Brevet FR2756337A1 — publié le 19980529

i L'invention concerne un corps de moyeu pour embrayages, notamment des embrayages à friction dans des véhicules automobiles, comportant une denture intérieure destinée à assurer la liaison à un arbre d'entrée de boite de vitesses, et comportant au moins une embase périphérique, qui s'étend radialement vers l'extérieur, ou bien des éléments espacés en direction périphérique, qui s'étendent en direction radiale et axiale, pour réaliser la liaison à un disque d'entraînement de l'embrayage. Un tel corps de moyeu est utilisé dans le cas o l'embrayage à friction est pourvu d'un amortisseur primaire. Le document DE 40 26 765 A1 divulgue un disque d'embrayage comprenant un système de marche à vide et un système de marche en charge. Le corps de moyeu ou le moyeu, ici par exemple pourvu d'une denture extérieure pour la transmission du couple, est monté avec sa denture intérieure sur l'arbre d'entrée de boite de vitesses. Par l'intermédiaire de la denture extérieure, un disque de moyeu (disque d'entraînement) est relié au corps de moyeu, la denture extérieure présentant un jeu de rotation, qui détermine la plage d'action du système de marche à vide. L'ensemble des pièces constitutives de l'amortisseur de torsion sont disposées de manière concentrique à l'axe de rotation. Le disque de moyeu est relié à un support de garnitures, qui, à sa périphérie extérieure, présente les garnitures de friction, par l'intermédiaire desquelles rentre le couple. Par l'intermédiaire de la denture extérieure, le couple est transmis au corps de moyeu et de là à l'arbre d'entrée de boite de vitesses, par l'intermédiaire de la denture intérieure. Le corps de moyeu est soumis à une sollicitation élevée, en tant que dernier organe dans la chaîne de transmission des forces. On sait que les dents, en tant qu'éléments transmettant le couple, sont soumises à une grande pression superficielle. En vue d'obtenir une résistance et une stabilité suffisantes, ainsi qu'une bonne fiabilité de fonctionnement, le corps de moyeu doit être fabriqué en un acier trempé et revenu d'une qualité élevée appropriée. On prévoit la plus forte sollicitation de pièce dans la denture. En conséquence, pour le choix du matériau, il faut prendre en considération un acier dont les valeurs de résistance se situent au-dessus de la sollicitation attendue dans la denture. Un tel matériau est d'un coût élevé en conséquence. En vue de pouvoir réduire les coûts en ce qui concerne le choix du matériau, les corps de moyeu sont, en règle générale, trempés après le forgeage. Il en résulte une augmentation de résistance uniforme le long de la périphérie du corps de moyeu, de sorte que, par exemple, la denture présente pratiquement la même résistance en tous les endroits, jusqu'à une profondeur radiale déterminée. Le traitement de trempe d'une pièce nécessite une opération de travail supplémentaire, de sorte que les coûts de fabrication du corps de moyeu sont élevés en conséquence. A partir des problèmes qui viennent d'être évoqués, le but de l'invention consiste à développer un corps de moyeu tel que celui décrit en introduction, de façon à ce qu'il soit d'une fabrication simple et économique, ses propriétés de résistance à la fatigue ne devant naturellement pas être entravées. Conformément à l'invention, ce but est atteint pour un corps de moyeu du type de celui mentionné en introduction grâce au fait que la loi de variation de la dureté dans ladite au moins une embase ou dans les éléments, rapportée à un plan axial constant, dans la direction axiale, est croissante d'une valeur minimale à une valeur maximale, puis est à nouveau décroissante, et rapportée à un plan radial constant, la loi de variation de la dureté décroît d'une valeur maximale radialement à l'intérieur à une valeur minimale radialement à l'extérieur. Dans le cas d'un corps de moyeu qui présente un contour extérieur, par exemple à surface lisse, parce que le disque d'entraînement doit être attaché directement à ce contour extérieur, le but recherché est atteint grâce au fait que la loi de variation de la dureté dans le contour extérieur, rapportée à un plan axial constant, dans la direction axiale, est croissante d'une valeur minimale à une valeur maximale, puis est à nouveau décroissante, et rapportée à un plan radial constant, la loi de variation de la dureté décroît d'une valeur maximale radialement à l'intérieur à une valeur minimale radialement à l'extérieur. Grâce à cette mesure, il est possible d'adapter la résistance du corps de moyeu à la sollicitation agissant sur lui en cours de fonctionnement. Comme la loi de variation de la dureté (loi de variation de la résistance) n'est plus uniforme sur toute l'étendue de la pièce, le corps de moyeu peut être fabriqué en une seule opération de travail, par matriçage à froid. Les opérations usuelles jusqu'à présent, à savoir le forgeage d'une ébauche et le traitement de trempe et de revenu qui succèdent, ainsi que le tournage et l'alésage et le brochage extérieur et intérieur de la denture, peuvent ainsi être supprimées. Les coûts de fabrication sont très nettement réduits par rapport aux corps de moyeu connus. Pour parfaire l'adaptation du corps de moyeu à la sollicitation individuelle, la loi de variation de la dureté dans le corps de base, rapportée à un plan axial constant, dans la direction axiale, est avantageusement croissante d'une valeur minimale à une valeur maximale, puis est à nouveau décroissante. La loi de variation de la dureté entre deux éléments, rapportée à un plan axial constant, dans la direction axiale, est avantageusement croissante d'une valeur minimale à une valeur maximale, puis est à nouveau décroissante, et rapportée à un plan radial constant, la loi de variation de la dureté prend sa valeur maximale entre la zone radialement intérieure et la zone radialement extérieure. Grâce à cette mesure, le corps de moyeu est également adapté, quant à sa résistance dans les espaces intermédiaires entre les éléments, à la sollicitation qui agit sur lui au cours du fonctionnement ultérieur. De préférence, rapportée à un plan radial constant, la dureté entre deux éléments est plus élevée radialement à l'intérieur que radialement à l'extérieur. Dans ce cas, il s'avère particulièrement avantageux que rapportée à un plan radial constant, la dureté maximale apparaisse dans la zone centrale de la pièce, c'est à dire dans la zone du rayon moyen. La dureté (résistance) dans les dents de la denture intérieure est de préférence la plus élevée, parce que celle-ci est soumise à la sollicitation la plus élevée. En vue d'assurer la tenue à la pression superficielle en fonctionnement, la dureté dans le flanc des éléments est la plus élevée. Dans ce cas, il s'avère avantageux que, rapportée à un plan radial constant, la loi de variation de la dureté dans les éléments présente une allure sensiblement symétrique, de sa valeur maximale dans le flanc à sa valeur minimale au centre des éléments. Cela offre l'avantage de permettre une configuration symétrique de l'outil de presse. Il s'avère particulièrement avantageux que l'entrée et la sortie de la denture intérieure, soient arrondies dans la direction axiale. Cela permet de simplifier le montage du disque d'embrayage assemblé ultérieurement. Les éléments sont notamment et de préférence les dents d'une denture extérieure. Cela permet au corps de moyeu de conserver sa forme connue jusqu'ici, de sorte qu'il est adapté à des éléments de construction déjà existants (disque d'entraînement), en permettant la substitution ou l'utilisation en tant que pièce de rechange. Lorsque le corps de moyeu ne subit pas de modification radiale le long de son étendue axiale, et ne comporte, en conséquence, qu'un contour extérieur présentant une loi de variation de la dureté appropriée, il est possible de souder le disque d'entraînement au contour extérieur. Dans ce cas, il est possible d'utiliser de préférence un procédé de soudage à faible mise en oeuvre d'énergie, tel que par exemple un soudage par laser, un soudage par friction, ou encore un soudage par décharge de condensateur, la géométrie au niveau de l'endroit o s'effectue le soudage devant être adaptée au procédé de soudage utilisé. En vue de réaliser un contour similaire à une denture extérieure, ladite au moins une embase peut être de forme polygonale en section transversale. Le corps de moyeu est avantageusement fabriqué par un procédé de matriçage à fluage transversal. Grâce à une précision appropriée lors de la fabrication de l'outil de presse, il est possible de prédéterminer de manière reproductible, la loi de variation de la dureté à établir. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une représentation en perspective d'un corps de moyeu muni d'une denture extérieure; Fig. la une représentation en perspective d'un corps de moyeu muni, sur sa périphérie extérieure, d'un profil de forme sinusoïdale (polygone); Fig. 2 une coupe axiale du corps de moyeu selon la figure 1; Fig. 2a la loi de variation de la dureté dans le corps de moyeu, au travers d'une dent, rapportée au plan axial constant EA1 selon la coupe IIab d'après la figure 1; Fig. 2al la loi de variation de la dureté dans le corps de moyeu, au travers d'une dent, rapportée au plan axial constant EA2 selon la coupe IIab d'après la figure 1; Fig. 2a2 la loi de variation de la dureté dans le corps de moyeu, au travers d'une dent, rapportée au plan axial constant EA3 selon la coupe IIab d'après la figure 1; Fig. 2b la loi de variation de la dureté dans le corps de moyeu, à l'intérieur d'une dent, rapportée à un plan radial constant selon la coupe IIab d'après la figure 1; Fig. 2c la loi de variation de la dureté dans le corps de moyeu, entre deux dents, rapportée à un plan axial constant selon la coupe IIcd d'après la figure 1; Fig. 2d la loi de variation de la dureté dans le corps de moyeu, entre deux dents, rapportée à un plan radial constant selon la coupe IIcd d'après la figure 1; Fig. 3 une autre coupe axiale du corps de moyeu selon la figure 1; Fig. 3a le détail "X" selon la figure 3; Fig. 3b le détail "Z" selon la figure 3; Fig. 4 la loi de variation de la dureté dans une dent extérieure, rapportée à la coupe IV-IV selon la figure 3; Fig. 5 la coupe axiale supérieure d'un corps de moyeu présentant un contour extérieur invariable dans la direction axiale; Fig. 6 - 13 diverses configurations d'un corps de moyeu pour réaliser un attachement différent du disque de moyeu au corps de moyeu. Le corps de moyeu représenté sur la figure 1 présente une configuration en forme de douille, et est doté d'une denture extérieure 1 et d'une denture intérieure 3. Les dents 2 de la denture extérieure 1 sont d'une configuration étagée dans la direction axiale. Le corps de base 8 en forme de douille est également étagé dans la direction axiale. Comme le montre la figure 1, la zone 5 (entre-dents) entre deux dents 2 de la denture extérieure 1, présente un diamètre supérieur à celui du corps de base 8, de sorte que la denture extérieure 1 formée de dents 2 et d'entre-dents 5, est surélevée en forme d'anneau par rapport au corps de base 8. Comme le montre les figures 3a et 3b, aussi bien l'entrée 6 que la sortie 7 de la denture intérieure 3, sont arrondies dans la direction axiale, de sorte que l'on réalise un raccordement sans chanfrein à la denture intérieure 3. Le corps de moyeu représenté sur la figure la présente également une configuration en forme de douille et est doté d'une denture intérieure 3. A la place d'une denture extérieure, le corps de moyeu est pourvu d'un profil sinusoïdal ou de forme polygonale. Un tel corps de moyeu est utilisé dans le cas d'un embrayage sans amortisseur de marche à vide. Dans ce cas, le disque de moyeu est relié au corps de moyeu, sans jeu dans la direction périphérique, et est doté d'un profil complémentaire correspondant. La loi de variation de la dureté ou de la résistance dans le corps de moyeu est la même pour les deux modes de réalisation. Les figures 2a à 2d montrent la loi de variation de la dureté dans le corps de moyeu, rapportée dans chaque cas, à un plan radial ou axial constant. Pour une meilleure clarté de représentation, on a indiqué sur les dessins les valeurs de la dureté Vickers pour la loi de variation de la dureté. La figure 2 montre la coupe axiale au travers du corps de moyeu, le côté droit montrant la coupe au niveau d'une dent 2, et le côté gauche au niveau d'un entre-dents 5. Rapportée à un plan axial constant EAU, EA2, EA3, la loi de variation de la dureté dans les dents 2 est croissante dans la direction axiale, d'une valeur minimale (253) à une valeur maximale (263), puis est à nouveau décroissante pour tomber à une valeur plus basse (244), comme le laisse entrevoir la figure 2a. Comme le laisse entrevoir la figure 2b, la loi de variation de la dureté dans les dents 2, rapportée à un plan radial constant ERZ, est décroissante, de sa valeur maximale (292) radialement à l'intérieur à sa valeur minimale (227) radialement à l'extérieur. Comme les points de mesure sélectionnés pour l'indication de la dureté, sont espacés les uns des autres, le diagramme de représentation est constitué par une ligne brisée sur les figures 2a à 2d. Une comparaison entre les figures 2a, 2al et 2a2, qui représentent chacune la loi de variation de la dureté dans un autre plan, la figure 2a représentant la loi de variation de la dureté dans le plan EA1, la figure 2al la loi de variation de la dureté dans le plan EA2 et la figure 2a2, la loi de variation de la dureté dans le plan EA3, fait apparaître qu'en principe la loi de variation de la dureté, dans la direction axiale, est croissante d'une valeur minimale à une valeur maximale, puis est à nouveau décroissante pour tomber à une valeur plus faible, la dureté étant toujours croissante en direction du rayon extérieur. La figure 2c indique que la loi de variation de la dureté dans un entre-dents 5, rapportée à un plan axial constant EAL, croît d'une valeur minimale (224) à une valeur maximale (268), puis décroît à nouveau à une valeur plus faible (246). Rapportée à un plan radial constant ERL, la dureté est plus élevée radialement à l'intérieur (270) que radialement à l'extérieur (256). La dureté radiale maximale (278/279) apparaît dans la zone du rayon moyen, et se trouve donc environ au centre du corps de base 8 en forme de douille. Une comparaison des valeurs de dureté sur les représentations des figures 2 à 2d, montre que la dureté est la plus grande dans les dents 4 de la denture intérieure 3. La figure 4 montre la loi de variation de la dureté dans la denture extérieure 1; il est visible que la dureté maximale apparaît dans le flanc de dent 2a. En se référant à une direction périphérique, la loi de variation de la dureté est sensiblement symétrique par rapport au centre 2b de la dent, o apparaît le minimum. La figure 5 montre un corps de moyeu en forme de douille, dont le contour extérieur 2' est invariable dans la direction axiale. La sollicitation maximale en fonctionnement apparaît ici directement au niveau du contour extérieur 2'. La liaison du corps de moyeu au disque d'entraînement 10 est effectuée par soudage, de préférence par un procédé de soudage à faible mise en oeuvre d'énergie, tel que par exemple un soudage par laser, un soudage par friction, ou encore un soudage par décharge de condensateur, la géométrie au niveau de l'endroit 11 o s'effectue le soudage devant être adaptée au procédé de soudage utilisé. Dans l'exemple de réalisation du corps de moyeu montré sur la figure 6, il est prévu une embase périphérique 9a, qui forme une collerette servant de butée pour le disque d'entraînement 10. Ici, le disque de moyeu 10 est également soudé au corps de moyeu. Dans l'exemple de réalisation montré sur la figure 7, l'embase périphérique 9a forme une bride sur le corps de moyeu, la bride réalisant le raccordement au disque d'entraînement 10. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 8, la transmission du couple du corps de moyeu au disque d'entraînement 10, s'effectue par l'intermédiaire d'une denture extérieure 2, une surélévation radiale étant prévue dans la dent 2, et servant de butée pour le disque d'entraînement 10. Pour réaliser la fixation axiale, à l'endroit désigné par le repère 12, de la matière est sertie radialement vers l'extérieur. Il est également possible d'envisager la réalisation d'un arrêt axial, grâce à un assemblage par montage à force ou à la presse. Au lieu de transmettre le couple par l'intermédiaire d'une denture extérieure, il est également possible de prévoir un moletage ou rainurage, ou bien également un profil polygonal. Il est également possible d'envisager une transmission du couple par un contour extérieur dissymétrique. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 9, sont prévues deux embases radiales 9a, 9b qui forment une partie bombée du contour extérieur du corps de moyeu, et qui sont apparues lors de la réalisation de l'assemblage par montage à force ou à la presse pour le disque d'entraînement 10 inséré entre les deux embases 9a, 9b. La transmission du couple s'effectue par l'intermédiaire de l'assemblage par montage à force ou à la presse. Comme le montre la figure 10, des cavités axiales 13 peuvent également être réalisées par formage dans le disque d'entraînement 10, pour assurer la transmission du couple. A la place de cavités axiales 13, il est également possible de prévoir des cavités radiales 14, comme le montre la figure 11. Des éléments élastiques 15 de forme appropriée, du disque d'entraînement 10, peuvent également être enclenchés dans des cavités du corps de moyeu, en vue de transmettre le couple du corps de moyeu au disque d'entraînement 10. Si, comme le montre la figure 13, l'embase radiale 9a forme une bride, le disque d'entraînement peut être assemblé au corps de moyeu, par sertissage ou rivetage d'un téton 16. Le corps de moyeu est de préférence fabriqué par un procédé de matriçage à fluage transversal. Ce procédé permet de réaliser les valeurs de dureté à respecter et adaptées à la sollicitation qui agit sur le corps de moyeu, en fonctionnement. En ce qui concerne le procédé de matriçage à fluage transversal, il s'agit d'un procédé de formage à froid usuel, dans lequel la direction de déformation de l'ébauche disposée dans l'outil de presse, est transversale à la direction d'action de la force. La configuration de l'outillage, permet de commander le flux de la matière et de régler la dureté (résistance). Une forte déformation permet de réaliser des valeurs de dureté élevées, et une déformation moindre conduit à des valeurs de dureté moindres. Mais le procédé de matriçage à fluage transversal est connu de l'homme de métier, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'en faire ici une description détaillée, mais qu'il est possible de se référer, par ailleurs, à la description du document DE5 28 19 167 Ai. REVENDICATIONS. 1. Corps de moyeu pour embrayages, notamment des embrayages à friction dans des véhicules automobiles, comportant une denture intérieure (3) destinée à assurer la liaison à un arbre d'entrée de boite de vitesses, et comportant au moins une embase périphérique (9a, 9b), qui s'étend radialement vers l'extérieur, ou bien des éléments (2) espacés en direction périphérique, qui s'étendent en direction radiale et axiale, pour réaliser la liaison à un disque d'entraînement (10) de l'embrayage, caractérisé en ce que la loi de variation de la dureté dans ladite au moins une embase (9a, 9b) ou dans les éléments (2), rapportée à un plan axial constant (EA1, EA2, EA3), dans la direction axiale, est croissante d'une valeur minimale à une valeur maximale, puis est à nouveau décroissante, et rapportée à un plan radial constant (ERz), la loi de variation de la dureté décroît d'une valeur maximale radialement à l'intérieur à une valeur minimale radialement à l'extérieur. 2. Corps de moyeu pour embrayages, notamment des embrayages à friction dans des véhicules automobiles, comportant une denture intérieure (3) destinée à assurer la liaison à un arbre d'entrée de boite de vitesses, et comportant un contour extérieur (2'), par exemple à surface lisse, pour réaliser l'attachement à un disque d'entraînement (10), caractérisé en ce que la loi de variation de la dureté dans le contour extérieur (2'), rapportée à un plan axial constant (EA1, EA2, EA3), dans la direction axiale, est croissante d'une valeur minimale à une valeur maximale puis est à nouveau décroissante, et rapportée à un plan radial constant (ERz), la loi de variation de la dureté décroît d'une valeur maximale radialement à l'intérieur à une valeur minimale radialement à l'extérieur. 3. Corps de moyeu selon la revendication 1, caractérisé en ce que la loi de variation de la dureté entre deux éléments (2), rapportée à un plan axial constant (EAL), dans la direction axiale, est croissante d'une valeur minimale à une valeur maximale, puis est à nouveau décroissante, et rapportée à un plan radial constant (ERL), la loi de variation de la dureté prend sa valeur maximale entre la zone radialement intérieure et la zone radialement extérieure. 4. Corps de moyeu selon la revendication 3, caractérisé en ce que, rapportée à un plan radial constant (ERL), la dureté entre deux éléments (2) est plus élevée radialement à l'intérieur que radialement à l'extérieur. 5. Corps de moyeu selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que, rapportée à un plan radial constant (ERL), la dureté maximale apparaît dans la zone du rayon moyen. 6. Corps de moyeu selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la dureté dans les dents (4) de la denture intérieure (3) est la plus élevée. 7. Corps de moyeu selon la revendication 6, caractérisé en ce que la dureté dans le flanc (2a) des éléments (2) est la plus élevée. 8. Corps de moyeu selon la revendication 7, caractérisé en ce que, rapportée à un plan radial constant (ERL), la loi de variation de la dureté dans les éléments (2) présente une allure sensiblement symétrique, de sa valeur maximale dans le flanc (2a) à sa valeur minimale au centre des éléments (2). 9. Corps de moyeu selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entrée (6) et la sortie (7) de la denture intérieure (3), sont arrondies dans la direction axiale. 10. Corps de moyeu selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la loi de variation de la dureté dans le corps de base (8), rapportée à un plan axial constant (EA1), dans la direction axiale, est croissante d'une valeur minimale à une valeur maximale, puis est à nouveau décroissante. 11. Corps de moyeu selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments (2) sont les dents d'une denture extérieure (1). 12. Corps de moyeu selon la revendication 2, caractérisé en ce que le disque d'entraînement (10) est soudé au contour extérieur (2'). 13. Corps de moyeu selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une embase (9a, 9b) est de forme polygonale en section transversale. 14. Corps de moyeu selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il est fabriqué par un procédé de matriçage à fluage transversal.