Brevet FR2739157A1 — publié le 19970328

La présente invention concerne les embrayages à friction, notamment pour véhicules automobiles et se rapporte plus particulièrement au couvercle métallique embouti de forme annulaire creuse, que comporte un tel embrayage. Elle se rapporte également à un mécanisme d'embrayage comportant un tel couvercle. Ainsi qu'on le sait un embrayage comporte usuellement successivement axialement un volant ou plateau de réaction, solidaire d'un arbre menant tel que le vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule, un disque de friction, solidaire en rotation d'un arbre mené tel que l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, un plateau de pression, des moyens élastiques à action axiale prenant appui sur le fond d'un couvercle fixé au plateau de réaction à l'aide d'une pluralité d'organes de fixation tels que des vis de fixation. Le disque de friction comporte à sa périphérie externe des garnitures de friction propres à être serrées entre les plateaux de pression et de réaction sous I'action exercée par les moyens élastiques à action axiale. Le plateau de pression est lié en rotation au couvercle en étant monté mobile axialement par rapport à celui-ci à l'aide d'une pluralité de languettes élastiques ou en variante à l'aide de pattes du plateau de pression engagées dans des ouvertures du couvercle en sorte de créer une liaison du type tenons- 2 0 mortaises. Ainsi le plateau de pression forme avec le couvercle et les moyens élastiques à action axiale un ensemble unitaire appelé mécanisme d'embrayage. Normalement l'embrayage est engagé, les garnitures de friction du disque de friction étant serrées entre les plateaux de pression et de réaction de manière précitée. Pour désengager l'embrayage, il faut agir à l'aide d'une butée de débrayage sur le dispositif débrayeur de l'embrayage associé aux moyens élastiques à action axiale. Ces moyens élastiques peuvent consister en une pluralité de ressorts à boudin prenant appui sur le fond du couvercle et sur le plateau de pression, lesdits moyens élastiques étant associés à des leviers de débrayage comme décrit par exemple dans le document FR-A-1 356 783. En variante ces moyens élastiques peuvent consister en un diaphragme comme décrit dans les documents GB-A-2 222 640 et US-A-5,301,782. Comme montré dans ces documents les couvercles comportent latéralement une jupe annulaire dotée d'une portion globalement d'orientation axiale prolongée à l'une de ses extrémités par un rebord, globalement d'orientation transversale, dirigé en direction opposée à l'axe de symétrie axial du couvercle. Ce rebord est doté d'une pluralité de trous de fixation pour passage d'organes de fixation du couvercle au plateau de réaction de l'embrayage. De tels organes de fixation, usuellement des vis, sont visibles à la figure 1 du document GB-A-2 222 640. Dans cette figure on voit que la tête des organes de fixation prend appui sur le rebord du couvercle, un espace existant entre la jupe du couvercle et la périphérie externe du plateau de pression et du disque de friction entourés par la jupe du couvercle. Comme expliqué dans le document FR-A-1 356 783 un souhait de longue date est de maintenir les organes de fixation aussi près que possible du pourtour (de la périphérie extemrne) du plateau de pression et du disque de friction (de la périphérie externe des garnitures de friction dudit disque). Ceci présente l'avantage d'obtenir un embrayage plus compact en renforçant le couvercle contre un fléchissement pendant le fonctionnement de I'embrayage, tout en établissant une construction plus économique et durable. A la lumière de ce document FR-A-1 356 783, on voit que l'on crée ainsi dans la jupe du couvercle une pluralité d'ajours associés aux trous de fixation pour passage des têtes des organes de fixation. Ces ajours sont circonférentiellement alignés avec les trous de fixation. 2 0 Comme visible à la figure 1, il est créé dans le rebord 3 des zones de portée 1 autour des trous de fixation 2. Ces zones de portée, servent à l'appui des têtes des organes de fixation, en sorte que le rebord du couvercle 3, traversé par les organes de fixation, est pincé en cet endroit entre les têtes des organes de fixation et le plateau de réaction de l'embrayage. Les zones de portée 1 comportent intérieurement une languette 4 dont le bord intérieur est situé sur une circonférence inférieure ou égale au diamètre interne de la portion 5 d'orientation axiale de la jupe 6 du couvercle. Les ajours 7 ont axialement une forme oblongue. Ainsi la tête des organes de fixation peut se loger dans les ajours 7 et venir ainsi au plus près des 3 0 garnitures de friction du disque de friction. Une fois le couvercle monté, on notera que les zones de portée 1 sont soumises à de fortes sollicitations, notamment lors de l'opération de désengagement de l'embrayage. Dans des conditions sévères d'essais, on a constaté ainsi des déchirements ou l'apparition d'amorces de rupture à la base des ajours, c'est-à-dire au niveau des languettes 4, de forme trapézoïdale, dimensionnées en fonction des têtes des organes de fixation pour offrir un appui à celles-ci. D'une manière générale, il est souhaitable de renforcer les couvercles. La présente invention a donc pour objet de supprimer le risque de déchirement à la base des ajours tout en renforçant les couvercles. Suivant l'invention un couvercle du type sus-indiqué est caractérisé en ce que les languettes se raccordent aux bords latéraux des ajours par des zones de matière matricée. Suivant l'invention un mécanisme d'embrayage du type sus-indiqué est caractérisé en ce qu'il comporte un tel couvercle. Grâce à l'invention le risque de déchirement à la base des ajours (au niveau du bord interne des zones de portée) est supprimé, tout en assurant des ouvertures réduites dans la jupe du couvercle visant au renforcement maximum des couvercles. Par rapport aux ajours de l'art antérieur on ajoute donc de la matière sans interférence avec les têtes des organes de fixation, la zone de matière matricée ayant une forme concave pour ne pas interférer avec les têtes des organes de fixation. On appréciera que la disposition selon l'invention ne modifie pas profondément les outillages nécessaires à la fabrication des couvercles, ni la gamme de fabrication. Avantageusement, contrairement à la disposition divulguée dans le document FR-A-1 356 783, on forme les ajours dans une bande de tôle avant de donner une forme creuse au couvercle, puis on vient conformer (calibrer) le rebord du couvercle et former les zones de matière matricée, les zones de portée s'appuyant sur une partie fixe de l'outillage tandis que les zones matricées viennent remplir une empreinte formée dans la partie fixe de l'outillage. On appréciera que la disposition selon l'invention est particulièrement avantageuse dans le cas o le couvercle comporte un rebord fractionné en plusieurs plages coplanaires réparties régulièrement circulairement et décalées axialement les unes par rapport aux autres à savoir des premières plages de fixation, comportant les zones de portée 1 et destinées à être accolées au plateau 3 0 de réaction de l'embrayage, des secondes plages de fixation destinées à la fixation de rivets d'équilibrage de l'embrayage, plus précisément du mécanisme d'embrayage comportant de manière unitaire le couvercle, le plateau de pression et les moyens élastiques à action axiale, et enfin des troisièmes plages servant à la fixation des languettes élastiques assurant la liaison en rotation avec mobilité axiale du plateau de pression avec le couvercle, ces troisièmes plages étant axialement plus éloignées des premières plages que les deuxièmes plages. Ainsi un faible intervalle peut exister circonférentiellement entre les deuxièmes et les troisièmes plages encadrant les premières plages associées aux ajours. Grâce à l'invention, on obtient ainsi un couvercle renforcé. La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspective montrant une zone de portée de l'art antérieur; - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un embrayage équipé d'un couvercle selon l'invention; la figure 3 est une vue partielle selon la flèche 3 de la figure 2, montrant une des languettes élastiques de liaison du plateau de pression avec le couvercle; - la figure 4 est une vue selon la flèche 3 du couvercle seul selon I'invention; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 1 montrant la zone de portée avec la zone matricée selon l'invention; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 vu de l'intérieur du couvercle. A la figure 1, on voit un embrayage pour véhicule automobile comportant successivement axialement des pièces annulaires, à savoir un plateau de réaction 10 ou volant (représenté de manière schématique), solidaire ici du vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule, un disque de friction 20 dont on a représenté ici que la périphérie externe comportant un disque 21 portant sur chacune de ses faces des garnitures de friction 22, un plateau de pression 30, des moyens élastiques à action axiale 40, et un couvercle 50 métallique. Ici les moyens élastiques à action axiale consistent en un diaphragme comprenant, de manière connue en soi, une partie périphérique en forme de rondelle Belleville prolongée vers l'intérieur par une partie centrale fragmentée en doigts radiaux par des fentes, qui débouchent intérieurement dans une ouverture centrale du diaphragme et extérieurement dans des orifices élargis formés à la périphérie interne de la rondelle Belleville du diaphragme, c'est-à-dire à la racine des doigts de celui-ci. Ces orifices sont traversés axialement par des pattes 51 issues d'un seul tenant du couvercle par découpe et pliage. Ces pattes 51 sont pliées à leur extrémité libre radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble, pour porter et former un coude de calage pour une couronne-jonc 52 et une couronne de support 53. La couronne-jonc 52 est arrondie à sa périphérie externe pour présenter un appui secondaire pour le diaphragme en regard d'un appui primaire porté par le couvercle 50. Ainsi la rondelle Belleville est montée à sa périphérie interne de manière pivotante entre les appuis primaire et secondaire précités. Les pattes 51 sont issues par découpe et pliage ici d'un fond 54, globalement d'orientation transversale, dirigées radialement vers l'axe de l'ensemble, que présente le couvercle 50 et l'appui primaire est formé par un embouti formé directement dans ledit fond 54 comme décrit dans le document US- A-5,301,782 auquel on pourra se reporter pour plus de précisions sachant que la partie périphérique de la rondelle Belleville du diaphragme s'appuie sur un bossage annulaire fragmenté 31, que présente le plateau de pression 30 à cet effet. Les garnitures de friction 22 du disque de friction 20 sont normalement (embrayage engagé) serrées entre les plateaux de pression 30 et de réaction 10, sous l'action du diaphragme 40 et pour désengager l'embrayage il faut agir en poussant à l'aide d'une butée de débrayage (non représentée) sur l'extrémité interne des doigts du diaphragme 50 pour faire basculer celui-ci afin de faire cesser son action sur le plateau de pression 30 et libérer les garnitures de friction 22, en sorte que le mouvement d'entraînement du moteur n'est pas communiqué au disque de friction 20 présentant usuellement à sa périphérie interne un moyeu cannelé intérieurement pour sa liaison en rotation à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Ainsi qu'on l'aura compris le couvercle 50 est destiné à être fixé sur le plateau de réaction 10 et le plateau de pression 30 est lié en rotation au couvercle avec mobilité axiale ici à l'aide de languettes élastiques 32 s'étendant globalement tangentiellement. Ces languettes 32 sont réparties régulièrement circulairement et leur nombre dépend des applications. Ici trois groupes répartis régulièrement circonférentiellement sont 3 0 prévus. Chaque groupe, comportant éventuellement plusieurs languettes 32 superposées, étant fixé, de manière connue en soi à l'une de ses extrémités à des pattes radiales 33 que présente le plateau de pression 30. Ces pattes 33 s'étendent en saillie radiale à la périphérie interne du plateau 30. La fixation desdites languettes aux pattes 33 est réalisée à l'aide 3 5 d'organes de fixation, usuellement sous forme de rivets 34. Ainsi le couvercle permet l'entraînement en rotation du plateau de pression et par là même l'entraînement des garnitures de friction 22 et du disque 20 lorsque l'embrayage est engagé. Cet entraînement est réalisé grâce à la fixation du couvercle 50. Ce couvercle 50 est ici métallique en étant de forme creuse et annulaire. Ce couvercle est réalisé ici en tôle emboutie à la presse et présente latéralement une jupe annulaire 6 dotée d'une portion globalement d'orientation axiale 5 prolongée à l'une de ses extrémités (son extrémité ouverte) par un rebord 3, globalement d'orientation transversale, dirigé en direction opposée à l'axe du couvercle 50 et doté d'une pluralité d'ouvertures ou trous de fixation 2 pour passage d'organes de fixation du couvercle au plateau de réaction 10 de l'embrayage. Ici le couvercle a donc une forme d'assiette creuse avec une jupe 6 reliant le fond 54, troué centralement, du couvercle au rebord 3. La jupe 6 présente à son extrémité arrière une deuxième portion inclinée 8 de raccordement au fond 54 du couvercle 50. Des ajours 7 sont pratiqués dans ladite jupe, notamment dans sa portion 5, pour passage des têtes des organes de fixation. Ces ajours 7, ici de forme oblongue, ici allongés axialement, sont alignés circonférentiellement avec les trous de fixation 2 comme visible par exemple dans les figures 2 et 4. Le rebord 3 comporte une pluralité de plages coplanaires réparties régulièrement circonférentiellement à savoir une première série de plages 81 coplanaires dans lesquelles sont réalisés les trous de fixation 2, une seconde série de plages 82 coplanaires dotées de trous pour montage de rivets d'équilibrage et une troisième série de plages 83 coplanaires dotées de trous 84 pour fixation de l'autre extrémité des languettes tangentielles 32 au couvercle 50 à l'aide d'organes de fixation usuellement des rivets. Les plages 83 sont les plus proches du fond 54 du couvercle 50 et les plus éloignées du plateau de réaction 10, tandis que les plages 81 sont destinées à être accolées audit plateau de réaction, les plages 82 étant disposées axialement entre les plages 81 et 83. Ces plages sont réparties régulièrement circonférentiellement comme mieux visible à la figure 4, des plages 81 étant interposées circonférentiellement 3 0 entre les plages 82 et 83. Ici chaque série de plages 83,82 comporte trois plages. Bien entendu cela dépend des applications, de même que le nombre de trous de fixation 2 au nombre de six ici et entre deux plages successives 83 on trouve deux plages 81 de longueur circonférentielle différente encadrant une plage 82. On notera également que les plages 81 les plus longues circonférentiellement sont dotées de trous 86 pour le passage de pions de centrage portés par le plateau de réaction 10. On notera également que les pattes 51 alternent circonférentiellement avec des pattes 55 destinées à servir d'appui au diaphragme 40 lorsque le couvercle 50 n'est pas encore monté sur le plateau de réaction 10. L'ensemble couvercle 50 - plateau de pression 30 - diaphragme 40, monté de manière pivotante sur le couvercle 50, formant un ensemble unitaire appelé mécanisme d'embrayage grâce notamment aux languettes tangentielles 32. Autour de chaque trous de fixation 2 est définie une zone de portée 1 pour l'appui des têtes des organes de fixation usuellement des vis 9 dont une est schématisée à la figure 2. En variante ces vis 9 peuvent être remplacées par des rivets ou des boulons. Les zones de portée 1 appartiennent aux plages 81. Ici le bord interne des zones de portée 1 s'étend radialement globalement sur la même circonférence que la périphérie interne de la portion 5 du couvercle à laquelle se raccorde le rebord 3. En variante ledit bord interne de la zone i peut s'étendre radialement en dessous de la périphérie interne de la portion 5. Chaque zone de portée a une forme globalement trapézoïdale avec une périphérie interne en forme de languette 4. Suivant l'invention chaque languette 4 se raccorde aux bords latéraux des ajours 7 par des zones de matière matricées 60. Ces zones matricées forment 2 0 donc des contre-rayonnages comme visible dans les figures 5 et 6. Bien entendu la dimension de chaque zone de portée 1 et donc des languettes 4 est fonction de la dimension de la tête des organes de fixation 9. Comme mieux visible à la figure 5, les plages 82 se raccordent aux plages 81 par une zone de raccordement à section en forme de S comprenant une zone rayonnée dans un sens se raccordant à la zone de portée 1 et prolongée par une zone de matière matricée selon l'invention et une zone rayonnée en sens inverse de raccordement aux plages 82. Les zones matricées 60 forment donc des contre-rayons et appartiennent à des zones rayonnées bordant les zones de portée 1 en s'étendant 3 0 de la périphérie externe du rebord 3 et donc des plages 81 à la base des ajours 7. Ces contre-rayons évitent un déchirement du métal. Ainsi deux zones de matière matricée sont associées à chaque zone de portée 1 en étant disposées de part et d'autre de celles-ci. Les zones 60 divergent vers l'extérieur des plages 81 ainsi que vers le fond fermé des ajours 7 et ont une largeur maximum au niveau du bord interne des zones de portée 1. Tout ceci permet d'avoir un couvercle renforcé avec apport de matière grâce aux zones de matière matricée 60. Ainsi le couvercle est robuste et peut être doté de trous de ventilation supplémentaire 61 comme visible à la figure 4. Bien entendu les plages 83 sont échancrées au niveau des rivets de fixation 34 servant également à retenir le plateau de pression lorsque le mécanisme d'embrayage 30,40,50 n'est pas encore monté sur le plateau de réaction 10. Pour ce faire la tête des rivets 34 a une forme allongée et vient coopérer avec une patte de butée 57, que présente le rebord 3 du couvercle 50. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. En particulier la présence de la rondelle de support 53, en contact avec l'extrémité libre des pattes 51 n'est pas obligatoire et les appuis primaire et secondaire peuvent être remplacés par des joncs comme visible à la figure 1 du document GB-A-2 222 640. D'une manière générale le diaphragme 40 peut être monté de manière pivotante sur le couvercle à l'aide de tout moyens par exemple des colonnettes fixées ou rivetées sur le fond du couvercle 54. En variante les moyens élastiques à action axiale peuvent consister en des ressorts à boudin comme visible à la figure 2 du document FR-A-1 356 783 et dans ce cas le fond du couvercle est embouti localement pour montage des extrémités des ressorts à boudin. La manoeuvre de l'embrayage s'effectuant à 2 0 l'aide de leviers de débrayage montés à articulation sur le couvercle. De même la jupe du couvercle peut avoir toute forme appropriée par exemple une forme en cloche comme à la figure 2 à la figure 1 du document GB-A- 2 222 640 ou à la figure 2 du document FR-A-1 356 783. Cette jupe peut être également de forme globalement cylindrique comme visible à la figure 5 du document GB-A-2 222 640. Tout cela dépend des applications. Enfin l'embrayage peut être du type tiré et dans ce cas la périphérie externe de la rondelle Belleville du diaphragme prend appui sur le couvercle, tandis que la périphérie interne de la rondelle Belleville du diaphragme s'appuie sur le 3 0 bossage fragmenté du plateau de pression 30, le désengagement de l'embrayage étant réalisé à l'aide d'une butée de débrayage agissant en traction sur l'extrémité interne des doigts du diaphragme. Dans ce cas le fond 54 du couvercle a une hauteur réduite. On notera qu'avantageusement le fond du couvercle se raccorde à sa 3 5 jupe par des zones rayonnées. Ainsi qu'on l'aura compris la fabrication du couvercle en tôle emboutie est réalisée à l'aide de presse et ici on effectue le poinçonnage des ajours dans le flanc de tôle encore plat, puis on emboutit le couvercle pour lui donner sa forme creuse, le matriç,age des zones de matière matricées selon l'invention ayant lieu ultérieurement et conduisant à conformer de manière précise les zones de portée à l'aide d'une partie fixe de l'outillage et à remplir de matière des entailles pratiquées dans des parties fixes de l'outillage pour remplir celles-ci et former lesdites zones de matière matricées c'est-à-dire à rayonner celles- ci. Vu de l'extérieur, les zones ont une forme concave. Vu de l'intérieur (figure 6) les zones 60 ont une forme globalement arrondie. Ainsi qu'on l'aura compris lors de la formation de la partie creuse du couvercle on rayonne le rebord du couvercle au niveau des ajours puis ultérieurement on effectue un contre-rayonnage au niveau du bord interne des zones de portée de part et d'autre de l'extrémité interne de celles-ci. On notera que les ajours 7 affectent ici la jupe 6 du couvercle sur plus de la moitié de la longueur de celle-ci. Ces ajours 7 affectent les portions 5 et 8 de ladite jupe. Tout cela dépend des applications de même que la forme des zones matricées. REVENDICATIONS 1- Couvercle métallique d'embrayage de forme annulaire creuse pour embrayage à friction, notamment de véhicule automobile, comportant latéralement une jupe annulaire (6) dotée d'une portion globalement d'orientation axiale (5) prolongée à l'une de ses extrémités par un rebord (3), globalement d'orientation transversale, dirigé en direction opposée à l'axe de symétrie axial du couvercle (50), ledit rebord (3) étant doté d'une pluralité de trous de fixation (2) pour passage d'organes de fixation (9) du couvercle (50) au plateau de réaction (10) que comporte l'embrayage, dans lequel la portion d'orientation axiale (5) de ladite jupe est dotée d'ajours (7) en regard des trous de fixation (2), tandis qu'autour de chaque trous de fixation (2) est définie une zone de portée (1) appartenant audit rebord (3) pour l'appui des têtes des organes de fixation (9) tels que des vis, et dans lequel lesdites zones de portée comportent intérieurement une languette (4), dont le bord intérieur est situé sur une circonférence inférieure ou égale au diamètre interne de la portion (5) d'orientation axiale de la jupe du couvercle(50), caractérisé en ce que lesdites languettes (4) se raccordent aux bords latéraux des ajours (7) par des zones de matière matricées (60). 2- Couvercle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones 2 0 de matière matricée ont une forme concave. 3- Couvercle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les zones de portée (1) appartiennent à une première série de plages (81) coplanaire, et en ce que certaines desdites premières séries de plages (81) sont disposées chacune entre une plage (82) appartenant à une deuxième série de plages 2 5 coplanaires (82) destinée à la fixation de rivets d'équilibrage et une autre plage (83) appartenant à une troisième série de plages coplanaires destinée à la fixation de languettes tangentielles liant en rotation le couvercle à un plateau de pression (30), que comporte l'embrayage. 4- Mécanisme d'embrayage du genre comportant un couvercle (50), un 3 0 plateau de pression (30) lié en rotation au couvercle (50) avec mobilité axiale et des moyens élastiques à action axiale prenant appui sur le couvercle (50) pour action sur le plateau de pression (30), caractérisé en ce qu'il comporte un couvercle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.