FR3025265A1

FR3025265A1 - Butee d'embrayage-debrayage ou de suspension, systeme equipe d'une telle butee et methode de fabrication d'une telle butee

Info

Publication number: FR3025265A1
Application number: FR1458110A
Authority: FR
Inventors: Benoit Arnault
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-03-04
Also published as: WO2016030494A1

Abstract

La présente invention concerne une butée (10) d'embrayage-débrayage ou de suspension de véhicule automobile, cette butée (10) comprenant : un roulement (20) incluant une bague non tournante (21) et une bague tournante (22) centrées sur un axe central, ainsi que des éléments roulants (23) positionnés dans une chambre de roulement (28) définie entre les bagues (21, 22), la bague tournante (22) incluant une collerette externe radiale (70) ; et un dispositif d'étanchéité (40) monté sur la bague non tournante (21), pour protéger la chambre de roulement (28) et les éléments roulants (23) d'infiltrations de liquide ou de particules polluantes. La butée (10) est caractérisée en ce que le dispositif d'étanchéité (40) comprend à la fois : une première lèvre (47) disposée en contact avec la bague tournante (22), et une seconde lèvre (48) qui s'étend en direction de la collerette externe radiale (70), sans contact avec cette collerette externe radiale (70) lorsque la butée (10) est dans une configuration de repos. L'invention concerne également un système automobile équipé d'une telle butée (10) et une méthode de fabrication d'une telle butée (10).

Description

1 BUTEE D'EMBRAYAGE-DEBRAYAGE OU DE SUSPENSION, SYSTEME EQUIPE D'UNE TELLE BUTEE ET METHODE DE FABRICATION D'UNE TELLE BUTEE La présente invention concerne une butée d'embrayage-débrayage ou de suspension utilisée dans un véhicule automobile, pour transmettre un effort axial entre une pièce non tournante, telle qu'un piston d'actionnement, et une pièce tournante, telle qu'un diaphragme de boîte à vitesses. L'invention concerne également un système automobile équipé d'une telle butée et une méthode de fabrication d'une telle butée. Dans le domaine automobile, il est connu d'utiliser une butée d'embrayage- débrayage pour actionner le diaphragme tournant d'une boîte à vitesses. Pour ce faire, la butée comprend un roulement incluant une bague tournante destinée à être en contact avec des becs du diaphragme et une bague non tournante destinée à être en contact avec un organe de manoeuvre, par exemple un piston. US-B-8 348 512 décrit un exemple d'une telle butée, comprenant un roulement à billes et deux dispositifs d'étanchéité. Le roulement comprend une bague extérieure non tournante et une bague intérieure tournante, entre lesquelles est définie une chambre de roulement pour les billes. Les dispositifs d'étanchéité sont fixés à la bague extérieure et positionnés de part et d'autre de la chambre de roulement. La bague intérieure comporte une portée axiale et une collerette externe radiale. Le dispositif d'étanchéité situé du côté de cette collerette comprend une première lèvre positionnée au contact de la portée axiale, ainsi qu'une deuxième lèvre qui s'étend en direction de la portée axiale, sans contact entre elles. Cependant, les impuretés peuvent pénétrer entre ce dispositif d'étanchéité et la collerette, puis s'accumuler au niveau des lèvres. Le but de la présente invention est de proposer une butée améliorée.

A cet effet, l'invention a pour objet une butée d'embrayage-débrayage ou de suspension de véhicule automobile, cette butée comprenant : un roulement incluant une bague non tournante et une bague tournante centrées sur un axe central, ainsi que des éléments roulants positionnés dans une chambre de roulement définie entre les bagues, la bague tournante incluant une collerette externe radiale ; et un dispositif d'étanchéité monté sur la bague non tournante, pour protéger la chambre de roulement et les éléments roulants d'infiltrations de liquide ou de particules polluantes. Cette butée est caractérisée en ce que le dispositif d'étanchéité comprend à la fois : une première lèvre disposée en contact avec la bague tournante, et une seconde lèvre qui s'étend en direction de la collerette externe radiale, sans contact avec cette collerette externe radiale lorsque la butée est dans une configuration de repos.

3025265 2 Ainsi, l'invention permet d'améliorer l'étanchéité de la butée, sur son côté avant où le diaphragme est positionné contre la collerette. La deuxième lèvre forme un labyrinthe avec la bague intérieure, de manière à stopper les impuretés avant qu'elles ne pénètrent entre la collerette, la portée axiale et la première lèvre. La deuxième lèvre n'est pas 5 positionnée au contact de la collerette, évitant ainsi une augmentation du couple de friction et une déformation de cette deuxième lèvre en service. Les deux lèvres permettent de protéger efficacement le roulement, tout en maintenant le lubrifiant dans la chambre de roulement. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, prises isolément ou 10 en combinaison : - La collerette externe radiale présente une surface convexe sur un côté avant et une surface concave sur un côté arrière qui est dirigé vers la chambre de roulement. - La bague tournante comporte une portée axiale contre laquelle la première lèvre est disposée en contact. 15 - Un contact entre la seconde lèvre et la collerette externe radiale est possible lorsque la butée est en service. - La seconde lèvre est disposée dans une partie médiane du dispositif d'étanchéité, entre la première lèvre et la bague non tournante. - La seconde lèvre est plus allongée que la première lèvre suivant une direction 20 parallèle à l'axe central. - Dans un plan de coupe incluant l'axe central, la seconde lèvre s'étend parallèlement à l'axe central. - Dans un plan de coupe incluant l'axe central, la seconde lèvre est inclinée par rapport à l'axe central. 25 - La seconde lèvre s'étend en retrait de la collerette externe radiale, un écart axial étant ménagé entre la seconde lèvre et la collerette externe radiale dans la configuration de repos. - La seconde lèvre s'étend au-delà de la collerette externe radiale, un écart radial étant ménagé entre la seconde lèvre et la collerette externe radiale dans la configuration 30 de repos. L'invention a également pour objet un système d'embrayage-débrayage ou de suspension de véhicule automobile, équipé d'une butée telle que mentionnée ci-dessus. L'invention a également pour objet une méthode de fabrication d'une butée telle que mentionnée ci-dessus. Cette méthode est caractérisée en ce qu'elle comprend au 35 moins les étapes suivantes : 3025265 3 a) fabriquer la bague non tournante, la bague tournante et les éléments roulants du roulement ; b) fabriquer le dispositif d'étanchéité, incluant la première lèvre et la seconde lèvre ; c) monter le dispositif d'étanchéité sur la bague non tournante du roulement, avec la 5 première lèvre qui est disposée en contact avec la bague tournante et la seconde lèvre qui s'étend en direction de la collerette externe radiale, sans contact avec cette collerette externe radiale. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins 10 annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe partielle d'un système d'embrayage-débrayage conforme à l'invention, comprenant une butée également conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail Il à la figure 1 ; les figures 3, 4 et 5 sont des vues analogues à la figure 2, montrant un second, un 15 troisième et un quatrième mode de réalisation de l'invention. Sur les figures 1 et 2 est partiellement représenté un système 1 d'embrayage-débrayage conforme à l'invention. Le système 1 est prévu pour équiper un véhicule automobile et comporte une butée 10 d'embrayage-débrayage également conforme à l'invention. La butée 10 20 présente un axe central X1. Par la suite, on définit une direction axiale qui s'étend parallèlement à l'axe X1 et une direction radiale qui s'étend radialement à l'axe X1. Egalement, on définit un côté avant Cl et un côté arrière C2 de la butée 10. Comme montré partiellement et schématiquement à la figure 1, le système 1 comprend un manchon de guidage 2, un plateau arrière 3, un capot de protection 4, un fil 25 métallique 5, un ressort ondulé 6, un diaphragme 7 et la butée 10. Le manchon 2 est en matériau synthétique et forme un arbre intérieur. Le manchon 2, le plateau 3 et le capot 4 peuvent être assemblés par surmoulage. Le ressort 6 et la butée 10 sont positionnés dans un espace délimité par le manchon 2 et le capot 4. Le capot 4 et le ressort 6 forment des moyens d'auto-alignement des éléments constitutifs de la butée 10. Le diaphragme 7 30 est représenté partiellement par un de ses becs, positionné en appui contre la butée 10 du côté avant C1. La butée 10 comprend un roulement 20 et deux dispositifs d'étanchéité 30 et 40, positionnés de part et d'autre du roulement 20, respectivement du côté arrière C2 et du côté avant Cl de la butée 10.

35 Le roulement 20 comprend une bague extérieure non tournante 21 et une bague intérieure tournante 22, entre lesquelles est définie une chambre de roulement 28. Le 3025265 4 roulement 20 comprend également des éléments roulants 23, en l'espèce des billes, positionnés dans la chambre de roulement 28. Chacune des bagues 21 et 22 est formée par emboutissage d'une tôle métallique ou par tout autre moyen adapté à la présente application. L'axe central X1 forme l'axe de rotation relative des bagues 21 et 22 l'une par 5 rapport à l'autre. La bague 22 comporte une portée axiale 50, une partie courbe 60 et une collerette externe radiale 70. La portée axiale 50 est cylindrique et centrée sur l'axe X1. La portée axiale 50 comporte une surface externe 51. La partie courbe 60 s'étend du côté arrière C2 de la portée axiale 50 et forme une piste de roulement pour les billes 23. La partie courbe 10 60 comporte une surface de roulement 61. La collerette 70 s'étend suivant une direction globalement radiale à l'axe X1, du côté avant Cl de la portée axiale 50. La collerette 70 comporte une surface convexe 71 du côté avant Cl et une surface concave 72 du côté arrière C2. La collerette 70 est prévue pour recevoir le diaphragme 7 en appui du côté avant C1, contre la surface 71. La collerette 70 comporte en outre une surface axiale 73 15 reliant les surfaces 71 et 72. Cette surface 73 a une arête 74 située vers l'intérieur de la butée 10, du côté arrière C2 de la surface 73. Le capot 4 et l'arête 74 délimitent un espace 8 reliant l'intérieur et l'extérieur de la butée 10. Les dispositifs d'étanchéité 30 et 40 sont prévus pour isoler la chambre 28 et les billes 23, d'une part pour les protéger d'infiltrations de liquide ou de particules polluantes 20 susceptibles de provenir de l'extérieur du roulement 20, d'autre part pour maintenir le lubrifiant dans la chambre 28. Le dispositif d'étanchéité 30 est situé du côté arrière C2 de la chambre 28. Le dispositif 30 comporte un insert 31 en métal et un joint 32 en élastomère. L'insert 31 est fixé sur la bague 21. Le joint 32 comporte deux lèvres d'étanchéité, dont une lèvre 25 disposée en contact avec la bague 22. Le dispositif d'étanchéité 40 est situé du côté avant Cl de la chambre 28. Le dispositif 40 est prévu pour protéger la chambre 28 contre les impuretés susceptibles de pénétrer par l'espace 8. Le dispositif 40 comporte un insert 41 en métal et un joint 42 en élastomère. L'insert 41 comporte une portion axiale 43, une portion radiale 44 et une 30 portion tronconique 45 reliées entre elles. Le joint 42 recouvre complètement l'insert 41 du côté avant Cl et partiellement du côté arrière C2. Le joint 42 comporte une portion de fixation 46, située au niveau de la portion axiale 43 et prévue pour être reçue dans une rainure interne 24 de la bague 21. Le joint 42 comporte également deux lèvres d'étanchéité 47 et 48, venues de matière avec la portion de fixation 46. En alternative, le 35 dispositif 40 peut comporter deux joints distincts, qui incluent chacun l'une des lèvres 47 et 48.

3025265 5 La première lèvre 47 est disposée en contact avec la portée axiale 50, plus précisément avec sa surface externe 51. La lèvre 47 est dite radiale, dans la mesure où elle est en contact radial avec la bague 22. La lèvre 47 a une forme de crochet recourbée en direction de la chambre de roulement 28. La lèvre 47 est située au niveau de la portion 5 45 de l'insert 41, à l'extrémité interne du dispositif 40. La deuxième lèvre 48 s'étend du côté avant Cl en direction de la collerette 70 jusqu'à une extrémité 49, sans contact entre la lèvre 48 et la collerette 70 lorsque la butée 10 est dans une configuration de repos, comme montré aux figures 1 et 2. La lèvre 48 s'étend axialement en retrait de la collerette 70, avec un écart axial ménagé entre la lèvre 10 48 et la collerette 70, plus précisément entre l'extrémité 49 et l'arête 74. La lèvre 48 est dite axiale, dans la mesure où elle s'étend suivant une direction globalement parallèle à l'axe X1 dans le plan des figures 1 et 2. En alternative, la lèvre axiale 48 peut être inclinée d'un angle inférieur à 45 degrés par rapport à l'axe Xl. La lèvre 48 est disposée dans une partie médiane du dispositif 40, entre la lèvre 47 et la bague 21. La lèvre 48 est plus 15 allongée que la lèvre 47 suivant une direction parallèle à l'axe Xl. La lèvre 48 pointe vers l'arête 74 de la collerette 70. Grâce à sa forme et son agencement, la lèvre 48 permet d'améliorer l'étanchéité de la butée 10 sur son côté avant C1. La lèvre 48 forme un labyrinthe avec la collerette 70 et le capot 4, de manière à stopper les impuretés susceptibles de pénétrer par l'espace 8, 20 avant qu'elles ne pénètrent entre la collerette 70, la portée axiale 50 et la lèvre 47. Dans certaines conditions opérationnelles, un contact entre la lèvre 48 et la collerette 70 est susceptible de se produire lorsque la butée 10 est en service. Néanmoins, dans la plupart des conditions opérationnelles, la lèvre 48 n'est pas en contact avec la collerette 70, ce qui évite une augmentation du couple de friction et une 25 déformation de cette lèvre 48 en service. Sur les figures 3 à 5 sont représentés d'autres modes de réalisation d'une butée 10 conforme à l'invention. Certains éléments sont similaires aux éléments constitutifs du premier mode de réalisation, décrit plus haut, et portent les mêmes références numériques. D'autres éléments présentent des différences avec le premier mode de 30 réalisation et portent des références numériques augmentées de 100, 200 ou 300. La figure 3 montre la butée 10 munie d'un dispositif d'étanchéité 140, comprenant un insert 41 et un joint 142. Le joint 142 comporte une première lèvre 47 et une deuxième lèvre 148. La lèvre 148 s'étend en direction de la collerette 70 jusqu'à une extrémité 149, parallèlement à l'axe X1, sans contact entre la lèvre 148 et la collerette 70 lorsque la 35 butée 10 est dans une configuration de repos. La lèvre 148 s'étend axialement et radialement au-delà de la collerette 70, notamment de l'arête 74. Ainsi, la lèvre 148 3025265 6 s'étend partiellement à travers l'espace 8. Un écart radial est ménagé entre la lèvre 148 et la collerette 70, notamment entre l'extrémité 149 et la surface 73. La lèvre 148 est plus allongée que la lèvre 48 suivant une direction parallèle à l'axe X1. La lèvre 148 pointe à travers l'espace 8.

5 La figure 4 montre la butée 10 munie d'un dispositif d'étanchéité 240, comprenant un insert 41 et un joint 242. Le joint 242 comporte une première lèvre 47 et une deuxième lèvre 248. La lèvre 248 est inclinée d'un angle a2 de l'ordre de 20 degrés par rapport à l'axe X1, en s'éloignant de l'axe X1 et de la portée 50. En alternative, l'angle a2 peut être compris entre 0 degrés (inclus) et 45 degrés (exclus), de sorte que la lèvre 248 peut être 10 qualifiée de lèvre axiale. La lèvre 248 s'étend en direction de la collerette 70 jusqu'à une extrémité 249, sans contact entre la lèvre 248 et la collerette 70 lorsque la butée 10 est dans une configuration de repos. La lèvre 248 s'étend radialement au-delà de la collerette 70, au niveau de l'arête 74. Ainsi, la lèvre 248 s'étend partiellement à travers l'espace 8. Un écart radial est ménagé entre la lèvre 248 et la collerette 70, notamment entre 15 l'extrémité 249 et l'arête 74. La lèvre 248 est plus allongée que la lèvre 48 mais moins allongée que la lèvre 148, suivant une direction parallèle à l'axe X1. La lèvre 248 pointe à travers l'espace 8. La figure 5 montre la butée 10 munie d'un dispositif d'étanchéité 340, comprenant un insert 41 et un joint 342. Le joint 342 comporte une première lèvre 47 et une deuxième 20 lèvre 348. La lèvre 348 est inclinée d'un angle a3 de l'ordre de 35 degrés par rapport à l'axe X1, en s'éloignant de l'axe X1 et de la portée 50. La lèvre 348 s'étend en direction de la collerette 70 jusqu'à une extrémité 349, sans contact entre la lèvre 348 et la collerette 70 lorsque la butée 10 est dans une configuration de repos. La lèvre 348 s'étend en retrait de la collerette 70, avec un écart axial ménagé entre la lèvre 348 et la 25 collerette 70, plus précisément entre l'extrémité 349 et l'arête 74. La lèvre 348 est moins allongée que les lèvres 47 et 48 suivant une direction parallèle à l'axe X1. La lèvre 348 pointe vers l'arête 74 de la collerette 70. Par ailleurs, le système 1 et la butée 10 peut être conformés différemment des figures 1 à 5 sans sortir du cadre de l'invention.

30 En variante non représentée, le système 1 est démuni de capot 4 et de ressort 6. Selon une autre variante non représentée, la butée 1 est une butée rotulante, telle que décrite par exemple dans le document WO-A-2010/031756. Selon une autre variante non représentée, la butée 1 est une butée de suspension adaptée pour équiper un système de suspension d'un véhicule automobile.

35 Selon une autre variante non représentée, le roulement 20 comprend des éléments roulants 23 autres que des billes, tels que des rouleaux ou des aiguilles.

3025265 7 Selon une autre variante non représentée, le dispositif d'étanchéité 30 peut présenter une configuration différente, par exemple comporter une unique lèvre d'étanchéité. Selon une autre variante non représentée, le dispositif d'étanchéité 40 peut 5 présenter une configuration différente. Par exemple, la première lèvre 47 peut être une lèvre axiale, disposée en contact avec la bague tournante 22. Selon un autre exemple, la deuxième lèvre 48 peut être une lèvre radiale, qui s'étend en direction de la collerette 70. De préférence, la première lèvre est radiale tandis que la seconde lèvre est axiale, comme sur les figures 1 à 5.

10 En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes mentionnés ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d'entre elles, combinées entre elles. Ainsi, la butée 10 peut être adaptée à l'application visée. 15

Claims

REVENDICATIONS1. Butée (10) d'embrayage-débrayage ou de suspension de véhicule automobile, cette butée (10) comprenant : un roulement (20) incluant une bague non tournante (21) et une bague tournante (22) centrées sur un axe central (X1), ainsi que des éléments roulants (23) positionnés dans une chambre de roulement (28) définie entre les bagues (21, 22), la bague tournante (22) incluant une collerette externe radiale (70) ; et un dispositif d'étanchéité (40) monté sur la bague non tournante (21), pour protéger la chambre de roulement (28) et les éléments roulants (23) d'infiltrations de liquide ou de particules polluantes ; caractérisée en ce que le dispositif d'étanchéité (40) comprend à la fois : une première lèvre (47) disposée en contact avec la bague tournante (22), et une seconde lèvre (48 ; 148 ; 248 ; 348) qui s'étend en direction de la collerette externe radiale (70), sans contact avec cette collerette externe radiale (70) lorsque la butée (10) est dans une configuration de repos.
2. Butée (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la collerette externe radiale (70) présente une surface convexe (71) sur un côté avant (C1) et une surface concave (72) sur un côté arrière (C2) qui est dirigé vers la chambre de roulement (28).
3. Butée (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la bague tournante (22) comporte une portée axiale (50) contre laquelle la première lèvre (47) est disposée en contact.
4. Butée (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un contact entre la seconde lèvre (48 ; 148 ; 248 ; 348) et la collerette externe radiale (70) est possible lorsque la butée (10) est en service.
5. Butée (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la seconde lèvre (48 ; 148 ; 248 ; 348) est disposée dans une partie médiane du dispositif d'étanchéité (40), entre la première lèvre (47) et la bague non tournante (21). 3025265 9
6. Butée (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la seconde lèvre (48 ; 148 ; 248) est plus allongée que la première lèvre (47) suivant une direction parallèle à l'axe central (X1). 5
7. Butée (10) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que dans un plan de coupe incluant l'axe central (X1), la seconde lèvre (48 ; 148) s'étend parallèlement à l'axe central (X1).
8. Butée (10) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que dans un 10 plan de coupe incluant l'axe central (X1), la seconde lèvre (248 ; 348) est inclinée par rapport à l'axe central (X1).
9. Butée (10) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la seconde lèvre (48 ; 348) s'étend en retrait de la collerette externe radiale (70), un écart axial 15 étant ménagé entre la seconde lèvre (48 ; 348) et la collerette externe radiale (70) dans la configuration de repos.
10. Butée (10) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la seconde lèvre (148 ; 248) s'étend au-delà de la collerette externe radiale (70), un écart radial 20 étant ménagé entre la seconde lèvre (148 ; 248) et la collerette externe radiale (70) dans la configuration de repos.
11. Système (1) d'embrayage-débrayage ou de suspension de véhicule automobile, équipé d'une butée (10) selon l'une des revendications 1 à 10. 25
12. Méthode de fabrication d'une butée (10) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la méthode comprend au moins les étapes suivantes : a) fabriquer la bague non tournante (21), la bague tournante (22) et les éléments roulants (23) du roulement (20) ; 30 b) fabriquer le dispositif d'étanchéité (40), incluant la première lèvre (47) et la seconde lèvre (48 ; 148 ; 248 ; 348) ; c) monter le dispositif d'étanchéité (40) sur la bague non tournante (21) du roulement (20), avec la première lèvre (47) qui est disposée en contact avec la bague tournante (22) et la seconde lèvre (48 ; 148 ; 248 ; 348) qui s'étend en 35 direction de la collerette externe radiale (70), sans contact avec cette collerette externe radiale (70).