Brevet FR3008459A1 — publié le 20150116

- Dispositif à butée d'embrayage-débrayage et véhicule automobile équipé d'une telle butée Description La présente invention concerne un dispositif à butée d'embrayage- débrayage utilisé dans un véhicule automobile pour transmettre un effort axial entre une partie non tournante et une partie tournante. Dans le domaine automobile, il est connu d'utiliser une butée d'embrayage-débrayage actionnée par un organe mobile en translation pour enclencher une boîte de vitesse à commande manuelle ou automatique. Pour ce faire, le dispositif de butée d'embrayage-débrayage comprend un roulement avec des éléments roulants logés entre une bague tournante et une bague non tournante poussée par l'organe mobile en translation. A l'opposé le dispositif comprend un organe d'actionnement, de type diaphragme à becs, plateau de pression ou leviers, destiné à être actionné axialement par la bague tournante, ledit organe d'actionnement entraînant par suite des éléments mécaniques tournants permettant la mise en oeuvre de la boîte de vitesse. Il peut être prévu de monter le dispositif à butée d'embrayage-débrayage dans un carter fixe de manière à ce que l'ensemble des éléments constitutifs dudit dispositif soient partiellement intégralement immergés dans un fluide, par exemple de l'huile. Cependant, le contact entre la bague tournante et l'organe d'actionnement n'est pas solidaire, n'étant que la résultante d'un effort principalement axial. Lorsque le dispositif d'embrayage-débrayage est en rotation, l'effort axial génère un couple d'entraînement en rotation entre la bague tournante et l'organe d'actionnement. Dans ces conditions, il est possible que ces deux éléments puissent glisser l'un par rapport à l'autre et des particules métalliques peuvent être générées. Ceci peut entraîner une usure de l'organe d'actionnement ainsi qu'une pollution du fluide dans lequel sont immergés la bague et l'organe d'actionnement. - 2 - Il est connu de proposer des traitements de surface, par exemple la carbonitruration, pour augmenter la dureté de surface et prévenir la formation de particules métalliques. Toutefois, cette solution est relativement coûteuse. C'est à ces problèmes qu'entend plus particulièrement répondre l'invention en proposant un nouveau dispositif à butée d'embrayage-débrayage dans lequel la portion de contact entre une bague tournante et un organe d'actionnement est améliorée au moyen d'une construction particulièrement simple et économique à mettre en oeuvre. A cet effet, l'invention concerne un dispositif à butée d'embrayage- débrayage de véhicule automobile, ce dispositif comprenant un roulement 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 des éléments roulants, ainsi qu'un organe d'actionnement en contact selon une surface sensiblement radiale avec la bague tournante. Conformément à l'invention, au moins un élément entre la bague tournante ou l'organe d'actionnement est pourvu d'au moins un relief en saillie créé par déformation plastique localisée dudit élément, ledit relief coopérant avec un moyen de retenue de l'autre élément de manière à 20 empêcher la rotation relative entre la bague tournante et l'organe d'actionnement. Grâce à l'invention, l'entraînement par les frottements entre l'organe d'actionnement et la bague tournante est supprimé, réduisant ainsi l'usure de ces éléments et évitant la pollution de l'environnement. 25 De plus, les moyens mis en oeuvre sont simples à réaliser car il existe de nombreux moyens de réaliser des déformations plastiques d'une pièce métallique, par exemple par repoussage de matière ou par poinçonnage. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel dispositif à butée peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques 30 suivantes prises dans toute combinaison techniquement admissible : - Les éléments roulants du roulement sont des billes. - Les éléments roulants du roulement sont maintenus plus ou moins régulièrement espacés circonférentiellement par une cage. - 3 - - La bague tournante comprend une portion torique présentant une surface concave formant une piste pour les éléments roulants. - La bague tournante comprend une portion radiale définissant une surface sensiblement radiale de contact avec une portion sensiblement radiale associée de l'organe d'actionnement. - La portion radiale de la bague tournante est dirigée radialement à l'opposé de l'axe de rotation du dispositif. - La portion torique et la portion radiale de la bague tournante sont reliées entre elles par une portion intermédiaire de forme tronconique. - La bague tournante et la bague non tournante du roulement sont formées à partir de feuilles de métal embouties. - La bague tournante est une bague intérieure du roulement et la bague non tournante est une bague extérieure du roulement. - L'organe d'actionnement est un plateau de pression de forme annulaire et présentant une portion radiale. - L'organe d'actionnement est un diaphragme comprenant des becs s'étendant de manière sensiblement radiale. - Le relief est en saillie axiale sur l'un ou l'autre de la bague tournante ou de l'organe d'actionnement. - Le relief est en saillie radiale sur l'un ou l'autre de la bague tournante ou de l'organe d'actionnement. - Le relief est formé sur la portion sensiblement radiale de l'organe d'actionnement. - Le relief formé sur la portion sensiblement radiale de l'organe d'actionnement est une zone bombée parallèlement à l'axe de rotation du dispositif et dirigée vers les éléments roulants. - La bordure extérieure cylindrique de la portion radiale de la bague tournante est pourvue d'un moyen de retenue consistant en au moins un méplat, ledit méplat étant destiné à coopérer avec le relief en saillie de l'organe d'actionnement. - L'organe d'actionnement est pourvu d'un relief consistant en au moins un rebord axial s'étendant axialement de la bordure intérieure de la portion sensiblement radiale de l'organe d'actionnement en contact avec la bague tournante. - 4 - - Au moins un moyen de retenue est formé à la bordure intérieure de la bague tournante par un évidement obtenu par repoussage de matière réalisé de manière sensiblement parallèle à l'axe de rotation du dispositif, le rebord de l'organe d'actionnement venant se loger dans ledit évidement. - Le relief est formé sur la portion radiale de la bague tournante. - Le relief formé sur la portion radiale de la bague tournante est une zone bombée parallèlement à l'axe de rotation du dispositif et dirigée vers le plateau de pression, c'est-à-dire à l'opposé des éléments roulants. - L'organe d'actionnement est pourvu d'un moyen de retenue consistant en au moins un évidement sur la surface radiale de la portion sensiblement radiale en contact avec la bague tournante, ledit évidement recevant le relief formé sur la bague tournante. - Le relief formé sur la portion radiale de la bague tournante est un bourrelet en saillie radiale sur la bordure intérieure de ladite portion radiale et dirigé perpendiculairement vers l'axe de rotation du dispositif. Le bourrelet est obtenu par repoussage de matière réalisé de manière sensiblement parallèle à l'axe de rotation du dispositif. - L'organe d'actionnement comprend en la bordure intérieure de la portion sensiblement radiale en appui contre la bague tournante un rebord sensiblement axial et dirigé vers les éléments roulants. Ledit rebord comprend au moins un évidement dans lequel vient se loger le relief formé sur la bague tournante. - L'organe d'actionnement et la bague tournante coopèrent avec l'association d'une pluralité de reliefs et de moyens de retenue régulièrement espacés circonférentiellement. - L'organe d'actionnement et la bague tournante coopèrent avec l'association d'un seul relief et d'un moyen de retenue s'étendant sur un secteur angulaire strictement inférieur à 3600. - L'angle au sommet du secteur angulaire dans lequel s'étend chaque relief et moyen de retenue associé est compris entre 3° et 30°, et de manière préférentielle égal à 10°. - 5 - L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'un dispositif tel que mentionnée ci-dessus, pour l'embrayage-débrayage de sa boîte de vitesse. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de trois modes de réalisations d'un dispositif à 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 I-I d'un dispositif à butée d'embrayage-débrayage conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective de la bague tournante de ce dispositif ; - la figure 3 est une vue selon une coupe II-II de ce dispositif ; - la figure 4 est une vue en demi-coupe axiale III-III d'un dispositif à butée d'embrayage-débrayage conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5a est une vue en perspective de la bague tournante de ce dispositif ; - la figure 5b est une vue en perspective de l'organe d'actionnement de ce dispositif ; - la figure 6 est une vue selon une coupe IV-IV de ce dispositif ; - la figure 7 est une vue en demi-coupe axiale V-V d'un dispositif à butée d'embrayage-débrayage conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 8 est une vue en perspective de la bague tournante de ce dispositif ; et - la figure 9 est une vue une coupe VI-VI de ce dispositif. Le dispositif 1 à butée d'embrayage-débrayage représenté aux figures 1 à 30 9 est destiné à être monté sur un véhicule automobile pour transmettre un effort axial F1 exercé par un organe mobile en translation 2, représenté en traits mixtes uniquement sur la figure 1, à un organe d'actionnement 3. L'organe mobile en translation 2 peut être un piston sous pression hydraulique commandée par un organe de commande. - 6 - Dans les figures 1 à 9, l'organe d'actionnement est un plateau de pression 3. Selon des variantes non représentées, l'organe d'actionnement peut être un diaphragme à becs ou des leviers sans que cela ne sorte du cadre de l'invention. On note X1 l'axe central du dispositif 1 à butée d'embrayage-débrayage, l'axe de rotation du plateau de pression étant confondu avec X1 en mode de fonctionnement normal du dispositif 1. Par la suite, pour faciliter le repérage de la butée 1 dans l'espace, on définit un côté intérieur Ci correspondant à l'axe principal X1, ainsi qu'un côté extérieur Ce opposé à l'axe X1 par le dispositif 1. De plus, pour ce mode de réalisation et pour les suivants, les adjectifs « axial » et « radial » et l'adverbe « axialement » sont définis par rapport à l'axe central X1 de la butée 1. Ainsi, une portion ou partie axiale est parallèle à l'axe X1, alors qu'une partie ou portion radiale est perpendiculaire à cet axe et l'entoure. Par exemple, une portion radiale est pourvue d'une surface intérieure orientée vers le côté intérieur Ci de la butée 1, donc vers l'axe X1, et d'une surface extérieure orientée à l'opposé de cet axe, vers le côté extérieur Ce de la butée 1. Le dispositif 1 à butée comprend un roulement à billes 4 comprenant une bague externe 41 non tournante et une bague interne 42 tournante entre lesquelles est définie une chambre de roulement 43. Une unique rangée d'éléments roulants 44, ici des billes, est disposée dans la chambre de roulement 43 en étant maintenue en position par une cage 45. 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. En mode de fonctionnement normal du dispositif 1, les axes X1 et X4 sont confondus. La bague externe 41 comprend une portion tubulaire axiale 411 dont la surface du côté intérieur Cc définit une surface concave servant de piste de roulement pour les billes 44. La portion tubulaire 411 s'étend radialement par une portion radiale 412 sensiblement perpendiculaire à l'axe X4, dont le bord radial interne 412 définit un alésage 041. Le piston 2 vient en appui contre cette portion radiale 412 selon une surface radiale 21. - 7 - La bague interne 42 comprend une portion torique portion annulaire 421 dont la surface du côté extérieur Ce définit une surface concave servant de piste de roulement pour les billes 44 et dont la surface du côté intérieur Cc définit un alésage 042. La portion torique s'étend axialement par une portion intermédiaire 422 de forme tronconique, elle-même s'étendant radialement par une portion radiale 423 annulaire et sensiblement perpendiculaire à l'axe X4. Le plateau de pression 3 comprend une portion radiale 31 venant en appui contre cette portion radiale 423 selon une surface radiale 32a. Les bagues externe 41 et interne 42 sont réalisées à partir de feuilles de métal embouties. Conformément à un premier mode de réalisation représenté dans les figures 1 à 3, la portion radiale 31 du plateau de pression 3 comprend un relief 33 en saillie axiale et créé par déformation élastique de ladite portion radiale 31. Une goulotte 34 est ménagée à une surface radiale 32b de la portion radiale 31 qui est en direction opposée aux éléments roulants 44. Cette goulotte 34 est réalisée en déformant localement cette portion 31, de telle sorte que la concavité de la goulotte 34 est tournée vers l'opposé des éléments roulants 44. En d'autres termes, la goulotte 34 constitue le relief 33 par une zone bombée axialement sur la surface 32a vers les éléments. La portion radiale 423 de la bague interne 42 comprend une bordure extérieure 423a axiale et dirigée vers le côté extérieur Ce du dispositif. Selon ce premier mode de réalisation, la bordure extérieure 423a de la portion radiale 423 comprend un méplat 424. Le relief 33 est à un diamètre strictement inférieur du diamètre extérieur de la bordure extérieure 423a. La portion radiale 423 de la bague interne 42 étant en appui contre la portion radiale 31 du plateau 3, le méplat 424 de la bague interne 42 vient sensiblement en appui ou à l'immédiate proximité du relief 33 du plateau 3 de manière à coopérant en cas de rotation relative entre la bague interne 42 et le plateau 3. Grâce à ce premier mode de réalisation, la bordure extérieure du méplat 424 se retrouve bloquée en rotation par ledit relief 23, évitant ainsi toute rotation relative et donc frottement entre les deux éléments. - 8 - Conformément à un deuxième mode de réalisation représenté en figures 4 à 6, dans lequel les éléments identiques ont les mêmes références, le dispositif 1 diffère des modes de réalisation précédents en ce que la bague interne 42 comprend un relief 429 en saillie radiale et coopérant avec le plateau 3. Le relief 429 est ménagé à une surface radiale 423c de la portion radiale 423 qui est dans la direction opposée aux éléments roulants 44, à l'intersection avec la portion intermédiaire 422. Ce relief 429 est réalisé par repoussage de matière de cette portion 423, formant ainsi un évidement 428 ainsi qu'un bourrelet 429 dirigé radialement vers le côté intérieur Ci du dispositif. La portion radiale 31 du plateau de pression 3 comprend une bordure intérieure pourvue d'un rebord 36 ménagé par déformation plastique de la bordure de ladite portion radiale 31. Le rebord 36 comprend un évidement 37 dans lequel vient se loger le bourrelet 429 de la bague interne 42 de manière à bloquer la rotation relative entre la bague interne 42 tournante et le plateau 3. Conformément à un troisième mode de réalisation représenté en figures 7 à 9, dans lequel les éléments identiques ont les mêmes références, le dispositif 1 diffère du mode de réalisation précédent en ce que la bague interne 42 comprend un relief 425 en saillie axiale et coopérant avec le plateau 3. Une goulotte 426 est ménagée à une surface radiale 423b de la portion radiale 423 qui est dans la direction des éléments roulants 44. Cette goulotte 426 est réalisée en déformant localement l'extrémité de cette portion 423, de telle sorte que la concavité de la goulotte 426 est tournée vers les éléments roulants 44. En d'autres termes, la goulotte 426 constitue le relief 425 par une zone bombée axialement vers la surface radiale 32a d'appui avec le plateau 3, à l'opposé des éléments roulants 44. La portion radiale 31 du plateau de pression 3 comprend un évidement ménagé sur la surface radiale 32a dans lequel le relief 425 de la bague interne 42 vient se loger de manière à bloquer la rotation relative entre la bague interne 42 tournante et le plateau 3. - 9 - Le nombre de reliefs 33, 429, 425 et de moyens de retenue 424, 37, 35 associés respectivement peut être choisi par le concepteur du dispositif 1. Il doit être supérieur ou égal à 1, de préférence égal à 4 comme représenté en figures 1 à 3 et 7 à 9, ou 2 comme représenté en figures 4 à 6. Chacun des reliefs et moyens de retenue associés s'étend sur un secteur angulaire dont l'angle au sommet i3 est compris entre 3° et 300, de préférence égal à 100. L'invention est décrite ci-dessus dans le cas de l'utilisation d'un roulement à billes. Elle est également utilisable avec d'autres éléments roulants, notamment des galets ou des aiguilles. Les caractéristiques techniques des modes de réalisation et variantes envisagées ci-dessus peuvent être combinées entre elles. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) à butée d'embrayage-débrayage de véhicule automobile comprenant : - un roulement (4) formant organe de transmission d'un effort axial (F1), avec une bague tournante (42) et une bague non tournante (41) entre lesquelles est définie une chambre de roulement (43) pour des éléments roulants (44), - un organe d'actionnement (3) en contact selon une surface sensiblement radiale (32a) avec la bague tournante (42), et - au moins un relief (425) en saillie créé par déformation plastique et formé sur une portion radiale (423) de la bague tournante (42) en contact selon la surface sensiblement radiale (32a) de la portion sensiblement radiale (31) de l'organe d'actionnement (3), ledit relief (425) coopérant avec un moyen de retenue (35) de l'organe d'actionnement (3) de manière à empêcher la rotation relative entre la bague tournante (42) et l'organe d'actionnement (3), caractérisé en ce que - le relief (425) est une zone bombée parallèlement à l'axe de rotation (X1) du dispositif (1) et dirigée vers l'organe d'actionnement (3), c'est-à-dire à l'opposé des éléments roulants (4), et - le moyen de retenue (35) de l'organe d'actionnement (3) consiste en au moins un évidement sur la surface radiale (32a) de la portion radiale (31) en contact avec la bague tournante (42), ledit évidement (35) recevant le relief (425) formé sur la bague tournante (42). 2. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'organe d'actionnement (3) et la bague tournante (42) coopèrent avec l'association d'une pluralité de reliefs (425) et de moyens de retenue (35) régulièrement espacés circonférentiellement. 3. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'angle au sommet (3) du secteur angulaire dans lequel s'étendchaque relief (425) et moyen de retenue (35) associé est compris entre 3° et 300, et de manière préférentielle égal à 100. 4. Véhicule automobile équipé d'une butée (1) selon l'une des revendications précédentes.