Brevet FR2588052A1 — publié le 19870403

i L'invention concerne d'une manière générale les paliers de butée du type pour débrayage, et plus parti- culièrement une butée de débrayage qui tolère et s'adapte à un léger défaut d'alignement en rotation entre elle et les doigts d'embrayage associés. Les butées de débrayage d'automobilessont couramment utilisées en tant qu'éléments de transmission de force entre le levier d'une pédale d'embrayage actionnée au pied et les doigts de débrayage. La production en grande quantité et à une qualité élevée d'embrayages d'automobiles, de butées d'embrayage et de pièces associées exige que les pièces soient assemblées à un coût minimal et soient conçues et agencées pour tolérer de légers défauts d'ali- gnement entre elles. Ces défauts d'alignement peuvent naître de variations minimes des dimensions et des formes des pièces, quand bien même chaque pièce pourrait respecter des tolérances de fabrication. Des défauts d'alignement peuvent également résulter des rigueurs des forces importantes de manoeuvre et de longues périodes d'utilisation auxquelles les pièces sont soumises. A titre d'exemple, des ensembles à butée de débrayage sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 3 909 086 et N0 4 046 436. - La butée selon l'invention est conçue pour être utilisée avec un embrayage tournant constamment, une légère précharge étant exercée sur la butée par rapport aux embrayages adjacents, de manière que la butée tourne avec les doigts d'embrayage lorsque le moteur de l'automo- bile associé tourne. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée de l'ensemble à butée selon l'invention; et - la figure 2 est une coupe axiale partielle de la butée selon l'invention et de pièces associées dans un état simple et installé. Comme représenté sur le dessin, la butée perfectionnée 10 d'embrayage selon l'invention est conçue pour être montée sur un manchon cylindrique 12 de support dans une position permettant son enclenchement avec plusieurs doigts d'embrayage 14, normalement en rotation, faisant partie du mécanisme de l'embrayage, lesquels doigts d'embrayage tournent autour d'un axe ou d'une ligne centrale A de rota- tion (figure 2). Le manchon allongé 12 de support, qui peut être déplacé axialement sur un arbre (non représenté),définit une ligne ou un axe central B. Il convient de noter qu'à titre illustratif, l'axe A de rotation ne coincide pas avec l'axe B du manchon 12 de support, ceci afin de montrer le léger défaut de coincidence des axes qui peut apparaître en cours d'utilisation ou au montage. ___15 -L'ensemble à butée 10 comprend fondamentalement une bague 20 de butée de section transversale globalement en L comportant une collerette frontale 21 destinée à entrer en contact avec les doigts de l'embrayage afin de recevoir une charge agissant dans un premier sens X comme indiqué par la flèche sur la figure 2. Il convient de noter que le manchon 12 de support est monté sur un arbre (non représenté) et, par conséquent, sous l'effet de l'enfoncement de la pédale d'embrayage, le manchon 12 est déplacé axialement dans un second sens Y pour amener à force la butée 10 en contact 2-avec-les --doigts 14 d'embrayage afin de vaindre la force X appliquée à la butée 10 par les doigts 14 d'embrayage. Toujours en référence à la figure 2, la bague frontale 20 de butée est fixée à une bague conique 22; dans ce cas, la bague frontale 20 de butée est fixée à la bague conique 22 par un emmanchement à force. Ainsi, la bague frontale 20 tourne avec la bague conique 22 lorsque cette bague 20 est en contact avec les doigts 14 d'embrayage en rotation. L'enclenchement entre les doigts et la face de butée cons- titue un état habituel; il est prévu que les doigts portent contre la face de butée sous une légère charge orientée dans le sens Y afin que la face de butée et d'autres pièces de la butée tournent avec les doigts 14 d'embrayage lorsque l'embrayage est en rotation. Il convient de noter que la bague frontale 20 de butée est écartée du manchon 12 de support d'une distance radiale IR1 afin de ne pas le toucher. Plusieurs éléments de butée, dans ce cas des billes 26 de palier, sont dimensionneset conçuespour parcourir une piste annulaire 28 formée dans la bague conique 22. Les billes de palier sont portées par une bague 30 formant à la fois un support et une entretoise qui main- tient les billes 26 espacées régulièrement les unes des autres. Cette piste 28 est configurée de façon à établir avec les billes 26 un contact lisse et suivant une courbe. Comme montré en particulier sur la figure 2, ce contact s'étend d'un point K situé radialement à l'extérieur de la ligne centrale axiale C de chaque bille 26 jusqu'à un point L situé axialement au-delà de la ligne centrale radiale C de cette même bille 26. Le chevauchement ou l'étendue des surfaces de contact et des lignes centrales est de l'ordre de 0,76 mm. Ce contact au-delà du centre permet à la b utée de supporter dans la direction radiale des forces qui ten- draient à séparer les organes de la butée comme décrit plus complètement ci-après. L'ensemble à butée 10 comprend en outre, fonda- mentalement, une bague 34 en coupelle disposée de façon à porter contre les billes 26 sensiblement en opposition à la bague conique 22. La bague 34 en coupelle présente une surface 34 de roulement destinée à établir un contact avec les billes 26 et s'étendant d'un point M, situé axialement au-delà de la ligne centrale radiale D de la bille 26, jusqu'à un point N situé radialement à l'intérieur de la ligne centrale axiale C de cette bille 26. Il est rappelé que la surface 28 de la bague conique chevauche également les lignes centrale et axiale D et C. Par conséquent, les billes 26 de palier sont soumises à une action de support et de retenue dans les deux directions axiale et radiale, ce qui est important pour accepter et traiter les charges axiales agissant dans les sens X et Y et celles s'exerçant dans la direction radiale pendant que la butée tourne à grande vitesse. Plus particulièrement, lorsque la butée est en rotation, des forces centrifuges sont engendrées et tendent à déplacer les billes de roulement 26 radialement vers l'extérieur, ce qui tend par suite à séparer les bagues 22 et 24. Si cela se produit, les zones de contact entre les lignes 26 et les surfaces 28 et 35 des bagues changent, ce qui peut conduire à une usure excessive et à une défaillance précoce de la butée. Dans la présente conception, le chevauchement de l'axe radial D sur au moins 0,76 mm par les deux bagues 22 et 34 élimine toute tendance des billes à se déplacer vers l'extérieur et permet l'appli- cation d'une charge radiale. Outre la surface 35 de la bague 34 en coupelle, il convient de noter que la bague 34 comporte également une partie annulaire 37 s'étendant radialement vers l'intérieur, qui s'étend bien au-delà du point N qui se trouve radiale- ment le plus à l'intérieur de la surface 35 de la bague. Cette partie annulaire 37 présente une surface annulaire 42 tournée axialement vers l'extérieur contre laquelle s'applique une surface correspondante 40 du bâti de la butée, comme décrit plus en détail ci-après. Une ligne centrale F du contact bille de butée/ cage, est montrée sur la figure 2. A cet égard, on voit que cette ligne centrale F de contact forme un angle aigu avec la ligne centrale axiale C des billes. Cette ligne centrale F de contact forme donc un angle avec les directions X et Y des forces de poussée, de sorte qu'un contact angulaire est établi entre les bagues respectives 22 et 34 et les billes 26. Une coque ou un bâti 36 de butée est disposé autour des bagues 22 et 34 et sert à maintenir assemblés les 2588052Z éléments de la butée 10. Le bâti 36 est monté sur le manchon de support par emmanchement par force. Pour exclure les salissures ou autre corps étrangers et pour établir un joint du type à labyrinthe pour le lubrifiant interne, la bâti 36 comprend une coupelle 38 qui est emmanchée à force dans le bâti principal 36 afin de former une zone sensiblement fermée dans le bâti pour la butée, sans contact avec aucune des autres pièces de la butée, comme illustré sur la figure 2. La coupelle ou bride 38 s'étend entre la face 20 de poussée et la bague conique 22 afin de définir des passages de joint à labyrinthe. La butée 10 est conçue de manière que les divers éléments internes et tournants, à savoir la face 20 de butée, la bague conique 22, les billes 26 de roulement et la bague 34 en coupelle, puissent tolérer de légers défauts d'alignement entre leur axe normal B et l'axe de rotation A des doigts de l'embrayage, ces derniers étant fixes. A cet effet, les éléments mentionnés ci-dessus peuvent flotter librement dans la direction radiale à l'intérieur du bâti 36. Plus particulièrement, lorsque les doigts tournants 14 d'embrayage sont appliqués contre la face de poussée 20, les doigts et cette face de poussée établissent un contact de frottement qui a pour effet de faire tourner ensemble les doigts 14 et la bague 20 de poussée. Sous les forces de rotation produites, la bague 20 de poussée tend à se déplacer légèrement radialement vers le haut, comme montré sur la figure 2, afin d'ajuster sa position sur l'axe de rotation A des doigts 14. Etant donné que la bague conique 22 est fixée à la plaque 20 de poussée par emmanchement à force, la bague conique 22 tend également à ajuster sa position radiale et à tourner sur l'axe A. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, ce mouvement oblige également les billes 26 de palier et la bague d'entretoise associée 30 à se déplacer vers le haut le long de la bague en coupelle 34, toutes ces pièces prenant alors une orientation axiale en se position- nant par rapport à l'axe A. Le bâti 36 est emmanché à force sur le manchon 12 de support et reste en alignement centré sur l'axe B. Pour permettre ce mouvement radial de flottement et d'ajustement de la bague 34 en coupelle par rapport au bâti 36, ce dernier et la bague adjacente 34 en coupelle présentent des surfaces adjacentes 40 et 42 de butée, sensiblement plates, qui sont orientées parallèlement entre elles et perpendiculairement aux axes A et B. On a découvert qu'en formant et en agençant ainsi ces surfaces 40 et 42, on s'oppose à un mouvement angulaire ou à une rotation entre les surfaces tout en permettant à la bague en coupelle de se déplacer librement,transversalement à l'axe B. Un mouve- ment dans le sens de la séparation de la bague 34 en cou- pelle par rapport aux billes 26 est également minimisé ou supprimé et l'usure et le bruit de fonctionnement internes de l'ensemble à butée sont réduits de façon correspondante. Pour tolérer et s'adapter au mouvement, décrit ci-dessus, des organes de la butée 10, il faut prendre en compte certains facteurs dimensionnels. En référence à la figure 2, il convient de noter qu'un espacement ou jeu annulaire OR entre le diamètre extérieur de la bague conique 34 et la coque ou le bâti 36 est prévu. En outre, des jeux annulaires sont prévus entre le bord intérieur 50 de la bague 34 en coupelle et le manchon 12 de support, et entre le diamètre intérieur de la bague 20 de poussée et le manchon 12 de support; ces jeux sont désignés IR2 et IR1, respectivement. On peut donc voir que, par rapport à l'ensemble 10 à butée, seul le bâti ou la coque 36 est fixé au manchon 12 de support, les autres éléments de butée 10, à savoir l'élément 20 de poussée, les bagues 22 et 24 et les billes 26 de palier étant libres de flotter tranver- salement à l'axe B pour ajuster leurspositions relatives afin qu'elles coincident avec l'axe de rotation A des doigts 14 d'embrayage. Il est avantageux que chacun des jeux OR, IR1 et IR2 soit de l'ordre d'au moins 1 mm. Sur les dessins, ces jeux sont représentés de façon exagérée pour plus de clarté. On peut également apprécier que le plus petit de ces trois jeux détermine le degré d'ajustement possible dans la butée. On a donc décrit une butée de débrayage conçue de façon à tolérer des charges radiales et axiales, tout en permettant un ajustement pour rattraper un léger défaut d'alignement par rapport aux doigts d'embrayage ou aux actionneurs. Il va de soi-que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la butée de débrayage décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Ensemble à butée de débrayage utilisé avec un manchon de support qui définit un premier axe, l'ensemble à butée étant conçu pour être amené en prise avec les doigts rotatifs d'un embrayage, ou d'autres éléments analogues d'un mécanisme d'embrayage, les doigts d'embrayage tournent autour d'un second axe qui peut ne pas coïncider avec le premier axe, les organes en rotation de l'ensemble à butée étant conçus pour ajuster leur orientation en rotation afin qu'elle coincide avec le second axe de rotation des doigts d'embrayage, l'ensemble à butée comprenant un élément annu- laire à face de poussée destiné à porter contre les doigts d'embrayage et comprenant une bague conique annulaire, une bague annulaire en coupelle pouvant tourner par rapport à la bague conique, plusieurs organes d'appui disposés entre les bagues, un bâti annulaire adjacent à la bague en coupelle et conçu pour être monté sur un manchon cylindrique de support de façon à entourer lesdits éléments, l'ensemble à butée étant caractérisé en ce que la bague (34) en coupelle présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du bâti (36)- en ce que l'élément (201 à face de poussée et la bague (34) en coupelle ont chacun un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur du manchon 12 de support sur lequel l'ensemble (10) à butée est monté, et en ce que la bague (34) en coupelle et le bati (36> peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre de manière que l'élément (20) à face de poussée, la bague conique (28) et la bague (34) en coupelle flottent librement dans une direction radiale et ajustent ainsi leuiz positions respectives sur l'axe de rotation (A) des doigts (14) d'embrayage qui sont en contact avec ledit élément (20) à face de poussée. 2. Ensemble à butée selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il comprend un manchon cylin- drique (12) de support, l'élément (20) à face de poussée aboutissant à une position espacée radialement du manchon (12) de support d'une première dimension radiale intérieure (IR1), et la bague (34) en coupelle aboutissant àune position espacée radialement du bâti (36), qui s'étend au-dessus d'elle, d'une dimension radiale extérieure (OR) afin de permettre une action de flottement audit élément à face de poussée sans détérioration des pièces adjacentes de la butée. 3. Ensemble à butée selon la revendication 2, caractérisé en outre en ce que la bague (34) en coupelle aboutit à une position espacée radialement d'un manchon (12) de support d'une seconde dimension radiale intérieure (IR2) afin de permettre une action de flottement dudit élément à face de poussée. 4. Ensemble à butée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bâti (36) et la bague (34) en coupelle présentent des surfaces adjacentes (40 et 42) en contact qui sont sensiblement plates et orientées parallèlement entre elles afin de s'opposer à un mouvement angulaire ou de rotation entre lesdites surfaces et lesdits éléments. 5. Ensemble à butée selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague conique est constituée par un élément rapporté (22) emmanché à force dans l'élément (20) à face de poussée. 6. Ensemble à butée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon (12) de support sur lequel le bâti (36) est emmanché à force. 7. Ensemble à butée selon la revendication 4, caractérisé en ce que les surfaces (40 et 42) du bâti et de la bague en coupelle sont également orientées à peu près perpendiculairement à l'axe de rotation (B) du manchon cylindrique (12) de support. 8. Ensemble à butée selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'appui (26) comprennent des billes sphériques établissant des contacts surface contre surface avec la bague en coupelle et la bague conique, ce contact surface contre surface s'étendant d'un point (M) situé axialement au-delà de la ligne centrale radiale (D) de la bille d'appui jusqu'à un point (N) situé radialement vers l'intérieur de la ligne centrale axiale (C) de la bille d'appui (26) afin de minimiser la séparation entre la bille et les bagues et, par conséquent, l'usure et le bruit.