Brevet FR2590950A1 — publié le 19870605

"DIAPHRAGME-RESSORT POUR EMBRAYAGE DU TYPE TIRE" L'invention concerne un diaphragme-ressort pour em- brayage du type tiré, applicable notamment au domaine des véhicules automobiles, ce diaphragme-ressort compre- nant une zone périphérique de fixation, par laquelle il est apte à être rigidement fixé sur un composant de l'em- brayage, tel qu'un volant, une zone annulaire élastique se raccordant à la zone de fixation à l'intérieur de cette dernière, et des languettes élastiques rattachées à la zone élastique et s'étendant en direction radiale vers l'intérieur, les languettes radiales étant prévues pour coopérer avec un dispositif de débrayage exerçant sur celles-ci une force en direction axiale. Un diaphragme-ressort du type indiqué ci-dessus est décrit, par exemple, dans la demande de brevet allemand publiée N 3 017 563. Le but de la présente invention est de fournir un diaphragme-ressort de ce type, amélioré du point de vue de sa durée de vie et de sa caractéristique de ressort. A cet effet, le diaphragme-ressort selon l'invention présente, dans une partie s'étendant circonférentiellement à l'extérieur de la zone annulaire élastique, une réduc- tion d'épaisseur située sur le côté opposé à celui par lequel s'exerce l'action du dispositif de débrayage. En prévoyant ainsi une réduction de l'épaisseur de matière du diaphragmeressort, dans une partie située vers la périphérie et à l'opposé du côté o s'exerce l'action du dispositif de débrayage, on obtient que, sur le côté du diaphragme-ressort soumis à des contraintes de traction, les effets indésirables des contraintes ris- quant de conduire à une rupture peuvent être supprimés. Il s'est en outre avéré que, grâce à la réduction d'épais- seur réalisée dans une partie située à l'extérieur de la zone élastique, l'on obtient un moment d'encastrement sensiblement diminué, qui permet de réduire considérable- ment les contraintes internes induites dans le diaphragme- ressort. Simultanément, la force de pression de l'embra- yage, c'est-à-dire la force de serrage appliquée sur le disque d'embrayage, se trouve augmentée de manière appré- ciable. Enfin, la conformation selon la présente invention procure, pour le diaphragme-ressort, une courbe caracté- ristique sensiblement horizontale qui se révèle particuliè- rement avantageuse. Dans une première forme de réalisation de l'invention, la partie d'épaisseur réduite s'étend, radialement, depuis la limite extérieure de la zone annulaire élastique jusqu' au bord périphérique du diaphragmeressort; la partie d'épaisseur réduite peut, ainsi, posséder une forme annu- laire et se confondre avec la zone périphérique de fixation. Avantageusement, des ouvertures pour la diminution des contraintes sont ménagées dans une zone intermédiaire qui s'étend, circonférentiellement, entre la zone élastique et la zone de fixation. De préférence, ces ouvertures pour la diminution des contraintes sont ménagées au voisinage de trous de fixation, à une distance de l'axe plus faible que celle desdits trous. L'invention est aussi applicable à un diaphragme- ressort dans lequel la zone de fixation est constituée par plusieurs pattes de fixation réparties sur une circon- férence et se rattachant au bord extérieur de la zone annulaire élastique, dont elles font saillie radialement. Dans ce cas, la réduction d'épaisseur est réalisable sur les pattes de fixation. Chacune de ces pattes de fixation est pourvue, avan- tageusement, d'au moins une ouverture pour la diminution des contraintes. Dans l'ensemble, les ouvertures pour la diminution des contraintes s'étendent de préférence, en direction circonférentielle, sur au moins 50 % de l'éten- due des pattes de fixation. Plus particulièrement, ces ouvertures pour la diminution des contraintes s'étendent du côté intérieur des trous de fixation prévus sur les pattes de fixation et de part et d'autre de ces trous, en les entourant partiellement, selon une configuration en arc de cercle ou en "U". L'invention est également applicable à un diaphragme- ressort présentant une forme en cloche avec une zone annulaire de fixation conformée en bride, une partie sen- siblement cylindrique et un fond constitué par la zone annulaire élastique et par les languettes élastiques. Dans ce cas, la réduction d'épaisseur est prévue dans une zone de transition incurvée, située entre la zone annulaire élastique et la partie sensiblement cylindrique. Ici égale- ment, des ouvertures pour la diminution-des contraintes sont avantageusement prévues; ces ouvertures sont ménagées dans une partie située entre la zone annulaire élastique et la zone annulaire de fixation, de préférence dans la zone de transition incurvée, d'épaisseur réduite. Dans tous les cas, il est avantageux que la réduction d'épaisseur représente environ 30 % à 70 % de l'épaisseur normale du diaphragmeressort, et de préférence environ % de cette épaisseur normale. La réduction d'épaisseur peut être obtenue soit par déformation, lors de la fabri- cation du diaphragme-ressort, soit par usinage avec enlè- vement de matière. Le raccordement entre la partie d'épaisseur réduite et le restant du diaphragme-ressort, notamment la zone annulaire élastique, est réalisable par une zone de tran- sition arrondie. L'invention sera décrite plus en détail ci-après, dans le cas de diverses formes de réalisation et en réfé- rence au dessin schématique annexé, dans lequel: Figure 1 est une' demivue en coupe passant par l'axe d'un embrayage avec un diaphragme-ressort conforme à l'invention, presentant une réduction d'épaisseur à sa périphérie; Figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, de la partie périphérique d'un diaphragme-ressort selon l'invention, avec une réduction d'épaisseur dans une zone de dimension radiale plus petite; Figure 3 est une vue de face partielle du diaphragme- ressort de figure 1, correspondant aussi pour l'essentiel à la variante selon la figure 2; Figure 4 est une vue de face partielle similaire à la figure 3, montrant une autre forme de réalisation de ce diaphragmeressort, avec une conformation différente de la partie périphérique; Figure 5 est une demi-vue en coupe passant par l'axe d'un diaphragmeressort selon l'invention ayant une forme en cloche; Figure 6 est un diagramme indiquant une courbe caractéristique mesurée. La figure 1 donne une représentation en coupe longi- tudinale, et sous la forme d'un schéma de principe, de la moitié supérieure d'un embrayage du type tiré, avec dia- phragme-ressort. Le volant 4 est fixé sur le vilebrequin, non représenté, d'un moteur à explosion, et il tourne autour d'un axe de rotation 20. Ce volant 4 possède une forme en cloche et il porte, sur son côté le plus éloigné du moteur, un diaphragme-ressort 1 possédant une forme générale plane, mais présentant à l'état démonté une allure légèrement conique. Le diaphragme-ressort 1 est précontraint en direction du volant 4, et par sa précontrainte il solli- cite un plateau de pression 5 qui est lié en rotation avec le volant 4, mais est déplaçable axialement par rapport à ce volant, grâce à des moyens non représentés dans le détail. Entre le plateau de pression 5 et le volant 4 est intercalé un disque d'embrayage 6. Comme le montre par exemple la figure 3, le diaphragme-ressort 1 présente des languettes élastiques 8, qui s'étendent en direction radia- le et vers l'intérieur, à partir de la zone annulaire élastique 9 du diaphragme-ressort. Plus à l'extérieur que la zone élastique 9, et se raccordant à celle-ci, est prévue une zone annulaire de fixation 10, qui comporte plusieurs trous de fixation 16 répartis sur toute la cir- conférence du diaphragme-ressort 1 et prévus pour le pas- sage de vis de fixation 7. Pour libérer le disque d'embra- yage 6, on exerce depuis le côté éloigné du moteur, comme indiqué par une flèche F, au moyen d'un dispositif de débrayage non représenté, une force qui agit sur les extré- mités des languettes élastiques 8, de manière à déformer le diaphragmeressort 1 en cône et à libérer ainsi le plateau de pression 5 dans la direction axiale. La zone annulaire de fixation 10 du diaphragme- ressort 1, située autour de la zone élastique 9, est réali- sée avec une épaisseur de matière substantiellement plus faible que l'épaisseur du restant du diaphragme-ressort 1. Pour cela, la face intérieure du diaphragme-ressort ne présente pas de particularités de surface et possède une allure sensiblement plane jusqu'au bord périphérique 12, tandis que la face extérieure possède une partie située en retrait, avec un décalage correspondant à la réduction d'épaisseur. La zone de transition pour le passage d'une épaisseur à l'autre est arrondie. Cette configuration, concernant la réduction d'épaisseur, est avantageuse du fait que sur la face intérieure, soumise à des contraintes de compression, il n'existe aucune discontinuité du profil, tandis que sur la face extérieure, soumise à des contrain- tes de traction, la réduction d'épaisseur est réalisée suivant la fibre neutre, de sorte que le diaphragme-ressort 1 n'est pas davantage sollicité dans la région soumise aux contraintes de compression. Les risques de rupture se trouvent donc diminués dans cette région. Une autre disposition conduisant à une réduction des moments d'encastrement, donc à l'obtention de contraintes plus faibles dans le diaphragme-ressort 1, consiste à prévoir des ouvertures de réduction des contraintes dans la zone de transition entre la zone élastique 9 et la zone de fixation 10. Cette disposition constructive procure une répartition aussi uniforme que possible des couples sur toute la périphérie. A-ce sujet, on se reportera notamment à la figure 3, qui est une vue de face partielle du diaphragme-ressort 1, vu par son côté extérieur. Cette figure montre la zone élastique 9, à partir de laquelle s'étendent, en direction de l'axe 20, les languettes élastiques 8 et, en direction de la périphérie, la zone de fixation 10. Dans cette zone de fixation 10 sont ménagés plusieurs trous de fixation 16, répartis sur la circonfé- rence, ainsi que par exemple trois trous de centrage 22, également répartis sur la circonférence. Comme décrit plus haut, le diaphragmeressort 1 présente, à la transi- tion entre la zone annulaire 9 et la zone de fixation , une réduction d'épaisseur qui résulte par exemple d'un usinage avec enlèvement de matière sur la face extérieure, ou qui peut être obtenue aussi par déformation à chaud ou à froid; cette réduction d'épaisseur s'étend jusqu'au bord périphérique 12 du diaphragme-ressort 1. La zone de fixation 10 présente en outre, sur un cercle de diamètre plus grand que celui de la zone élastique 9 mais plus petit que le cercle passant par les trous de fixation 16, des ouvertures pour la diminution des contraintes 13 et 14. Les ouvertures 13 sont situées au voisinage des trous de fixation 16, à une distance de l'axe 20 plus faible que celle des trous 16, et elles se présentent comme des lumières en arc de cercle de longueur supérieure à celle des autres ouvertures 14, situées pour certaines d'entre elles au voisinage des trous de centrage 22. On obtient, par cette disposition, un découplage entre les points de fixation du diaphragme-ressort i et les déplacements de celui-ci en direction radiale, dans la zone élastique 9, ce qui évite des contraintes localement très élevées. La figure 2 montre la partie périphérique d'un diaphragme-ressort 1, à échelle agrandie et dans une va- riante. A la différence du diaphragme-ressort selon les figures 1 et 3, la réduction d'épaisseur est ici limitée à une zone annulaire très réduite en direction radiale, qui s'étend entre le bord extérieur de la zone élastique 9-9etle bror intérieur de la zone de fixation 10. Dans cette zone d'épaisseur réduite sont, ici également, prévues des ouvertures 13 pour la diminution des contraintes, qui vues de face peuvent avoir la forme visible à la figure 3. Sur la figure 4 est représentée une autre forme de réalisation du diaphragme-ressort objet de l'invention, ici désigné dans son ensemble par 2. Contrairement aux ressorts-diaphragmes 1 des figures 1 à 3, la zone de fixation ne forme pas ici un anneau complet, mais la liaison avec le volant est réalisée au moyen de plusieurs pattes 11, formées à la périphérie du diaphragme-ressort 2. Chaque patte 11 est pourvue d'un trou de fixation 16 et d'une ouverture 15 pour la diminution des contraintes. L'ouverture 15 est située plus près de l'axe 20 que le trou 16, et elle s'étend, dans la direction circonférentiel- le, sur la plus grande partie de la largeur de la patte 11. Les extrémités de chaque ouverture 15 présentent des élargissements, de telle sorte que cette ouverture 15 entoure partiellement le trou 16. Il est prévu en outre, à la périphérie du diaphragme-ressort 2, des pattes de centrage 21 par exemple au nombre de trois, qui présentent chacune un trou de centrage 22. Les pattes de fixation 11, et éventuellement aussi les pattes de centrage 21, possèdent une épaisseur réduite, en comparaison avec le restant du diaphragme-ressort 2. En prévoyant un nombre aussi grand que possible de points de fixation, répartis sur la périphérie et réali- sés sous la forme de pattes 11, et par une conformation correspondante des ouvertures de diminution des contrain- tes 15, on obtient une répartition particulièrement équi- librée des couples sur le diaphragme-ressort 2. En outre, par la réduction des épaisseurs de matière à l'extérieur de la zone élastique 9, et sur la face soumise aux con- traintes de traction, on obtient une amélioration sensi- ble de la durée de vie, et une augmentation des forces de poussée du diaphragme-ressort 2. La figure 5 montre une autre forme de réalisation du diaphragme-ressort 3, qui trouve son application dans le cas d'un volant de conformation plate et qui, par sa forme en cloche, entoure le plateau de pression et le disque d'embrayage. A cet effet, le diaphragme-ressort 3 présente une partie sensiblement cylindrique 18, qui réalise le raccordement entre la zone annulaire de fixation -Pb et la zone annulaire élastique 9. Cette dernière est prolongée de manière habituelle, en direction de l'axe , par des languettes élastiques 8. Entre la partie de la zone élastique 9 la plus éloignée de l'axe 20, et la partie sensiblement cylindrique 18, est prévue une zone de transition incurvée 17, dans laquelle se situe la réduction d'épaisseur. Le matériau constitutif du diaphrag- me-ressort 3 est, en effet, moins épais dans la zone de transition incurvée 17, par suite de la suppression d'une partie de ce matériau sur le côté extérieur. Des ouvertures pour la diminution des contraintes 19 sont, en outre, ménagées dans cette zone de transition 17 d'épaisseur réduite. Les ouvertures 19 peuvent se prolonger jusque dans la partie sensiblement cylindrique 18. Au-delà de cette partie 18, du côté opposé à la zone élastique 9, s'étend la zone de fixation 10 qui se présente comme une bride avec des trous de fixation 16, et qui est limitée, extérieurement, par le bord périphérique 12. Le fonction- nement de ce diaphragme-ressort, et l'effet de la réduction d'épaisseur dans la zone de transition incurvée 17, corres- pondent à ce qui a été indiqué précédemment, pour les autres formes de réalisation décrites. Par les divers modes de réalisation de diaphragmes- ressorts pour embrayage du type tiré décrits ci-dessus, l'on obtient non seulement une augmentation sensible de la durée de vie, mais encore une courbe caractéristique inhabituelle et particulièrement avantageuse pour des diaphragmes-ressorts de ce genre. Comme le montre la figu- re 6, la courbe caractéristique des diaphragmes-ressorts ici décrits et représentés a une allure pratiquement horizontale, et elle comporte une hystérésis particuliè- rement réduite. Cette courbe caractéristique d'allure horizontale a pour avantage important, par rapport aux courbes caractéristiques habituelles des diaphragmes- ressorts, le fait que les forces de commande de l'embraya- ge restent sensiblement constantes, sur toute la course de commande et la course d'usure de l'embrayage. Sur la figure 6, on a porté selon l'axe des abscisses, vers la droite donc en valeurs positives, la course de commande A décrite par la butée d'embrayage agissant sur les extré- mités des languettes élastiques 8, lors du débrayage. On a porté en abscisses, vers la gauche donc en valeurs néga- tives, la course d'usure V c'est-à-dire le retrait des extrémités des languettes élastiques 8, résultant de l'amincissement du disque d'embrayage 6 par suite de son usure. En ordonnées, on a porté la force Fa du ressort, qui est la force de pression exercée sur le disque d'em- brayage. La force de débrayage F est proportionnelle à la force Fa. REVENDICATIONS 1. Diaphragme-ressort pour embrayage du type tiré, comprenant une zone périphérique de fixation (10), par laquelle le diaphragme-ressort est apte à être rigidement fixé sur un composant de l'embrayage, tel qu'un volant (4), une zone annulaire élastique (9) se raccordant à la zone de fixation (10) à l'intérieur de cette dernière, et des languettes élastiques (8) rattachées à la zone élas- tique (9) et s'étendant en direction radiale vers l'inté- rieur, les languettes élastiques (8) étant prévues pour coopérer avec un dispositif de débrayage exerçant sur celles-ci une force (F) en direction axiale, caractérisé en ce que ce diaphragme-ressort (1,2,3) présente, dans une partie s'étendant circonférentiellement à l'extérieur de la zone annulaire élastique (9), une réduction d'épais- seur située sur le côté opposé à celui par lequel s'exerce l'action du dispositif de débrayage (flèche F). - 2. Diaphragme-ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'éjpaisseur réduite s'étend, radialement, depuis la limite extérieure de la zone annulaire élastique (9) jusqu'au bord périphérique (12) du diaphragme-ressort (1). 3. Diaphragme-ressort selon la revendication 2, caractérisé en ce que des ouvertures (13,14,15) pour la diminution des contraintes sont ménagées dans une zone intermédiaire qui s'étend, circonférentiellement, entre la zone élastique (9) et la zone de fixation (10). 4. Diaphragme-ressort selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ouvertures (13,14) pour la diminution des contraintes sont ménagées au voisinage de trous de fixation (16), à une distance de l'axe (20) plus faible que celle desdits trous (16). 5. Diaphragme-ressort selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la zone de fixation (10) est constituée par plusieurs pattes de fixation (11) réparties sur une circonférence et se rat- tachant au bord extérieur de la zone annulaire élastique (9), dont elles font saillie radialement. 6. Diaphragme-ressort selon la revendication 5, caractérisé en ce que la réduction d'épaisseur est réali- sée sur les pattes de fixation (11). 7. Diaphrame-ressort selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que chacune des pattes de fixation (11) est pourvue d'au moins une ouverture (15) pour la diminu- tion des contraintes. 8. Diaphragme-ressort selon la revendication 7, caractérisé en ce que les ouvertures (15) pour la diminu- tion des contraintes s'étendent, en direction circonféren- tielle, sur au moins 50 % de l'étendue des pattes de fixa- tion (11). 9. Diaphragme-ressort selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les ouvertures (15) pour la diminu- tion des contraintes s'étendent du côté intérieur des trous de fixation (16) prévus sur les pattes de fixation (11) et de part et d'autre de ces trous (16), en les entou- rant partiellement, selon une configuration en arc de cercle ou en "U". 10. Diaphragme-ressort selon la revendication 1, présentant une forme en cloche avec une zone annulaire de fixation (10) conformée en bride, une partie sensible- ment cylindrique (18) et un fond constitué par la zone annulaire élastique (9) et par les languettes élastiques (8), caractérisé en ce que la réduction d'épaisseur est prévue dans une zone de transition incurvée (17) située entre la zone annulaire élastique (9) et la partie sensi- blement cylindrique (18). 11. Diaphragme-ressort selon la revendication 10, caractérisé en ce que des ouvertures (19) pour la diminu- tion des contraintes sont prévues dans une partie située entre la zone annulaire élastique (9) et la zone annulaire de fixation (10). 12. Diaphragme-ressort selon la revendication 11, caractérisé en ce que les ouvertures (19) pour la diminu- tion des contraintes sont ménagées dans la zone de transi- tion incurvée (17), d'épaisseur réduite. 13. Diaphragme-ressort selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la réduction d'épaisseur représente environ 30 % à 70 % de l'épaisseur normale du diaphragme-ressort (1,2,3), et de préférence environ 50 % de cette épaisseur normale. 14. Diaphragme-ressort selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la réduction d'épaisseur est obtenue par déformation, lors de la fabri- cation du diaphragme-ressort (1,2,3). 15. Diaphragme-ressort selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la réduc- tion d'épaisseur est obtenue par usinage avec enlèvement de matière. 16. Diaphragme-ressort selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la partie d'épaisseur réduite se raccorde à la zone annulaire élas- tique (9) par une zone de transition arrondie.