Brevet FR2028546A1 — publié le 19701009

La présente invention a trait au. montage, et au réglage axial de roulements, notamment des roulements à rouleaux coniques de l'arbre d'un pignon d'attaque du couple conique dans les différentiels des véhicules automobiles. 5 On exige généralement à l'heure actuelle que les dif férentiels de pont arrière de véhicules automobiles produisent le moins de bruits possible en cours de fonctionnement. A ce sujet, la précision de fabrication des engrenages est particulièrement décisive ; cependant, la rigidité des roulements des 10 arbres du différentiel joue également un rôle important. Même dans le cas de camions et d'autocars pour lesquels le fonctionnement silencieux du différentiel/I^une moindre importance, on exige un montage rigide du pignon d'attaque dans le carter du différentiel. On cherche ainsi à obtenir un engrènement le plus 15 précis possible des dents du pignon d'attaque et de la couronne dentée du couple conique, ce qui est une condition préalable indispensable pour assurer aux engrenages une durée de vie élevée et une faible usure, la rigidité nécessaire du montage est obtenue dans la plupart des cas par l'utilisation de roulements, 20 par exemple de roulements à rouleaux coniques montés deux à deux en opposition. la rigidité maximale d'un montage avec deux roulements à rouleaux coniques montés en opposition, se présente théoriquement lorsque les deux roulements sont réglés axialement avec 25 une précontrainte correspondant à 40fi dé l'effort axial que doit supporter le montage. Dans ce cas, l'élaàtieité axiale ne correspond plus qu'à la moitié de celle qui se produirait pour un montage identique sans précontrainte. Compte tenu de la durée de vie des roulements et des conditions réelles des forces 30 dans le différentiel, on choisit dans la pratique une préqon-trainte correspondant à peu près à 30$ de ,1a charge axiale du pignon d'attaque sous l'effet d'un couple moteur maximal et à un rapport de vitesse moyen de la boîte. Il résulte de ce qui vient d'être dit que lorsque la 35 précontrainte d'un montage de pignon d'attaque est sensiblement supérieure ou inférieure à la valeur optimale, elle influence défavorablement les bruits du différentiel ainsi que l'usure et la durée de vie des engrenages et des roulements. Pour cette raison, on doit chercher à respecter le plus possible cette 40 valeur optimale. 70 01617 2 2028546 Dans la pratique, on connaît divers procédés de montage et de réglage axial pour les roulements d'arbres, de pignons d'attaque. Normalement, on garnit d'abord les roulements par l'huile hypoïde utilisée ultérieurement dans le différentiel. 5 Ensuite, on procède au montage et au réglage axial, par exemple en utilisant une douille d'espacement choisie en fonction des cotes des roulements et du carter ainsi que de la précontrainte recherchée, et un écrou de serrage, ce qui ne sera cependant pas décrit plus en détail par la suite. Après le réglage axial, 10 on mesure la précontrainte effective et on répète en cas de besoin le réglage axial à l'aide d'une douille d'espacement ayant d'autres dimensions. Pour le montage en série de différentiels de pont arrière, on utilise également des dispositifs de réglage automatiques et des roulements entre lesquels se 15 trouve une douille d'espacement déformable sont réglés axiale-ment à l'aide d'un écrou de serrage, lorsque la précontrainte atteint une valeur déterminée, le dispositif est automatiquement débrayé. Du fait qu'il n'est pas possible de mesurer directe-20 ment la précontrainte, on utilise., pour déterminer la précontrainte, suivant les procédés et dispositifs connus, généralement les déformations dans les roulements ou bien le moment de frottement du montage qui, a des nombres de tours faibles, est proportionnel à la précontrainte, indépendamment du nombre de 25 tours choisi. Pour déterminer le réglage axial par le biais de la mesure du moment de frottement, on entraîne le pignon au maximum à environ 200t/mn, on détermine par un dispositif de mesure approprié le couple exercé sur le carter par suite du frottement dans les roulements lubrifiés à l'huile hypoïde et 30 On utilise ce couple pour commander l'opération de réjage ou pour dét erminer la pré contraint e-. On a mis au point récemment des roulements à, rouleaux coniques dans lesquels la rugosité des surfaces frontales des rouleaux et des surfaces des bords de guidage est très faible, 35 grâce à l'utilisation de procédés de fabrication perfectionnés, et dans lesquels le bord dé guidage présente une forme assurant Use lubrification hydrodynamique optimale entre les rouleaux et ce bord. Ces roulements présentent l'avantage d'être rodés déjà après une faible durée de fonctionnement et que leur frottement 40 est très faible, mais en cas de lubrification à l'huile hypoïde, 70 01617 3 2028546 le moment de frottement présente un minimum nettement marqué dans la gamme de nombres de tours de 20 à 50 t/mn. La figure 1 représente, par exemple, une courbe qui donne la variation du moment de frottement ï£r en fonction du nombre de tours n dans 5 un roulement à rouleaux coniques de ce type. Pour tracer cette courbe, on effectue des mesures sur un grand nombre de roulements de mêmes dimensions, sous une charge axiale P de 500&g simulant la précontrainte et avec lubrific|;t^gn^par une huile hypoïde SAE-90 d'une viscosité de 500 oSt/ et on*porte les va-10 leurs moyennes du moment de frottement en ordonnées et les nombres cfe tours en abscisses. L'allure de cette courbe montre que dans la gamme de nombres de tours de 0 à 200 t/mn qui est intéressante quant au réglage axial, le moment de frottement varie considérablement en fonction du nombre de tours. Cela signifie 15 que dans la pratique, il faut Maintenir toujours un nombre de tours déterminé et constant au cours de la mesure du moment de frottement, du fait que des dispersions trop importantes apparaîtraient dans la précontrainte en cas de variation des tours. A l'aide des dispositifs utilisés jusqu'ici pour le réglage axial 20 des roulements, il n'est pas possible de remplir de façon satisfaisante cette exigence, ce qui fait' que l'utilisation de roulements à rouleaux coniques à contact avantageux entre rouleaux et bord de guidage présente des difficultés. Pour cette raison, la présente invention a pour but 25 de permettre une détermination simple et précise de la précontrainte lors du montage de roulements à réglage axial, notamment de roulements à rouleaux coniques pour l'arbre du pignon d'attaque du couple conique de différentiels de véhicules automobiles, sans que cela exige des modifications des dispositifs de réglage 30 et de mesure usuels ou des opérations supplémentaires. Selon l'invention, on obtient ce résultat par le fait que pour le montage et le réglage, notamment pendant la mesure du moment de frottement en vue de la détermination de la précontrainte, on utilise dans les roulements une huile, en particulier 35 une huile anti-corrosion qui présente elle-même ou dont l'huile de base présente une viscosité de 25 cSt au maximum à 20°C. Cela signifie que l'on monte des roulements réglables renfermant pendant le montage et le réglage, notamment pendant la mesure du moment de frottement, une huile de lubrification ou huile anti-40 corrosion dont la viscosité s'élève à 25 eSt au maximum à 20°C» 70 01617 4 2028546 En effet, on a constaté que grâce à l'utilisation d'une telle huile, le minimum du moment de frottement de roulements à rouleaux coniques à contact avantageux entre rouleaux et bord de guidage apparaît à des nombres de tours plus élevés, de telle 5 manière que dans la gamme de nombres de tours essentielle pour le réglage, le moment de frottement ne varie que peu -en fonction du nombre de tours. Ainsi, dans le cas de ces roulements également, on peut déterminer avec une précision suffisante, indépendamment du nombre de tours, la précontrainte par le biais du 10 moment de frottement, ce qui fait que ces roulements peuvent être réglés suivant les procédés connus et avec les dispositifs existants. La figure 2 représente une courbe montrant la variation du moment de frottement en fonction du nombre de tours en 15 cas de lubrification par une huile anti-corrosion ayant une viscosité de 19 eSt à 20°C. Pour tracer cette courbe, on utilise les mêmes roulements â rouleaux coniques sur lesquels on a déjà effectué les mesures en cas de lubrification à l'huile hypoïde j la charge axiale correspondant à la précontrainte s'élève de 20 nouveau à 500 kg. Contrairement à la figure 1» la courbe de la . figure 2 ne fait apparaître qu'une faible diminution du moment de frottement en fonction du nombre de tours. La variation du moment de flottement entre O et 200 t/mn s'élève environ à 30# et se trouve ainsi à l'intérieur de la plage admissible, du 25 fait que dans la pratique, des différences aussi élevées du nombre de tours n'apparaissent pas lors de la mesure du moment de frottement. En cas de lubrification à l'aide d'une huile ayant une viscosité de 25 eSt à 20°Cr la caractéristique donnant le 30 moment de frottement en fonction du nombre de tours présente Y une inclinaison à peu près deux fois plus accentuée, les conditions d'essais restant les mêmes, ce qui revient à dire que le moment de frottement varie deux fois plus en fonction du nombre de tours, de sorte que l'utilisation d'une huile ayant une 35 viscosité supérieure à 25 eSt à 20°C est moins avantageuse. Sans sortir du cadre de la présente invention,-on peut utiliser diverses huiles de lubrification et huiles anticorrosion. Aux huiles anti-corrosion, on ajoute avantageusement des additifs pour améliorer l'adhésivité et aux huiles de très 40 faible viscosité, des additifs pour empêcher des endommagements 01617 5 2028546 des surfaces de glissement. En outre, il est avantageux que l'huile soit introduite dans les roulements déjà par le fabricant des roulements, par exemple par immersion des roulements dans l'huile, ce qui fait qu'après déballage, les roulements sont prêts à être montés. Ainsi, les opérations supplémentaires du lavage des roulements, visant à les débarrasser.des produits anti-corrosion, et du garnissage des roulements par de l'huile hypoïde sont superflues. Par ailleurs, l'utilisation conforme à l'invention d'huiles ayant la viscosité définie plus haut n'est pas limitée à des roulements à rouleaux coniques, mais peut s'appliquer en cas de besoin également à d'autres roulements à réglage axial. 70 01617 6 2028546 REVENDICATION Procédé de détermination de la précontrainte de roulements à réglage axial, notamment de roulements à rouleaux coniques pour l'arbre du pignon d'attaque du couple conique 5 pour des différentiels de véhicules automobiles, caractérisé par le fait que lors du montage et du réglage axial des roulements, notamment au cours de la mesure du moment de frotte-Mat en vue de la détermination de la précontrainte, on utilise dé l'huile, notamment de l'huile anti-corrosion qui présente 10 elle-même ou dont l'huile de base présente une viscosité de 25 eSt au maximum à 20°C.