Brevet FR2745617A1 — publié le 19970905

La présente invention concerne un dispositif de débrayage pour embrayage mécanique. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de débrayage pour embrayage mécanique, notamment pour embrayage à diaphragme de véhicule automobile, 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 constitué par un piston monté mobile axialement dans une cavité annulaire borgne d'orientation axiale propre à être alimentée en fluide et définie par un tube-guide intérieur et un corps extérieur montés de manière concentrique, du type dans lequel l'extrémité arrière du piston porte un joint dynamique d'étanchéité qui présente à l'arrière des lèvres respectivement pour contact avec la périphérie externe du tube-guide, le long de laquelle coulisse le piston, et pour contact avec la périphérie interne du corps extérieur pour définir avec la cavité borgne une chambre à volume variable, et du type dans lequel l'extrémité libre avant du piston porte l'élément d'attaque. Un tel type de dispositif de débrayage à commande hydraulique par l'intermédiaire d'un piston cylindrique annulaire équipé d'une coupelle d'étanchéité à lèvres est décrit et représenté dans la demande de brevet français n" 9511012. Dans ce document, la coupelle d'étanchéité est attelée au piston par l'intermédiaire de son armature de renfort dont la jupe d'orientation axiale entoure l'extrémité arrière du piston et est sertie mécaniquement dans une gorge radiale externe du piston. Selon cette conception, le joint d'étanchéité est arrimé au piston, c'est à dire qu'il est fixé axialement à l'extrémité libre arrière du piston et il ne peut donc pas se déplacer par rapport au piston, la course axiale du piston et de sa coupelle d'étanchéité à lèvres étant simultanée. A son extrémité avant opposée qui fait saillie axialement hors de la chambre hydraulique de commande, le piston agit sur un élément d'attaque propre à agir sur le dispositif de débrayeur de l'embrayage constitué par les doigts d'un diaphragme. Du fait de la conception et des techniques de réalisation et de montage du diaphragme, les doigts du diaphragme ne sont pas tous situés rigoureusement dans le même plan radial. Ce défaut provient notamment du fait que le diaphragme est une pièce traitée mécaniquement et thermiquement pour lui conférer ses propriétés d'élasticité et de dureté. Ce défaut aboutit à des mouvements axiaux intempestifs de l'élément d'attaque, et donc du piston avec sa coupelle d'étanchéité, aboutissant à une usure prématurée du joint d'étanchéité et notamment de ses deux lèvres d'étanchéité. Afin de remédier à cet inconvénient, I'invention propose un dispositif du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que le joint présente un rebord annulaire d'orientation axiale engagé à jeu dans une gorge réalisée à l'extrémité arrière du piston, un mouvement relatif se produisant entre la gorge et le rebord pour ménager le joint. Grâce à cette capacité de déplacement axial relatif, certains des doigts du diaphragme vont repousser l'élément d'attaque et, une fois celui-ci repoussé, aucun mouvement axial relatif ne se produit plus au niveau du joint d'étanchéité qui est ainsi ménagé, le mouvement axial relatif nécessaire à l'absorption des décalages axiaux entre les divers doigts du diaphragme se produisant entre la gorge du piston et le rebord du joint d'étanchéité. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le joint présente le rebord à sa périphérie annulaire externe - le rebord annulaire est cranté et est engagé par son cran dans ladite gorge - la gorge présente, en section par un plan axial, un flanc arrière incliné, un fond plat et un flanc arrière transversal d'orientation radiale, et le cran présente une forme analogue à celle de la gorge pour pénétrer à jeu axial dans la gorge - le joint d'étanchéité est une coupelle d'étanchéité constituée par un fond annulaire en forme générale de disque d'orientation radiale, dont la face avant s'étend en regard de la face transversale annulaire d'extrémité arrière du piston, et par deux lèvres externe et interne d'étanchéité qui s'étendent radialement vers l'extérieur et l'intérieur respectivement pour coopérer de manière étanche avec la périphérie interne du corps extérieur (2) et la périphérie externe du tube-guide - le fond annulaire de la coupelle est renforcé par un anneau plat d'armature - L'anneau d'armature est noyé dans le fond de la coupelle d'étanchéité - le rebord annulaire est un talon annulaire qui est relié à la face transversale avant de la coupelle d'étanchéité par une jupe annulaire cylindrique qui s'étend le long de la surface cylindrique périphérique de l'extrémité arrière du piston - la jupe s'étend axialement dans le prolongement du bord circulaire externe du fond de la coupelle - le diamètre extérieur du piston est inférieur au diamètre intérieur de la périphérie interne du corps extérieur, et la jupe s'étend dans l'espace annulaire entre ces deux éléments; - la face transversale arrière du fond de la coupelle comporte au moins un téton d'orientation axiale propre à venir en contact avec le fond transversal arrière de la cavité borgne. 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 ; et - 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'étanchéité associé au piston annulaire de commande du dispositif de débrayage. On a représenté à 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, ici sur les extrémités radiales internes 100 des doigts d'un diaphragme de conception connue. L'élément d'attaque 11 est attelé à un élément de manoeuvre soumis à l'action d'un organe de commande qui est ici un piston de commande 3. Le dispositif d'embrayage comporte, d'une part, un dispositif de maintien en deux parties 5, 9 propre à être fixé sur une partie fixe 7, qui est ici le carter de l'embrayage ou le carter de la boîte de vitesses et, d'autre part, un ensemble 1, communément appelé butée de débrayage, comportant un 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 7 et une pièce d'appui 9 rapportée sur la semelle 5, des moyens de montage du type à baïonnette intervenant entre le dispositif de maintien et une pièce 2,4 appartenant à la butée 1. Le dispositif de débrayage illustré sur la figure 1 est un dispositif de débrayage à commande hydraulique du type concentrique. Le dispositif comporte une butée de débrayage à commande hydraulique 1 du type concentrique, c'est à dire qu'elle est propre à être traversée coaxialement ici 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, ici un liquide tel que de l'huile, par des canaux non représentés sur les figures. La butée 1 comporte le tube-guide 4 intérieur, formant une partie fixe intérieure d'axe X-X, et un corps extérieur 2. Le tube-guide 4, ici métallique et peu épais, et le corps extérieur 2 (ici en matière moulable en aluminium ou en variante en matière plastique) sont montés de manière concentrique, I'arbre de la boîte de vitesses traversant le tube-guide 4 en passant à l'intérieur de ce dernier. Le tube-guide 4 est plus long axialement que le corps 2 et il fait ainsi saillie axialement par rapport au corps 2. Le tube-guide 4, par sa surface cylindrique convexe externe 200, et le corps moulé 2, par sa surface cylindrique concave interne 202, définissent radialement la cavité borgne 40 qui est fermée axialement vers l'arrière, c'est à dire vers la gauche en considérant la figure 1, par un flasque en forme de collerette radiale extérieure 42 réalisée venue de matière avec le tube-guide 4.A l'intérieur de la cavité cylindrique annulaire borgne 40 est monté mobile axialement le piston 3 qui fait saillie axialement par rapport à l'extrémité libre avant 204 du corps extérieur 2 qui est ici de forme globalement tubulaire comme le tube-guide 4. La collerette 42 est fixée au corps 2 par sertissage ou autres moyens, tel que vissage etc. Le piston 3 est une pièce de forme générale tubulaire réalisée par moulage. Le piston est délimité radialement vers l'intérieur par une surface cylindrique interne concave 206 par l'intermédiaire de laquelle il est guidé en coulissement le long de la surface externe 200 du tubeguide 4. Il est délimité radialement vers l'extérieur par une surface cylindrique externe 208 dont le diamètre extérieur est nettement inférieur au diamètre intérieur de la surface interne 202 du corps 2, c'est à dire qu'il existe un jeu radial "j" entre les surfaces en vis-à-vis 202 et 208. Le piston 3 porte, à son extrémité libre avant 210, I'élément d'attaque Il de conception générale connue et propre à agir sur le dispositif débrayeur de l'embrayage, c'est à dire ici sur les doigts 100. Ici l'élément 11 en forme de roulement à billes peut se déplacer radialement par rapport au piston une rondelle élastique (non référencée) étant prévue à cet effet. La rondelle élastique attelle l'élément d'attaque au piston 3. En variante l'élément d'attaque est emmanché à force sur le piston 3. Le piston 3 définit avec la cavité borgne 40 une chambre à volume variable et il porte à cet effet un joint dynamique d'étanchéité 31 qui sera décrit plus en détails dans la suite de la description. L'étanchéité de la cavité borgne 40 est aussi assurée par un joint statique 43 interposé entre la collerette 42 et une partie en vis-àvis du corps 2. Selon la conception connue d'une butée hydraulique, cette dernière constitue un récepteur asservi à un maître-cylindre piloté par exemple par une pédale d'embrayage. La chambre de commande délimitée par la cavité borgne et le piston 3 avec son joint d'étanchéité 31 est à volume variable et elle peut être pressurisée ou dépressurisée. Lorsque la chambre est dépressurisée, le piston occupe une position rétractée sous l'action des doigts 100 du diaphragme de l'embrayage agissant sur l'élément d'attaque 11, I'embrayage étant alors engagé. Lorsque la chambre annulaire de commande est pressurisée, le piston 3 occupe alors la position avancée, illustrée à la figure 1, dans laquelle il agit sur les extrémités radiales internes des doigts 100 du diaphragme en faisant basculer ce dernier de sorte que l'embrayage est alors désengagé. En dépressurisant à nouveau la chambre de commande, on provoque le retour du piston, de la droite vers la gauche, vers sa position rétractée sous l'action du diaphragme. La butée de débrayage 1 est pourvue d'un ressort 48, ici du type à boudin, appelé ressort de précharge car il permet d'exercer une charge constante sur le diaphragme en sorte qu'il existe toujours un contact entre l'élément d'attaque 11, qui est ici un roulement à billes, et le diaphragme. Selon une conception connue, le joint dynamique d'étanchéité 31 est une coupelle annulaire d'étanchéité à lèvres qui est pour l'essentiel constitué par un fond en forme de disque annulaire plat 212 d'orientation radiale et qui est délimité par une face annulaire avant 214 qui s'étend en regard de la face annulaire radiale d'extrémité arrière 216 du tronçon d'extrémité arrière 220 du piston 3 qui s'étend à l'intérieur de la cavité 40. Le fond 212 est aussi délimité par une face annulaire avant 222 qui s'étend en regard du fond arrière borgne 42 de la cavité 40. Le joint en forme de coupelle 31 comporte une lèvre intérieure 224 qui coopère de manière étanche avec la surface externe 200 du tube-guide 4, et une lèvre extérieure 226 qui coopère de manière étanche avec la surface interne 202 du corps 2. Afin d'assurer une bonne coopération étanche des lèvres 224 et 226 avec les surfaces 200 et 202, et pour conférer à la coupelle 31 une rigidité suffisante, son fond 212 est renforcé par une armature 34 constituée par un élément rigide, métallique ou en matière plastique, en forme de rondelle ou d'anneau plat qui est noyé dans le fond moulé en élastomère, naturel ou synthétique, de la coupelle 31. Conformément aux enseignements de l'invention, Le joint 31 est monté sur l'extrémité arrière 220 du piston 3 avec une capacité de déplacement axial relatif du joint par rapport au piston. A cet effet, le joint 31 présente à sa périphérie externe un rebord annulaire 38 d'orientation globalement axiale qui "est engagé dans une gorge 45 réalisée à l'extrémité 220 du piston. Plus précisément, le rebord annulaire 38 est un talon annulaire qui est relié à la face transversale avant 214 du fond 212 de la coupelle 31 par une jupe annulaire cylindrique d'orientation axiale 228 qui s'étend le long de la surface externe 208 et à l'intérieur de l'entrefer annulaire 229 résultant du jeu radial "j". La jupe s'étend vers l'avant depuis le bord radial externe 230 du fond 212 et elle porte le talon 38 à son extrémité libre avant. Le talon 38 s'étend radialement vers l'intérieur à partir de la jupe 228 et à l'intérieur de la gorge radiale interne 45 usinée dans la surface externe 208 du piston. La gorge 45 est une gorge profilée, c'est à dire qu'elle est délimitée, en section par un plan axial, par un flanc arrière 232 incliné à environ 45 , par un flanc arrière transversal 234 d'orientation radiale, et par un fond plat 236 parallèle à l'axe X-X. Le profil, en section par un plan axial, du talon formant cran 38 est analogue à celui de la gorge 45, c'est à dire qu'il est délimité par un flanc arrière incliné 28, par un flanc avant 240 d'orientation radiale et par un bord plat 242 d'orientation axiale. Toutefois, comme on peut le voir sur les figures, la longueur axiale moyenne du talon 38 séparant les flancs 238 et 240 est nettement inférieure à celle de la gorge 45 séparant les flancs 232 et 234, et le talon annulaire 38 put ainsi se déplacer axialement dans la gorge 45. On notera qu'une butée 41 permet d'éviter que le joint 31, avec le piston 3, ne s'échappe de la cavité 40. A son extrémité libre avant, le piston 3 porte un joint racleur 33 monté dans un logement 36. La butée 41 forme une chicane et protège le joint 33 qui évite que la cavité borgne 40 ne soit polluée par des impuretés et que l'huile de commande ne sorte à l'extérieur de la butée 1 pour venir polluer les garnitures de friction de l'embrayage. Selon une variante connue, et non représentée sur les figures, le joint 31 peut comporter sur sa face transversale d'extrémité arrière 222 un ou plusieurs tétons venus de moulage et d'orientation axiale propre à venir en butée de contact contre le flasque 42 pour limiter les bruits de fonctionnement de la butée. 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 soumis à l'action d'un organe de commande constitué par un piston (3) monté mobile axialement dans une cavité annulaire borgne (40) d'orientation axiale propre à être alimentée en fluide et définie par un tube-guide (4) et un corps extérieur (2) montés de manière concentrique, du type dans lequel l'extrémité arrière (220,216) du piston (3) porte un joint dynamique d'étanchéité (31) qui présente à l'arrière des lèvres (224, 226) respectivement pour contact avec la périphérie externe (200) du tube-guide (4), le long de laquelle coulisse le piston (3), et pour contact avec la périphérie interne (202) du corps extérieur (2) pour définir avec la cavité borgne (40) une chambre à volume variable, et du type dans lequel l'extrémité libre avant du piston (3) porte l'élément d'attaque (11), caractérisé en ce que le joint (31) présente un rebord annulaire (38) d'orientation axiale engagé à jeu dans une gorge (45) réalisée à l'extrémité arrière (220) du piston (3), un mouvement relatif se produisant entre la gorge (45) et le rebord (38) pour ménager le joint (31). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint (31) présente le rebord (38) à sa périphérie annulaire externe. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rebord annulaire (38) est cranté et est engagé par son cran dans ladite gorge (45). 4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite gorge (45) présente, en section par un plan axial, un flanc arrière (232) incliné, un fond plat (236) et un flanc arrière (234) transversal d'orientation radiale, et en ce que le cran (38) présente une forme analogue (238, 242, 240) à celle de la gorge pour pénétrer à jeu axial dans la gorge (45). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (31) est une coupelle d'étanchéité constituée par un fond annulaire (212) en forme générale de disque d'orientation radiale, dont la face avant (214) s'étend en regard de la face transversale annulaire d'extrémité arrière (216) du piston, et par deux lèvres externe (226) et interne (224) d'étanchéité qui s'étendent radialement vers l'extérieur et l'intérieur respectivement pour coopérer de manière étanche avec la périphérie interne (202) du corps extérieur (2) et la périphérie externe (200) du tube-guide (4). 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le fond annulaire (212) de la coupelle d'étanchéité (31) est renforcé par un anneau plat (34) d'armature. 7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'anneau d'armature (34) est noyé dans le fond (212) de la coupelle d'étanchéité (31). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le rebord annulaire est un talon annulaire (38) qui est relié à la face transversale avant (214) du fond (212) de la coupelle d'étanchéité par une jupe annulaire cylindrique (228) qui s'étend le long de la surface cylindrique périphérique (208) de l'extrémité arrière (220) du piston (3). 9. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la jupe (228) s'étend axialement dans le prolongement du bord circulaire externe (230) du fond de la coupelle (31). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le diamètre extérieur (208) du piston (3) est inférieur au diamètre intérieur de la périphérie interne (202) du corps extérieur (2), et en ce que la jupe (228) s'étend dans l'espace annulaire (229, j) entre ces deux éléments (2,3). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que la face transversale arrière (222) du fond (212) de la coupelle comporte au moins un téton d'orientation axiale propre à venir en contact avec le fond transversal arrière (42) de la cavité borgne.