Brevet FR2985555A1 — publié le 20130712

L'invention concerne une butée d'embrayage de véhicule automobile, ladite butée comprenant une bague tournante et une bague fixe pourvues chacune d'une piste de roulement formant entre elles un chemin de roulement à contact oblique dans lequel un anneau de corps roulants montés dans une cage de rétention est disposé pour guider la rotation de ladite bague tournante. L'invention concerne également un système d'actionnement de l'embrayage d'un véhicule automobile comprenant une telle butée et un dispositif de déplacement axial de ladite butée relativement au diaphragme de l'embrayage. Selon une réalisation, le dispositif de déplacement axial de la butée peut être à commande hydraulique, notamment au moyen d'un piston, comme par exemple les dispositifs dénommés à commande concentrique hydraulique (CSC pour Concentric Slave Cylinder en anglais). En particulier, notamment pour des raisons d'encombrement du dispositif à commande hydraulique, les butées d'embrayage utilisées dans de tels systèmes comprennent une bague extérieure tournante autour d'une bague intérieure fixe en rotation, ladite bague extérieure comprenant une portée d'actionnement permettant la mise en appui du diaphragme pour son déplacement entre une position d'embrayage et une position de débrayage. Toutefois, le diaphragme monté sur l'ensemble côté moteur et le piston de déplacement peuvent ne pas être parfaitement concentriques. Ainsi, pour compenser ce défaut entre le diaphragme et le piston, il est connu d'utiliser une rondelle d'autocentrage qui est apte à générer un effort d'autocentrage entre ledit piston et la butée. Par ailleurs, du fait de la liaison rigide entre la portée d'actionnement et la bague intérieure, il existe un risque de déclipsage de la butée en cas de désalignement entre ladite butée et le diaphragme. En outre, du fait d'un défaut possible de parallélisme entre la face d'appui du diaphragme et la face d'appui de la portée d'actionnement, des vibrations et des oscillations sont transmises depuis le diaphragme au dispositif de déplacement par l'intermédiaire de la butée, ce qui peut conduire à une usure prématurée dudit dispositif, notamment au niveau des joints du piston hydraulique assurant le déplacement axial. Ces vibrations peuvent être ressenties par les passagers du véhicule automobile. Enfin, l'appui exercé entre la portée d'actionnement et le diaphragme peut être source d'usure et de bruits, ce qu'il convient également d'éviter. Pour résoudre ces problèmes, on connaît l'utilisation de butées d'embrayage dans lesquelles la portée d'actionnement est montée par rapport au dispositif de déplacement avec une possibilité de rotulage. En particulier, le document FR-2 916 502 enseigne l'utilisation d'une bague d'actionnement rotulante par rapport à la bague tournante, le document FR-2 934 025 enseigne l'utilisation d'une bague rotulante de montage de la butée sur le dispositif de déplacement axial et le document US-6 997 619 enseigne l'utilisation d'une piste de roulement présentant un tronçon dont la géométrie est agencée pour permettre un rotulage de la bague tournante par débattement des corps roulants sur ledit tronçon. Par ailleurs, les butées d'embrayage sont classiquement équipées d'un élément d'étanchéité du côté arrière du chemin de roulement, notamment pour limiter les fuites de lubrifiant présent dans le chemin de roulement ainsi que la contamination dudit chemin avec des polluants extérieurs. Pour ce faire, on connaît l'utilisation d'un élément d'étanchéité qui est associé à l'une des bagues pour s'étendre au moins en partie entre les bagues en étant disposé axialement en regard de l'anneau de corps roulants de sorte à former un jeu d'étanchéité avec l'autre bague. En particulier, le jeu peut être négatif pour disposer l'élément d'étanchéité en contact frottant sur l'autre bague ou être positif pour former une chicane entre ledit élément d'étanchéité et ladite autre bague. Par ailleurs, la cohésion d'une butée, c'est-à-dire le maintien des bagues l'une autour de l'autre avec l'anneau de corps roulants disposé entre elles, est classiquement obtenue en bordant les pistes de roulement par des seuils qui empêchent l'anneau de corps roulants de sortir desdites pistes lorsqu'un effort axial est appliqué sur l'une des bagues. Toutefois, l'utilisation d'une piste de roulement présentant un tronçon dont la géométrie est agencée pour permettre un rotulage ne permet pas de former de tels seuils de façon satisfaisante et donc de garantir la cohésion de la butée avant son montage dans le système d'actionnement de l'embrayage du véhicule automobile. L'invention vise notamment à résoudre ce problème en proposant une butée d'embrayage combinant de façon optimale les fonctions de rotulage, d'étanchéité et de cohésion avant montage. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose une butée d'embrayage de véhicule automobile comprenant une bague tournante et une bague fixe pourvues chacune d'une piste de roulement formant entre elles un chemin de roulement à contact oblique dans lequel un anneau de corps roulants montés dans une cage de rétention est disposé pour guider la rotation de ladite bague tournante, au moins une piste de roulement d'une bague présentant un tronçon dont la géométrie est agencée pour permettre un rotulage de ladite bague par débattement des corps roulants sur ledit tronçon, ladite butée comprenant en outre un élément d'étanchéité d'un côté du chemin de roulement qui est associé à une première bague pour s'étendre au moins en partie entre les bagues en étant disposé axialement en regard de l'anneau de corps roulants, la cage comprenant des moyens de retenue qui coopèrent avec des moyens réciproques solidaires de la deuxième bague afin d'assurer la cohésion entre ladite deuxième bague et l'anneau de corps roulants. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un système d'actionnement de l'embrayage d'un véhicule automobile comprenant un diaphragme, ledit système comprenant une telle butée et un dispositif de déplacement axial de ladite butée entre une position d'embrayage dans laquelle la bague tournante est disposée contre le diaphragme et une position de débrayage dans laquelle ladite bague appuie sur ledit diaphragme. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures 1 à 3 annexées qui sont des vues partielles en coupe longitudinale d'une butée d'embrayage selon respectivement un mode de réalisation de l'invention. En relation avec les figures, on décrit ci-dessous une butée d'embrayage de véhicule automobile qui est destinée à être intégrée dans un système d'actionnement de l'embrayage d'un véhicule automobile comprenant un diaphragme (non représenté). Dans une telle réalisation, le débrayage est réalisé par appui sur le diaphragme par l'intermédiaire de la butée. Pour ce faire, le système d'actionnement comprend un dispositif de déplacement axial (non représenté) de la butée entre une position d'embrayage et la position de débrayage. La butée d'embrayage comprend une bague tournante 1 et une bague fixe 2 pourvues chacune d'une piste de roulement 3, 4 formant entre elles un chemin de roulement à contact oblique dans lequel un anneau de corps roulants 5 montés dans une cage 6 de rétention est disposé pour guider la rotation de ladite bague tournante. Sur les figures, un seul côté de la butée est représenté, l'autre côté étant symétrique par rapport à son axe de révolution. On connaît de nombreuses géométries de cage 6 de rétention, notamment obtenues par moulage d'un matériau polymère tel qu'un polyamide éventuellement chargé. En particulier, une cage 6 de rétention comprend un corps annulaire depuis lequel s'étendent axialement des ponts présentant de chaque côté une paroi sur laquelle respectivement un corps roulant 5 est destiné à venir en contact glissant de sorte à définir, entre deux ponts adjacents et le corps annulaire, un logement de rétention dudit corps roulant. Ainsi, la cage 6 de rétention permet de maintenir les corps roulants 5 les uns par rapport aux autres dans l'anneau en permettant leur rotation par roulement sur les pistes 3, 4. Dans les modes de réalisation représentés, la bague extérieure 1 est tournante autour d'une bague intérieure 2 qui est fixe en rotation, lesdites bagues étant réalisées en tôle emboutie pour présenter chacune une piste de roulement 3, 4. Toutefois, la configuration inverse peut être envisagée, c'est-à-dire une bague intérieure tournante dans une bague extérieure fixe. Dans cette description, les termes de positionnement dans l'espace sont pris en référence à l'axe de rotation de la bague extérieure 1. En particulier, le terme « intérieur » est relatif à une disposition proche de cet axe et le terme « extérieur » est relatif à une disposition à distance de cet axe. Par ailleurs, les termes « avant » et « arrière » sont relatifs à une disposition par rapport au sens de déplacement de la butée vers la position de débrayage, à savoir à gauche sur les figures pour « avant » et à droite pour « arrière ». La bague 2 fixe en rotation est destinée à être déplacée en translation axiale par l'intermédiaire d'un piston hydraulique du dispositif de déplacement. Pour ce faire, la bague intérieure 2 est disposée autour d'un manchon 7 de montage sur le dispositif de déplacement axial, par exemple sur la tige d'un piston, ou en coulissement sur un arbre du système d'actionnement. Dans les modes de réalisation représentés, le manchon 7 comprend un logement axial 8 dans lequel l'extrémité du piston peut être disposée, ledit logement étant pourvu de griffes 9 afin d'assurer la retenue. Par ailleurs, la bague intérieure 2 est montée sur le manchon 7 par l'intermédiaire d'une rondelle d'autocentrage 10 qui est apte à générer un effort d'autocentrage entre le manchon 7 et la butée, par exemple une rondelle élastique de type Belleville ou une rondelle comprenant une pluralité d'ondes axiales. La rondelle 10 est d'une part en appui sur l'avant d'une portée radiale 2a de la bague intérieure 2 et d'autre part en blocage axial avant contre un repli radial 7a qui est formé sur une portée axiale du manchon 7. Par ailleurs, la surface de la portée radiale 2a qui est opposée à la rondelle 10 est en appui axial sur une portée radiale du manchon 7. Ainsi, par mise en appui de la portée radiale 2a sur l'extrémité du piston qui est reçue dans le logement 8, un effort axial d'autocentrage est établi entre la bague intérieure 2 et ledit piston. Par ailleurs, un jeu radial 11 est formé entre l'extrémité intérieure de la portée radiale 2a et le manchon 7 de sorte à permettre l'autocentrage par déplacement radial de la bague intérieure 2 relativement au manchon 7 et donc au piston. La bague extérieure 1 présente une portée d'actionnement 1 a par appui sur le diaphragme de l'embrayage afin d'actionner ledit diaphragme par l'intermédiaire de ladite portée. Ainsi, en position d'embrayage, la portée d'actionnement 1 a peut être disposée contre le diaphragme sans exercer un effort d'appui pour le débrayage et, en position de débrayage, la portée 1 a appuie sur ledit diaphragme. Dans les modes de réalisation représentés, la portée d'actionnement 1 a est formée par une extension radiale avant de la bague extérieure 1. En variante, la portée d'actionnement la peut être rapportée sur la bague extérieure 1, par exemple sous la forme d'une bague ou d'un insert. Le chemin de roulement réalisé entre les pistes 3, 4 est à contact oblique dans le sens d'application de l'effort de déplacement de la butée en position de débrayage. Par ailleurs, des corps roulants formés de billes 5 sont disposés pour guider la rotation de la bague extérieure 1 et transmettre les efforts exercés sur chacune des bagues 1, 2. Pour permettre le rotulage de la bague extérieure 1 par rapport à la bague intérieure 2, au moins une piste de roulement 3, 4 d'une bague 1, 2 présente un tronçon 12 dont la géométrie est adaptée pout permettre le débattement des corps roulants 5 sur ledit tronçon. Dans les modes de réalisation représentés, la piste de roulement 3 de la bague extérieure 1 présente un tronçon 12 dont la géométrie sphérique est centrée sur l'axe de symétrie de la bague extérieure 1. En particulier, cette réalisation permet le basculement de la bague extérieure 1 par rapport à la bague intérieure 2, notamment sur une course angulaire de l'ordre de 5°, de sorte à ajuster la position de l'axe de la bague extérieure 1 par rapport à celui de la bague intérieure 2. Ainsi, lors du déplacement axial de la butée en position de débrayage, la portée d'actionnement 1 a appuie sur le diaphragme avec possibilité pour la bague extérieure 1 de rotuler par rapport à la bague intérieure 2 de sorte à compenser les éventuels désalignements entre la butée et le diaphragme. En outre, la possibilité de rotulage de la bague extérieure 1 permet une filtration des efforts transmis par l'intermédiaire de la butée, notamment des vibrations et des oscillations potentiellement endommageantes pour le dispositif de déplacement. En outre, sur la course de rotulage, les efforts sont amortis, notamment relativement aux chocs entre la portée d'actionnement 1 a et le diaphragme. La butée comprend également un élément d'étanchéité d'un côté du chemin de roulement, notamment du côté arrière qui est opposé à la portée d'actionnement 1 a, pour limiter les fuites de lubrifiant présent dans le chemin de roulement ainsi que la contamination dudit chemin avec des polluants extérieurs. Sur les figures, l'élément d'étanchéité est associé à la bague extérieure 1 rotulante pour s'étendre au moins en partie entre les bagues 1, 2 en étant disposé axialement en regard de l'anneau de corps roulants 5. L'élément d'étanchéité comprend une armature rigide 13, par exemple réalisée en tôle emboutie, qui présente une paroi annulaire radiale refermant au moins en partie le côté du chemin de roulement, ladite paroi étant prolongée extérieurement par une paroi annulaire axiale qui est associée par emmanchement sur une portée annulaire axiale 14 de la bague extérieure 1. En particulier, la portée annulaire 14 prolonge vers l'arrière le tronçon sphérique 12 qui est prolongé vers l'avant par la portée radiale la d'actionnement. Dans les modes de réalisation représentés, l'armature 13 est équipée d'un élément 15 réalisé en matériau souple, par exemple en élastomère, qui est fixé à ladite armature notamment par surmoulage. L'élément souple 15 présente au moins une lèvre qui s'étend intérieurement à la portée radiale de l'armature 13, ledit élément souple étant également disposé sur la paroi axiale pour étanchéifier l'emmanchement. L'armature 13 est disposée en regard d'une paroi annulaire 16 solidaire de la bague intérieure 2 pour former un jeu d'étanchéité. En particulier, le jeu peut être négatif pour que la lèvre de l'élément 15 soit en contact frottant sur la paroi 16 ou positif pour former une chicane entre l'armature 13 et ladite paroi, ladite armature pouvant alors être dépourvue d'élément souple 15. Dans les modes de réalisation représentés, l'élément souple 15 comprend deux lèvres présentant un contact inversé afin de limiter l'introduction de polluants et les fuites de lubrifiant. Les figures 1 et 2 représentent chacune un mode de réalisation dans lequel la paroi annulaire 16 est formée sur la bague intérieure 2. La figure 3 représente un mode de réalisation dans lequel la butée comprend un support 17 qui est associé à la bague intérieure 2, ledit support présentant la paroi annulaire 16. De façon avantageuse, la paroi 16 présente une géométrie, notamment une inclinaison, qui est agencée pour maintenir le jeu lors du rotulage de la bague extérieure 1. En particulier, la géométrie peut être agencée pour que le jeu demeure sensiblement constant lors du rotulage, afin d'éviter un décollement trop important des lèvres, une dégradation de l'étanchéité ainsi qu'une usure prématurée desdites lèvres par compression trop importante sur ladite paroi. La cage 6 de rétention comprend des moyens de retenue qui coopèrent avec des moyens réciproques solidaires de la bague intérieure 2 afin d'assurer la cohésion entre ladite bague intérieure et l'anneau de corps roulants 5. En variante, l'élément d'étanchéité 13, 15 peut être associé à la bague intérieure 2 et les moyens réciproques être solidaires de la bague extérieure 1 afin d'assurer la cohésion entre ladite bague extérieure et l'anneau de corps roulants 5. La combinaison de l'élément d'étanchéité 13, 15 et des moyens de retenue permet d'assurer la cohésion de la butée avant son montage dans le système d'actionnement de l'embrayage du véhicule automobile, notamment relativement aux efforts appliqués sur les bagues 1, 2 dans le sens opposé à celui induit par l'application de l'effort de débrayage. En effet, la butée pourrait se déclipser par un déplacement vers l'avant de la bague extérieure 1, notamment par rotulation. Mais ce déplacement induit une mise en appui de l'élément d'étanchéité 13, 15 sur l'anneau de corps roulants 5, le déplacement dudit anneau étant bloqué par la coopération des moyens de retenue avec la bague intérieure 2 afin de maintenir ledit anneau dans le chemin de roulement avec la bague extérieure 1 autour de lui. De même, un déplacement vers l'arrière de la bague intérieure 2 est bloqué par la coopération des moyens de retenue de sorte à éviter un déclipsage de la butée. En particulier, la cohésion de la butée est réalisée indépendamment de la réalisation de seuil autour des pistes de roulement 3, 4, notamment à l'avant de la piste intérieure 4 de roulement. Ainsi, la géométrie des pistes de roulement 3, 4 peut être adaptée à leur fonction de rotulage sans contraindre la cohésion de la butée. 2 9 8 5 5 5 5 10 De façon avantageuse, la cohésion est assurée en prévoyant que les moyens de retenue et les moyens réciproques soient formés sur le côté du chemin de roulement qui est opposé à celui équipé de l'élément d'étanchéité 13, 15, à savoir le côté avant, en étant disposés derrière la portée radiale la de la bague 5 fixe 1. Dans les modes de réalisation représentés, la cage 6 comprend une extension radiale 18, notamment annulaire, qui s'étend depuis son corps à l'opposé des logements pour former les moyens de retenue. L'extension 18 est disposée à 10 l'intérieur d'un espace 23 annulaire qui est formé entre une portée radiale 19 et la portée radiale 2a de la deuxième bague 2. La portée radiale 19 forme les moyens réciproques en étant solidaire de la deuxième bague 2 pour assurer la cohésion par interaction géométrique. 15 En particulier, l'extension 18 s'étend intérieurement et la portée 19 s'étend extérieurement, le diamètre intérieur de ladite extension étant inférieur au diamètre extérieur de ladite portée pour former une zone de recouvrement radial assurant l'interaction géométrique, un jeu axial étant formé de part et d'autre entre l'extension 18 et respectivement les portées 19, 2a. 20 La bague intérieure 2 est équipée d'une armature 20 sur laquelle la portée radiale 19 est formée, notamment annulairement sur la partie intérieure libre de ladite armature. En relation avec les figures 1 et 3, l'armature 20 est associée à la portée radiale 2a, la rondelle d'autocentrage 10 étant en appui sur ladite 25 portée radiale par l'intermédiaire de ladite armature. En relation avec la figure 2, l'armature 20 est issue de matière de la rondelle d'autocentrage 10. Sur la figure 3, la cage 6 de rétention présente un talon 21 qui est disposé du côté avant du chemin de roulement en s'étendant en regard du tronçon 12 de la 30 bague extérieure 1. La cage 6 conserve une certaine mobilité due au jeu entre les corps roulants 5 et les parois du logement de rétention, le talon 21 permettant de limiter le débattement radial de la cage 6 qui entraînerait une perte de la cohésion par déclipsage de l'extension 18 par rapport à la portée 19. 2 9 85 5 5 5 11 En outre, le talon 21 s'étend radialement à l'opposé de l'extension 18 afin de contribuer par chicanage à l'étanchéification du côté avant du chemin de roulement, et ce en regard du tronçon 12 pour éviter un blocage de la rotation 5 de la bague extérieure 1 en cas de mise en appui dudit talon sur ledit tronçon. Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, la cage 6 présente une saillie avant 22 formée entre le talon 21 et l'extension 18, ladite saillie étant disposée en regard de la bague extérieure 1 pour former une chicane d'étanchéité à l'avant 10 dudit talon.