Brevet FR2984435A1 — publié le 20130621

Butée d'embrayage-débrayage, de suspension ou de direction, 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, telle 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 de celui-ci. Lorsqu'une telle butée a été constituée, il est essentiel qu'elle ne soit pas facilement démontable, dans la mesure où elle n'est pas toujours montée dans un logement correspondant ou sur un arbre correspondant dès sa fabrication. Dans ces conditions, il arrive que les bagues intérieure et extérieure d'une telle butée soient soumises à un effort de désolidarisation qui est au moins en partie parallèle à l'axe de rotation du roulement. Lorsqu'elles sont soumises à un tel effort, même d'intensité relativement faible, les bagues des butées connues ont tendance à s'écarter axialement l'une de l'autre. Ceci peut conduire à l'ouverture de la chambre de roulement dans laquelle sont normalement logés les corps roulants et à la perte de certains d'entre eux. Des problèmes analogues se posent avec les butées de suspension et les butées de direction utilisées dans les véhicules automobiles. C'est à ces problèmes qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une nouvelle butée d'embrayage-débrayage, de suspension ou de direction dont le fonctionnement est fiabilisé, tout particulièrement en ce qui concerne sa résistance à un effort de séparation des bagues de roulement. A cet effet, l'invention concerne une butée d'embrayage-débrayage, de suspension ou de direction qui comprend un roulement à corps roulants formant un organe de transmission d'un effort axial et comprenant une bague tournante et une bague non tournante, entre lesquelles est définie une chambre de roulement pour les corps roulants, ainsi qu'un joint d'étanchéité monté sur une première bague, parmi les bagues tournante et non tournante, et comprenant une lèvre d'étanchéité en appui glissant contre, ou adjacente à, une surface correspondante de la deuxième bague. Conformément à l'invention, - le joint comporte un bord rabattu radialement en direction de la première bague, une surface de la première bague, sur laquelle est monté ce joint, comporte une gorge de réception de ce bord rabattu et le joint est déformable, sous l'action d'au moins un corps roulant, entre une première configuration où son bord rabattu est dégagé de la gorge précitée et une deuxième configuration où ce bord rabattu est en prise dans cette gorge. Grâce à l'invention, le bord rabattu du joint peut être poussé vers la gorge ménagée sur la première bague par un ou plusieurs corps roulants, lorsque le roulement est soumis à un effort de séparation, au moins en partie axial, entre ces bagues tournante et non tournante. Lorsqu'il est ainsi poussé vers la gorge de la première bague, le bord rabattu de l'armature forme une butée efficace à un effort d'arrachement exercé par les corps roulants du roulement. Le roulement peut ainsi résister à un effort d'arrachement ou de séparation d'intensité relativement importante. 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 : - Le joint comprend une armature pourvue d'un bord rabattu radialement en direction de la première bague et d'une garniture souple dont une partie constitue la lèvre d'étanchéité. - Le joint comprend des dents dont les extrémités libres sont recourbées en direction de la première bague et constituent ensemble le bord rabattu du joint. - En variante, le bord rabattu du joint est continu sur sa circonférence. - La garniture du joint entoure radialement le bord rabattu, sur l'intérieur ou sur l'extérieur, et une couche de garniture s'étend entre le bord rabattu et le fond de la gorge dans la deuxième configuration. - Le joint est déformable élastiquement, sous l'action d'au moins un corps roulant, entre ses première et deuxième configurations. En variante, le joint est déformable plastiquement, sous l'action d'au moins un corps roulant, entre ses première et deuxième configurations. - L'ensemble des corps roulants peut déformer l'armature simultanément sur toute sa circonférence, autour de l'axe de rotation relative des bagues, entre ses première et deuxième configurations. - La première bague est une bague extérieure du roulement, alors que la gorge de réception du bord rabattu est ménagée sur une surface radiale interne de cette première bague. - La première bague est pourvue d'un relief d'accrochage de la garniture du joint, ce relief étant, de préférence, formé par une deuxième gorge ménagée sur la même surface de la première bague que celle dans laquelle est ménagée la gorge de réception du bord rabattu de l'armature. 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, dans le cadre de sa suspension ou dans le cadre de sa direction. 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, donné 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- débrayage conforme à l'invention, représentée dans une première configuration d'utilisation, - la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail Il à la figure 1, - la figure 3 est une coupe partielle montrant certaines parties de la butée visibles à la figure 2 en configuration dissociée et - la figure 4 est une vue de détail analogue à la figure 2 lorsque la butée est dans une deuxième configuration d'utilisation. 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 El exercé par un piston 2 représenté en traits mixtes vers un diaphragme de boîte à vitesses représenté par deux de ses becs 3, également en traits mixtes. La butée 1 comprend un roulement à billes 4, ainsi qu'un manchon en tôle qui est destiné à manoeuvrer les becs 3, en transmettant l'effort Fl du piston 2 au roulement 4. Le roulement 4 comprend une bague externe tournante 41 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. En variante, les billes 44 peuvent être remplacées par des aiguilles ou des rouleaux. Un joint 46 est monté sur la bague externe 41 pour isoler 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 qui est opposée à la chambre de roulement 43. La bague intérieure 42 comprend également une partie 422 annulaire et perpendiculaire à l'axe X4. Une pièce de centrage 6 est accrochée sur la bague interne 42, en étant immobilisée en rotation par rapport à celle-ci. Cette pièce 6 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 et qui permettent l'accrochage de ce manchon 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. Une rondelle frein 7 formée par emboutissage de tôle est montée autour de la partie 56 et en appui sur la partie 422 de la bague 42. La butée 1 peut utiliser l'enseignement technique de FR-A-2 819 864. Le joint 46 comprend une armature 462 réalisée dans un matériau relativement rigide, par exemple en métal. Le joint 46 comprend également une garniture 464 réalisée dans un matériau souple qui peut être en élastomère synthétique ou du caoutchouc naturel. La garniture 464 peut être surmoulée sur l'armature 462. On note respectivement 416 et 426 les surfaces de roulement des billes 44 sur la bague 41 et sur la bague 42. La surface 426 est concave, en forme de portion de tore avec un rayon intérieur égal à celui des billes 44. La bague 41 se prolonge, par rapport à la surface 416 et à l'opposé de la partie 412, par un manchon 417 qui entoure radialement le joint 46 et dont on note 418 la surface radiale interne, c'est-à-dire la surface périphérique tournée vers l'axe X4. Cette surface 418 est pourvue de deux gorges 419A et 419B qui s'étendent sur toute sa circonférence et qui sont à section en V à fond plat. La gorge 419B est plus proche de l'extrémité 417A du manchon 417 opposée à la partie 412 que la gorge 419A. La garniture 464 forme une lèvre 464A qui vient en appui glissant contre une surface radiale externe 428 de la bague 42 définie sur l'extérieur d'un manchon 427 qui prolonge la surface 426 à l'opposé de la partie 422 de la bague 42. En variante, la lèvre 464A peut ne pas être en contact avec la surface 428 mais s'étendre à une faible distance radiale de celle-ci. La garniture 464 comprend également une bande 464B qui entoure radialement l'armature 462 et qui interfère avec la gorge 4198 pour immobiliser le joint 46 par rapport à la bague 41, selon une direction parallèle à l'axe X4. En d'autres termes, la gorge 4198 constitue un relief d'ancrage du joint 46, cet ancrage étant obtenu par une déformation localisée de la bande 464B qui passe de la configuration de la figure 3 à celle de la figure 4 lors du montage du joint 46 sur la bague 41. Comme cela ressort plus particulièrement de la figure 3, l'armature 462 comprend une partie annulaire 462A perpendiculaire à l'axe X4, ainsi qu'une jupe annulaire 462B perpendiculaire à la partie 462A, qui prolonge cette partie et qui est centrée sur l'axe X4. A partir de la jupe 462B s'étendent, parallèlement à l'axe X4 et à l'opposé de la partie 462A, des dents 462C séparées par des fentes 462D. L'extrémité libre 462E de chaque dent 462C est recourbée radialement vers l'extérieur, c'est-à-dire rabattue en direction de la bague 41 en configuration montée du joint 46 sur cette bague. L'ensemble des extrémités 462E des dents 462C forme un bord 462F de l'armature 462 qui est rabattu radialement en direction de la bague 41. Selon une variante non représentée de l'invention, l'armature 462 peut ne pas être équipée des fentes 462D, auquel cas la jupe 462B se prolonge jusqu'au niveau du bord rabattu 462F, lequel est continu sur la circonférence de l'armature 462. On relève sur les figures 2 à 4 que la garniture 464 se prolonge jusqu'au niveau du bord 462F et comprend une bande 464F qui entoure radialement le bord 462F, sur l'extérieur. Au terme de la fabrication du joint 46, l'armature 462 a la géométrie représentée sur les figures 1 à 3 qui est telle que, lorsque la bande 464B est partiellement engagée dans la gorge 419B, le bord 462F de l'armature 462 est en regard de la gorge 419A, radialement à l'intérieur de la surface 418, en étant dégagé de cette gorge. Ceci est la configuration initiale, ou première configuration, d'utilisation de la butée 1. Lorsqu'un effort de séparation axiale est exercé sur les bagues 41 et 42, comme représenté par les flèches F1 et F2 à la figure 4, la bague 41 a tendance à glisser vers la gauche de la figure 4, ce qui éloigne les billes 44 de la surface 416, les billes ayant tendance à glisser vers la surface 418 par rapport à la bague 41. Les billes 44 conservent leur position axiale, le long de l'axe X4, par rapport à la bague 42 car la surface 426 présente une concavité suffisante pour retenir en position les billes 44. Ainsi, le début de déplacement axial relatif entre les bagues 41 et 42, dans le sens des flèches F1 et F2, a pour effet d'amener les billes 44 vers le manchon 417, puis en contact avec les extrémités 462E des dents 462C. Dans cette deuxième configuration représentée à la figure 4, les billes 44 exercent sur les extrémités 462E un effort E2 normal à leur surface qui a pour effet de pousser les extrémités 462E, c'est-à-dire le bord rabattu 462F, vers l'intérieur de la gorge 419A. Ce faisant, les billes 44 améliorent l'ancrage du joint 46 par rapport à la bague 41, ce qui permet à ce joint de résister à un effort de désolidarisation exercé par les billes 44. En d'autres termes, la coopération du bord rabattu 462F de l'armature 462 et de la gorge 419A de la bague 41 a pour effet que le joint 46 forme une butée efficace à un début de mouvement de séparation axiale des bagues 41 et 42, sous l'effet d'un effort d'arrachement représenté par les flèches F1 et F2 à la figure 4. On remarque que plus l'effort d'arrachement F1 + F2 est important, plus les billes 44 poussent le bord rabattu 462F vers l'intérieur de la gorge 419A grâce à l'effort E2 et que plus l'ancrage du joint 46 sur la bague 41 est efficace. Dans le cas où l'effort de séparation entre les bagues 41 et 42 n'est pas parallèle à l'axe X4, c'est-à-dire dans le cas où cet effort n'est que partiellement axial, il peut arriver que le début de déplacement relatif des bagues 41 et 42 ait pour effet que seule une partie des billes 44 vienne au contact des extrémités 462E de certaines des dents 462C. Dans ce cas, seule une partie du bord rabattu 462F de l'armature 462 est engagée dans la gorge 419A. Ceci est toutefois suffisant pour former une butée au mouvement de séparation ou d'écartement des bagues 41 et 42 le long de l'axe X4. Dans le cas courant où l'effort de séparation des bagues 41 et 42 est essentiellement axial, les billes 44 agissent simultanément sur toute la circonférence du bord rabattu 462F pour le déformer au point de l'amener en prise dans la gorge 419A tout autour de l'axe X4. La bande 464F de la garniture 464 s'étend, dans la configuration de la figure 4, entre le bord rabattu 462F et le fond de la gorge 419. Elle assure une fonction de limitation des frottements entre l'armature métallique 462 et la gorge 419A. On comprend que, si l'effort de séparation est relâché, la bague 41 peut revenir à la configuration des figures 1 et 2 vers laquelle elle porte, par sa surface 416, sur les billes 44, au point que les billes 44 sont alors distantes, le long de l'axe X4, de l'armature 462. De façon avantageuse, le matériau constitutif de l'armature 462 est choisi pour que la déformation sous l'effet de l'effort El soit plastique, c'est-à-dire permanente, lorsque cet effort a été exercé au moins une fois. En particulier, le matériau constitutif de l'armature 462 peut être de l'acier doux de type DC 01 à DC 05. En variante, le matériau constitutif de l'armature 462 peut être choisi pour que l'introduction du bord rabattu 462F dans la gorge 419A soit réversible, c'est-à-dire que la déformation sous l'effet de l'effort El soit élastique et que l'armature 462 revienne à sa première configuration des figures 1 à 3 lorsque l'effort El est supprimé. Dans ce cas, le matériau constitutif de l'armature 462 peut être de l'acier ressort ou encore un plastique (par exemple de type Polyamide 6.6). L'invention est décrite ci-dessus et représentée sur les figures dans le cas où le joint 46 est monté sur la bague externe 41. En variante, ce joint peut être monté sur la bague interne 42. Dans ce cas, la configuration du joint 46 est inversée et des gorges analogues aux gorges 419A et 419B sont ménagées sur la surface 428. Une bande comparable à la bande 464F peut alors être disposée radialement sur l'intérieur du bord 462F de l'armature 462 qui est rabattu radialement vers l'intérieur, en direction de l'axe X4. La gorge 419B n'est pas obligatoire. En d'autres termes, il est possible de prévoir que la bande 464B soit en appui surfacique sur la surface 428 entre la gorge 419B et l'extrémité 417A du manchon 417. Dans ce cas, l'accrochage axial du joint 46 par rapport à la bague 41 n'est effectif que lorsque l'effort El a été exercé au moins une fois, dans le cas d'une armature 462 à déformation permanente, ou uniquement lorsque cet effort est exercé, dans le cas d'une armature à déformation élastique. L'invention est décrite ci-dessus dans le cas où la bague externe est tournante. Elle peut également être mise en oeuvre dans le cas où c'est la bague interne qui est tournante. 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 butées, tout particulièrement une butée de suspension ou une butée de direction. Les caractéristiques techniques des modes de réalisation et variantes envisagés ci-dessus peuvent être combinées entre elles. REVENDICATIONS1.- Butée (1) d'embrayage-débrayage, de suspension ou de direction, cette butée comprenant : - un roulement (4) à corps roulants (44) formant organe de transmission d'un effort (El) axial 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 joint d'étanchéité (46) monté sur une première bague (41), parmi les bagues tournante et non tournante, et comprenant une lèvre d'étanchéité (464A) en appui glissant contre, ou adjacente à, une surface correspondante (428) de la deuxième bague (42), caractérisée en ce que - le joint (46) comporte un bord (462F) rabattu radialement en direction de la première bague (41), - une surface (418) de la première bague, sur laquelle est monté le joint (46), comporte une gorge (419A) de réception de ce bord rabattu et - le joint (46) est déformable, sous l'action (E2) d'au moins un corps roulant (44), entre une première configuration (fig. 2) où son bord rabattu (462F) est dégagé de la gorge (419A) et une deuxième configuration (fig. 4) où ce bord rabattu est en prise dans la gorge. 2.- Butée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le joint (46) comprend des dents (462C) dont les extrémités libres (462E) sont recourbées en direction de la première bague et constituent ensemble le bord rabattu (462F). 3.- Butée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bord rabattu (462F) du joint (46) est continu sur sa circonférence. 4. Butée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le joint (46) comprend une armature (462) pourvue du bord rabattu (462F) et une garniture souple (464) dont une partie constitue la lèvre d'étanchéité. 5.- Butée selon la revendication 4, caractérisée en ce que la garniture (464) entoure radialement le bord rabattu (462F), sur l'intérieur ou sur l'extérieur, et une couche (464F) de garniture s'étend entre le bord rabattu et le fond de la gorge (419A) dans la deuxième configuration (fig. 4). 6.- Butée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le joint (46) est déformable élastiquement, sous l'action (E2) d'au moins un corps roulant (44), entre ses première et deuxième configurations. 7.- Butée selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'armature (462) est déformable plastiquement, sous l'action (E2) d'au moins un corps roulant (44), entre ses première et deuxième configurations. 8.- Butée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble des corps roulants (44) est apte à déformer l'armature simultanément sur toute sa circonférence, autour de l'axe (X4) de rotation relative des bagues, entre ses première et deuxième configurations. 9.- Butée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première bague est une bague (41) extérieure du roulement et la gorge (419A) est ménagée sur une surface radiale interne (418) de la première bague. 10.- Butée selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première bague (41) est pourvue d'un relief d'accrochage de la garniture (464), ce relief étant, de préférence, formé par une deuxième gorge (419B) ménagée sur la même surface (418) de la première bague (41) que celle dans laquelle est ménagée la gorge (419A) de réception du bord rabattu (462F) du joint (46). 11.- Véhicule automobile équipé d'une butée (1) selon l'une des revendications précédentes.