Brevet FR2979677A1 — publié le 20130308

Butée d'embrayage-débrayage, de suspension ou de direction, procédé de fabrication d'une telle butée et véhicule automobile équipé d'une telle butée L'invention concerne une butée d'embrayage-débrayage, de suspension ou de direction utilisée dans un véhicule automobile pour transmettre un effort axial entre une partie non tournante, tel qu'un piston d'actionnement, et une partie tournante, telle que les becs d'un diaphragme de boîte à vitesses. Dans le domaine automobile, il est connu d'utiliser une butée d'embrayage- débrayage pour actionner le diaphragme tournant d'une boîte à vitesses, à partir d'un piston mobile en translation. Pour ce faire, la butée comprend un roulement à corps roulants, avec une bague tournante destinée à être au contact des becs du diaphragme, et une bague non tournante qui définit une ouverture centrale dans laquelle est engagé un organe de manoeuvre solidaire du piston ou constitué par une partie du piston. Il est connu de FR-A-2 819 864 d'utiliser une rondelle-frein pour solidariser axialement la bague non tournante et l'organe de manoeuvre dans une telle butée. Ce dispositif donne globalement satisfaction. Toutefois, dans le cas où l'organe de manoeuvre est constitué par un manchon métallique, celui-ci peut présenter une certaine conicité, en convergeant dans le même sens que les dents de blocage de la rondelle-frein, au point que celles-ci risquent de glisser sur la surface radiale externe de ce manchon, d'où un risque de désolidarisation intempestive. Des problèmes analogues peuvent se poser avec une butée de suspension ou de direction utilisée dans un véhicule automobile. C'est à ces problèmes qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une nouvelle butée d'embrayage-débrayage ou de suspension ou de direction dans laquelle la solidarisation axiale entre une bague non tournante et un organe de manoeuvre est améliorée. A cet effet, l'invention concerne une butée d'embrayage-débrayage, de suspension ou de direction de véhicule automobile qui comprend un roulement à corps roulants formant organe de transmission d'un effort axial, avec une bague tournante et une bague non tournante entre lesquelles est définie une chambre de roulement pour les corps roulants, ainsi qu'un organe de manoeuvre engagé dans une ouverture centrale de la bague non tournante avec possibilité de débattement selon une direction perpendiculaire à un axe de rotation relative des bagues du roulement. Cette butée comprend également une rondelle-frein en appui axial contre la bague non tournante et pourvue d'une partie radiale interne qui est en contact avec une surface radiale externe de l'organe de manoeuvre. Conformément à l'invention, la surface radiale externe de l'organe de manoeuvre est pourvue d'au moins un relief en saillie radiale externe créé par déformation plastique localisée de l'organe de manoeuvre, alors que la partie radiale interne de la rondelle-frein est en appui axial, parallèlement à l'axe de rotation, contre ce relief. Grâce à l'invention, la solidarisation en translation entre la bague non tournante et l'organe de manoeuvre est réalisée grâce à un appui franc de la partie radiale interne de la rondelle-frein contre le relief en saillie radiale externe de l'organe de manoeuvre, qui constitue une butée empêchant un glissement relatif, de la rondelle-frein et de l'organe de manoeuvre, qui risquerait de désolidariser ces éléments constitutifs de la butée. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, une telle butée peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - La rondelle-frein est pourvue de dents reparties sur son bord radial interne et l'extrémité libre de ces dents est au contact du relief en saillie, du côté de la bague non tournante ; - Le relief est formé par une zone bombée vers l'extérieur d'une partie tubulaire de l'organe de manoeuvre. - La zone bombée est prolongée, à l'opposé de la bague non tournante, par une portion cylindrique à génératrice droite de la partie tubulaire. - En variante, la zone bombée est prolongée, à l'opposé de la bague non tournante, par une portion de la partie tubulaire dont le diamètre extérieur diminue en s'éloignant de la bague non tournante, notamment par une portion tronconique. - Le relief est formé par au moins un bourrelet obtenu par repoussage de matière, sur une partie de l'organe de manoeuvre. - Le relief s'étend sur un secteur angulaire de la périphérie de la surface radiale externe de l'organe de manoeuvre. - L'angle au sommet du secteur annulaire dans lequel s'étend le relief est compris entre 3° et 30°, et de manière préférentielle est égal à 10°. - Le relief s'étend annulairement et de façon continue sur la périphérie de la surface radiale externe de l'organe de manoeuvre. L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'une butée telle que mentionnée ci-dessus, pour l'embrayage/débrayage de sa boîte à vitesses ou dans le cadre de sa suspension. L'invention concerne enfin un procédé de fabrication d'une butée telle que mentionnée ci-dessus, ce procédé comprenant au moins des étapes consistant à : a) déformer plastiquement une partie de l'organe de manoeuvre en constituant au moins un relief en saillie radiale externe par rapport à cette partie et b) disposer la partie radiale interne de la rondelle-frein en appui axial, parallèlement à l'axe de rotation, contre ce relief. De façon avantageuse, au cours de l'étape a), la partie de l'organe de manoeuvre, qui est tubulaire, est pliée localement en constituant une zone périphérique bombée vers l'extérieur de sa surface radiale externe. En variante, au cours de l'étape a), la matière de la partie de l'organe de manoeuvre est repoussée localement en constituant au moins un bourrelet sur sa surface radiale externe. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une butée d'embrayage-débrayage conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en demi-coupe axiale d'une butée d'embrayage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue à plus grande échelle de la partie supérieure en coupe de la figure 1, - la figure 3 est une vue à plus grande échelle du détail III à la figure 2, - la figure 4 est une vue en perspective éclatée de certains éléments constitutifs de la butée des figures 1 à 3, - la figure 5 est une vue à plus grande échelle du détail V à la figure 4, - la figure 6 est une vue de détail analogue à la figure 3 pour une butée conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 7 est une vue de détail analogue à la figure 5 pour la butée de la figure 6, - la figure 8 est une demi-coupe analogue à la figure 2 pour une butée conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 9 est une vue à plus grande échelle du détail IX à la figure 8, - la figure 10 est une vue analogue à la figure 4 pour la butée des figures 8 et 9, et - la figure 11 est une vue à plus grande échelle du détail XI à la figure 10. La butée 1 d'embrayage-débrayage représentée aux figures 1 à 4 est destinée à être montée sur un véhicule automobile pour transmettre un effort axial F1 exercé par un piston 2 représenté en traits mixtes uniquement à la figure 1, vers un diaphragme de boîte à vitesses représenté par deux de ses becs 3, également en traits mixtes à la figure 1 uniquement. La butée 1 comprend un roulement à billes 4 ainsi qu'un manchon en tôle 5 qui est destiné à manoeuvrer le roulement 4, en transmettant l'effort F1 du piston 2 au roulement 4. Le roulement 4 comprend une bague externe 41 tournante et une bague interne 42 non tournante entre lesquelles est définie une chambre de roulement 43. Une unique série de billes 44 est disposée dans la chambre de roulement 43 en étant maintenue en position par une cage 45. Un joint 46 monté sur la bague externe 41 isole la chambre 43 de l'extérieur, à l'opposé des becs 3. On note X4 l'axe central du roulement 4, c'est-à-dire l'axe de rotation relative des bagues 41 et 42 l'une par rapport à l'autre. La bague 41 comprend une partie 412 annulaire et perpendiculaire à l'axe X4. Les becs 3 sont en appui contre une surface 414 de la partie 412 opposée à la chambre de roulement 43. On note 416 le bord radial interne de la partie 412 qui constitue le bord radial interne de la bague 41 et qui définit une ouverture 041 dans laquelle est engagé le manchon 5. La bague intérieure 42 comprend également une partie 422 annulaire et perpendiculaire à l'axe X4 dont le bord radial interne 426 définit une ouverture 042 dans laquelle est également engagé le manchon 5. Une pièce de centrage 6 est accrochée sur la bague interne 42, en étant immobilisée en rotation par rapport à celle-ci. Cette pièce permet l'accrochage d'un soufflet et d'un ressort non représentés. Le manchon 5 comprend une première partie cylindrique 52 dans laquelle est engagé le piston 2 et qui est pourvue de trois crevés 522 régulièrement repartis autour d'un axe central X5 du manchon 5. Ces crevés permettent l'accrochage du manchon 5 sur le piston 2. Le manchon 5 comprend également une partie annulaire 54 perpendiculaire à l'axe X5 et une deuxième partie cylindrique 56 centrées sur l'axe X5. Les parties 52 et 56 sont circulaires et à génératrices droites, le diamètre de la partie 56 étant inférieur au diamètre de la partie 52. La partie 54 forme un anneau de jonction entre les parties 52 et 56. Une goulotte 562 est ménagée dans la partie cylindrique 56 en déformant localement cette partie 56, de telle sorte que la concavité de la goulotte 562 est tournée vers l'axe X5. En d'autres termes, la goulotte 562 constitue une zone bombée radialement vers l'extérieur de la partie cylindrique 56, par rapport à l'axe X5. La surface radiale externe 562A de la goulotte 52 est en saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la surface radiale externe 564 du reste de la partie 56. On note 566 la portion d'extrémité de la partie 56 qui est située, par rapport à la goulotte 562, à l'opposé de la partie annulaire 54. Cette partie est cylindrique, à base circulaire et à génératrice droite. La goulotte 562 est formée par pliage localisé de la partie 56, notamment par emboutissage.. En fonctionnement nominal de la butée 1, les axes X4 et X5 sont confondus. Ils peuvent toutefois être décalés l'un par rapport à l'autre, ce qui est possible grâce à des moyens d'auto-ajustement de la position du manchon 5 par rapport à la bague 42. Ces moyens d'auto-ajustement comprennent une rondelle-frein 7 formée par emboutissage de tôle et qui comprend un bord radial externe 71 continu et circulaire centré sur un axe X7 confondu avec les axes X4 et X5 en configuration nominale de la butée 1. En pratique, l'axe X7 est normalement confondu avec l'axe X4, alors qu'une possibilité de décalage entre les axes X5 et X7 demeure. Le bord radial interne 72 de la rondelle 7 est équipé de vingt dents 73 qui s'étendent vers l'axe X7 à partir de ce bord 72. On note 74 une bande annulaire plane et perpendiculaire à l'axe X7, cette bande étant définie radialement entre les bords 71 et 72. La bande 74 est découpée de dix lumières 742 en U qui délimitent chacune une languette 744 déformée plastiquement pour être décalée le long de l'axe X7 par rapport au plan de la bande 74 qui est perpendiculaire à cet axe. En d'autres termes, les languettes 744 débordent du plan de la bande 74 sur le côté de cette bande qui n'est pas visible à la figure 4. Sur cette figure, le manchon 5, la rondelle-frein et la bague non tournante 42 sont représentés en position alignée, les axes X4, X5 et X7 étant alors confondus. Les dents 73 sont, quant à elles, cintrées du côté de la bande 74 opposé à celui à partir desquelles s'étendent les languettes 744. Les dents 73 sont régulièrement reparties le long du bord 72 et forment ensemble une partie radiale interne de la rondelle-frein 7 destinée à interagir avec le manchon 5. On note 732 l'extrémité libre d'une dent 73. On note d7 le diamètre intérieur de la rondelle-frein 7, c'est-à-dire la distance, mesurée perpendiculairement à l'axe X7, entre les extrémités libres 732 de deux dents 73 diamétralement opposées. Le diamètre d7 est choisi de telle sorte que la rondelle-frein 7 peut être disposée autour de la partie 56 du manchon 5, en appui par ses languettes 744 contre une surface latérale 424 de la partie 422 orientée dans le même sens que la surface 414. Dans cette configuration représentée aux figures 1 à 3, chaque languette 744 exerce sur la partie 422 un effort élastique F2 globalement parallèle à l'axe X4 et orienté à l'opposé de l'effort F1. Les extrémités 732 des dents 73 sont, quant à elles, en appui sur la surface externe bombée 562A de la goulotte 562, du côté de cette goulotte tourné vers la bague interne 42. Ainsi, la goulotte 562 permet d'ancrer la rondelle 7 par rapport au manchon 5, en bloquant les extrémités 732 des dents 73 contre la surface extérieure 562A de la goulotte 562. L'immobilisation axiale des éléments 5 et 7, à l'encontre de l'effort F1, est ainsi pérenne. Cette immobilisation axiale permet une immobilisation axiale correspondante de la bague 42, et donc du roulement 4, par rapport au manchon 5. Une fois la rondelle-frein 7 en place par rapport au roulement 4 et au manchon 5, le manchon 5 peut être déplacé radialement par rapport à l'axe X4. En effet, la rondelle- frein est en appui glissant direct contre la surface 424, par l'intermédiaire des languettes 744, ce qui autorise un déplacement du manchon 5 et de la rondelle 7 dans le sens de la flèche F5 à la figure 2, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe X4. Cette possibilité de débattement transversal permet d'accommoder un défaut d'alignement entre le piston 2 et le diaphragme auquel appartiennent les becs 3. En variante non représentée, un flasque, destiné à former une barrière de protection pour la chambre 43, peut être intercalé entre la rondelle-frein et la surface 424. Dans ce cas, les languettes 744 sont en appui glissant indirect, à travers ce flasque, contre la partie 422 de la bague 42. Dans les deuxième et troisième modes de réalisation représentés aux figures 6 et suivantes, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références. Dans ce qui suit, on décrit principalement ce qui distingue ces modes de réalisation du précédent. Seul le manchon 5 des deuxième et troisième modes de réalisation est différent de celui du premier mode de réalisation. Dans le deuxième mode de réalisation, la goulotte 562 se prolonge, à l'opposé de la portion annulaire 54 du manchon 5 par une portion d'extrémité 567 qui est tronconique et convergente en direction de l'axe X5, en s'éloignant de la portion annulaire 54, c'est-à-dire en s'éloignant de la bague interne 42. Du côté de la partie annulaire 54, la géométrie de la goulotte 562 est identique à celle du premier mode de réalisation, ce qui lui permet de retenir efficacement en position les extrémités libres 732 des dents 73, en formant une butée axiale à un mouvement de glissement de la rondelle-frein 7 à l'opposé de la partie 54. Le fait que le diamètre extérieur de la portion 567 diminue en s'éloignant de goulotte 562, à l'opposé de la bague interne 42, facilite la mise en place de la rondelle- frein autour de la partie 56 de l'organe de manoeuvre 5. En effet, lors de la mise en place de la rondelle-frein 7 autour de la partie 56, les dents 73 sont déformés élastiquement de façon progressive lors de leur cheminement le long de la partie 567, jusqu'à ce qu'elles aient dépassé la goulotte 562 et qu'elles se bloquent par leurs extrémités respectives 732 contre sa surface radiale externe 562A, du côté de la partie 54 et de la bague interne 42. La portion d'extrémité 567 est tangente à la surface radiale externe 562A. Dans le troisième mode de réalisation, dix bourrelets 563 sont réalisés, sur la surface radiale externe 564 de la partie 56 en repoussant localement la matière de cette partie 56. En section dans un plan radial par rapport à l'axe X5, chaque bourrelet 563 est délimité par une surface 563A perpendiculaire à l'axe X5 et orientée du côté d'un bord 565 de la partie 56 opposée à la partie annulaire 54 par rapport aux différents bourrelets 563. Du côté de la partie annulaire 54, et toujours en section radiale, chaque bourrelet 563 est défini par une surface 563B inclinée par rapport à l'axe X5 et convergente en direction de cet axe, du côté de la partie 54. Cette surface 563B forme une butée de retenue de certaines dents 73 de la rondelle-frein 7 qui viennent en appui par leurs extrémités respectives 732 contre cette surface 563B. En regard de chaque bourrelet 563, axialement le long de l'axe X5, il est formé une zone 568 qui s'étend jusqu'au bord 565 et dont l'épaisseur e568, mesurée selon une direction radiale par rapport à l'axe X5, est inférieure à l'épaisseur e56 des autres portions de la partie 56. Cette différence d'épaisseur entre les zones 568 et le reste de la partie 56 correspond à la matière qui a été repoussée, parallèlement à l'axe X5, pour constituer le bourrelet 563 adjacent. Le nombre des bourrelets 563 peut être choisi par le concepteur du manchon 5. Il est compris entre deux et vingt, de préférence entre quatre et seize. Chaque bourrelet 563 s'étend sur un secteur angulaire dont l'angle au sommet a est compris entre 3° et 30°, de préférence égal à 10° lorsque le nombre de bourrelets est égal à dix. En variante, un seul bourrelet continu peut être prévu sur toute la périphérie de la partie 56. Les manchons 5 des deuxième et troisième modes de réalisation permettent, comme celui du premier mode de réalisation, une immobilisation relative pérenne des éléments 5 et 7, à l'encontre de l'effort F1. Quel que soit le mode de réalisation, la fabrication du manchon 5 est simple et peu couteuse dans la mesure où la goulotte 562 ou le ou les bourrelet(s) 563 sont obtenus par une déformation plastique de la matière du manchon 5, sans nécessiter d'ajout de matière ou d'opération d'usinage élaborée. Dans tous les modes de réalisation, en plus du coincement par appui des extrémités 732 des dents 73 contre le relief 562 ou 563, les extrémités 732 des dents 73 peuvent pénétrer superficiellement dans la surface 564, au voisinage du relief. En d'autres termes, les dents 73 peuvent se « planter » dans la partie 56, ce qui améliore l'ancrage de la rondelle-frein par rapport au manchon 5. Ce phénomène peut aussi avoir lieu sur la totalité ou une partie de la circonférence de la partie 56. L'invention est décrite ci-dessus dans le cas de l'utilisation d'un roulement à billes. Elle est également utilisable avec d'autres corps roulants, notamment des galets ou des aiguilles. L'invention est également utilisable avec une butée rotulante telle que décrite dans WO-A-2010/031756. L'invention est décrite ci-dessus dans le cas de son utilisation pour une butée d'embrayage-débrayage. Elle est également applicable à d'autres dispositifs incluant une rondelle-frein montée sur un arbre, en particulier une butée de suspension ou de direction. En variante, la bague externe du roulement peut être non-tournante, alors que sa bague interne est tournante. Selon une autre variante, le nombre de dents 73 peut être inférieur à vingt. Il est possible de remplacer ces dents par une bande s'étendant de façon continue sur l'intérieur de la rondelle-frein 7. Les caractéristiques techniques des modes de réalisation et variantes envisagées ci-dessus peuvent être combinées entre elles.30 REVENDICATIONS1.- Butée (1) d'embrayage-débrayage, de suspension ou de direction de véhicule automobile, cette butée comprenant : un roulement (4) à corps roulants (44) formant organe de transmission d'un effort axial (F1) et comprenant une bague tournante (41) et une bague non tournante (42) entre lesquelles est définie une chambre de roulement (43) pour les corps roulants (44) un organe de manoeuvre (5) engagé dans une ouverture centrale (042) de la bague non tournante avec possibilité de débattement (F5) selon une direction perpendiculaire à un axe (X4) de rotation relative des bagues (41, 42) du roulement ; et une rondelle-frein (7) en appui axial (F2) contre la bague non tournante et pourvue d'une partie radiale interne (73) en contact avec une surface radiale externe (564) de l'organe de manoeuvre caractérisée en ce que la surface radiale externe (564) de l'organe de manoeuvre (5) est pourvue d'au moins un relief (562 ; 563) en saillie radiale externe, créé par déformation plastique localisée de l'organe de manoeuvre, et la partie radiale interne (73) de la rondelle-frein est en appui axial, parallèlement à l'axe de rotation (X4), contre ce relief. 2.- Butée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la rondelle-frein (7) est pourvue de dents (73) réparties sur son bord radial interne (72) et en ce que l'extrémité libre (732) des dents est au contact du relief en saillie (562 ; 563), du côté de la bague non tournante (42). 3.- Butée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le relief est formé par une zone bombée (562) vers l'extérieur d'une partie tubulaire (56) de l'organe de manoeuvre. 4.- Butée selon la revendication 3, caractérisée en ce que la zone bombée (562) est prolongée, à l'opposé de la bague non tournante (42), par une portion cylindrique à génératrice droite (566) de la partie tubulaire (56).35 5.- Butée selon la revendication 3, caractérisée en ce que la zone bombée (562) est prolongée, à l'opposé de la bague non tournante (42), par une portion (567) de la partie tubulaire (56) dont le diamètre extérieur diminue en s'éloignant de la bague non tournante, notamment par une portion tronconique. 6.- Butée selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le relief est formé par au moins un bourrelet (563) obtenu par repoussage de matière, sur une partie (568) de l'organe de manoeuvre (5). 7.- Butée selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le relief (563) s'étend sur un secteur angulaire de la périphérie de la surface radiale externe (564) de l'organe de manoeuvre (5). 8.- Butée selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'angle au sommet (a) du secteur angulaire dans lequel s'étend le relief (563) est compris entre 3° et 30°, de préférence égal à 10°. 9.- Butée selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le relief (562) s'étend annulairement et de façon continue sur la périphérie de la surface radiale externe (564) de l'organe de manoeuvre (5). 10.- Véhicule automobile équipé d'une butée (1) selon l'une des revendications précédentes. 11.- Procédé de fabrication d'une butée (1) d'embrayage-débrayage, de suspension ou de direction de véhicule automobile, cette butée comprenant : un roulement (4) à corps roulants (44) formant organe de transmission d'un effort axial (F1) et comprenant une bague tournante (41) et une bague non tournante (42) entre lesquelles est définie une chambre de roulement (43) pour les corps roulants (44) un organe de manoeuvre (5) engagé dans une ouverture centrale (042) de la bague non tournante avec possibilité de débattement (F5) selon une direction perpendiculaire à un axe (X4) de rotation relative des bagues (41, 42) du roulement ; etune rondelle-frein (7) en appui axial (F2) contre la bague non tournante et pourvue d'une partie radiale interne (73) en contact avec une surface radiale externe (564) de l'organe de manoeuvre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins des étapes consistant à : a) déformer plastiquement une partie (56) de l'organe de manoeuvre (5) en constituant au moins un relief (562 ; 563) en saillie radiale externe par rapport à cette partie et b) disposer la partie radiale interne (73) de la rondelle-frein en appui axial, parallèlement à l'axe de rotation (X4), contre le relief (562 ; 563). 12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, au cours de l'étape a), la partie (56) de l'organe de manoeuvre (5), qui est tubulaire, est pliée localement en constituant une zone périphérique (562) bombée vers l'extérieur de sa surface radiale externe (564). 13.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, au cours de l'étape a), la matière de la partie (56) de l'organe de manoeuvre (5) est repoussée localement en constituant au moins un bourrelet (563) sur sa surface radiale externe (564). 20