Brevet FR2636694A1 — publié le 19900323

BUTEE D'EMBRAYAGE AVEC PLAQUE D'APPUI METALLIQUE COMPOSITE. La pressente invention est relative à une butée d'embrayage à auto-alignement élastique guidé conçue pour coopérer avec le diaphragme d'un embrayage à disque. Une butée de ce type comporte un palier à roulement, par exemple un roulement à billes, dont l'une des bagues est adaptée pour entrer en contact continu ou intermittent avec un organe rotatif de l'embrayage, par exemple avec le diaphragme. Un manchon de guidage rigide comportant une partie tubulaire en matière plastique synthétique moulée s'entend -au moins partiellement entre la bague iatérieure du palier à roulement et un tube-guide par rapport auquel le manchon peut coulisser axialement.Des moyens de support élastiques sont montés entre le palier à roulement et une portion de la partie tubulaire du manchon de guidage afin t'autoriser un certain degré de liberté radiale du palier à roulement par rapport au manchon de guidage, permettant ainsi 1 'auto-alignement ou l'suto-centrage de la butée. Une plaque d'appui de forme générale annulaire disposée radialement, est rendue solidaire de la partie tubulaire du manchon de guidage par surmoulage de la matière synthétique. Cettetplaque d'appui permet la transmission des efforts axiaux entre }'organe de manoeuvre ou la fourchette de commande de la butée d'embrayage et la butée elle-mine. La plaque d'appui est en outre en contact de frottement avec une collerette radiale de la bague non tournante du palier à roulement. Pour permettre le guidage mutuel de la fourchette de commande et du manchon coulissant de la butée d'embrayage et l'immobilisation en rotation de ces deux pièces l'une par rapport à l'autre, il est en outre généralement prévu des surfaces de guidage par exemple sous forme d'oreilles perpendiculaires au plan général de la plaque d'appui. Ces surfaces de guidage peuvent être constituées par de simples replis axiaux de la bague non tournante du palier ou de la plaque d'appui. Elles peuvent être également surmoulées directement sur la plaque d'appui en même temps que la partie tubulaire du manchon coulissant réalisée en matière synthétique.Dans la demande de brevet français 2 452 633 (SKF), on a déjà décrit une butée d'embrayage de ce type dans laquelle la plaque d'appui est réalisée par découpe et emboutissage à partir d'un feuil lard de tôle d'acier durci par traitement thermique avant surmoulage de la matière synthétique du manchon afin de résister à l'usure due au frottement relatif entre les doigts de la fourchette de commande et ladite plaque d'appui. Les bagues du palier à roulement sont également en acier durci par traitement thermique de façon à assurer la dureté nécessaire pour les pistes des éléments roulants. La bague non tournante comporte des replis axiaux formant des surfaces de guidage pour la fourchette de commande.La demande de brevet français 2 475 170 (SKF) décrit également une butée d'embrayage de ce type dans laquelle les surfaces d'appui pour la fourchette de commande sont cependant constituées par des replis axiaux de la plaque d'appui et non d'une des bagues du palier. Bien que ces butées donnent satisfaction en fonctionnement, on a constaté l'apparition de défauts entraînant des rebuts de fabrication dont la demanderesse a maintenant trouvé la cause. Le traitement thermique que l'on fait subir à la plaque d'appui a pour conséquence secondaire d'introduire des contraintes résiduelles qui provoquent des déformations permanentes de ladite plaque d'appui, en particulier des défauts de planéité qui peuvent être importants. I1 en résulte des défauts de parallélisme des surfaces de guidage de la plaque d'appui, ce qui nuit au bon ajustement et au fonctionnement correct de l'ensemble formé par la butée d'embrayage et sa fourchette de commande. De plus la demanteresse a constaté, dans les butées d'embrayage de ce type, l'apparition de défauts de géométrie de la partie tubulaire en matière synthétique surmoulée du manchon coulissant, notamment dans la zone de liaison avec la plaque d'appui métallique.La demanderesse a découvert que la cause de ces défauts provenait du moulage de la pièce : en effet, la fermeture axiale du moule pour le surmoulage a pour effet de redresser temporairement la plaque d'appui qui avait été déformée lors du traitement thermique. Après ouverture du moule, la plaque d'appui reprend ses défauts initiaux avec des répercussions sur la géométrie de la matière synthétique du manchon coulissant surmoulée sur ladite plaque d'appui. Dans les brevets français 2 230 235 et 2 224 019 (SNR) se trouvent décrites des butées d'embrayage dans lesquelles la fourchette de commande entre en contact avec un élément de manoeuvre métallique contre lequel est appliquée une rondelle d'appui, ces deux éléments étant solidarisés par clipsage de la rondelle d'appui sur la matière plastique synthétique de l'élément de support élastique qui coulisse sur le tube-guide. Le problème des défauts de géométrie de pièces embouties subissant ultérieurement un traitement thermique n'est nullement évoqué dans ces documents antérieurs. La présente invention a pour objet une butée d'embrayage du type mentionné précédemment dans laquelle les problèmes posés par la réalisation de la plaque d'appui se trouvent résolus. L'invention a égalent pour objet une butée d'embrayage dans laquelle la solidarisation de la plaque d'appui avec le manchon de guidage se fait de manière simple par surmoulage de la matière synthétique de ce dernier directement sur la plaque d'appui, sans aucun des défauts de géométrie de la matière synthétique surmoulée qui pourraient ap?arattre si la plaque d'appui en acier durci par traitement thermique présentait des défauts de planéité. La butée d'embrayage à auto-alignement élastique guidé selon l'invention comprend un palier à roulement dont une première bague est adaptée pour entrer en contact continu ou intermittent avec un organe rotatif de l'embrayage. Un manchon de guidage rigide comportant une partie tubulaire en matière plastique synthétique moulée s'étend au moins particulièrement entre la bague intérieure du palier a roulement et un tube-guide par rapport auquel le manchon peut coulisser axialement. Des moyens de support élastiques sont montés entre le palier à roulement et une portion de la partie tubulaire du manchon de guidage afin de permettre l'auto-alignement de la butée. Une plaque d'appui de forme générale annulaire est disposée radialement et rendue solidaire de la partie tubulaire du manchon de guidage par surmoulage de la matière synthétique qui le constitue.La plaque d'appui est en contact de frottement avec une collerette radiale de la deuxième bague non tournante du palier à roulement et assure la transmission des efforts axiaux d'un organe de manoeuvre de la butée d'embrayage. Selon l'invention, la plaque d'appui comprend un élément résistant en acier non durci par traitement thermique et une plaque d'usure en acier durci par traitement thermique appliquée contre une zone plane de l'élément de résistant, la plaque d'usure entrant en contact de frottement avec l'organe de manoeuvre. L'élément résistant et la plaque d'usure sont solidarisés entre eux et avec le manchon de guidage par surmoulage de la matière plastique synthétique qui constitue le manchon de guidage. La plaque d'appui peut présenter des excroissances radiales comme décrit dans la demande de brevet français nO 2 475 170 déjà citée. Le surmoulage peut se faire avec formation d'un voile de matière synthétique s'étendant au moins au voisinage de la périphérique interne et/ou de la périphérie externe de l'élément résistant et de la plaque d'usure. La matière constitutive de la plaque d'usure présente de préférence une dureté superficielle d'au moins environ 40 TURC. Dans un mode de réalisation, la plaque d'usure est réalisée par découpe directe d'une plaque en feuillard d'acier prétraitée. L'épaisseur de la plaque d'usure est de préférence inférieure ou égale a celle de l'élément résistant. Pour assurer le guidage de l'organe de manoeuvre de la butée d'embrayage, l'élément résistant peut présenter deux portions d'extrémité repliées axialement formant des surf aces de guidage coopérant avec l'organe de manoeuvre. Dans un autre mode de réalisation, ltélément résistant est constitué sous la forme d'une plaque annulaire métallique plane. Les surfaces de guidage de l'organe de manoeuvre sont alors prévues sur des excroissances axiales en matière synthétique venues de moulage avec la partie tubulaire du manchon de guidage. Ces excroissances peuvent être- situées au voisinage de la périphérie de la plaque d'appui ou au contraire au voisinage de la partie tubulaire du manchon de guidage. Grâce è l'utilisation de la plaque d'appui composite selon l'invention, l'élément résistant non traité thermiquement constitue l'amie résistante du manchon de guidage et sert a transmettre les efforts axiaux entre la fourchette de commande et la butée. Cet élément résistant est découpé directement dans du feuil lard d'acier non traité thermiquement et peut être aisément travaillé par emboutissage. Au contraire la plaque d'usure, de préférence plus mince que l'élément résistant peut être découpée directement dans du feuillard d'acier durci par traitement thermique et superposée plan sur plan l'élément résistant de façon se trouver en contact direct avec les doigts de la fourchette de commande. On pourra avantageusement utiliser pour la fabrication de la plaque d'usure du feuillard d'acier prétraité, ce type de matériau permettant d'obtenir des pièces présentant i la fois une dureté suffisante et une bonne planéité. La solidarisation de ltélément résistant et de la plaque d'usure se fait uniquement par surmoulage de la matière plastique synthétique, cette opération ayant lieu dans le même moule et en même temps que l'injection de la partie tubulaire du manchon de guidage ainsi que des surfaces de guidage lorsque celles-ci sont prévues en matière synthétique. La solidarisation des deux pièces est faite de préférence par leur périphérie interne c'est-à-dire dans la zone de l'alésage permettant le passage du tube-guide. La solidarisation peut être le cas échéant remplacée ou complétée par une solidarisation au voisinage de la périphérie externe des deux pièces. Les formes de découpe de l'élément résistant et de la plaque d'usure sont de préférence identiques tout au moins dans les zones de solidarisation. L'élément résistant épais ne subissant aucun traitement thermique présente de bonnes qualités géométriques de planéité avant et après le surmoulage. On ne risque donc plus les déformations qui pouvaient intervenir avec une plaque d'appui traitée avec les conséquences négatives évoquées plus haut sur la géométrie des parties repliées ou surmoulées liées i la plaque d'appui. La plaque d'usure, de préférence d'épaisseur inférieure à celle de l'élément résistant, épouse par simple contact plan sur plan 11 élément résistant. D'une manière générale, l'épaisseur de la plaque d'usure sera choisie de façon que l'on puisse procéder à une fabrication par découpe directe de la plaque d'usure dans du feuillard d'acier prétraité afin d'obtenir une plaque d'usure présentant des caractéristiques de planéité satisfaisante. L'ensemble composite constitué par l'élément résistant, par exemple en forme de plaque, et la plaque d'usure présentant une bonne planéité avant surmoulage, ltopération de surmoulage peut se faire dans d'excellentes conditions sans aucune déformation des plaques après fermeture et ouverture du moule, ce qui permet d'obtenir des pièces géométriquement correctes à la sortie du moule. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation nullement limitatifs illustrés par les dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue de côté d'une butée d'embrayage selon l'invention montrant également une demi-coupe axiale; la figure 2 est une vue suivant F de la figure 1; la figure 3 est une vue de côté d'un manchon de guidage pour une variante de butée d'embrayage selon l'invention illustrant également une demi-coupe axiale; la figure 4 est une vue de dessus du manchon de guidage de la figure 3; la figure 5 est une vue analogue à la figure 3 d'une variante de réalisation d'un manchon de guidage pour une butée d'embrayage selon l'invention illustrant également une demi-coupe axiale; et la figure 6 est une vue de dessus du manchon de la figure 5. Telle quelle est représentée sur les figures 1 et 2, la butée d'embrayage conforme à l'invention comporte un roulement å billes 1 monté sur un manchon de guidage 2 qui peut coulisser axialement sur un tube-guide non illustré sur les figures. Le roulement billes 1 comporte une bague intérieure de roulement 3 i paroi mince réalisée par emboutissage d'une tôle ou d'un tube en acier ayant subi un traitement thermique de durcissement et présentant un chemin de roulement torique 4 pour une rangée de billes 5. La bague intérieure 3 se prolonge par une collerette radiale 6. Le roulement k billes 1 se complète par une bague extérieure 7 également i paroi mince réalisée de la même même manière que pour la bague interne 3. La bague extérieure 7 comporte une portion torique 8 qui peut venir en contact avec la surface du diaphragme non représenté d'un embrayage sur la figure lors d'un déplacement axial de l'ensemble de la butée par rapport i un tubeguide non représenté sur les figures.Les billes 5 sont en outre maintenues par une cage 9, le roulement étant protégé par un flasque 10. Un manchon de support en matière élastique 11, par exemple en élastomère ou en caoutchouc naturel, est disposé à l'intérieur de la bague interne 3. Le manchon élastique 11 comprend par exemple une pluralité de nervures 12 parallèles à l'axe de la butée, dirigées vers l'intérieur. Les nervures 12 peuvent avantageusement être légèrement inclinées par rapport à la direction radiale et présenter un profil allant en s'amincissant depuis le manchon élastique 11 vers leur bord libre. Le manchon de guidage rigide 2 comporte une partie tubulaire 13 réalisée par exemple en matière plastique synthétique moulée avec des charges convenables de façon à obtenir un frottement réduit entre sa surface cylindrique interne en contact de glissement avec la surface externe du tube-guide non représenté. Les nervures 12 sont en contact avec une portion de la surface externe de la partie tubulaire 13. Un rebord d'encliquetage 14 empêche la désolidarisation du roulement à billes 1 sur le manchon de guidage 2. Le manchon de guidage 2 se complète par une plaque d'appui composite 2a constituée par un élément résistant 15 sous la forme d'une plaque en acier non durci par traitement thermique, contre laquelle est appliquée une plaque d'usure 16, plus mince, réalisée en acier durci par traitement thermique. La plaque résistante 15 présente une forme générale annulaire avec deux excroissances diamètralement opposées 17 (figure 2). Chaque excroissance 17 présente une oreille 18 repliée parallèlement i l'axe de la butée, en direction opposée au roulement i billes I comme on peut le voir sur la figure 1. Un passage 19 pour une partie de l'organe de manoeuvre de la butée non représentée sur la figure est prévu dans chaque oreille 18.Les oreilles 18 définissent ainsi des surfaces de guidage pour l'organe de manoeuvre qui vient en appui axial sur la plaque d'usure 16. La forme générale de la plaque d'usure 16 est sensiblement la même que celle de la plaque résistante 15 dans sa zone plane. Autrement dit la plaque d'usure 16 est de forme générale annulaire et présente les mêmes excroissances 17 diamètralement opposées. La plaque résistante 15 peut comporter en outre, comme illustré sur la figure 2, une nervure de raidissement 20 sur la majeure partie de sa périphérie. La solidarisation de la plaque résistante 15 et de la plaque d'usure 16 se fait uniquement par surmoulage de la matière plastique synthétique constituant la partie tubulaire 13 avec création au voisinage de la périphérie interne des plaques 15 et 16 de deux voiles de matière synthétique 21 et 22. La partie tubulaire 13 du manchon de guidage présente une excroissance 23 du côté du voile externe 22 22. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 3 et 4 où seul le manchon de guidage rigide a été représenté, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références. Dans ce mode de réalisation, la plaque résistante 15 et la plaque d'usure 16 se présentent toutes les deux sous la forme d'une plaque annulaire avec des passages localisés au voisinage de leur périphérie externe pour permettre l'injection de la matière synthétique et la réalisation des oreilles de guidage 24 au voisinage de la périphérie externe de la plaque d'appui 2a les oreilles 24 étant cette fois en matière synthétique. Un voile de matiare synthétique 25 peut être prévu sur la totalité ou une partie de la surface de la plaque résistante 15 située du côté du roulement à billes 1. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6, le guidage de l'organe de manoeuvre se fait cette fois par des surfaces planes 26 pratiquées sur une excroissance axiale constituée par un prolongement de la partie tubulaire 13 du manchon de guidage. Les plaques 15 et 16 sont constituées sous la forme de simples rondelles planes. Elles sont solidarisées l'une contre l'autre uniquement par leur périphérie interne par surmoulage de la partie tubulaire 13 du manchon de guidage. REVENDICATIONS 1. Butée d'embrayage i auto-alignement élastique guidé comprenant un palier à roulement (1) dont une première bague (7) est adaptée pour entrer en contact continu ou intermittent avec un organe rotatif de l'embrayage; un manchon de guidage rigide (2) comportant une partie tubulaire (13) en matière synthétique moulée, s'étendant au moins partiellement entre la bague intérieure du palier roulement et un tube-guide par rapport auquel ledit manchon peut coulisser axialement; des moyens de support élastique (11) montés entre le palier à roulement et une portion de la partie tubulaire du manchon de guidage, permettant l'auto-alignement de la butée; une plaque d'appui (Za) de forme générale annulaire disposée radialement et rendue solidaire de la partie tubulaire (13) du manchon de guidage par surmoulage de la matière synthétique, ladite plaque d'appui étant en contact de frottement avec une collerette radiale (6) de la deuxième bague non tournante (3) du palier à roulement et assurant la transmission des efforts axiaux d'un organe de manoeuvre de la butée d'embrayage, caractbtisée par le fait que la plaque d'appui (2a) comprend un élément résistant (15) en acier non durci par traitement thermique et une plaque d'usure (16) en acier durci par traitement thermique, appliquée contre une zone plane de l'élément résistant de façon à entrer en contact de frottement avec l'organe de manoeuvre, l'élément résistant (15) et la plaque (16) étant solidarisés entre eux et avec le manchon de guidage (2) par surmoulage de la matière synthétique du manchon. 2. Butée d'embrayage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément résistant (15) et la plaque d'usure (16) sont solidarisés par surmoulage d'un voile de matiere synthétique s'étendant au moins au voisinage de leur périphérie interne et/ou de leur périphérie externe. 3. Butée d'embrayage selon les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la matière constitutive de la plaque d'usure (16) présente une dureté superficielle d'au moins enviroa 40 HRC. 4. Butée d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la plaque d'usure (16) a été réalisée par découpe directe d'une plaque en feuillard d'acier prétraité. 5. Butée d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'épaisseur de la plaque d'usure (16) est inférieure ou égale i celle de l'élément résistant (15). 6. Butée d'embrayage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'élément résistant (15) présente deux portions axiales d'extrémité repliées (18) qui forment des surfaces de guidage coopérant avec l'organe de manoeuvre. 7. Butée d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que l'élément résistant est en forme de plaque annulaire plane, des surfaces de guidage de l'organe de manoeuvre étant prévues sur des excroissances axiales (24, 26) en matière synthétique venues de moulage avec la partie'tubulaire du manchon de guidage. 8. Butée d'embrayage selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les surfaces de guidage (24) se trouvent au voisinage de la périphérie de la plaque d'appui (2a). 9. Butée d'embrayage selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les surfaces de guidage se trouvent au voisinage de la partie tubulaire du manchon de guidage.