Brevet FR2691221A1 — publié le 19931119

La présente invention concerne les diaphragmes du type de ceux formant l'un des constituants essentiels des embrayages à diaphragme, notamment pour véhicules automobiles. Un tel diaphragme de forme annulaire est décrit par exemple dans le document FR-A-2 244 101 et comporte une partie périphérique formant rondelle Belleville et une partie centrale fragmentée en doigts radiaux par des fentes, l'ensemble ayant globalement, au repos, une allure tronconique. La partie périphérique du diaphragme constitue des moyens élastiques à action axiale qui, au sein d'un embrayage par exemple, prennent appui sur un couvercle et portent sur un plateau de pression, en sorte que celui-ci se trouve constamment sollicité en engagement pour serrage d'au moins un disque de friction. Les doigts radiaux de la partie centrale du diaphragme constituent des leviers débrayeurs qui, sous l'action d'une butée de débrayage, sont aptes à commander une libération du plateau de pression par la partie rondelle Belleville du diaphragme, et donc le passage en position de dégagement de ce plateau de pression. Au voisinage de la racine de ces doigts radiaux, en alternance avec ceuxci, le diaphragme présente des orifices qui, radialement, débouchent chacun respectivement sur les fentes séparant deux à deux ces doigts radiaux. Dans le cadre d'embrayages dits poussés, certains de ces orifices sont mis à profit pour le passage de pattes, colonnettes ou autres participant à un assujettissement pivotant du diaphragme au couvercle. Une difficulté dans la réalisation du diaphragme résulte de ce que, en service, lors d'une opération de débrayage les doigts radiaux de sa partie centrale ne sont pas l'objet d'une inclinaison de flexion égale à celle de sa partie périphérique. En pratique l'inclinaison de flexion des doigts radiaux est supérieure à celle de sa partie périphérique. Il en résulte, d'une part, pour l'embrayage concerné une libération moindre au dégagement, ou levée, du plateau de pression, pour une course donnée de la butée de débrayage et, d'autre part, pour le diaphragme et plus précisément pour la partie rondelle Belleville de celui-ci, la possibilité, circulairement, d'ondulations intempestives de nature à en provoquer la rupture. En outre comme décrit dans le document FR-A-2 563 877 un diaphragme présente une courbe caractéristique de forme ensellée, sa force croît tout d'abord avec l'accroissement de la course de déformation du diaphragme pour décroître ensuite après passage par un maximum La caractéristique élastique du diaphragme est déterminée notamment par le rapport h/s (h étant la hauteur du tronc de cône de la rondelle Belleville mesurée parallèlement à l'axe, tandis que S est l'épaisseur du diaphragme). Pour cette raison, dans le susmentionné document, on a prévu une disposition sous forme d'une incurvation pratiquée dans la rondelle Belleville afin de réduire l'ensellement de la courbe caractéristique du diaphragme. Une telle disposition n'est pas entièrement satisfaisante car, d'une part, elle ne permet pas de bien maîtriser la charge exercée par le diaphragme et, d'autre part, elle rigidifie la partie périphérique du diaphragme en sorte que la flexion des doigts est encore accentuée. La présente invention a pour objet, de manière simple et économique, de pallier ces inconvénients et donc de créer une nouvelle disposition permettant de réduire l'ensellement de la courbe caractéristique du diaphragme, tout en améliorant la levée du plateau de pression. Suivant l'invention, un diaphragme du type sus- indiqué est caractérisé en ce que sa partie périphérique présente localement des déformations de désensellement en regard d'au moins certains de ses orifices. Grâce à l'invention, la partie périphérique du diaphragme est moins raide, au bénéfice d'une diminution de la flexion des doigts du diaphragme et d'une augmentation de la levée du plateau de pression On maîtrise également mieux la charge exercée par le diaphragme. En outre, on obtient un désensellement de la courbe caractéristique du diaphragme au bénéfice d'un meilleur confort pour le conducteur du véhicule. De plus, cette disposition permet de rigidifier de manière aisée les doigts du diaphragme. Ainsi, comme dans le susmentionné document FR-A-2 244 101, des nervures sont prévues radialement sur les doigts radiaux du diaphragme, pour les rigidifier, et ces nervures peuvent être associées à des déformations de rigidification pratiquées dans la partie périphérique formant rondelle Belleville Ces déformations peuvent prolonger lesdites nervures. Une telle disposition est aisée à mettre en oeuvre et ne perturbe pas outre mesure les caractéristiques de charge du diaphragme De plus contrairement à ce qui est divulgué dans le document FR- A-2 549 919, il n'y a pas besoin de prendre des dispositions particulières pour permettre le pivotement du diaphragme, lorsque celui- ci équipe un embrayage du type poussé. En effet, toutes les déformations pratiquées dans la rondelle Belleville n'affectent pas la partie interne de celle-ci en sorte que l'on peut conserver les dispositions classiques dans les embrayages poussés pour permettre le pivotement du diaphragme. De plus, dans le cadre d'un embrayage du type tiré les déformations de rigidification de la rondelle Belleville peuvent permettre un blocage du diaphragme par coopération avec des butées pratiquées dans le couvercle de l'embrayage. En variante ces déformations, lorsqu'elles sont tournées vers le plateau de pression de l'embrayage, peuvent permettre un basculement plus aisé du diaphragme. La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue partielle en élévation suivant la flèche 1 de la figure 2, et avec un arrachement local d'un mécanisme d'embrayage à diaphragme du type tiré de l'art antérieur; la figure 2 est une vue en coupe axiale suivant la ligne brisée 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 dans le cadre d'un mécanisme d'embrayage à diaphragme du type tiré; la figure 4 est une vue en élévation d'un diaphragme selon l'invention; la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne 6-6 de la figure 5; la figure 7 est une vue partielle analogue à la figure 3; la figure 8 est une vue en perspective montrant une partie de l'outillage de fabrication des déformations et nervures selon l'invention. Le diaphragme 11 selon l'invention forme l'un des constituants essentiels des embrayages à diaphragme, notamment pour véhicules automobiles L'embrayage peut être du type poussé (figures 1 et 2) ou du type tiré (figure 3) Le diaphragme 11 a une forme tronconique à l'état libre Il est mis en forme et traité thermiquement pour obtenir la dureté et l'élasticité voulue. Ainsi qu'on le sait (figures 1 à 3) un embrayage comporte un mécanisme d'embrayage formant un ensemble unitaire Un tel mécanisme comporte un ensemble de pièces annulaires à savoir un couvercle 10,100, un diaphragme 11, qui présente une partie périphérique 12 formant rondelle Belleville et une partie centrale fragmentée en doigts radiaux 13, et au moins un plateau de pression 14. Par des plages 15 d'un rebord radial périphérique 16, le couvercle 10,100 est adapté à être rapporté, le plus souvent par des vis 5 (figure 3), sur le plateau de réaction 17 ou volant (schématisé en trait interrompu à la figure 2). Ce plateau de réaction 17 est solidaire d'un arbre menant 1, à savoir le vilebrequin du moteur à combustion interne dans le cadre d'un véhicule automobile. Un disque de friction 18 est inséré entre les plateaux 14 et 17 en étant solidaire en rotation d'un arbre mené 2, à savoir l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses dans le cadre d'un véhicule automobile. Le plateau de pression 14 est solidaire en rotation du couvercle 10, 100 en étant mobile axialement par rapport à celui-ci. De manière usuelle cette solidarisation peut être réalisée à l'aide de languettes tangentielles 23 (figure 1) ou de tenons 6 et mortaises 7 (figure 3). Ainsi à la figure 1, le plateau 14 présente radialement en saillie, de place en place, des pattes 21. Des languettes 23 s'étendent, sensiblement tangentiellement à une circonférence de l'ensemble, entre les pattes 21 et des plages 22 du rebord périphérique 16 du couvercle Ces languettes 23 assurent la solidarisation en rotation du plateau 14 au couvercle 10, tout en autorisant un déplacement axial; la fixation des languettes 23 aux pattes 21 et aux plages 22 s'effectuant le plus souvent par rivetage. A la figure 3, le plateau 14 présente radialement en saillie, de place en place, des tenons 6 engagés dans des mortaises 7 pratiquées dans la jupe périphérique de forme annulaire du couvercle 100. Pour action du diaphragme 11, le plateau de pression 14 présente, de place en place, des bossages axiaux 20,120 sur lesquels porte la partie périphérique formant rondelle Belleville 12 de ce diaphragme 11. Le couvercle 10 offre un premier appui, ou appui primaire, à la partie périphérique 12 du diaphragme 11. Plus précisément dans les figures 1 et 2, la partie périphérique de la rondelle Belleville 12 du diaphragme prend appui sur les bossages 20 du plateau de pression, tandis que la partie interne de la rondelle Belleville 12 prend appui sur l'appui primaire 25 du couvercle 10, consistant ici en une déformation en demi-onde du couvercle formé par emboutissage et constituant un premier jonc d'appui. Dans les figures 1 et 2 des moyens d'assemblage assujettissent de manière pivotante le diaphragme 11 au couvercle 10 et comportent une pièce annulaire 27, dite couronne-jonc, du côté du diaphragme il opposé au couvercle 10 Cette couronne-jonc 27 offre au diaphragme il un deuxième appui, ou appui secondaire, et dans la forme de réalisation représentée, elle présente à cet effet, au droit de la déformation en demi-onde 25 du couvercle 10, une déformation en demi-onde 28 comparable. Les moyens d'assemblage comportent en outre des pattes de retenue 29, relativement minces et plates, qui, solidaires de l'une quelconque des pièces couvercle 10 - couronne-jonc 27 ou prenant appui axialement sur une telle pièce, traversent axialement par une partie droite d'orientation axiale, d'une part, le diaphragme 11, à la faveur d'orifices 31 ménagés dans celui-ci au voisinage de la racine de ces doigts radiaux 13 dans l'exemple de réalisation représenté et, d'autre part, l'autre desdites pièces couronne-jonc 27 couvercle 10, et qui, au-delà de cette dernière, forme à leur extrémité libre 33 un coude de calage 34 pour appui axial de celle- ci, ladite extrémité 33 étant pliée radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble à cet effet. A la figure 2, les pattes de retenue 29 sont issues d'une seule pièce du couvercle 10, par pliage et découpe appropriée du flanc dans lequel celui-ci est formé et forme donc une partie intégrante de ce couvercle 10. Corollairement la couronne-jonc 27 est traversée par la partie droite 30 et prend appui sur le coude de calage formé par les pattes 29, ladite couronne-jonc présentant des orifices 35 pour passage desdites pattes de retenue 29. En variante la couronne-jonc 27 peut être de forme tronconique en étant dépourvue d'orifices 35 et centrée à sa périphérie interne par les pattes 29 Sa périphérie externe présente une arête arrondie pour formation de l'appui secondaire 28. En variante les moyens d'assujettissement peuvent consister en des colonnettes et des joncs comme décrit dans le susmentionné document FR-A-2 244 101. A la figure 3, le diaphragme 11 prend appui par la partie périphérique de sa rondelle Belleville 12 sur l'appui primaire 125 du diaphragme, formé ici par emboutissage du couvercle 100. Par la partie interne de sa rondelle Belleville 12 le diaphragme 11 prend appui sur les bossages 120 du plateau de réaction 14. Le diaphragme 11 prend appui dans tous les cas sur le couvercle 10, 100 pour action sur le plateau de pression 14 et serrage du disque de friction 18, et plus précisément des garnitures de frottement, que comporte usuellement celui-ci, entre le plateau de pression 14 et le plateau de réaction 17. Pour désengager l'embrayage, il faut agir sur l'extrémité interne des doigts 13 du diaphragme à l'aide d'une butée de débrayage 3 (figure 3) coulissant axialement le long d'un tube-guide 4 solidaire de la boite de vitesses du véhicule automobile. A la figure 3, il faut agir en traction sur l'extrémité interne des doigts du diaphragme, la butée 3 étant conformée à cet effet et comportant une pièce traversant l'ouverture centrale du diaphragme pour action sur les doigts de celui-ci du côté du diaphragme tourné vers le plateau de réaction 17. A la figure 2, il faut agir en poussant à l'aide de la butée de débrayage sur l'extrémité des doigts 13 pour faire pivoter le diaphragme entre ses appuis primaire 25 et secondaire 28. Ainsi par traction ou par poussée, on fait basculer le diaphragme 11 et l'on fait cesser l'action élastique qu'exerce usuellement la rondelle Belleville 12 sur le plateau de pression 14 Le disque de friction 18 peut être ainsi libéré. Ici comme mieux visible à la figure 4, les orifices 31 ont une forme globalement rectangulaire avec des rayonnages pour diminuer les contraintes et les fentes 40 séparant deux à deux les doigts 13 du diaphragme ont globalement une forme de boutonnière dont le fond est prolongé par une fente de largeur réduite débouchant dans l'ouverture centrale du diaphragme. Les orifices 31 constituent donc l'extrémité borgne des fentes 40 en étant plus larges que celles-ci. En variante les orifices 31 peuvent être de forme circulaire et les fentes 40 de largeur constante. Certains des orifices 31, ceux qui ne servent pas au passage des pattes 29, peuvent être de hauteur radiale moindre pour rigidification des doigts 13. Suivant l'invention un diaphragme il du type sus- indiqué est caractérisé en ce que sa partie périphérique 12 présente localement des déformations de désensellement en regard d'au moins certains de ses orifices 31. A la figure 4, par simplicité, on a représenté les déformations 60 que sur un quart du diaphragme, mais bien entendu ici une déformation 60 est associée à chaque orifice 31 Il n'en est pas nécessairement ainsi par exemple un orifice 31 sur deux peut être associé à une déformation 60. Ces déformations 60 ici n'affectent pas la partie interne de la rondelle Belleville en sorte que, comme représenté en pointillés, l'appui secondaire 28 de la couronne-jonc 27 peut s'appuyer sur la rondelle Belleville 12 sans interférence avec les déformations 60. Les déformations 60 ont une forme oblongue et sont obtenues par emboutissage Ces déformations permettent de réduire l'ensellement de la courbe caractéristique du diaphragme et s'étendent globalement circonférentiellement, radialement à distance des orifices 31. Ici les déformations 60 s'étendent en majeure partie en-dessous de la ligne neutre de la partie 12, en vis-à-vis du fond des orifices 31. Ces déformations 60 permettent de pratiquer des nervures de rigidification 50 dans les doigts 13 du diaphragme Ces nervures 50 peuvent être prolongées radialement par des déformations locales de rigidification 70 Ces déformations 70, tout comme les déformations 60, n'affectent pas la périphérie interne de la rondelle Belleville 12 en sorte qu'elles n'interfèrent pas avec l'appui secondaire 28. Les déformations 70 s'étendent dans la partie périphérique 12 du diaphragme 11. on notera que les bossages 20 du plateau de pression 14 sont fragmentés en conséquence pour pouvoir s'intercaler entre deux déformations 70 consécutives. En variante les nervures 50 peuvent être associées à des déformations locales de rigidification 80 s'étendant dans la partie périphérique 12 de manière inclinée de part et d'autre de l'axe de symétrie radial des nervures 50. Avantageusement toutes les déformations 60,70 et nervures 50 sont obtenues par emboutissage conduisant à une élongation de matière et à la formation de saillies axiales. Ainsi à la figure 8 on voit en 90,91 et 92 les poinçons associés respectivement aux nervures 50 à la déformation de rigidification 70 et aux déformations 60 de désensellement. Le procédé de fabrication est aisé à mettre en oeuvre à la pression et fait appel aux poinçons 90,91,92, à une matrice 94 et un porte-poinçons 93 Ces poinçons sont de largeur constante et présentent une partie centrale de part et d'autre de laquelle s'étendent des parties inclinées. On appréciera que grâce à l'invention l'épaisseur du diaphragme n'a pas besoin d'être augmenté, ce qui simplifie la fabrication. Ainsi dans une première phase, on découpe les doigts 13 du diaphragme et les orifices 31 et l'on effectue les emboutissages des nervures 50 des déformations 60,70, puis après on met en cône le diaphragme et l'on effectue son traitement thermique. Grâce aux poinçons on obtient les formes représentées à la figure 4 pour les nervures 50 et les déformations 60,70. Ainsi les nervures 50, tout comme les déformations 60 et 70, présentent une partie centrale plus large de part et d'autre desquelles s'étendent deux parties pointues. Pour les déformations 70 et les nervures 50, il y a une dissymétrie en ce qui concerne les parties pointues de celles-ci, l'une étant plus longue que l'autre, tandis que pour les déformations 60 de désensellement les parties pointues sont symétriques. il Bien entendu les parties inclinées des poinçons à 92 sont conformés en conséquence. La partie pointue de plus petite taille, la plus éloignée de l'axe de l'ensemble des nervures 50, s'intercale entre deux orifices 31 ce qui permet de ne pas augmenter outre mesure les contraintes au niveau des orifices 31. L'autre extrémité pointue (la plus longue) de la nervure 50 permet de conserver un maximum de matière aux doigts 13, la partie centrale des nervures s'étendant globalement en regard de la portion de raccordement des orifices 31 aux fentes 40. Les déformations de rigidification 70 permettent avantageusement dans le cadre d'un embrayage tiré un blocage en rotation du diaphragme 11 En effet ces déformations 70 s'étendent à la périphérie externe de la rondelle Belleville en sorte que la partie centrale desdites déformations peut coopérer par exemple avec une échancrure 101 pratiquée dans le fond du couvercle 100 (figure 7) Pour cela la déformation 70 pénètre à jeu dans l'échancrure 101. En cas de rotation du diaphragme, celui-ci vient automatiquement buter, par ses déformations 70, contre le contour délimitant les échancrures 101. Avantageusement, toutes les déformations 60,70 et les nervures 50, saillantes axialement, sont, dans le cadre d'un embrayage poussé, dirigées vers les plateaux 14,17 Bien entendu on peut faire l'inverse. Ainsi à la figure 7, on peut inverser le sens de la déformation 70 en sorte qu'un bon basculement du diaphragme 11 est obtenu. Les déformations 60 de désensellement s'étendent circonférentiellement c'est-à-dire globalement - perpendiculairement aux déformations de rigidification 70 et aux nervures de rigidification 50. Les déformations 60 ont globalement circonférentiellement une longueur égale à la largeur des orifices 31. On notera que les pointes des déformations 60 permettent de ne pas augmenter les contraintes au niveau des orifices 31, notamment au niveau des coins de ceux- ci, les parties pointues permettant un dégagement vis-à- vis desdits coins. On notera que l'extrémité pointue, la plus longue de la déformation 70, est dirigée vers l'axe de l'ensemble c'est-à-dire vers l'extrémité pointue de plus faible étendue de la nervure 50. Grâce à toutes ces formes, on minimise les contraintes dans la partie périphérique 12 du diaphragme tout en ayant une rigidification des doigts du diaphragme et un désensellement de la courbe caractéristique de celui-ci De plus on maîtrise bien la charge du diaphragme. On appréciera que les déformations de désensellement 60 n'affectent pas outre mesure la zone d'enracinement des doigts 13 à la rondelle Belleville 12. Bien entendu les déformations 80 sont également obtenues par emboutissage et ont une forme dissymétrique comme les déformations 70. Bien entendu les déformations de désensellement 60 peuvent s'étendre radialement plus vers la périphérie externe de la rondelle 12 ou en variante être plus proches des orifices 31, ce qui conduit dans ce cas à modifier les moyens d'assemblage assujettissant de manière pivotante le diaphragme au couvercle. REVENDICATIONS 1) Diaphragme pour embrayages à diaphragme, notamment pour véhicules automobiles, du genre comportant une partie périphérique ( 12) formant rondelle Belleville et une partie centrale fragmentée en doigts radiaux ( 13) par des fentes ( 40) et des orifices ( 31) au voisinage de la racine desdits doigts radiaux ( 13) en alternance avec ceux-ci, lesdits orifices débouchant chacun sur les fentes ( 40) séparant deux à deux les doigts radiaux ( 13), caractérisé en ce que sa partie périphérique ( 12) présente localement des déformations de désensellement ( 60) en regard d'au moins certains de ses orifices ( 31). 2) Diaphragme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les déformations de désensellement ( 60) ont une forme oblongue et s'étendent globalement circonférentiellement radialement, à distance des orifices ( 31). 3) Diaphragme selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les déformations de désensellement ( 60) ont globalement circonférentiellement une longueur égale à la largeur des orifices ( 31). 4) Diaphragme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les déformations de désensellement ( 60) s'étendent en majeure partie endessous de la ligne neutre de la partie périphérique ( 12). ) Diaphragme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ces doigts ( 13) présentent des nervures de rigidification ( 50), caractérisé en ce que lesdites nervures ( 50) sont prolongées radialement par des déformations locales de rigidification ( 70) s'étendant dans la partie périphérique ( 12) du diaphragme ( 11). 6) Diaphragme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ces doigts ( 13) présentent des nervures de rigidification ( 50), caractérisé en ce que lesdites nervures ( 50) sont associées à des déformations locales de rigidification ( 80) s'étendant dans la partie périphérique ( 12) du diaphragme ( 11) de manière inclinée de part et d'autre de l'axe de symétrie radial des nervures de rigidification ( 50). 7) Diaphragme selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les nervures ( 50), et les déformations de désensellement ( 60) et de rigidification ( 70,80) présentent une partie centrale plus large de part et d'autre desquelles s'étendent deux parties pointues. 8) Diaphragme selon la revendication 7, caractérisé en ce que les déformations de rigidification ( 70,80) et les nervures ( 50) sont dissymétriques. 9) Diaphragme selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les déformations de désensellement ( 60) sont symétriques.