Brevet FR2876170A1 — publié le 20060407

Butée de débrayage autocentreuse et procédé de montage. La présente invention concerne le domaine des butées de débrayage destinées à agir sur le diaphragme d'un embrayage, en particulier pour un véhicule automobile. L'invention s'applique aux butées de débrayage comprenant un roulement dont une des bagues est tournante et l'autre bague est fixe. Entre la bague tournante et la bague fixe sont disposées des billes régulièrement réparties dans le sens circonférentiel au moyen d'une cage, la bague tournante étant munie d'une surface d'attaque sensiblement radiale destinée à venir en contact avec l'extrémité des doigts composant le diaphragme de l'embrayage. Un élément de manoeuvre supporte le roulement et, sous l'action d'un organe de commande (mécanique, électrique ou hydraulique), vient déplacer axialement le roulement de butée contre le diaphragme de l'embrayage et actionner ainsi le mécanisme d'embrayage. Le document FR-A-2 790 293 décrit une butée de débrayage dans lequel les moyens d'autocentrage comportent une rondelle axialement élastique mettant en appui avec précontrainte axiale une portion radiale de la bague non tournante sur une portion radiale d'une bague de fixation. La rondelle axialement élastique s'appuie sur un rebord de la bague de fixation. Un inconvénient de ce type de dispositif réside dans le fait qu'il implique l'utilisation d'une rondelle axialement élastique. Outre le fait que la rondelle élastique constitue une pièce qu'il est nécessaire de gérer au niveau de l'approvisionnement et du stockage, il faudra lors de l'assemblage du dispositif assurer la mise en place de la rondelle axialement élastique sur la bague de fixation avant de procéder au rabat du rebord de la bague de fixation pour assurer la mise en précontrainte axiale de la rondelle axialement élastique et la retenue axiale de l'ensemble rondelle axialement élastique et roulement sur la bague de fixation. La présente invention propose de remédier à ces inconvénients. La présente invention propose une butée de débrayage formée d'un faible nombre de pièces, afin de faciliter la gestion, la manipulation et l'assemblage. L'invention vise également un montage simple et économique du roulement sur la bague de fixation, le sous-ensemble ainsi réalisé étant facile à manipuler sans risque de démontage accidentel et pouvant être ensuite monté très facilement sur un élément de manoeuvre, ceci afin de permettre une automatisation aisée du procédé de montage de la butée sur le dispositif d'actionnement. Le dispositif de butée de débrayage, selon un aspect de l'invention, est du type comprenant un élément de manoeuvre, et un palier à roulement muni d'une bague non tournante et d'une bague tournante, ledit palier à roulement étant solidaire axialement de l'élément de manoeuvre. Le dispositif comprend une bague annulaire de fixation montée sur l'élément de manoeuvre et pourvue d'une portion annulaire apte à assurer la retenue axiale de la bague non tournante du côté axialement opposé à l'élément de manoeuvre, d'une portion radiale d'appui pour la bague non tournante du côté de l'élément de manoeuvre, et d'une portion de liaison entre ladite portion radiale d'appui et ladite portion annulaire de retenue. Un tel dispositif est capable d'agir sur un diaphragme de mécanisme d'embrayage par l'intermédiaire de la bague tournante du roulement. La portion annulaire de la bague de fixation peut être radiale ou arrondie. La retenue axiale par la portion annulaire peut être effectuée de façon élastique avec une légère précontrainte. Dans un mode de réalisation de l'invention, la portion radiale d'appui est en contact direct avec l'élément de manoeuvre. Avantageusement, la portion de liaison comprend une portion axiale montée avec un jeu radial dans un alésage de la bague non tournante. Le roulement peut ainsi se déplacer radialement par rapport à la bague de fixation et se centrer par rapport au diaphragme. Avantageusement, la portion de liaison comprend une portion toroïdale en saillie axiale à l'opposé de l'élément de manoeuvre. La portion toroïdale, qui résulte de l'opération de sertissage de la portion radiale de retenue, rend le sertissage plus facile et assure de par sa forme une certaine élasticité axiale. La portion toroïdale présente une surface concave du côté opposé au diaphragme et une surface convexe du côté du diaphragme. Avantageusement, la bague de fixation est monobloc. Avantageusement, la bague non tournante comprend une portion dirigée vers l'intérieur et pincée axialement entre la portion annulaire de retenue et la portion radiale d'appui. Ladite portion dirigée vers l'intérieur peut être sensiblement radiale, par exemple avec un angle compris entre 1 et 3 . Dans un mode de réalisation de l'invention, la bague de fixation comprend une portion de support entourant une extrémité de l'élément de manoeuvre. La portion de support peut être de forme générale axiale. La portion de support peut comprendre des languettes de fixation sur l'élément de manoeuvre. L'extrémité libre des languettes de fixation peut être en contact avec une surface solidaire de l'élément de manoeuvre. Ladite surface peut être sensiblement radiale, pour assurer ainsi la mise en butée des languettes. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'élément de manoeuvre est un poussoir hydraulique. L'invention concerne également un système de commande d'embrayage, comprenant un dispositif de butée de débrayage comprenant un élément de manoeuvre, et un palier muni d'une bague non tournante et d'une bague tournante, ledit palier étant solidaire axialement de l'élément de manoeuvre. Le dispositif comprend une bague de fixation montée sur l'élément de manoeuvre et pourvue d'une portion annulaire radiale apte à assurer la retenue axiale de la bague non tournante à l'opposé à l'élément de manoeuvre, d'une portion radiale d'appui pour la bague non tournante du côté de l'élément de manoeuvre, et d'une portion de liaison entre lesdites portions radiales. Le système de commande d'embrayage peut également comprendre un piston et un cylindre hydraulique. L'invention propose également un procédé de montage de butée de débrayage, dans lequel on amène une bague annulaire de fixation pourvue d'une portion annulaire radiale et d'une portion axiale dans l'alésage d'une bague non tournante de palier à roulement, la portion axiale passant alors dans l'alésage et la portion radiale venant en appui sur la bague non tournante. On sertit l'extrémité libre de la portion axiale pour former une portion radiale en contact avec la bague non tournante, le reste de la portion axiale avant sertissage assurant après sertissage la liaison entre lesdites portions radiales. La bague annulaire de fixation peut ensuite être montée sur un élément de manoeuvre. En d'autres termes, la bague de fixation peut consister en une coupelle annulaire pourvue de deux portions radiales sensiblement parallèles reliées par une portion de liaison se raccordant aux bords de petit diamètre des portions radiales, l'une des portions radiales se prolongeant à partir de son bord extérieur par une portion axiale dirigée à l'opposé de la portion de liaison et destinée à la fixation de ladite bague sur l'élément de manoeuvre. La portion de liaison peut consister en une portion axiale se raccordant au bord de petit diamètre de la portion axiale relié par son bord de grand diamètre à la portion axiale destinée à la fixation, et en une portion toroïdale disposée entre la portion axiale de petit diamètre et l'autre portion radiale, ladite portion toroïdale étant en saillie axiale par rapport à ladite autre portion radiale. La portion toroïdale peut se raccorder à la portion radiale adjacente par une courte portion arrondie de concavité opposée à la portion toroïdale. La bague de fixation, d'une seule pièce, assure l'accrochage sur l'élément de manoeuvre, la fixation axiale avec pincement axial et jeu radial de la bague non tournante, et son maintien sur la bague non tournante avant montage définitif. La bague de fixation est économique à fabriquer, facile à mettre en place par sertissage et peu encombrante. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre 20 d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une butée de débrayage selon un aspect de l'invention; -la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale de la bague de 25 fixation avant sertissage; -la figure 3 est une demi-vue en coupe axiale de la bague de fixation; - les figures 4 à 8 sont des vues de détail en coupe axiale d'une butée de débrayage en cours de sertissage; et - les figures 9 et 10 sont des vues de détail de variantes de la figure 1. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 3, la butée de débrayage comprend une bague non tournante de roulement 1 à paroi mince réalisée par emboutissage d'une tôle ou d'un tube présentant un chemin de roulement circulaire en forme de portion de tore 2 pour une rangée d'éléments roulants, ici des billes 3, ledit chemin présentant une section axiale méridienne à profil en arc de cercle concave. La bague intérieure 1 comporte une portion radiale 4 dirigée vers l'extérieur et une portion intérieure 5 dirigée vers l'intérieur, lesdites portions radiales 4 et 5 étant disposées d'un côté et de l'autre des éléments roulants 3. La bague non tournante 1 est une bague intérieure. En variante, la bague non tournante 1 peut être une bague extérieure. Le palier à roulement se complète par une bague extérieure 6 présentant une portion radiale 7 en saillie vers l'intérieur de l'ensemble et une portion cylindrique 8 du côté de la portion radiale 4 de la bague intérieure. La portion radiale 7 est capable de coopérer par contact avec la surface d'un diaphragme ou d'un élément équivalent, non représenté, permettant l'actionnement d'un embrayage, notamment de véhicule automobile. La bague extérieure 6 comprend également une paroi mince qui peut être réalisée par emboutissage d'une tôle ou d'un tube. La bague extérieure 6 présente un chemin de roulement circulaire 9, en forme de portion de tore, pour la rangée d'éléments roulants 3, ledit chemin présentant en section axiale méridienne un profil en arc de cercle concave. Les éléments roulants 3 sont maintenus par une cage 10 entre le chemin de roulement 2 de la bague intérieure 1 et le chemin de roulement 9 de la bague extérieure 6. Le roulement à billes se complète par un organe d'étanchéité 1l monté de manière étanche dans la portion cylindrique 8 de la bague extérieure 5 et comprenant une armature 12 et une partie souple 13 venant frotter sur une portée cylindrique de la bague non tournante 1. Un diaphragme 14, représenté en traits mixtes sur la figure 1, est en contact avec la portion radiale 7 de la bague extérieure 6. La butée de débrayage se complète par un élément de manoeuvre 16 représenté en traits mixtes sur la figure 1. L'élément de manoeuvre 16 peut être une pièce distincte de l'organe de commande actionnant le dispositif ou faire partie intégrante de celui-ci. L'élément de manoeuvre 16 peut être constitué, par exemple, par le piston hydraulique d'un dispositif de butée de débrayage à commande hydraulique. La butée de débrayage comprend également un moyen de solidarisation axiale 17 entre l'élément de manoeuvre 16 et le roulement de butée, plus précisément la bague non tournante 1. Le moyen de solidarisation axiale 17 est du type permettant un certain déplacement radial de la bague non tournante 1 du roulement de butée par rapport à l'élément de manoeuvre 16. Plus précisément, l'élément de manoeuvre 16 se présente sous la forme d'une portion de tube réalisée en matériau synthétique pourvu d'une surface extérieure 16a cylindrique et d'un alésage cylindrique. Une rainure annulaire 16b est ménagée à partir de la surface extérieure 16a. La rainure annulaire 16b ouverte vers l'extérieur peut présenter un rebord sensiblement radial du côté de l'extrémité libre de l'élément de manoeuvre 16. Une surface radiale 16c forme l'extrémité frontale de l'élément de manoeuvre 16 du côté du moyen de solidarisation axiale 17. Le moyen de solidarisation axiale 17 consiste en une bague de fixation 18. La bague de fixation 18 se présente sous la forme d'une pièce monobloc réalisée en tôle, de forme générale annulaire à section en L. La bague de fixation 18 comprend une portion annulaire radiale 19 en contact, d'un côté, avec une surface radiale de la portion intérieure 5 de la bague intérieure 1, et, de l'autre côté, avec la surface radiale 16d de l'élément de manoeuvre 16, une portion annulaire axiale s'étendant en direction du diaphragme 14 à partir de l'extrémité de petit diamètre de la portion radiale 19, et présentant un diamètre inférieur à l'alésage de la portion intérieure 5 de la bague intérieure 1, de façon qu'un jeu radial subsiste entre la bague de fixation 18 et la bague intérieure 1, le roulement pouvant ainsi se déplacer radialement et s'auto-aligner sur le diaphragme, une portion coudée 21, ici de forme toroïdale, s'étendant à partir de l'extrémité de la portion axiale 20 opposée à la portion radiale 19 et s'étendant radialement vers l'extérieur, et une autre portion annulaire sensiblement radiale 22 s'étendant vers l'extérieur à partir de la portion toroïdale 21, tout en étant axialement en retrait par rapport à ladite portion toroïdale 21. La portion radiale 22 présente une extrémité libre, de diamètre sensiblement égal au diamètre de la surface extérieure 16a de l'élément de manoeuvre, et de diamètre inférieur à l'alésage de la portion radiale 7 de la bague extérieure 6. La portion radiale de retenue 22 est en contact direct avec la portion intérieure 5. La portion toroïdale 21 affleure le plan radial de contact entre le diaphragme 14 et la portion radiale 7 de la bague extérieure 6 et se situe ainsi dans l'encombrement axial du roulement. La bague de fixation 18 se complète par une portion axiale 23 de grand diamètre, de forme générale annulaire, s'étendant en direction opposée au diaphragme 14 à partir de l'extrémité de grand diamètre de la portion radiale 19, en entourant la surface extérieure 16a de l'élément de manoeuvre 16. La portion axiale 23 se termine par une extrémité libre située axialement sensiblement au niveau de l'organe d'étanchéité 11 et en retrait par rapport à la portion radiale 4 de la bague intérieure 1. La bague de fixation 18 n'a donc pas d'influence négative sur l'encombrement de la butée qui reste défini par celui du palier à roulement. L'extrémité de petit diamètre de la portion intérieure 5 de la bague intérieure 1 est légèrement pincée axialement entre les portions radiales 19 et 22, reliées entre elles par la portion axiale 20 et la portion toroïdale 21. La portion toroïdale 21, de par sa forme, confère une légère élasticité axiale à la portion radiale 22 par rapport à la portion radiale 19, ce qui permet d'assurer une précontrainte axiale relativement facile à déterminer sur la bague intérieure du roulement. Le roulement peut ainsi être maintenu axialement de façon ferme par la bague de fixation 18, tout en ayant un certain jeu radial pour se déplacer radialement avec un certain frottement par rapport à ladite bague de fixation. La portion axiale 20 et la portion toroïdale 31 assurent ainsi une liaison élastique entre les portions radiales 19 et 22. Dans la portion axiale 23, sont formées une pluralité de découpes en forme de U, laissant subsister autant de languettes 24 dont l'extrémité libre est dirigée axialement vers la portion radiale 19 et radialement vers l'intérieur. En d'autres termes, les découpes laissent subsister de la portion axiale 23, une portion annulaire continue, distante de la portion radiale 19, et une portion dans laquelle sont formées les languettes 24. La bague de fixation 18 et l'élément de manoeuvre 16 peuvent présenter des diamètres intérieurs sensiblement identiques. Les languettes 24 font saillie dans la rainure annulaire 16b avec leurs extrémités libres 25 venant en contact de butée contre la surface radiale de ladite rainure annulaire 16b. La bague 18 et l'élément de manoeuvre 16 peuvent se fixer l'un sur l'autre par un simple mouvement axial. Les extrémités libres 25 des languettes 24 sont capables de s'effacer vers l'extérieur avant de revenir par élasticité radiale dans la rainure annulaire 16c en reprenant au moins en partie leur position d'origine à l'état libre, garantissant ainsi la solidarisation axiale de la bague 18 et de l'élément de manoeuvre 16, de façon sûre. Le montage peut s'effectuer de la façon suivante. Comme on peut le voir sur la figure 2, la bague de fixation 18 avant sertissage comprend la portion radiale 19 et la portion axiale 23 dans une forme qui ne sera guère modifiée par le sertissage et une portion axiale de grande longueur 26 s'étendant à partir de l'extrémité de petit diamètre de la portion radiale 19 à l'opposé de la portion axiale 23. On amène, par un mouvement axial, la bague de fixation 18 avant sertissage dans l'alésage de la portion intérieure 5 de la bague intérieure 1, la portion axiale de grande longueur 26 passe dans ledit alésage en faisant saillie du côté de la portion radiale 7 de la bague extérieure 6, et la portion radiale 19 vient en contact entre la portion intérieure 5 de la bague intérieure 1. Le sertissage permet de former, à partir de la portion axiale de grande longueur 26, la portion radiale de retenue 22 en contact avec la portion intérieure 5 de la bague intérieure 1, et la portion toroïdale 21 qui assure une élasticité axiale, tout en laissant subsister la portion axiale 20. Les étapes de sertissage sont plus spécifiquement illustrées sur les figures 4 à 8. L'étape illustrée sur la figure 4 correspond à celle illustrée sur la figure 2. La portion intérieure 5 de la bague intérieure 1 présente un angle a par rapport à un plan radial, a étant compris entre 1 et 3 , par exemple de l'ordre de 2 . Sur les dessins cet angle a été exagéré pour le rendre visible. La bague de fixation 18 est ensuite disposée sur une embase 27 en forme de coupelle à section en L, permettant d'assurer le maintien en forme de la portion radiale 19 et de la portion axiale 20, voir figure 5. L'embase 27 comprend une portion radiale en contact avec la portion radiale 19 et une portion axiale sur laquelle vient se centrer la portion axiale 20. Un outil annulaire de sertissage 28 est ensuite amené par un mouvement axial, du côté de l'extrémité libre de la portion axiale de grande longueur 26 vers la portion radiale 19. L'outil de sertissage Ill comprend une surface extérieure 28a cylindrique, se prolongeant par une surface extérieure tronconique 28b, du côté opposé à la portion radiale 19. Le déplacement axial de l'outil de sertissage 28 provoque la déformation de l'extrémité libre de la portion axiale de grande longueur 26 en une portion oblique 29. On amène ensuite, voir figure 6, un autre outil de sertissage 30 pourvu d'une courte surface extérieure cylindrique 30a et d'une surface tronconique 30b d'angle plus prononcé que la surface tronconique 28b, ce qui permet de former une portion oblique 31 d'angle plus prononcé que la portion oblique 29 et de longueur supérieure. On amène ensuite un outil de sertissage 32 pour conférer sa forme définitive à la bague de fixation 18, voir figure 7. L'outil de sertissage 32, annulaire, présente une forme correspondant sensiblement à la forme de la portion radiale 22 et à la forme d'une partie extérieure de la portion toroïdale 21. L'outil de sertissage 32 est appuyé avec une force élevée en direction de l'embase 27, ce qui provoque la mise en forme de la portion radiale de retenue 22 et de la portion toroïdale 21, à partir de la portion oblique 31. L'appui de l'outil de sertissage 32 sur l'embase 27 étant élevé, et l'embase 27 présentant une surface radiale en contact avec la portion radiale 19 de la bague de fixation 18, la portion intérieure 5 de la bague intérieure 1 se déforme jusqu'à prendre une forme strictement radiale. Lors du relâchement de l'outil de sertissage 32, la portion intérieure 5 de la bague intérieure 1 reprend sa forme initiale très légèrement oblique avec un angle cc par rapport à un plan radial, ce qui tend à écarter les portions radiales 19 et 22 l'une de l'autre et à mettre la bague de fixation 18 sous une légère précontrainte axiale. On parvient ainsi à assurer une précontrainte axiale d'une bague de fixation sertie sur une bague de roulement. Il suffit ensuite d'amener par simple déplacement axial la bague 18 sur l'élément de manoeuvre 16, la portion axiale 23 venant entourer l'extrémité libre de l'élément de manoeuvre 16. Les languettes 24 s'effacent vers l'extérieur pour franchir le rebord de la rainure 16c, puis se rabattent vers l'intérieur par élasticité dans la rainure 16c en s'encliquetant, voir figure 3. On comprend que ce type de montage est particulièrement simple, avec un mouvement axial pour disposer la bague 18 sur l'élément de manoeuvre 16 et un sertissage pour mettre en forme la bague de fixation 18. On s'affranchit ainsi de l'utilisation d'une rondelle de précontrainte et des inconvénients qui en découleraient sur le plan de la gestion, du transport, de la manipulation et du montage. Sur la figure 9, la portion annulaire 22 de la bague de fixation est de forme générale sensiblement radiale mais présente une section droite arrondie avec convexité du côté de la portion radiale 5 de la bague non tournante 1 pour assurer un contact plus doux avec ladite portion radiale 5. Dans la variante de la figure 10, la portion toroïdale 21 présente une forte courbure obtenue par pliage. Une portion tronconique 33 relie la portion toroïdale 21 et la portion annulaire 22. Grâce à l'invention, on réalise un système de fixation du roulement de butée et d'auto-centrage très compact comportant peu de pièces et facile à assembler, de façon automatique. Le montage est rapide, économique et fiable. L'élément de manoeuvre est de forme simple et donc robuste. REVENDICATIONS 1-Dispositif de butée de débrayage, du type comprenant un élément de manoeuvre (16), un palier à roulement muni d'une bague non tournante (1) et d'une bague tournante (6), ledit palier à roulement étant solidaire axialement de l'élément de manoeuvre (16), et une bague annulaire de fixation (18) montée sur l'élément de manoeuvre, et comprenant une portion radiale (19) d'appui pour la bague non tournante (1) du côté de l'élément de manoeuvre (16), caractérisé par le fait que la bague annulaire de fixation (18) comprend une portion annulaire de retenue (22) en contact direct avec la bague non tournante (1) et apte à assurer la retenue axiale de la bague non tournante (1) du côté axialement opposé à l'élément de manoeuvre (16), et une portion de liaison entre ladite portion radiale d'appui (19) et ladite portion annulaire de retenue (22). 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la portion radiale (19) d'appui est en contact direct avec l'élément de manoeuvre. 3-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la portion de liaison comprend une portion axiale (20) montée avec un jeu radial dans un alésage de la bague non tournante (1). 4-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la portion de liaison comprend une portion coudée (21) en saillie axiale à l'opposé de l'élément de manoeuvre (16). 5-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la bague de fixation (18) est monobloc. 6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la bague non tournante (1) comprend une portion (5) dirigée vers l'intérieur, et pincée axialement entre la portion annulaire de retenue et la portion radiale d'appui. 7-Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la portion intérieure (5) présente un angle compris entre 1 et 3 par rapport à un plan radial. 8-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la bague de fixation (18) comprend une portion de support (23) entourant une extrémité de l'élément de manoeuvre (16). 9-Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que la portion de support (23) est axiale. 10-Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que la portion de support comprend des languettes de fixation (24) sur l'élément de manoeuvre. 11-Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'extrémité libre (25) des languettes de fixation (24) est en contact avec une surface solidaire de l'élément de manoeuvre. 12-Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'extrémité libre des languettes de fixation est en contact avec une surface sensiblement radiale de l'élément de manoeuvre. 13-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément de manoeuvre (16) est un poussoir hydraulique. 14-Système de commande d'embrayage comprenant un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes. 15-Procédé de montage d'une butée de débrayage, dans lequel on amène une bague annulaire de fixation pourvue d'une portion annulaire radiale et d'une portion axiale, dans l'alésage d'une bague non tournante de palier à roulement, la portion axiale passant dans ledit alésage et la portion radiale venant en appui sur la bague non tournante, on sertit l'extrémité libre de la portion axiale pour former une portion annulaire de retenue en contact avec la bague non tournante, le reste de la portion axiale avant sertissage assurant après sertissage la liaison entre la portion radiale d'appui et la portion annulaire de retenue. 16-Procédé selon la revendication 15, dans lequel le sertissage provoque une déformation élastique temporaire de la bague non tournante. 17-Procédé selon la revendication 15 ou 16, dans lequel la bague annulaire de fixation est montée sur un élément de manoeuvre.