Brevet FR2568337A1 — publié le 19860131

La présente invention concerne une pièce annulaire, élastique, bombée et de conicitée variable, servant d'élément de manoeuvre d'un embrayage à friction en particulier. De telles pièces bombées peuvent être réalisées de façon à produire l'effort de fermeture de l'embrayage à friction, nécessaire pour la transmission du couple requis, mais conviennent aussi de façon particulièrement avantageuse comme leviers pour la transmission d'efforts de fermeture à des embrayages, du type utilisé dans des transmissions automatiques par exemple. Dans de tels embrayages, l'effort de fermeture est souvent exercé par un piston actionné hydrauliquement par exemple, puis amplifié par un multiplicateur à leviers. La demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le nO 3 024 196 propose par exemple dans ce but des leviers annulaires comportant des barreaux équirépartis suivant la circonférence et réunis par un matériau élastique caoutchouteux. La production de tels leviers annulaires est très complexe et ils sont par suite très coûteux, car constitués par plusieurs éléments et divers matériaux. La demande précitée propose en outre de produire le levier annulaire à partir d'un fil façonné pour former un anneau replié en méandres. Une telle forme de réalisation pose toutefois d'importants problèmes de stabilité dimensionnelle, c'est-à-dire de respect des tolérances, car l'anneau en fil doit être façonné à partir d'un fil d'acier à ressort qui, après le pliage, présente une recouvrance difficile à maîtriser lors d'une fabrication en grande série. L'invention a pour objet une pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable, pouvant être produite d'une facon particulièrement simple, rationnelle et économique, se prêtant particulièrement bien à la manoeuvre d'embrayages à friction incorporés dans des-transmissions automatiques de véhicule, tels que des embrayages à disques multiples, présentant une grande durée de vie et permettant un meilleur rendement global de l'embrayage à friction. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la zone annulaire d'une pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable du type précité est constituée par une alternance de bou cles au moins sensiblement radiales et de secteurs du type levier, au moins sensiblement radiaux, reliés entre eux. Une telle pièce peut avantageusement être découpée dans un matériau en bande, sous forme d'une unité annulaire fermée. Chaque boucle est utilement suivie d'un levier et il est avantageux que les leviers et les boucles s'étendent au moins sensiblement sur la même zone radiale. Pour de nombreuses applications, il est utile que les têtes de boucle se trouvent radialement à l'extérieur et que les pieds de boucle soient reliés aux leviers radialement à l'intérieur. Pour d'autres applications, il-convient que les têtes de boucle se trouvent radialement à l'intérieur et les pieds de boucle se raccordent aux leviers radialement à l'extérieur. Pour certaines applications, il est avantageux que la longueur radiale des boucles soit inférieure à celle des leviers, c'est-à-dire que les zones extérieures des boucles sont reculées par rapport aux zones extérieures des leviers dans le cas de boucles reliées aux leviers radialement à l'intérieur. Les boucles et/ou leviers peuvent avantageusement être symétriques par rapport à une droite passant par le centre de la pièce annulaire. L'avantage d'un élément de manoeuvre selon l'invention réside dans le fait que les fonctions d'élasticité et de transmissibilité axiale d'un effort sont séparées par répartition sur diverses zones de l'élément de manoeuvre. Les leviers transmettant l'effort de manoeuvre et les boucles élastiques reliant lesdits leviers peuvent ainsi être réalisés d'une façon optimale pour leur fonction.Cette possibilité est particulièrement avantageuse lors de l'emploi d'une telle pièce annulaire pour la manoeuvre d'embrayages à friction présents dans des transmissions automatiques de véhicule, tels que des embrayages à disques multiples qui, pour la transmission d'un couple, sont fermés par un piston de manoeuvre hydraulique ou pneumatique attaquant une pièce annulaire, car les bras de levier de la pièce annulaire peuvent être mis hors service comme suit : leur zone radiale extérieure prend appui sur une pièce solidaire axialement du carter de la boîte, leur zone intérieure radiale est chargée par le piston de manoeuvre et une zone intermédiaire charge un plateau de pression de l'embrayage ou une bague de butée mobile axialement.Les bras de levier de la pièce annulaire selon l'invention peuvent ainsi transmettre directement les efforts au plateau de pression ou à la bague de butée de l'embrayage. Une réalisation des bras de levier avec une rigidité appropriée permet donc d'éviter une perte de manoeuvre par fléchissement desdits bras et une diminution du rendement d'un embrayage à friction équipé d'une telle pièce annulaire. Les boucles reliant les bras de levier sont utilement disposées et dimensionnées de façon à pouvoir rappeler le piston de manoeuvre pendant l'ouverture de l'embrayage à friction par baisse de la pression du fluide de manoeuvre. L'effort nécessaire pour rappel du piston de manoeuvre étant relativement faible par rapport à l'effort nécessaire à la production du couple à transmettre par l'embrayage, une réalisation optimale de la pièce annulaire élastique selon l'invention est possible par rapport aux contraintes, de sorte que sa durée de vie est notablement augmentée. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention,- les leviers et les boucles - vus suivant la circonférence - se situent à des niveaux différents, au moins dans l'état de repos du ressort Belleville ou de la pièce annulaire bombée.Ce résultat est par exemple obtenu à l'aide d'un angle dtinclinaison différent des boucles et des leviers, c'est-à-dire d'une conicité différente. Cette disposition permet d'assurer que les têtes des boucles ne reposent pas sur les zones d'appui des leviers sur l'embrayage, de sorte que les boucles peuvent se déformer librement sans aucune contrainte additionnelle. Afin d'obtenir des leviers particulièrement rigides et d'augmenter ainsi encore le rendement d'un élément de manoeuvre selon l'invention, il est particulièrement avantageux que les leviers ou les zones de levier présentent suivant leur longueur une nervure au moins sensiblement radiale. Une pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable selon l'invention est utilisable d'une façon particulièrement avantageuse dans un embrayage, comme précédemment indiqué. Les zones radiales extérieures- des leviers sont utilement montées en pivote ment sur un carter, entre deux appuis de roulement, les zones radiales intérieures des leviers sont chargées par un élément de manoeuvre, tel qu'un piston en particulier, et les leviers chargent le plateau de pression de l'embrayage par une zone intermédiaire, les boucles étant avantageusement reculées axialement par rapport aux zones des leviers chargeant le plateau de pression de l'embrayage, de façon à ne pratiquement jamais s'appliquer sur ledit plateau, même pendant la variation de conicité de la pièce élastique. Dans le cas d'un embrayage équipé d'une pièce bombée selon l'invention, il convient en outre que les zones radiales extérieures des leviers soient montées en pivotement sur un carter, entre deux appuis de roulement; il est alors particulièrement avantageux que pendant toutes les phases de variation de la conicité, les boucles ne viennent pratiquement pas en contact avec d'autres pièces, et notamment les appuis de roulement, c'est-à-dire que les boucles ne reposent pas par action de force sur les appuis de roulement et ne participent donc pas à la fonction des leviers. Il est ainsi assuré que les boucles peuvent se déformer librement et que la déformation des boucles pendant la variation de conicité de la pièce bombée n est pas affectée, de sorte qu'aucune contrainte additionnelle n'est produite dans les boucles. Pour éviter un contact des boucles avec les appuis de roulement, il est particulièrement avantageux que l'épaisseur des zones des boucles s'étendant entre les appuis de roulement soit inférieure à l'écartement de ces derniers et que la pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable soit réalisée de façon que les boucles occupent une position intermédiaire entre les appuis de roulement, c'est-à-dire qu'il existe un écartement même faible entre les boucles et les appuis de roulement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé sur lequel la figure 1 est le plan partiel d'une pièce annulaire selon l'invention; et la figure 2 est une coupe à plus grande échelle suivant l'axe II de la figure 1. La pièce 1 annulaire, élastique, bombée et de conicité variable représentée sur les figures comporte des leviers 2 et des boucles 3 reliant ces derniers. Comme le montre la figure 1, les leviers 2 et les boucles 3 sont disposés alternativement suivant la circonférence, de sorte qu'une boucle 3 se trouve toujours entre deux leviers 2 et inversement. Les boucles 3 présentent deux branches 3a, 3b qui sont sensiblement radiales et dont les extrémités radiales extérieures sont reliées par une tête 3c de boucle. Les extrémités radiales intérieures des branches 3a, 3b des boucles 3 sont reliées aux leviers 2 voisins par une zone cintrée ou courbée 4a, 4b. Les boucles 3 sont réalisées de façon que les branches 3a, 3b soient séparées par une fente 5, qui débouche radialement à l'intérieur dans une ouverture centrale 6 et radialement à l'extérieur dans une ouverture 7 formée par la tête 3c.Entre les divers leviers 2 et les boucles 3 se trouvent également des fentes 8, 9, dont la forme est définie par le contour extérieur de la pièce bombée ou le contour des leviers et des boucles. Comme le montre en outre la figure 1, les leviers 2 comportent un secteur radial extérieur 2a, sensiblement rectangulaire, et un secteur 2b, situé plus à l'intérieur radialement, se rétrécissant en forme de coin vers l'intérieur et relié aux boucles 3 par les zones cintrées 4a, 4b. Des nervures 10 sont estampées pour raidir les leviers 2 suivant leur longueur ou radialement, mais ne s'étendent que sur une partie de la longueur radiale des leviers 2. Les nervures 10 se terminent radialement à l'intérieur du contour extérieur des leviers 2. Comme le montre la figure 2, les leviers 2 et les boucles 3 présentent une variation de niveau différente suivant le sens axial et - vus -suivant la circonférence, se situent à un niveau axial différent. Dans l'exemple de réalisation représenté, les boucles 3 sont plus plates que les leviers 2 par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe 11. En d'autres termes, l'angle d'inclinaison des boucles 3 est inférieur à celui des leviers 2. La figure 2 illustre en outre l'action de la pièce 1 pour la manoeuvre d'un embrayage à friction. Par les leviers 2, elle prend radialement à l'extérieur appui en pivotement sur un carter 12 et un piston de manoeuvre 13, agissant sur les leviers 2, la retourne radialement à l'intérieur suivant le diamètre 12a. Une zone radiale intermédiaire 14 des leviers 2 charge alors un plateau de pression 15 d'embrayage. Les boucles 3 sont reculées axialement par rapport aux zones 14 des leviers 2 chargeant le plateau de pression 15, de sorte qu'elles ne s'appliquent pas sur ce dernier et peuvent donc se déformer librement mime pendant la variation de conicité de la pièce élastique 1, c'est-à-dire pendant le retournement de ladite pièce. Le montage en pivotement de la pièce élastique 1 sur le carter 12 est obtenu comne suit : les extrémités extérieures des leviers 2 sont fixées axialement entre deux appuis de roulement 16, 17 solidaires- du carter 12. L'écartement des appuis de roulement 16, 17 est supérieur à l'épaisseur des boucles 3, de sorte que ces dernieres ne sont pas serrées entre lesdits appuis, mais peuvent simplement venir en contact avec un tel appui.La pièce élastique est toutefois réalisée normalement de façon que les boucles 3 occupent toujours, c'est-àdire meme pendant la variation de conicité de la pièce, une position intermédiaire entre les deux appuis de roulement 16, 17, ce qui permet d'assurer que les boucles ne viennent en contact avec aucun d'eux. Cela est également avantageux pour la pièce élastique, car la déformation des boucles 3 produite pendant la variation de conicité de ladite pièce 1 n'est pas affectée et par suite aucune contrainte supplémentaire n' apparaît dans ces boucles élastiques. Pour obtenir ce résultat, la pièce bombée 1 peut toutefois être réalisée aussi de façon que les boucles 3 se terminent radialement avant les appuis 16, 17, c'est-à-dire soient plus courtes que les leviers 2. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'thonine de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable, servant d'élément de manoeuvre d'un embrayage à friction en particulier, et caractérisée en ce que la zone annulaire est constituée par une alternance de boucles (3) au moins sensiblement radiales et de secteurs (2) du type levier, au moins sensiblement radiaux, reliés entre eux. 2. Pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable, selon revendication 1, caractérisée en ce que chaque boucle (3) est suivie d'un levier (2). 3. Pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable selon revendication 1, caractérisée en ce que les boucles (3) présentent des têtes (3c) radialement à l'extérieur et sont reliées aux secteurs (2) du type levier radialement à l'intérieur (en 4a, 4b). 4. Pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable, selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les boucles présentent des têtes radiales intérieures et sont reliées aux tronçons du type levier radialement à l'extérieur. 5. Pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les tronçons (2) du type levier et les boucles (3) - vus suivant la circonférence, se situent à des niveaux différents, au moins dans l'état de repos de la pièce (1). 6. Pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable suivant une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les secteurs (2) du type levier présentent une nervure (10) suivant leur longueur. 7. Pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les secteurs (2) du type levier présentent au moins une nervure (10) au moins sensiblement radiale. 8. Pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la longueur radiale des boucles (3) est inférieure à celle des leviers (2). 9. Pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce queles zones extérieures des boucles (3c) sont reculées radialement par rapport aux zones extérieures (2a) des leviers. 10. Embrayage à friction comportant une pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable selon une quelconque des revendications 1 à 9, les zones radiales extérieures des leviers étant montées en pivotement sur un carter, entre deux appuis de roulement, les zones radiales intérieures des leviers sont chargées par un élément de manoeuvre, tel qu'un piston en particulier, et les leviers chargeant par une zone intermédiaire le plateau de pression de l'embrayage, ledit embrayage étant caractérisé en ce que les boucles (3) sont reculées axialement par rapport aux zones (14) des leviers (2) chargeant le plateau de pression (15) de l'embrayage, de sorte qu'elles ne s'appliquent pas sur le plateau de pression même pendant la variation de conicité de la pièce élastique. 11. Embrayage à friction comportant une pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable selon une quelconque des revendications 1 à 9, les zones radiales extérieures- des leviers étant montées en pivotement sur un carter, entre deux appuis de roulement, ledit embrayage étant caractérisé en ce que les boucles (3) ne viennent pratiquement pas en contact avec d'autres pièces, et en particulier les appuis de roulement, pendant toutes les phases de variation de la conicité. 12. Embrayage à friction selon une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que l'épaisseur des zones des boucles (3) s'étendant entre les appuis de roulement (16, 17) est inférieure à l'écartement de ces derniers et la pièce annulaire, élastique, bombée et de conicité variable (1) est réalisée de façon que les boucles occupent une position intermédiaire entre les appuis de roulement.