Brevet FR2671022A1 — publié le 19920703

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un diaphragme, notamment pour embrayages de véhicules automobiles, du genre comportant une partie périphérique formant rondelle Belleville, une partie centrale fragmentée en doigts radiaux séparés par des fentes s'étendant chacune d'une extrémité borgne, qui est proche de ladite partie périphérique, à une extrémité ouverte par laquelle elle débouche dans un évidement central commun à toutes les fentes, dans lequel l'on part d'une ébauche, que l'on soumet à une opération de traitement thermique suivi d'une opération de trempe et de mise en forme donnant au diaphragme un premier angle, puis d'une opération de revenu dans un four de revenu. Un tel diaphragme est décrit par exemple dans les documents FR-A-2 142 158 et FR-A-2 361 170 Ainsi qu'on le sait, ce diaphragme constitue un moyen élastique à action axiale, et il est souhaitable que la charge qu'il exerce, par exemple, sur un plateau de pression d'un embrayage pour serrage d'un disque de friction, demeure constante dans le temps Un des paramètres important qui conditionne cela est la température que peut atteindre en service ce diaphragme Par exemple, dans le cas d'un embrayage à friction, la température dudit diaphragme peut atteindre des températures élevées, notamment suite à des démarrages en côte, les garnitures de friction pouvant atteindre alors des températures très élevées, qui se traduisent au niveau du diaphragme par des températures de l'ordre de 2000 Il importe donc que ce diaphragme ne s'avachisse pas et ce notamment lors d'un fonctionnement à des températures élevées. La présente invention a pour objet de créer un nouveau diaphragme stable dans le temps, tout en ayant la possibilité de subir des températures élevées. Suivant l'invention, le procédé de fabrication d'un diaphragme du type susindiqué est caractérisé en ce que le diaphragme est transféré du four de revenu à une presse de stabilisation, et en ce que l'on inverse dans ladite presse de stabilisation l'angle du diaphragme encore chaud à sa sortie du four de revenu. Grâce à cette disposition, le diaphragme ne s'avachit pas dans le temps même s'il subit des températures élevées, en sorte que sa charge élastique demeure sensiblement constante. La description qui va suivre illustre l'invention en regard de la figure 1 qui est une vue schématique du procédé de fabrication et de la figure 2 représentant schématiquement un embrayage classique. Tel qu'illustré à la figure 1, la pièce élastique à réaliser est un diaphragme 1 de forme tronconique du genre comportant une partie périphérique 2 formant rondelle Belleville, une partie centrale fragmentée en doigts radiaux 4 séparés par des fentes 3, qui débouchent chacune dans un orifice 5 élargi formant une extrémité borgne au niveau de la périphérie interne de la rondelle Belleville 2. Intérieurement ces fentes 3 débouchent chacune dans une ouverture centrale commune 6 Ces fentes 3 s'étendent ainsi chacune radialement d'une extrémité borgne 5 proche de la rondelle 2, à une extrémité ouverte débouchant dans l'ouverture 6 (ou évidement central 6). Ainsi qu'on le sait (figure 2) et tel qu'illustré par exemple dans le document FR-A-2 286 976, un tel diaphragme 1 est destiné à équiper notamment des mécanismes d'embrayages pour véhicules automobiles, comportant un couvercle 14 pour fixation à un plateau de réaction il solidaire du vilebrequin du moteur à combustion interne, au moins un plateau de pression 13 solidaire en rotation du couvercle en étant monté mobile axialement par rapport à celui-ci, et un diaphragme 1 prenant appui sur le couvercle pour action sur le plateau de pression. Usuellement la liaison en rotation du plateau de pression au couvercle est réalisée par des languettes tangentielles fixées à l'une de leurs extrémités à une patte du plateau de pression et à l'autre de leur extrémité à une patte de fixation du couvercle En variante il peut s'agir d'une liaison du type tenon- mortaise. Le mécanisme d'embrayage forme un ensemble unitaire propre à être monté sur le plateau de réaction il de l'embrayage grâce à son couvercle et le plateau de pression est sollicité en direction du plateau de réaction par le diaphragme pour serrage entre lesdits plateaux 11,13 de garnitures de friction 12 accouplées à un moyeu, généralement par un dispositif amortisseur de torsion, ledit moyeu étant solidaire en rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses Le diaphragme constitue donc un moyen élastique à action axiale et a normalement une forme tronconique. A la figure 2, le diaphragme 1 est monté de manière basculante sur le couvercle 14 grâce à des moyens d'assemblage 15 à pattes issues du couvercle traversant les orfices 5 pour présenter une extrémité libre repliée radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble et servir d'appui à une rondelle formant un appui secondaire de basculement pour le diaphragme 1 en regard d'un appui primaire constitué par un embouti du couvercle 14. Normalement l'embrayage, et donc son mécanisme, est en position ou configuration embrayage engagé, le diaphragme ayant alors une forme sensiblement plane lorsque les garnitures de friction sont neuves. Pour débrayer il faut appuyer à l'aide d'une butée de débrayage sur les extrémités des doigts 4 pour faire basculer le diaphragme (pointillés de la figure 1) dont la concavité est ainsi admise à s'inverser A la fin du basculement du diaphragme l'embrayage avec son mécanisme occupe une position ou configuration finale embrayage désengagé, dite position de débrayage. La charge qu'exerce le diaphragme 1 sur le plateau de pression 13 dépend donc de son épaisseur et de son angle d'inclinaison A par rapport au plan vertical P. Il importe donc de stabiliser le diaphragme notamment en fonction de la température. Ainsi suivant l'invention le diaphragme est transféré d'un four de revenu 50 à une presse de stabilisation 60 et en ce que l'on inverse, à l'aide d'une presse de stabilisation 60, l'angle du diaphragme 1 encore chaud à sa sortie du four de revenu 50. Plus précisément, l'ébauche du diaphragme réalisée dans une presse d'ébauche 10, est transférée dans une machine permettant de réaliser de façon continue et automatique la trempe avec mise en forme, le revenu et l'opération de stabilisation du diaphragme, pour conférer audit diaphragme les propriétés élastiques et/ou de dureté voulue. En se reportant à la figure 1, on voit que le diaphragme 1 est plat à sa sortie de la presse d'ébauche 10 Le diaphragme comporte à la sortie de cette première opération la partie rondelle Belleville 2, les doigts 4, les fentes 3 les orifices 5 et l'ouverture centrale 6. Pour plus de précision sur la réalisation de l'ébauche du diaphragme on se reportera par exemple au document FR-A-2 361 170 sachant que l'opération est réalisée à l'aide de poinçons et d'opérations de découpe et de tranchage, lesdits poinçons étant montés mobiles entre des appuis en association avec des matrices enserrant le flanc travaillé; des éjecteurs montés mobiles entre les matrices étant associés aux poinçons. L'ébauche plane est transférée vers la machine qui se compose d'un ensemble de chargement 20, d'un four d'austénitisation 30, d'une presse de trempe sous forme équipée d'un outil de mise en forme refroidi à l'eau, d'un système de transfert dans un four de revenu 50, d'un four de revenu 50 continu à chaîne ou tapis, d'un système de transfert dans la presse de stabilisation 60, d'une presse de stabilisation 60 équipée d'un outil d'inversion refroidi à l'eau, d'un ensemble de déchargement. L'ensemble de chargement 20 est composé d'un petit magasin pouvant recevoir des piles de diaphragmes sur chandelle provenant de l'atelier de presse et de la presse d'ébauche 10. Un élévateur permet de maintenir les diaphragmes à niveau constant, de manière à ce qu'un manipulateur équipé d'une tête à aimants permanents puisse les saisir et les transférer un à un sur des barres de transfert du four d'austénitisation 20. Le four d'austénitisation 20 est constitué d'une carcasse métallique soudée et revêtue intérieurement d'un isolant thermique par exemple sous forme d'un matériaux fibreux isolant Ce four 20 est mis à une température de 8600 par exemple à l'aide de tubes radiants en forme de U et chauffés au gaz naturel La régulation de la température est réalisée par une chaîne pyrométrique comportant une canne pyrométrique, un câble de compensation et un régulateur actionnant une vanne d'alimentation de gaz. En variante le chauffage peut être du type électrique en faisant appel à des plaques électriques de chauffage ou à des résistances chauffantes. L'austénitisation des diaphragmes s'effectue sous atmosphère neutre par injection dans le four d'azote et de méthanol De préférence, le méthanol est injecté dans le four en phase gazeuse. A l'intérieur du four une roue dotée de fentes permet de recevoir et de stocker les pièces qui sont introduites par les barres de transfert A chaque introduction d'une pièce (un diaphragme) dans la roue, celle-ci se décale d'une fente Au bout d'un demi-tour de la roue, la pièce est redéposée sur des barres de transfert pour être évacuées vers la presse 40 de trempe sous forme. La presse de trempe sous forme 40 comme la presse de stabilisation 60 est constituée de deux tables fixes, l'une inférieure, l'autre supérieure, et d'une table mobile actionnée par un vérin hydraulique et guidée par des colonnes à coulisseaux à billes Sur la table fixe inférieure et sur la table mobile, on monte un outil de trempe sous forme bridé par des vérins hydrauliques En variante, on peut utiliser des presses à changement d'outil à cassette. Cet outil est constitué ici d'un poinçon mobile et d'une matrice de mise en forme fixe, et il est refroidit par un circuit d'eau intégré. L'introduction et l'évacuation de la pièce dans l'outil se fait à l'aide d'un extracteur actionné par un vérin pneumatique dans l'axe de l'outil. Suite à la trempe sous forme, le diaphragme à l'état libre a une forme tronconique faisant un premier angle A par rapport au plan vertical P, l'angle étant imposé par l'outil de trempe sous forme de la presse. A la sortie de la presse, les diaphragmes sont transférés au four de revenu par un dispositif prenant la pièce sur l'extracteur de l'outil de trempe sous forme pour la déposer dans la chaîne ou sur le tapis du four de revenu 50 Ce four de revenu 50 est constitué d'une carcasse métallique revêtue intérieurement par exemple d'un matériaux fibreux assurant l'isolation thermique. La mise à température s'effectue à l'aide de plaques radiantes électriques ou de résistances chauffantes électriques, un ventilateur de brassage d'air assurant l'homogénéité de la température à l'intérieur du four 50. Ici, le revenu s'effectue à une température d'environ 3900, le temps de passage dans le four étant d'environ 3 Omn. Comme dans le four d'austénitisation, il est prévu un dispositif de régulation de température avec une chaîne pyrométrique comportant une canne pyrométrique, un câble de compensation et un régulateur pilotant un thyristor de puissance de commande des plaques électriques. A l'intérieur du four est prévue une chaîne montée sur pignon pour recevoir et stocker les pièces amenées par le transfert presse 40 four 50 La longueur de la chaîne est calculée en fonction du temps de passage prévu dans le four. Bien entendu, une porte du type "guillotine" limite les entrées d'air froid dans le four en dehors des temps de transfert des pièces. A la sortie du four 50, on effectue un transfert de la presse de stabilisation 60 par un dispositif prenant la pièce dans le four de revenu 50 et la déposant sur l'extracteur de l'outil de stabilisation que comporte la presse 60. Comme mentionné ci-dessus, cette presse de stabilisation 60 est analogue à la presse de trempe sous forme 40 et comporte donc deux tables fixes et une table mobile avec un outil de stabilisation monté sur la table fixe inférieure et la table mobile, l'outil de stabilisation étant bridé par des vérins hydrauliques. Cet outil est constitué d'un poinçon et d'une matrice de forme et il est refroidit par l'eau L'introduction et l'évacuation de la pièce dans l'outil est réalisée à l'aide d'un extracteur déplacé par un vérin pneumatique dans l'axe de l'outil. On notera que cet outil de stabilisation permet selon l'invention d'inverser le premier angle A du diaphragme sortant à une température de 390 du four de revenu et de le refroidir à l'aide de son circuit d'eau intégré. En pratique, l'angle d'inversion B est de 5 à Cet angle B peut être voisin du premier angle A du diaphragme Par exemple si l'angle A est de 110, l'angle d'inversion B est de de -100 Avantageusement, l'expérience a montré que de très bons résultats sont obtenus en inversant le diaphragme à une forme identique (et donc une conicité identique) à celle qu'il peut avoir en série en position de débrayage (position embrayage désengagé). A la suite du passage en presse de stabilisation, il est prévu un ensemble de déchargement composé par exemple de deux petits magasins pouvant recevoir des chandelles vides sur lesquelles un manipulateur vient déposer les pièces qu'il a prise dans l'outil de stabilisation. Ainsi qu'on l'aura compris, le passage dans la machine selon l'invention permet de donner au diaphragme une forme tronconique et de lui conférer la dureté et/ou l'élasticité voulue, avec des contraintes internes acceptables Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit En particulier, alors que précédemment l'angle d'inversion B était inférieur en valeur absolue au premier angle A du diaphragme, en variante cet angle B peut être supérieur en valeur absolue. Il est possible également d'effectuer un traitement thermique de cémentation et de carbonitruration comme décrit dans le document FR-A-2 142 158 De même il est possible de pratiquer un grenaillage après passage dans le four de revenu 50, sur l'une ou les deux faces du diaphragme 1 comme décrit dans le document FR-A-2 286 976. Enfin le diaphragme 1 peut équiper des variateurs de vitesses du genre comportant une courroie montée en boucle sans fin entre une poulie menante et une poulie menée, l'une desdites poulies au moins comportant un flasque mobile et un flasque fixe, le flasque mobile étant mobile sous l'action d'un diaphragme prenant appui sur celui-ci et sur une pièce d'appui solidaire d'un moyeu, lui-même solidaire du flasque fixe. Dans ce cas, la poulie variable du variateur présente deux configurations extrêmes, à savoir: une configuration extrême initiale correspondante à une vitesse de rotation faible de la poulie variable; une configuration extrême de fonctionnement correspondante à des vitesses de rotation élevées de la poulie variable. On inverse alors l'angle du diaphragme dans la presse de stabilisation, pour lui donner une forme identique (conicité identique), à celle qu'il présente dans sa configuration extrême terminale de fonctionnement. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'un diaphragme ( 1), notamment pour embrayages de véhicules automobiles, du genre comportant une partie périphérique ( 2) formant rondelle Belleville, une partie centrale fragmentée en doigts radiaux ( 4) séparés par des fentes ( 3) s'étendant chacune d'une extrémité borgne ( 5), qui est proche de ladite partie périphérique ( 2), à une extrémité ouverte, par laquelle elle débouche dans un évidement central ( 6) commun à toutes les fentes, dans lequel l'on part d'une ébauche que l'on soumet à une opération de traitement thermique suivi d'une opération de trempe et de mise en forme donnant au diaphragme ( 1) un premier angle (A), puis d'une opération de revenu dans un four de revenu ( 50), caractérisé en ce que le diaphragme ( 1) est transféré du four de revenu ( 50) à une presse de stabilisation ( 60), et en ce que l'on inverse dans ladite presse de stabilisation l'angle du diaphragme encore chaud à sa sortie du four de revenu ( 50). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la presse de stabilisation ( 60) comporte un outil de stabilisation monté sur la presse permettant d'inverser le premier angle (A) du diaphragme et de le refroidir à l'aide de son circuit d'eau intégré. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la presse de stabilisation ( 60) comporte une table fixe et une table mobile, et en ce que l'on monte un outil de stabilisation sur la table inférieure et la table mobile. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'outil de stabilisation est constitué d'un poinçon et d'une matrice de forme, et en ce qu'il est refroidit par un circuit d'eau intégré. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'angle il d'inversion (B) est voisin du premier angle (A). 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle d'inversion (B) est inférieur au premier angle (A). 7) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle d'inversion (B) est supérieur au premier angle (A). 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'angle d'inversion (B) est compris entre 5 et 15 . 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le diaphragme est monté dans un mécanisme d'embrayage et prend appui sur un couvercle ( 14) pour action sur un plateau de pression ( 13), ledit mécanisme pouvant occuper une configuration initiale embrayage engagé et une configuration finale embrayage désengagé, caractérisé en ce que l'on inverse le diaphragme dans ladite presse de stabilisation ( 60) pour une forme identique à celle qu'il présente dans la position embrayage désengagé.