Brevet FR2632695A1 — publié le 19891215

Disque d'embrayage pour un embrayage à friction L'invention a pour objet un disque d'embrayage, en particulier pour un embrayage à- friction d'un véhicule automobile, constitué d'un moyeu qui est placé fixe en rotation, mais coulissant axialement, sur un arbre de transmission, par l'intermédiaire d'une denture intérieure, le moyeu étant relié de manière fixe à un disque de moyeu en forme de disque, et l'assemblage qui se fait à peu près sans jeu, étant réalisé par un profilage des deux éléments, une butée axiale pour le disque de moyeu étant prévue, et l'assemblage axial et périphérique des deux élé- ments étant réalisé par une déformation de matière du moyeu telle qu'une partie de la matière du moyeu est amenée plastiquement dans les vides du profil, pour former une butée axiale, par déformation de matière. - L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication du disque d'embrayage, ainsi qu'une ébauche pour son moyeu. Le mode d'assemblage décrit ci-dessus d'un moyeu et d'un disque de moyeu est connu par exemple par le document DE-OS 2220657. Selon ce document, il fallait fabriquer le moyeu avec précision, par un procédé coûteux, par enlèvement de matière. Avant la déformation plastique de la matière du moyeu, il fallait réaliser si possible sans jeu les zones de denture du moyeu comme du disque de moyeu, et d'autre part il fallait encore pouvoir les monter facilement. L'invention a pour but de réaliser l'élément moyeu-disque de moyeu avec une dépense de fabrication aussi réduite que possible, et de permettre de les assembler pour former une unité, de manière à ga- rantir un parfait fonctionnement. Suivant l'invention, ce but est atteint du fait que le moyeu est en acier fritté ayant subi un traitement thermique. Grâce à l'utili- sation d'un acier fritté ayant subi un traitement thermique pour fabriquer le moyeu, on peut réaliser la forme très compliquée du moyeu, pratique- ment sans enlèvement de matière, par frittage d'une ébauche obtenue par moulage. Grâce à la réalisation du moyeu sous la forme d'un élément fritté, on obtient en une seule opération la quaiité de forme et de surface requise pour cet élément. La fabrication d'un moyeu de ce type est ainsi rendue nettement plus simple et moins coûteuse. D'une manière avantageuse, la densité de matière du moyeu fritté est au moins égale à 7 g/cm3 dans la zone de déformation. Cette densité de matière garantit que, dans la zone de déformation plastique, il ne se produit aucune fissure ou que leur importance reste au-dessous d'une grandeur pouvant influencer la résistance à la fatigue. Il est propose, en outre, suivant l'invention, que le moyeu soit soumis, après frittage, à un revenu, pendant une heure environ, à une température approximative de 600 C. Ce traitement thermique du moyeu, après sa fabrication, diminue la dureté ou la fragilité, et permet une déformation plastique locale de la matière, qui est permanente. Selon une autre caractéristique de l'invention, la macrodureté est comprise entre 260 et 300 HV 10, et la dureté des grains entre 380 et 450 HV 0,2. Dans le domaine de ces deux valeurs de dureté, on a une déformabilité optimale du moyeu, associée à une résistance à la fatigue qui convient à l'application prévue. Le disque de moyeu, à assembler au moyeu, peut, dans ce cas, être une simple pièce en tôle d'acier découpée. Selon une autre caractéristique de l'invention, le profilage fait partie d'une denture extérieure du moyeu o, dans la zone de l'emplace- ment du disque de moyeu, il est prévu un diamètre extérieur réduit des dents de la denture extérieure et le gradin, formé par les différences de diamètre, sert de butée axiale au disque de moyeu, pendant la défor- mation. La denture extérieure du moyeu, qui est de toute façon nécessaire, peut ainsi servir en même temps, de façon simple, pour fixer le disque de moyeu et la différence de diamètre forme une butée axiale parfaite pendant la déformation, ainsi que pendant le fonctionnement ultérieur. A la suite axialement de la denture extérieure à diamètre exté- rieur réduit, le moyeu présente une zone cylindrique dont le diamètre est inférieur au diamètre du cercle de pied de la denture. Ce diamètre sert à guider le poinçon qui exécute la déformation. Le gradin, formé par le diamètre réduit et par la zone cylin- drique, est conique - avec un évidement en forme de gorge creuse -, ce cône s'élargissant en s'éloignant du disque de moyeu. Du fait de cette configuration, la zone radiale extérieure de la denture, à diamètre exté- rieur réduit, est déformée par le poinçon, en direction du disque de moyeu mis en place, de telle sorte que, d'une part, l'évidement en forme de gorge creuse est à peu près parallèle au plan radial, après la déformation et que, d'autre part, de la matière refoulée remplit la petite fente radiale qui existe encore, avant l'assemblage, entre le disque de moyeu et le moyeu et produit, en même temps, une saillie axiale qui fixe encore axialement le disque de- moyeu. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Un exemple de réalisation de l'invention est illustré à titre d'exemple non limitatif aux dessins annexés, dans lesquels: la figure I est une coupe longitudinale de la moitié supérieure d'un disque d'embrayage comportant un amortisseur d'oscillations de torsion les figures 2 et 3 sont une vue en coupe et une vue de face d'un moyeu avec disque de moyeu à plus grande échelle les figures 4 et 5 représentent des détails fortement agrandis du moyeu avec disque de moyeu, avant et après déformation. La figure 1 montre la situation d'ensemble. Un disque d'em- brayage I de construction classique comporte un moyeu 2 qui est placé fixe en rotation -mais coulissant axialement- sur un arbre de transmission non représenté, par l'intermédiaire d'une denture intérieure 3. Le moyeu 2 présente un profilage 5 qui porte un disque de moyeu 7 avec un certain jeu dans la direction périphérique, le disque de moyeu 7 présentant des fenêtres pour recevoir des ressorts héliocoïdaux 8. Outre le disque de moyeu 7, on trouve des tôles de couverture 9 qui présentent aussi des fenêtres pour les ressorts hélicoïdaux 8. L'une de ces tôles de couverture - 9 est pourvue de garnitures de friction 10 s'étendant radialement vers l'extérieur. Les ressorts hélicoïdaux 8 forment la suspension destinée à amortir les oscillations de torsion en charge. Pour le ralenti, il est prévu des ressorts hélicoïdaux 6 plus petits à l'intérieur radialement du cercle formé par la disposition des ressorts hélicoïdaux 8, et qui sont placés dans des fenêtres correspondantes d'un disque de moyeu 4. Ce disque de moyeu 4 est placé sur une partie du profilage 5 et est assemblé à la matière du moyeu 2, par un matage plastique. Les figures 2 à 5 montrent des détails de la configuration et de l'assemblage. La figure 2 est une vue en coupe, le long de la ligne A-B de la figure 3, du moyeu 2 avec le disque de moyeu 4, à plus grande échelle. Le moyeu 2 est réalisé dans un acier fritté ayant subi un traitement thermique d'une densité au moins égale à 7 g/cm3, dans la zone de la déformation, et subit un traitement thermique d'une heure environ, à une température de 600 C, après l'opération de frittage, sous la forme 263!695 d'une ébauche de moyeu, afin de pouvoir être assemblé au disque de moyeu 4, par un matage plastique. Le moyeu présente une macrodureté d'environ 260 à 300 HV 10, ainsi qu'une dureté de grain de 380 à 450 - HV 0,2. Ces indications de dureté Vickers sont conformes à la norme allemande DIN 50133. Le moyeu 2 est déjà sous forme d'ébauche, pourvu de dents 16 d'une denture extérieure 12 dont le diamètre extérieur est réduit en 14. Du fait de ce diamètre extérieur 14 réduit, le disque de moyeu 4 présente une denture intérieure 13 qui peut être placée, à peu près sans jeu, sur la denture restante du moyeu. Le disque de moyeu 4 comporte, en outre, des fenêtres 11 destinées à recevoir des ressorts de torsion. Il se présente donc comme une simple pièce en tôle découpée. La situation d'ensemble est montrée, en particulier, par la figure 4 qui représente un détail du moyeu 2 et du disque de moyeu 4, fortement agrandis. En outre, le poinçon 22 nécessaire au matage est représenté. Le moyeu 2 avec sa denture extérieure 12, dont on voit une partie d'une dent 16, est pourvu, à une extrémité, d'un diamètre extérieur 14 réduit. Dans cette zone, les têtes des dents 16 sont fortement réduites. Cette différence de diamètre donne lieu à une butée axiale 15 pour le disque de moyeu 4, celui-ci présentant, sur son diamètre intérieur, une denture intérieure 13 correspondante, adaptée au diamètre extérieur 14 réduit. Le disque de moye u 4 est placé, à peu près sans jeu, sur la denture de diamètre extérieur 14 réduit, mais il reste encore une petite fente 17 entre le diamètre extérieur 14 réduit et la denture intérieure 13. Le diamètre extérieur 14 réduit de la denture 12 est plus long axialement que l'épaisseur de matière du disque du moyeu 4. Dans cette zone, le moyeu 2 est pourvu d'une zone 18 cylindrique dont le diamètre est infé- rieur à celui du cercle de pied 19 de la denture 12. En outre, il est prévu, entre cette zone 18 cylindrique et l'extrémité de la denture, un évidement 21 en forme de gorge creuse qui forme un cône s'ouvrant en s'éloignant du disque de moyeu 4. Par rapport à un plan radial, il se forme ainsi un angle compris entre 15 et 30. Dans la zone de ce gradin 20 ainsi formé, il se produit une déformation plastique de matière due au poinçon 22, afin de réaliser une liaison solide entre le moyeu 2 et le disque de moyeu 4. Le poinçon 22 comporte un perçage 23 qui peut être placé sur la zone 18 cylindrique du moyeu 2. En outre, le poinçon 22 présente une face frontale 24 qui est parallèle au plan radial, et qui fait face, parallèlement, à la face 26 du disque de moyeu 4. Le poinçon 22 présente 263269S un évidement 25 qui correspond, axialement et radialement, à la forme souhaitée, après déformation plastique de la matière. Le poinçon 22 se déplace alors en direction du disque de moyeu 4, ce qui a pour effet de déformer plastiquement la denture 12 dans la zone du diamètre exté- rieur 14 réduit et ce, de telle sorte que, d'une part, la fente 17 est fermée par l'écoulement de matière du moyeu et, d'autre part, la matière re- foulée est repoussée, selon la figure 5, dans la zone 27, devant la denture, de sorte qu'il se forme un gradin axial qui constitue une fixation supplé- mentaire du disque de moyeu 4, en direction axiale, par concordance I0 de forme. Comme le montre la figure 5, l'évidement 21 en forme de gorge creuse n'apparaît plus sur la figure 4 car, du fait de la déformation plastique et suivant la forme de l'évidement 25 du poinçon 22, il s'est formé une face frontale qui est parallèle au plan radial. A la suite de cette déformation, toutes les dents 16 de la zone du diamètre extérieur 14 réduit, sont déformées plastiquement à partir du côté de l'évidement 21 en forme de gorge creuse et l'on a réalisé, ainsi, un assemblage fixe en rotation et solide axialement, entre le disque de moyeu 4 et le moyeu 2. REVENDICATIONS I - Disque d'embrayage pour un embrayage à friction comportant un moyeu (2) pourvu d'une denture intérieure présentant un profil extérieur (12) non circulaire, et une surface de butée (15) axiale, à côté axialement du profil extérieur (12), ainsi qu'un disque de moyeu (4) en forme.de disque annulaire présentant un profil intérieur (13) complémentaire du profil extérieur (12) du moyeu et placé fixe en rotation sur le profil extérieur (12), lesquels sont fixés axialement par des zones de déformation de matière (27), qui sont formées sur le moyeu (2) par déformation de matière de celui-ci, entre la surface de butée (15) axiale et les zones de déformation de matière (27), caractérisé en ce que le moyeu (2) est en acier fritté ayant subi un traitement thermique. 2 - Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins dans la région des zones de déformation de matière (27), le moyeu (2) est en acier fritté d'une densité de matière au moins égale à 7 g/cm3. 3 - Disque d'embrayage selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le moyeu (2) est en acier fritté présentant une macrodureté de 250 à 300 HV 10 et une dureté de grain de 380 à 450 HV 0,2. 4 - Disque d'embrayage selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que le disque de moyeu (4) est une pièce en tôle d'acier découpée. - Disque d'embrayage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyeu (2) comporte une denture extérieure (12) dont le diamètre extérieur est réduit dans une zone (14) limitée, pour former le profil extérieur et la surface de butée (15) axiale pour le disque de moyeu (4). 6 - Disque d'embrayage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyeu (2) comporte, axialement à la zone (14) de diamètre réduit de la denture extérieure (12), une zone (18) cylindrique dont le diamètre est inférieur au diamètre du cercle de pied (19) de la denture extérieure (12). 7 - Procédé de fabrication d'un disque d'embrayage d'un em- brayage à friction, dans lequel un moyeu (2) pourvu d'un profil extérieur (12) non circulaire et un disque de moyeu (4) en forme de disque annulaire, entourant le moyeu (2), dont le profil intérieur (13) est complémentaire du profil extérieur (12) du- moyeu (2), et relie le disque de moyeu (4) 2632695S fixe en rofation au moyeu (2), sont fixés l'un sur l'autre par déformation de la matière du moyeu (2), caractérisé en ce que le moyeu (2) est formé dans un acier à fritter, puis fritté, et ensuite soumis après frittage à un traitement thermique, avant di'être réuni et assemblé au disque de moyeu (4) par déformation de matière. 8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en -ce que le moyeu (2) est soumis après frittage, à un revenu, à une température d'environ 600 C, pendant à peu près une heure. 9 - Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le moyeu (2) est pourvu, au cours du formage par frittage, d'une denture extérieure (12) formant le profil extérieur, faisant saillie par rapport à la zone prévue pour le disque de moyeu (4), et à laquelle fait suite axialement une zone (18) cylindrique dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre du cercle de pied (19) de la denture extérieure (12) et en ce que la zone (20) saillante de la denture extérieure (12). est déformée vers le disque de moyeu (4), au moyen d'un poinçon (22) appliqué sur la zone (18) cylindrique du moyeu (2). - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au cours du formage par frittage, il est formé, dans la zone de transition entre la denture extérieure (12) et la zone (18) cylindrique, un évidement (21) en forme de gorge creuse dont la face frontale à peu près conique est inclinée de 15 à 30 par rapport à la direction radiale. Il - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le poinçon (22) présente une face frontale parallèle à la direction radiale, dans la zone de la denture extérieure (12), et en ce que la face frontale conique est déformée de manière qu'elle soit aussi à peu près parallèle à la direction radiale. 12 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la face frontale prévue pour la déformation de la face frontale conique, est formée par un évidement (25) central d'une face frontale (24) radiale du poinçon (22), par laquelle lé poinçon (22) s'applique contre le disque de moyeu (4), après déformation. 13 - Ebauche pour le moyeu d'un disque d'embrayage d'un em- brayage à friction de véhicule automobile, comportant un corps de moyeu (2) en acier déformable en permanence, et présentant une denture inté- rieure et une denture extérieure (12), caractérisée en ce que le corps de moyeu (2) est en acier fritté ayant subi un traitement thermique. 263269S 14 - Ebauche selon la revendication 13, caractérisée en ce que la denture extérieure (12) est prévue au moins entre une surface de butée (15) faisant saillie radialement et une zone (18) cylindrique dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre du cercle de pied (19) de la denture extérieure (12), et qui se prolonge dans l'épaulement de la denture extérieure (12), par une surface conique, formant un évide- ment (21) en forme de gorge creuse, avec la zone (18) cylindrique. - Ebauche selon la revendication 14, caractérisée en ce que la surface conique est inclinée d'environ 15' à 30 par rapport à la direc- tion radiale.