Brevet FR2134483A1 — publié le 19721208

La présente invention concerne la fabrication de pièces polaires ou rotors, tels que ceux qui équipent les embrayages et les freins électromagnétiques à friction, et elle concerne plus particulièrement la fabrication de pièces polaires 5 à partir d'ébauches embouties. Les procédés anciens de fabrication de pièces polaires ont consisté à utiliser des pièces coulées ou forgées qui étaient usinées jusqu'à ce qu'elles correspondent à des spécifications finales. De tels procédés n'ont pas donné entièrement 10 satisfaction car des pièces coulées ou forgées sont coûteuses et encombrantes et l'usinage qu'elles nécessitent est à la fois compliqué et très coûteux. Un inconvénient supplémentaire résidait dans l'usinage compliqué et/ou l'utilisation de matières isolantes nécessaires pour isoler magnétiquement l'une de l'au-15 tre les pièces polaires intérieure et extérieure. Suivant la présente invention, les inconvénients des procédés anciens ont été supprimés au point que des pièces polaires peuvent être fabriquées d'une façon simple et peu coûteuse. Dans ce but, on utilise une ébauche emboutie peut coûteuse 20 qui a la forme d'un élément comportant un moyeu creux et central allongé axialement, dont une extrémité comporte un collet. Le collet comprend un élément allongé radialement vers l'extérieur et un élément allongé axialement situé à la partie extérieure de l'élément radial. L'élément axial du collet entoure le moyeu à 25 une position relative espacée concentriquement, de manière à former entre eux une cavité annulaire ayant, en section droite, la forme d'un U. Des doigts sont formés ensuite et sont réunis non magnétiquement, entre les branches de l'U, enofes points qui sont distants axialement de la base de celui-ci. La base de l'U ou 30 la partie orientée radialement du collet est alors supprimée de manière qu'il ne reste que deux éléments creux et concentriques à savoir le moyeu ou élément intérieur, et la partie axiale du collet ou élément extérieur. Les deux éléments sont fixés rigidement et isolés magnétiquement par les doigts„ Ils forment entre 35 eux une cavité annulaire en forme de U. La cavité annulaire est garnie, ensuite, d'une matière de friction afin d'achever la fabrication de la pièce polaire ou du rotor . Une opération supplémentaire peut consister a canneler le moyeu ou à y former une rainure de clavette. 40 En conséquence, la présente invention concerne 72 14616 2 2134483 un nouveau procédé peu coûteux de fabrication de pièces polaires. Elle concerne un procédé de fabrication de pièces polaires à partir d'ébauches embouties. A titre d'exemples, on a décrit ci-après et re-5 présenté au dessin annexé plusieurs modes d'exécution du procédé selon l'invention. La figure 1 est une vue en coupe d'une pièce polaire et de l'environnement dans laquelle elle fonctionne. La figure 2 est une vue en plan de l'ébauche es-10 tampée ou emboutie. La figure 3 est une coupe de l'élément formé à partir de l'ébauche. - La figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 4B, représentant la formation des doigtsv 15 La figure 4A est une vue en plan d'une variante du procédé de formation des doigts. de la pièce réalisée à l'aide du procédé et dans laquelle l'élément intérieur est cannelé. procédé de la présente invention est représentée dans un environ-30 neraent de fonctionnement tel qu'un accouplement électromagnétique à friction, par exemple un embrayage 10, sur la figure 1. Il va de soi que les pièces polaires produites à l'aide de la présente invention peuvent également être utilisées dans d'autres éléments d'accouplement, des freins, etc. L'embrayage 10 comprend des ar-35 bres rotatifs 12 et 14 alignés axialement dont l'un est l'arbre d'entrée moteur ou menant, et l'autre l'arbre de sortie moteur ou mené. Une plaque armature 16 montée par des cannelures sur l'arbre 12 peut se déplacer axialement par rapport à celui-ci. Une pièce polaire 18 fixée à l'arbre 14 est alignée radialement 40 et espacée axialement de la plaque armature 16. La pièce polaire 25 La figure 8 est une vue en plan d'une variante La pièce polaire ou rotor fabriqué suivant le 72 14616 2134483 18 porte une couronne annulaire en matériau de friction 20. Comme on le sait, lorsque la bobine 22 est excitée, un flux magnétique passant par le circuit indiqué en F attire la plaque armature 16 contre la matière de friction 20 de la pièce polaire 5 18 qui réalise ainsi une liaison d'entraînement par friction entre les arbres 12 et 14. Comme on le sait également, un doigt 24 qui supporte la partie axiale externe 26 sur la partie axiale interne 28 de la pièce polaire 18 ne doit pas être magnétiquement conducteur afin d'éviter des courts-circuits magnétiques 10 dans le circuit F du flux. Le carter 30 de l'embrayage peut être monté sur une machine, etc. Le carter 30 comprend également des paliers de support appropriés non représentés, pour les arbres 12 et 14. Le procédé de fabrication de la pièce polaire 18 15 constitue la présente invention et sera décrit plus en détail ci-après. L'ébauche B de la figure 2 est une pièce emboutie en forme de disque, en tôle, qui peut être découpée sur de la tôle d'acier. L'ébauche B peut être en n'importe quelle tôle 20 brute appropriée au procédé de fabrication décrit ci-après et d'une épaisseur permettant sa mise en oeuvre, en fonction du diamètre de l'ébauche. Si l'ébauche B ou la tôle à partir de laquelle elle est produite ne présente pas initialement les caractéristiques de dureté et de grain nécessaires pour les pro-25 cédés de fabrication décrits, elle peut être traitée d'une façon appropriée par recuit, traitement thermique ou d'autres opérations qui peuvent être nécessaires pour lui donner les caractéristiques voulues. On donne ensuite à l'ébauche B la forme de l'élé-30 ment M qu'on voit sur la figure 3. L'élément M est formé par une opération d'emboutissage qui produit un moyeu axial creux et central 40 et un collet 50. Le collet 50 comprend une partie 52 orientée radialement vers l'extérieur et une partie orientée axialement 54 qui occupe une position relative concentrique et 35 espacée par rapport à la surface extérieure 42 du moyeu 40. La partie axiale 54 et le moyeu 4G délimitent entre eux une cavité annulaire 60 ayant sensiblement la forme d'un U. Le moyeu 40 et l'élément axial 54 du collet 50, qui deviendront plus tard les parties intérieure et extérieure 40 28 et 26, respectivement, qu'on voit sur les figures 1 et 7, 72 14616 4 2134483 sont réalisés a des dimensions appropriées permettant leur montage à l'intérieur de l'embrayage 10 et ne nécessitent qu'un usinage minimal ou nul. Plusieurs doigts 70, espacés circonférentielle-5 ment, sont alors poinçonnés sur les éléments 52 et 54 du collet, de manière â être orientés radialement vers le moyeu 40 depuis l'élément 54, comme on le voit sur les figures 4 et 4b. Les doigts sont éloignés axialement de l'élément radial 52 du collet. L'opération de poinçonnage peut s'effectuer en deux stades au 10 cours desquels des parties 72 de forme ovale de l'élément radial 52 sont découpées avant le poinçonnage des doigts 70. (Voir figure 4a). Cette opération permet d'assurer que les doigts 70 sont orientés vers le moyeu 40 mais ne touchent pas ce dernier. Comme on le verra plus loin, il est important que les doigts 70 15 ne touchent pas le moyeu 40 afin d'éviter de court-circuiter magnétiquement le circuit F du flux. Après découpe et enlèvement des parties de forme ovale 72, les doigts sont poinçonnés de manière à être disposés de la partie axiale 54 radialement vers l'intérieur, dans la direction du moyeu 40 (figures 4 et 4b). 20 Les doigts 70 sont alors réunis rigidement mais d'une façon non magnétique à la surface extérieure 42 du moyeu 40, chacun en un point éloigné axialement de l'élément radial 52 du collet, comme on le voit sur la figure 5. Le mode de jonction non magnétique représenté sur la figure 5 est une soudure non 25 magnétique 74. Cependant, d'autres procédés de jonction non magnétique peuvent être utilisés, par exemple la brasure, le collage par une résine époxy, etc. On supprime ensuite la partie supérieure R de la pièce polaire partiellement terminée qu'on voit sur la figure 30 6, au-dessus de la ligne R-R. La partie supérieure R comprend la totalité de l'élément radial 52 du collet et peut également comporter de petites parties du moyeu 40 et de l'élément axial 54. La partie supérieure R peut être supprimée par n'importe quel procédé classique, par exemple par usinage, meulage, estampage, 35 sciage, etc. La partie restante, c'est-à-dire l'élément P de la figure 6, comprend une partie centrale intérieure et creuse 28 -et la partie extérieure espacée et concentrique 26 qui est réunie d'une manière non magnétique à la partie intérieure 28 par les doigts 70 et les soudures non magnétiques 74. La partie intérieure 40 28, la partie extérieure 26 et les doigts 70 délimitent entre eux 72 14616 5 2134483 une cavité annulaire 80 ayant sensiblement la forme d'un U. Comme on le voit sur la figure 7, l'élément P est alors garni d'une couronne annulaire de matière de friction 20 qui s'ajuste dans la cavité 80. La couronne annulaire peut 5 être continue ou formée de segments. Elle est fixée sur les surfaces opposées de l'élément intérieur 28 et de l'élément extérieur 26, par une résine époxy, en 82 et 84. La couronne de friction 80 dépasse axialement la ligne R-R afin de venir en contact de frottement avec la plaque armature 16, comme on le voit sur la 10 figure 1. Comme on le voit sur la figure 8, une opération supplémentaire peut consister à brocher des cannelures 90 sur la surface interne du moyeu 40. Comme on l'a indiqué plus haut, une caracté-15 ristique essentielle de la pièce polaire ou rotor 18 est le fait que la partie axiale extérieure 16 et la partie axiale intérieure 28 sont isolées magnétiquement afin d'éviter des courts-circuits magnétiques F' du circuit F du flux. Le procédé selon l'invention permet la fabrication d'un rotor à partir d'une 20 pièce estampée ou emboutie peu coûteuse, qui isole magnétiquement le circuit du flux sans les modes opératoires compliqués d'usinage et/ou d'isolement que nécessitent les procédés antérieurs . Bien que le procédé de fabrication d'une pièce 25 polaire selon l'invention ait été représenté et décrit ici d'une fagon quelque peu détaillée, il va de soi, bien entendu, que la présente invention ne doit pas être considérée comme étant limitée par cette description, mais que toutes les modifications et variantes qu'on peut lui apporter entrent dans son cadre. 72 14616 6 2134483 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de pièces polaires, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une ébauche en forme de disque en tôle, à donner à cette ébauche la forme d'un élé- 5 ment comportant un moyeu creux centrai orienté axialement et un collet, le collet comportant un élément orienté radialement partant d'une extrémité du moyeu et un élément orienté axialement, concentrique au moyeu et espacé de celui-ci, à former plusieurs doigts espacés circonférentiellement, orientée radialement vers 10 Ie moyeu depuis l'élément axial du collet, lesdits- doigts étant éloignés axialement de l'élément radial du collet, à réunir d'une manière non magnétique les doigts au moyeu et à supprimer l'élément radial du collet afin de former une cavité annulaire ayant sensiblement la forme d'un U entre le moyeu et l'élément axial 15 du collet. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à mettre en place une couronne annulaire de matière de friction dans ladite cavité annulaire. 3. Procédé suivant la revendication 2, carac-20 térisé en ce qu'il consiste de plus à former des cannelures sur la surface intérieure du moyeu creux. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération consistant à réaliser une ébauche en forme de disque en tôle consiste à estamper l'ébauche sur une 25 tôle. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de formage des doigts circonféren-tiels consiste à supprimer une partie de l'élément radial du collet avant la formation des doigts afin d'assurer que ceux-ci 30 ne touchent pas le moyeu. 6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de jonction des doigts consiste à les souder au moyeu avec une soudure non magnétique. 7. Procédé suivant la revendication 1, carac-35 térisé en ce que l'opération de jonction des doigts consiste à les braser sur le moyeu. 8. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de jonction des doigts consiste à les coller sur le moyeu. 40 9. Procédé suivant la revendication 1, carac- 7 72 14616 2134483 térisé en ce que l'opération de suppression de l'élément radial du collet consiste à le supprimer par meulage. 10. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération consistant à supprimer l'élément 5 radiai du collet consiste à la séparer par découpage dudit élément radial. 11. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération consistant à supprimer l'élément radial du collet consiste à le séparer par sciage dudit élément. 10 12. Procédé suivant la revendication 1, carac térisé en ce que l'opération consistant à supprimer l'élément radial du collet consiste à l'usiner pour le séparer de l'élément. 13. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la mise en place de la matière de frottement 15 consiste à coller la couronne de frottement annulaire sur les surfaces opposées du moyeu et de l'élément axial du collet. 14, Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'opération de formation des cannelures sur le moyeu consiste à les brocher.