élément d'actionnement de manière à former une articulation à rotule apte à autoriser la rotation de la tige de commande par rapport à l'élément d'actionnement autour de l'axe B ; la cavité présentant une forme de calotte sphérique dont la direction de hauteur définie un axe C; l'ensemble de liaison étant remarquable en ce que l'axe C est, en projection dans un plan défini par l'axe A et l'axe B, incliné par rapport à l'axe B lorsque l'insert est dans la position de fonctionnement.

Ainsi, grâce à une telle inclinaison de l'axe C par rapport à l'axe B, lorsque la tête sphérique est logée dans la cavité, un effort transmis entre la cage et la tête sphérique, lors de la rotation de la pédale selon l'un de ses sens de rotation, conduit à plaquer la rotule sphérique contre le fond de la cage, ce qui exclut, pour ce sens de rotation de la pédale, tout risque que la rotule sphérique ne se dégage de la cavité de la cage. Dès lors, en choisissant un sens d'inclinaison de l'axe C par rapport à l'axe B qui permette d'exclure le risque d'extraction de la rotule sphérique pour le sens de rotation de la pédale pour lequel les efforts susceptibles d'être exercés sont les plus critiques, l'on diminue nettement les risques d'extraction de la rotule sphérique.

Selon d'autres modes de réalisation avantageux, un tel ensemble de liaison peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.

Selon un mode de réalisation, l'axe C s'étend dans le plan défini par l'axe A et l'axe B.

Selon un mode de réalisation, l'axe C est, en projection dans le plan défini par l'axe A et l'axe B, incliné par rapport à l'axe B d'un angle a strictement compris entre 0 et 20° et de préférence strictement compris entre 0 et 15°. Ceci permet d'exclure les risques d'extraction de la tête sphérique du logement pour l'un des sens de rotation de la pédale sans augmenter sensiblement les risques d'extraction de la rotule pour l'autre sens de rotation.

Selon un mode de réalisation, l'axe C est, en projection dans le plan défini par l'axe A et l'axe B, incliné par rapport à l'axe B d'un angle a compris entre 2 et 5°.

Selon un mode de réalisation, la cage comporte un fond et une ouverture permettant l'introduction de la tête sphérique à l'intérieur de la cavité et l'axe C présente une inclinaison telle que, selon un sens dirigé de l'ouverture vers le fond de la cage, ledit axe C se rapproche de la première extrémité de la tige de commande. Ainsi, une telle orientation de l'axe C est particulièrement adaptée pour les systèmes de commande pour lesquels les efforts transmis sont maximaux lorsque l'utilisateur appuie sur la pédale et que la tige de commande est sollicitée en compression.

Selon un mode de réalisation, la tige de commande comporte un logement et la cavité est ménagée dans un insert apte à être monté dans le logement de la tige de commande dans une position de fonctionnement.

Selon un mode de réalisation, le logement est un orifice orienté selon l'axe

C. Ceci permet notamment d'utiliser un insert dont l'axe central est coaxial à l'axe C, ce qui simplifie sa fabrication.

Selon un mode de réalisation, la cage présente un fond et une portion élastiquement déformable qui s'étend dans le prolongement du fond et qui borde une ouverture de manière à permettre l'introduction de la tête sphérique à l'intérieur de la cavité, la cavité étant définie par le fond et la portion élastiquement déformable.

Selon un mode de réalisation, l'insert est apte à être déplacé dans le logement d'une position partiellement insérée dans laquelle la portion élastiquement déformable de la cage est apte à se déformer afin de permettre à la tête sphérique d'être insérée dans la cavité de la cage vers la position de fonctionnement.

Selon un mode de réalisation, la portion élastiquement déformable de la cage comporte une pluralité de doigts faisant saillie du fond de la cage jusqu'au bord de l'ouverture, lesdits doigts étant élastiquement déformables afin de permettre un élargissement de l'ouverture autorisant l'introduction de la tête sphérique à l'intérieur de la cavité.

Selon un mode de réalisation, la première extrémité de la tige de commande comporte une tête sphérique destinée à être logée dans une partie complémentaire d'un deuxième insert qui est monté dans un logement du piston.

Selon un mode de réalisation, l'invention fournit également un système de commande comportant un ensemble de liaison précité, un cylindre hydraulique comprenant un corps présentant un alésage interne et un piston monté coulissant dans l'alésage interne, la première extrémité de la tige de commande étant montée articulée sur le piston.

Enfin, selon un mode de réalisation, l'invention fournit également un véhicule automobile comportant un système de commande précité, un châssis, une pédale montée en rotation sur le châssis autour d'un axe D parallèle à l'axe B et une tête sphérique fixée à ladite pédale ; l'insert étant dans sa position de fonctionnement et ladite tête sphérique étant logée dans la cavité de manière à autoriser la rotation de la tige de commande par rapport à la pédale autour de l'axe B.

Brève description des figures

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. - La figure 1 est une illustration schématique d'un système hydraulique de commande d'un embrayage de véhicule automobile.

- La figure 2 est une vue en perspective d'une tige de commande destinée à relier une pédale à un piston d'un cylindre hydraulique émetteur.

- La figure 3 est une vue en perspective de l'extrémité arrière de la tige de commande destiné à être articulée sur la pédale.

- La figure 4 illustre, vue en perspective, une tête sphérique destinée à être fixée à la pédale et, vue en coupe, une tige de commande équipée d'un insert disposé dans une position partiellement insérée dans le logement de la tige de commande.

- La figure 5 est une vue en coupe illustrant la tête sphérique, la tige de commande et l'insert, dans laquelle la tête sphérique est reçue dans l'insert alors que l'insert est dans sa position partiellement insérée dans le logement de la tige de commande.

- La figure 6 est une vue en coupe illustrant la tête sphérique, la tige de commande et l'insert, l'insert étant représenté dans une position de fonctionnement dans laquelle il est intégralement inséré dans le logement de la tige de commande.

- La figure 7 est une vue en perspective de l'insert des figures 4 à 6.

Description détaillée de modes de réalisation

Par convention, dans la description, un repère orthonormé tridimensionnel défini par trois axes X, Y, Z est utilisé pour décrire les éléments du système de commande et du véhicule.

La figure 1 illustre schématiquement un système hydraulique de commande d'un embrayage. Le système hydraulique de commande comporte un cylindre hydraulique émetteur 1 qui est associé à un élément d'actionnement et un cylindre hydraulique récepteur 3 qui est associé à un embrayage 4, par exemple via une fourchette d'actionnement 5. L'élément d'actionnement est ici une pédale 2 articulée sur le châssis du véhicule autour d'un axe D parallèle à l'axe Y. Le cylindre hydraulique émetteur 1 et le cylindre hydraulique récepteur 3 sont reliés l'un à l'autre par un circuit hydraulique 6 rempli d'un fluide, tel que de l'huile par exemple. Les cylindres hydrauliques, émetteur 1 et récepteur 3, comportent chacun un corps 1 a, 3a présentant un alésage interne et un piston 1 b, 3b apte à coulisser à l'intérieur dudit alésage interne et définissant avec l'alésage interne une chambre hydraulique à volume variable. Le piston 1 a du cylindre hydraulique émetteur 1 est relié de manière articulée à une tige de commande 7 qui est articulée sur la pédale 2. Lorsqu'un utilisateur appuie sur la pédale 2, le piston 1 b du cylindre hydraulique émetteur 1 coulisse dans le corps 1 a du cylindre hydraulique émetteur 1 de manière à chasser du fluide en direction du cylindre hydraulique récepteur 3. Le piston 3b du cylindre hydraulique récepteur 3 coulisse alors dans le corps 3a du cylindre hydraulique récepteur 3, ce qui permet de déplacer l'embrayage 4 de sa position embrayée vers sa position débrayée.

La figure 2 illustre la tige de commande 7 qui est destinée à relier le piston 1 a du cylindre hydraulique émetteur 1 à la pédale 4. La tige s'étend longitudinalement selon un axe A parallèle à l'axe X. Dans le mode de réalisation représenté, la tige de commande 7 est destinée à être montée articulée sur le piston 1 b du cylindre hydraulique émetteur 1 par une articulation à rotule. Pour ce faire, l'extrémité avant de la tige de commande 7 comporte une tête sphérique 8. La tête sphérique 8 est destinée à être logée dans une partie complémentaire d'un insert, non représenté, qui est monté dans un logement arrière du piston 1 b. A titre d'exemple, une articulation à rotule de ce type, agencée entre une tige de commande 7 et un piston 1 b d'un cylindre hydraulique émetteur 1 est notamment décrite dans le document FR2924185. Une telle articulation autorise une rotation de la tige de commande 7 par rapport au piston 1 b selon un axe d'articulation qui est parallèle à l'axe Y et, par conséquent parallèle à l'axe D d'articulation de la pédale 2 sur le châssis du véhicule et à l'axe B d'articulation de la tige de commande 7 sur la pédale 2, ce qui permet à la tige de commande 7 d'assurer sa fonction de transmission du mouvement entre la pédale 2 et le piston 1 b. Elle autorise également une rotation de la tige de commande 7 par rapport au piston 1 b selon un axe parallèle à l'axe Z, ce qui facilite les opérations d'accrochage de l'extrémité arrière de la tige de commande 7 sur la pédale 2. Par ailleurs, l'extrémité arrière de la tige de commande 7 comporte une cage 13 présentant une cavité 14 destinée à accueillir une tête sphérique fixée à la pédale. Dans le mode de réalisation représenté ici, la cavité 14 est ménagée dans un insert 12 apte à être monté dans un logement 9 de la tige de commande 7. Le logement 9, représenté de manière détaillée sur la figure 3, est ainsi agencé pour loger l'insert destiné à accueillir la tête sphérique fixée à la pédale.

En relation avec les figures 4 à 6, l'on décrira ci-dessous l'articulation de la deuxième extrémité de la tige de commande 7 sur la pédale 2. Cette articulation est destinée à permettre la rotation de la tige de commande 7 par rapport à la pédale 2 au moins autour de l'axe géométrique B qui est parallèle à l'axe Y et à l'axe D d'articulation de la pédale 2 sur le châssis du véhicule.

L'articulation est une articulation à rotule et comporte, d'une part, une tête sphérique 10 qui est positionnée à l'extrémité d'une tige 1 1 fixée sur la pédale 2. La tige 1 1 s'étend selon l'axe B. D'autre part, l'articulation comporte l'insert 12 qui est monté dans le logement 9 de la tige de commande 7 et qui comporte la cage 13 présentant la cavité 14 destinée à recevoir la tête sphérique 10.

L'insert 12 est apte à être fixé dans le logement 9 de la tige de commande 7 selon deux positions différentes, à savoir une position partiellement insérée et une position de fonctionnement, ou position intégralement insérée, qui sont représentées respectivement sur les figures 4 et 5, d'une part et sur la figure 6, d'autre part. Dans la position partiellement insérée, la cage 13 de l'insert 12 est apte à se déformer afin de permettre à la tête sphérique 10 d'être insérée dans la cavité 14 de la cage 13, tel que représenté sur la figure 5. Dans la position de fonctionnement, dans laquelle l'insert 12 est intégralement inséré dans le logement 9, la paroi du logement 9 de la tige de commande 7 s'oppose à la déformation de la cage 13, ce qui permet à la tête sphérique 10 d'être maintenue à l'intérieur de la cavité 14 de la cage 13. Ainsi, pour accrocher la tige de commande 7 à la pédale, l'on insère la tête sphérique 10 dans la cage 13 alors que l'insert 12 est dans la position partiellement insérée puis l'on déplace l'insert 12 vers sa position de fonctionnement de manière à retenir la tête sphérique 10 dans la cage 13.

La cage 13 comporte un fond hémisphérique 15, une ouverture 16 et une portion élastiquement déformable 17 bordant l'ouverture 16. La portion élastiquement déformable 17 s'étend dans le prolongement du fond hémisphérique 15 et définit avec celui-ci une cavité 14 présentant une forme de calotte sphérique, c'est-à-dire d'une partie d'une sphère coupée par un plan. La forme de la cavité 14 est complémentaire à la forme de la tête sphérique 10.

Dans le mode de réalisation représenté, la portion élastiquement déformable 17 comporte une pluralité de doigts 18, représentés de manière détaillée sur la figure 7, qui sont aptes à se déformer élastiquement vers l'extérieur afin d'élargir l'ouverture 16 et permettre l'introduction de la tête sphérique 10 à l'intérieur de la cage 13. Comme représenté sur les figures 4 et 5, lorsque l'insert 12 est dans sa position partiellement insérée, les doigts élastiques 18 sont aptes à être écartés élastiquement afin de permettre l'insertion de la tête sphérique 10 dans la cage 13. Pour ce faire, la portion supérieure 19 du logement 9 est évasée, au moins dans la zone en regard des doigts élastiques 18, afin de permettre aux doigts 18 de s'écarter suffisamment pour permettre l'introduction de la tête sphérique 10 au travers de l'ouverture 16. Au contraire, comme représenté sur la figure 6, lorsque l'insert 12 est dans sa position de fonctionnement, c'est-à-dire intégralement inséré dans le logement 9, la paroi du logement 9 s'oppose à l'écartement des doigts 18, ce qui permet de retenir la tête sphérique 10 dans la cage 13.

Le logement 9 est formé par un orifice débouchant qui est orienté selon un axe C qui s'étend dans le plan défini par les axes A et B et qui est incliné par rapport à l'axe B. L'insert 12 est apte à être inséré dans le logement 9 puis guidé selon l'axe C afin d'atteindre dans un premier temps la position partiellement insérée, représentée sur les figures 4 et 5, puis, dans un second temps, la position de fonctionnement, illustrée sur la figure 6.

La calotte sphérique qui est définie par la cavité 14 de la cage 13 est coaxial à l'axe C. Ainsi, le logement 9 étant incliné par rapport à l'axe B, la direction de hauteur de la calotte sphérique est, par conséquent, également inclinée par rapport à l'axe B. L'axe C est inclinée par rapport à l'axe B d'un angle inférieur à 20°, plus particulièrement inférieur à 15 ° et de préférence compris entre 2 et 5°. L'axe C est orienté de telle sorte que, selon un sens dirigé de l'ouverture 16 de la cage 13 vers le fond 15 de la cage 13, l'axe C se rapproche de l'extrémité avant de la tige de commande 7. Grâce à un tel agencement, lorsque le conducteur appuie sur la pédale 2 et que la tête sphérique 10 exerce, sur la cage 13, un effort qui est orienté selon l'axe A et dirigé vers l'extrémité avant de la tige de commande 7, ledit effort conduit à pousser la tête sphérique 10 contre le fond 15 de la cage 13. Ceci permet d'exclure le risque que la tête sphérique 10 ne se dégage de la cage 13 lorsque l'utilisateur exerce un effort important sur la pédale 2.

Par ailleurs, l'insert 12 et le logement 9 présentent des formes complémentaires qui empêchent la rotation de l'insert 12 autour de l'axe C, à l'intérieur du logement 9. La complémentarité de forme entre le logement 9 et l'insert 12 est assurée par des nervures 20, représentées sur la figure 5, qui font saillie de l'insert 12 radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe C et sont guidées dans des rainures 21 de forme complémentaire, représentées notamment sur la figure 3, ménagées dans la paroi du logement 9. Les nervures 20 sont chacune agencées pour coulisser dans l'une des rainures 21 lors de la mise en place de l'insert 12 dans le logement 9 et lors du mouvement de l'insert 12 entre sa position partiellement insérée et sa position finale de fonctionnement.

Par ailleurs, l'insert 12 comporte des pattes d'assemblage 22 destinées à assurer la fixation de l'insert 12 dans le logement 9, dans l'une et l'autre de ses deux positions. Pour ce faire, la paroi du logement 9 comporte un anneau 23 faisant saillie vers l'intérieur du logement 9. Par ailleurs, l'anneau 23 présente une surface intérieure de forme tronconique formant une rampe apte à coopérer avec l'extrémité libre des pattes d'assemblage 22 afin de déformer les pattes d'assemblages 22 vers l'intérieur lorsque l'insert 12 est déplacé en direction de sa position partiellement insérée et de sa position de fonctionnement.

En outre, comme représenté par exemple sur la figure 5, l'extrémité libre de chacune des pattes d'assemblage 22 comporte un organe d'encliquetage provisoire 24. Chaque organe d'encliquetage provisoire 24 fait saillie radialement vers l'extérieur de l'insert et est apte à coopérer avec l'anneau 23, lorsque l'insert 12 est dans la position partiellement insérée, afin d'empêcher que l'insert 12 ne soit retiré du logement 9.

En outre, comme représenté sur la figure 6, l'extrémité libre des pattes d'assemblage 22 comporte une forme de crochet et est apte à coopérer avec l'anneau 23, lorsque l'insert 12 est dans la position de fonctionnement, c'est-à-dire intégralement inséré, afin d'empêcher que l'insert 12 ne se déplace en direction de la position partiellement insérée. Pour plus de renseignement quant à la structure de la cage et du logement, on pourra notamment se référer au document FR3026449.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

En particulier, si dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la cage est ménagée dans un insert apte à être monté dans le logement de la tige de commande, la cage peut également selon d'autres modes de réalisation, non illustrés, être formées directement dans le corps de la tige de commande.

L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.

Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.