Brevet FR2745618A1 — publié le 19970905

La présente invention concerne un dispositif de débrayage pour embrayage mécanique, notamment pour un embrayage à diaphragme de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de débrayage comportant un élément d'attaque propre à agir sur le dispositif débrayeur de l'embrayage tel qu'un diaphragme, attelé à un élément de manoeuvre soumis à l'action d'un organe de commande, tel qu'un piston ou une fourchette de débrayage, du type dans lequel l'élément de manoeuvre est monté coulissant le long d'un tube-guide en étant manoeuvré par l'organe de commande, du type comportant d'une part, des moyens de maintien propres à être fixés sur une partie fixe, telle qu'un carter d'embrayage ou de boîte de vitesses, et, d'autre part, un ensemble (dit butée de débrayage) comportant le tube-guide, L'élément de manoeuvre et l'élément d'attaque, du type dans lequel le tube-guide comporte une partie d'extrémité arrière d'orientation transversale dirigée radialement, et du type comportant un joint d'arbre tournant monté dans un alésage interne d'un trou que comporte la partie fixe pour le passage d'un arbre d'entrée d'une boîte vitesses traversant le tube-guide. Un exemple d'une telle conception d'un dispositif de débrayage est décrit et représenté dans la demande de brevet français No. 95 11012. Dans ce document, des moyens de montage du type à baïonnette interviennent entre les moyens de maintien et une pièce d'assemblage appartenant à la butée de débrayage. Ce document propose une conception dans laquelle le trou de la partie fixe, par exemple le carter d'embrayage, pour le passage de l'arbre tournant débouche vers l'avant dans une face annulaire transversale d'orientation radiale de la partie fixe qui sert d'appui aux moyens de maintien. II résulte de cet agencement que le joint d'arbre tournant, nécessaire pour assurer l'étanchéité du carte, est réalisée sous la forme d'une coupelle d'étanchéité qui, en section par un plan axial, présente une forme de U couché et qui est logé axialement à l'intérieur de l'alésage du trou de la partie fixe. Cette conception rend délicat le montage du joint d'arbre tournant et encore plus délicat son démontage éventuel dans la mesure où le joint d'arbre tournant est logé axialement entièrement dans l'alésage. L'invention a pour but de proposer un dispositif de débrayage du type mentionné précédemment qui remédie aux inconvénients qui viennent d'être évoqués. Dans ce but, I'invention propose un dispositif de débrayage, caractérisé en ce que le joint d'arbre tournant comporte une pièce en tôle, formant armature, qui porte deux joints interne et externe pour respectivement venir en contact avec l'arbre tournant et avec la face avant de la partie fixe, et qui comporte centralement un bourrelet pour venir en contact de serrage avec l'alésage interne dudit trou que comporte la partie fixe, de manière à permettre de monter par avance et par l'avant le joint d'arbre tournant à force dans le trou, puis de rapporter ultérieurement ledit ensemble. De préférence, L'ensemble constitué par la butée de débrayage prend appui axialement sur la partie fixe de sorte qu'un jeu axial existe entre la partie arrière du tube-guide et la partie fixe pour permettre de monter aisément le joint d'arbre tournant sur la partie fixe. La conception selon l'invention permet ainsi de monter aisément un joint d'arbre tournant sur la partie fixe, usuellement un carter d'embrayage, le joint d'arbre tournant assurant l'étanchéité entre le carter et l'arbre mené traversant le tube-guide. En effet, le joint d'arbre tournant peut être préalablement monté par l'avant dans le carter. Le démontage du joint est aisé. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le jeu axial existe entre ladite partie d'extrémité arrière du tube-guide et une face annulaire avant, d'orientation transversale, de la partie fixe - le joint externe est en contact avec une face transversale annulaire avant d'un bossage formé sur ladite face annulaire avant, d'orientation transversale de la partie fixe - les deux joints interne et externe sont portés, par adhérisation ou par surmoulage, respectivement à la périphérie interne et à la périphérie externe de la pièce en tôle - le bourrelet est, en section par un plan axial, globalement en forme de U dont l'une, externe, des branches parallèles est en contact de serrage avec l'alésage interne du trou de la partie fixe - la pièce en tôle est globalement en forme d'un anneau plat d'orientation transversale dont la partie médiane comporte ledit bourrelet et dont les parties annulaires périphériques interne et externe portent les joints interne et externe d'étanchéité - la pièce en tôle présente, à sa périphérie externe, une partie externe de préhension saillante radialement par rapport à la partie fixe - la partie de préhension est trouée axialement pour permettre le fluage du matériau constitutif du joint externe lors de la réalisation de ce dernier par surmoulage ou adhérisation sur la partie de préhension - la partie de préhension est constituée par la partie périphérique externe de la pièce en tôle en forme d'anneau plat qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir de l'extrémité libre de la branche externe du bourrelet en U ; - des moyens de montage du type à baïonnette interviennent entre lesdits moyens de maintien et une pièce d'assemblage appartenant audit ensemble. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une demi-vue en section axiale d'un mode de réalisation d'un dispositif de débrayage conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 1 qui illustre la conception et l'agencement du joint d'arbre tournant ; et - la figure 3 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 1 qui illustre l'agencement du joint d'arbre tournant dans la partie fixe constituée par le carter d'embrayage. On a représenté sur la figure 1 un dispositif de débrayage pour un embrayage mécanique qui est ici un embrayage à diaphragme de véhicule automobile. Ce dispositif de débrayage comporte un élément d'attaque 11 propre à agir sur le dispositif débrayeur de l'embrayage, c'est-à-dire ici sur les extrémités radiales internes des doigts 100 d'un diaphragme. L'élément d'attaque 11 est attelé à un élément de manoeuvre 3 soumis à l'action d'un organe de commande tel qu'un piston de commande 3, ou dans une variante non représentée sur les figures, une fourchette de débrayage. L'élément de manoeuvre 3 est monté mobile axialement en coulissement le long d'un tube-guide 4 par l'organe de commande 3. Le dispositif de débrayage comporte, d'une part, un dispositif de maintien 5, 9 en deux parties propres à être fixées sur une partie fixe 7, ici le carter de l'embrayage (ou le carter de la boîte de vitesses du groupe motopropulseur du véhicule), et, d'autre part, un ensemble 1, communément appelé butée de débrayage, comportant le tube-guide 4, le piston de commande 3 et l'élément d'attaque 11. Le dispositif de maintien 5, 9 comporte une semelle 5 propre à être fixée sur la partie fixe 7 et une pièce d'appui 9 rapportée sur la semelle 5. Des moyens de montage du type à baïonnette interviennent entre le dispositif de maintien 5, 9 et une pièce d'assemblage appartenant à la butée de débrayage 1 pour permettre un montage du type à baïonnette de la butée de débrayage sur la pièce d'appui 9 qui a été préalablement fixée sur la semelle 5, la pièce d'assemblage étant propre à être serrée entre la partie fixe 7 et la pièce d'appui. On peut monter préalablement la semelle 5 sur la partie fixe 7, ici constituée par le carter d'embrayage, puis rapporter la pièce d'appui 9 ou, en variante, on peut créer un sous-ensemble constitué par la semelle 5 et la pièce d'appui 9, puis monter ce sous-ensemble sur la partie fixe 7. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le dispositif de débrayage est un dispositif de débrayage à commande hydraulique du type concentrique, L'organe de commande 3 étant un piston. Ce dispositif comporte un ensemble unitaire 1 constitué par la butée de débrayage à commande hydraulique du type concentrique et une semelle propre à être fixée sur une partie fixe, en l'occurrence le carter d'embrayage 7 du véhicule. La butée de débrayage 1 est dite du type concentrique car elle est propre à être traversée par l'arbre d'entrée (non représenté) de la boîte de vitesses et elle comporte une cavité annulaire borgne 40 d'orientation axiale propre à être alimentée en fluide sous pression. La butée de débrayage 1 comporte un corps extérieur 2 de forme générale tubulaire et le tube-guide 4 intérieur constituant un élément fixe. Le tube-guide 4 et le corps extérieur 2 sont montés de manière concentrique, d'axe commun X-X, L'arbre d'entrée de la boîte de vitesses traversant le tube-guide 4 en passant coaxialement à l'intérieur de ce dernier. Le tube-guide 4 est plus long axialement que le corps 2 et il fait saillie axialement vers l'avant par rapport à celui-ci (vers la droite en considérant la figure 1). Le tube-guide 4 et le corps 2 définissent la cavité annulaire borgne 40 à l'intérieur de laquelle est monté mobile axialement un piston 3 de forme générale cylindrique tubulaire qui fait saillie axialement par rapport à l'extrémité libre avant 204 du corps extérieur 2. Le piston 3 définit avec la cavité borgne 40 une chambre à volume variable et il porte à son extrémité libre avant l'élément d'attaque 11 propre à agir sur le dispositif débrayeur de l'embrayage, c'est-à-dire ici sur les extrémités radiales internes des doigts 100 d'un diaphragme. L'élément d'attaque 11 est ici un roulement à billes monté à jeu radial par rapport au piston 3 à l'aide d'une rondelle élastique (non référencée) engagée de manière connue dans une gorge du piston 3 pour caler axialement le roulement 11 à la bague intérieure tournante. En variante l'élément d'attaque est emmanché à force sur le piston 3. Selon une conception connue, la butée hydraulique de débrayage 1 constitue un récepteur asservi à un maître-cylindre piloté par exemple par une pédale de débrayage. La chambre de commande délimitée par la cavité borgne 40 et le piston 3 est à volume variable et elle peut être pressurisée ou dépressurisée pour déplacer le piston 3 en vue de désengager l'embrayage, le fluide de commande étant par exemple de l'huile. La butée de débrayage est munie d'un ressort 48 du type à boudin appelé ressort de précharge car il permet d'exercer une charge constante sur le diaphragme de sorte qu'un contact a toujours lieu entre l'élément d'attaque 11, ici constitué par un roulement à billes, et le diaphragme 100. Le tube-guide 4 présente à son extrémité arrière, la plus proche de la partie fixe 7, un rebord ou flasque en forme de collerette globalement d'orientation transversale 42 qui est dirigé radialement vers l'extérieur. Ce rebord 42 coopère de la manière décrite ci-après avec la face dorsale ou face arrière du corps 2 et forme le fond de la cavité 40. Un joint d'étanchéité statique 43 intervient entre la face dorsale arrière du corps 2 et la périphérie externe du flasque 42 pour rendre étanche la cavité borgne 40. Le tube-guide 4 est accroché au corps 2, en étant fixé de manière étanche grâce au joint 43, par des moyens qui ne seront pas décrits ici en détail. Ici la fixation est réalisée par sertissage en variante par des vis. La partie fixe de la butée de débrayage 1 est ainsi réalisée en deux parties, ce qui facilite grandement l'usinage du corps 2. A son extrémité libre ou extrémité avant, la plus éloignée du carter 7 rempli d'huile, le tube-guide 4 porte une butée 41, qui est ici réalisée sous la forme d'un jonc ouvert engagé dans une gorge pratiquée par déformation à l'extrémité avant du tube-guide 4. II est ainsi possible de réaliser un ensemble unitaire comportant le corps 2, le tube-guide 4, le piston 3 et l'élément d'attaque 11, la butée 41 évitant que le piston ne sorte sous l'action exercée par le ressort de précharge 48. L'extrémité arrière du piston 3 porte le joint dynamique d'étanchéité 31 qui coopère de manière étanche avec les surfaces cylindriques interne et externe qui délimitent radialement la cavité borgne 40 par l'intermédiaire de lèvres agencées respectivement pour contact celles des surfaces cylindriques. Le corps 2 présente à son extrémité arrière des pattes de fixation 22. Ces pattes 22 sont propres à prendre appui axialement sur la face annulaire avant 73 du carter 7. Les pattes d'appui 22 sont en forme d'équerre et elles présentent une partie d'orientation transversale dirigée radialement vers l'extérieur pour prendre appui axialement sur le carter 7. II est prévu des moyens (non représentés sur les figures) permettant de centrer le corps 2 sur le carter 7. La semelle 5 a une forme générale annulaire avec un anneau cylindrique 57 d'orientation axiale et elle comporte des oreilles 50 pour sa fixation sur le carter 7 à l'aide d'organes de fixation 71 tels que des rivets reçus dans des trous 72 du carter 7. La semelle 5, qui est ici réalisée en tôle emboutie, constitue un adaptateur conformé en fonction de la forme du carter 7. La pièce d'appui 9 est associée à la pièce 5 pour formation du dispositif de maintien précité. Les pièces 5 et 9 comportent des pattes (non représentées sur les figures) qui coopèrent mutuellement de manière que la pièce 9 se monte par encliquetage sur la semelle 5 et qui assurent de plus l'immobilisation relative en rotation de ces deux pièces. La conception des pièces 5 et 9 permet aussi de réaliser des moyens de montage du type à baïonnette intervenant entre le corps 2 et le dispositif de maintien constitué par la semelle 5 et la pièce d'appui 9, ces moyens de montage du type à baïonnette permettant d'engager les pattes 22 du corps 2 dans des dégagements prévus à cet effet dans les pièces 5 et 9, puis d'effectuer une rotation. Après montage du type à baïonnette, comme cela a été mentionné précédemment, les pattes 22 viennent en appui axial contre la face annulaire transversale avant 73 du carter et autour d'une protubérance ou bossage central 75 de cette dernière qui délimite une face annulaire centrale d'appui 300 d'orientation transversale, c'est-àdire qui s'étend dans un plan radial croissant. En variante le corps 2 est fixé directement sur le carter 7, les pattes 22 étant fixées sur le carter 7. La conception générale du dispositif de débrayage qui vient d'être décrite peut, à titre de variante, comporter une butée de commande du type mécanique sans autre modification. En effet, L'élément d'attaque Il est dans ce cas porté par un élément de manoeuvre 3 coulissant le long dudit tube-guide 4 en étant soumis à l'action d'une fourchette de débrayage. On décrira maintenant en détails la conception et l'agencement du joint d'arbre tournant 80 qui permet d'assurer l'étanchéité du carter 7, rempli d'huile, par rapport à l'arbre de la boîte de vitesses (non représenté). Le joint d'arbre tournant 80 est constitué pour l'essentiel par une pièce en tôle 83 formant armature qui porte à sa périphérie radiale interne un joint dynamique interne d'étanchéité 81 susceptible de coopérer avec l'arbre tournant et, à sa périphérie externe, un joint statique externe d'étanchéité 82 qui coopère de manière étanche avec le carter 7. La pièce en tôle 83 formant armature du joint d'arbre tournant 80 présente la forme générale d'un disque annulaire plat d'orientation transversale, c'est-à-dire qui s'étend dans un plan radial perpendiculaire à l'axe X-X. Dans sa partie centrale ou médiane, l'armature 83 comporte un bourrelet 84 destiné à venir en contact de serrage avec l'alésage interne du trou 86 que comporte la partie centrale du carter 7 pour le passage de l'arbre d'entrée de la boite de vitesses. En section axiale, et comme on peut le voir notamment aux figures 2 et 3, le bourrelet 84 présente globalement la forme d'un U couché. II est constitué par deux branches parallèles externe 302 et interne 304 d'orientation axiale qui sont reliées entre elles par une branche centrale 306 d'orientation radiale ou transversale. La branche externe 302 appartient à la virole cylindrique externe du bourrelet 84 qui est montée avec serrage radial dans le trou 86 de manière à permettre le montage par l'avant, c'est-à-dire de la droite vers la gauche en considérant les figures 1 et 3, de l'armature 83 dans l'alésage du trou 86. La partie 308 en forme générale d'anneau plat constituant la périphérie interne de l'armature 83 s'étend radialement vers l'intérieur à partir du bord d'extrémité libre de la branche interne 304 du bourrelet 84 et son extrémité radiale interne est légèrement inclinée vers l'arrière. Le joint dynamique interne d'étanchéité 81, de conception générale connue, est adhérisé ou surmoulé sur la périphérie interne 308. Un jonc de serrage 85 déformable élastiquement selon la direction radiale est noyé dans le joint interne d'étanchéité 81 au voisinage de l'extrémité axiale libre arrière de ce dernier qui présente localement une surépaisseur en forme de lèvre pour contact local avec l'arbre tournant. La périphérie externe 310 en forme générale d'anneau plat de l'armature en tôle 83 s'étend radialement vers l'extérieur à partir du bord d'extrémité libre de la branche externe 302 du bourrelet 84. Au voisinage du coude de raccordement entre la périphérie externe 310 et la branche externe 302, L'armature en tôle 83 porte le joint statique externe d'étanchéité 82 qui lui est fixé par adhérisation ou surmoulage. La périphérie externe 310 est trouée localement pour permettre le fluage du matériau élastomère, naturel et synthétique, constitutif du joint 82 de part et d'autre de la périphérie externe 310, c'est-à-dire sur les deux faces transversales opposées arrière 312 et avant 314 de celle-ci. Le joint statique d'étanchéité 82 comporte ainsi une partie active 316 qui s'étend le long de la face radiale arrière 312 et qui coopère de manière étanche avec la face annulaire transversale d'appui 300 du bossage central 75 du carter 7. On décrira maintenant l'agencement du joint d'arbre tournant 80 entre la partie fixe 7 et le tube-guide 4, 42 notamment en référence aux figures 1 et 3. Comme on peut le constater sur ces figures, il existe un jeu axial "j" entre le plan radial dans lequel s'étend la face annulaire 300 d'appui du joint d'étanchéité statique 82, 326 et le plan radial dans lequel s'étend la portion extrême de la partie transversale d'extrémité arrière 42 du tube-guide 4. Ce jeu "j" définit ainsi un logement axial 320 dans lequel s'étend globalement le joint d'arbre tournant 80, c'est-à-dire que son armature 83 s'étend globalement dans l'espace 320. Cet agencement permet de monter aisément le joint d'arbre tournant 80 sur la partie fixe 7, le joint 80 pouvant être monté préalablement par l'avant sur le carter 7. Lors du montage, le bourrelet 84 permet d'effectuer le centrage global du joint d'arbre tournant 80 dans le carter d'embrayage 7. En vue de faciliter le démontage par extraction axiale du joint d'arbre tournant 80 par rapport au carter, la périphérie externe 310 de l'armature en tôle 83 s'étend radialement vers l'extérieur au delà du joint d'étanchéité externe 82 et à distance axiale d de la face annulaire d'appui 300 de manière à constituer une partie de préhension 322 qui fait saillie radialement par rapport au carter 7. Cette partie de préhension en tôle 322 qui dépasse permet d'extraire aisément le joint d'arbre tournant 80, par exemple à l'aide d'un tournevis dont la pointe est introduite entre la face transversale 312 et la face annulaire d'appui 300. En position montée, on constate que l'encombrement axial du joint d'arbre tournant 80 est particulièrement réduit dans la mesure où le bourrelet 84 et le joint dynamique interne d'étanchéité 81 sont situés globalement à l'intérieur de l'alésage du trou 86 tandis que seul l'armature 83 et le joint statique externe d'étanchéité 82 sont disposés axialement dans l'espace 320, un jeu axial demeurant, après montage, entre le joint d'arbre tournant et la partie extrême arrière de la partie transversale d'extrémité arrière 42 du tube-guide 4. Bien entendu des passages existent dans le corps 2 pour alimenter la cavité 40. La collerette 42 peut avoir différentes formes, néanmoins elle est décalée axialement par rapport aux pattes 22 et à l'extrémité axiale arrière du corps 2 pour logement du joint d'arbre tournant 80. En variante dans le cas où l'organe de commande est une fourchette de débrayage, la collerette 42 est prolongée vers l'extérieur par une partie cylindrique d'orientation axiale dotée de pattes analogues aux pattes 22 pour fixation du tube-guide 4 sur le carter 7. REVENDICATIONS 1. Dispositif de débrayage pour embrayage mécanique, notamment pour embrayage à diaphragme de véhicule automobile, comportant un élément d'attaque (11), propre à agir sur le dispositif débrayeur de l'embrayage tel qu'un diaphragme (100), attelé à un élément de manoeuvre (3) soumis à l'action d'un organe de commande, tel qu'un piston (3) ou une fourchette de débrayage, dans lequel l'élément de manoeuvre est monté coulissant le long d'un tube guide (4) en étant manoeuvré par ledit organe de commande, du type comportant, d'une part, des moyens (5, 9) de maintien propre à être fixés sur une partie fixe (7), telle qu'un carter d'embrayage ou de boîte de vitesses, et, d'autre part, un ensemble (1), dit butée de débrayage, comportant le tube-guide (4), L'élément de manoeuvre (3) et l'élément d'attaque (11), du type dans lequel le tube-guide (4) comporte une partie (42) d'extrémité arrière d'orientation transversale dirigée radialement, et du type comportant un joint d'arbre tournant (80) monté dans un alésage interne d'un trou (86) que comporte la partie fixe (7) pour le passage d'un arbre d'entrée d'une boîte vitesses traversant le tube-guide (4), caractérisé en ce que le joint d'arbre tournant (80) comporte une pièce en tôle (83), formant armature, qui porte deux joints interne et externe (81, 82) pour respectivement venir en contact avec l'arbre tournant et avec la face avant (73, 300) de la partie fixe (7), et qui comporte centralement un bourrelet (84) pour venir en contact de serrage avec l'alésage interne dudit trou (86) que comporte la partie fixe (7), de manière à permettre de monter par avance et par l'avant le joint d'arbre tournant (80) à force dans le trou (86), puis de rapporter ultérieurement ledit ensemble (1). 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit ensemble (1) prend appui axialement (22) sur la partie fixe (7, 73) en sorte qu'un jeu axial (j) existe entre la partie arrière (42) du tube-guide (4) et la partie fixe (7) pour permettre de monter aisément le joint d'arbre tournant (80) sur la partie fixe (7). 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit jeu axial existe entre ladite partie (42) d'extrémité arrière du tube-guide (4) et une face annulaire avant (300), d'orientation transversale, de la partie fixe (7). 4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le joint externe (82) est en contact avec une face transversale annulaire avant (300) d'un bossage (75) formé sur ladite face avant (73), d'orientation transversale de la partie fixe (7). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits deux joints interne et externe (81, 82) sont portés, par adhérisation ou par surmoulage, respectivement à la périphérie interne (308) et à la périphérie externe (310) de la pièce en tôle (83). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit bourrelet (84) est, en section par un plan axial, globalement en forme de U dont l'une (302), externe, des branches parallèles (302, 304) est en contact de serrage avec l'alésage interne du trou (86) de la partie fixe (7). 7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pièce en tôle (83) est globalement en forme d'un anneau plat d'orientation transversale dont la partie médiane comporte ledit bourrelet (84) et dont les parties annulaires périphériques interne (308) et externe (310) portent les joints interne et externe d'étanchéité (81, 82). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite pièce en tôle (83) présente, à sa périphérie externe (310), une partie externe (322) de préhension saillante radialement par rapport à la partie fixe (7). 9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite partie de préhension (322) est trouée axialement pour permettre le fluage du matériau constitutif du joint externe (82, 316) lors de la réalisation de ce dernier par surmoulage ou adhérisation sur la partie de préhension (310, 322). 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9 prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce que la partie de préhension est constituée par la partie périphérique externe (322) de la pièce en tôle (83, 310) en forme d'anneau plat qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir de l'extrémité libre de la branche externe (302) du bourrelet en U (84). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de montage du type à baïonnette interviennent entre lesdits moyens (5, 9) de maintien et une pièce d'assemblage appartenant audit ensemble (1).