Brevet FR2586069A1 — publié le 19870213

i La présente invention concerne les roule- ments sans jeu et se rapporte plus particulièrement aux roulements à précontrainte localisée. On a décrit au brevet français n 72 26 534 un roulement du type précité comportant une enveloppe extérieure dans laquelle est montée une douille de roulement élastique, un manchon en élastomère étant interposé entre ladite enveloppe et ladite douille. Dans la douille de roulement sont montées des aiguilles ou rouleaux maintenus par une cage, la douille présentant un profil irrégulier définissant des zones précontraintes destinées à assurer le ser- rage localisé des aiguilles ou rouleaux sous l'action du manchon en élastomère lors du montage du roulement sur un arbre et à supprimer ainsi tout jeu dans le roulement. Les roulements du type précité donnent toute satisfaction. La Demanderesse s'est donc proposé de créer un tel roulement qui tout en conservant les qualités des roulements classiques à précontrainte localisée, puisse être monté sur un arbre dont les extrémités présentent un diamètre supérieur à son chemin de roulement intérieur, par exemple sur une colonne de direction, entre le cardan supérieur et la bague anti-vol de ladite colonne. Elle a donc pour objet un roulement sans jeu comprenant une enveloppe extérieure qui contient un manchon élastique à l'intérieur duquel est engagée une douille élastique mince dont la surface interne qui sert de surface de roulement pour des rouleaux ou des aiguilles portés par une cage présente dans plusieurs zones espacées angulairement des discontinuités défi- nissant des zones de précontrainte destinées à assurer par déformation radiale le serrage localisé des ai- guilles ou rouleaux sous l'action du manchon élastique lors du montage du roulement sur un arbre, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure, le manchon élasti- que, la douille de roulement et la cage présentent des contours ouverts qui permettent leur écartement pour assurer le montage du roulement par engagement latéral de ces éléments sur ledit arbre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 est une vue schématique d'une co- lonne de direction de véhicule automobile montrant l'emplacement de montage du roulement suivant l'inven- tion; - la Fig.2 est une vue de face en coupe d'un premier mode de réalisation du roulement suivant l'in- vention; - la Fig.3 est une coupe suivant la ligne 3-3 du roulement de la Fig.2; - la Fig.4 est une vue en coupe analogue à celle de la Fig.2 d'un autre mode de réalisation d'un roulement suivant l'invention en cours de montage sur un arbre; - la Fig.5 est une vue analogue à celle de la Fig.4 d'une variante du roulement représenté sur cette figure; - la Fig.6 est une vue en coupe-transversale à plus grande échelle d'un roulement suivant l'inven- tion montrant les moyens d'accrochage de la cage; - la Fig.7 est une vue partielle de côté montrant un détail de la Fig. 6; - la Fig.8 est une section suivant la ligne 8-8 de la Fig,9 montrant des moyens de maintien axial des extrémités de l'enveloppe extérieure d'un roule- ment suivant l'invention; et - la Fig.9 est une vue de dessus d'un rou- lement suivant l'invention, en cours de montage, pour- vu de moyens de maintien axial des extrémités de l'enveloppe extérieure. Sur la Fig.1, on a représenté à titre d'e-xemple une colonne de direction dont le tronçon T portant le volant (non représenté> comporte à l'une de ses extrémités une mâchoire de joint de cardan C et à son extrémité opposée une bague antivol B. ces deux organes étant soit venus de matière avec le tronçon T, soit rendus solidaires de celui-ci de façon indémonta- ble et constituant donc aux extrémités dudit tronçon des parties dont le diamètre est supérieur au diamètre du reste de la colonne. Lorsqu'on veut monter un roulement R à un emplacement situé entre les deux organes précités, un rculement de type clascique doit être mis en place par l'une des extrémités avant le formage ou le montage de l'un des organes de plus grand diamètre précités, ce qui pose des problèmes notamment lorsque le traitement ultérieur de la colonne nécessite des élévations de température auxquelles ne résistent pas certains com- posants du roulement. Afin de remédier à ces inconvénients, le roulement représenté à la Fig;2 est réalisé en deux parties. Il comporte une enveloppe extérieure 1 en deux parties 1a, 1b de forme semi-circulaire en con- tact par leurs extrémités réalisées par exemple en matière plastique rigide. Un mancnon en élastomère 2, également en deux parties 2a, 2b de forme similaire à celle des deux parties 1l, 1b de l'enveloppe 1 est intercalé entre celle-ci et une douille de roulement 3 en acier de faible épaisseur. La douille 3 est formée de deux demi-douil- les 3A, 3b. Chaque demi-douille présente en son milieu une déformation angulaire 4&, 4A de sorte que lorsque les deux demi-douilles 3a. 3b sont assemblées, la douille qu'elles forment comporte quatre discontinui- tés dans sa surface de roulement, à savoir les défor- mations 4a et 4t ainsi que les zones de contact 5A, 5k des extrémités des demi-douilles entre elles. Le roulement di la Fig.2 est complété par des aiguilles ou rouleaux 6 portés par une cage 7 éga- lement en deux parties 7a, 7b. Un roulement ainsi constitué peut aisément être monté sur un arbre 8 du type représenté à la Fig.1 par simple rapprochement autcue dudit arbre des deux parties de chacune des pièces qui le constituent. L'immobilisation de ces pieces entre elles est assurée pai engagement dans un logement ménagé dans une monture 9. Les aiguilles ou rouleaux 6 sont alors pré- contraints entre l'arbre 8 et la douille de roulement 3 dans des zônes 10, 11,12,13 intermédiaires entre les discontinuités 4a, 4b, 5a, 5b de la douille de roule- ment 3. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig.3, l'enve- loppe extérieure 1 comporte des rebords latéraux tels que les rebords 14a de la partie la de cette envelop- pe. Ces rebords sont destinés à assurer le maintien axial des pièces formant le roulement. Une variante du roulement de la Fig.2 est représentée à la Fig.4. Afin de faciliter la mise en place du rou- lement, celui-ci comporte une enveloppe 15 en une seu- le pièce à extrémités 16 ouvertes et présente à égale distance de ces extrémités, une z6ne 17 de moindre épaisseur formant charnière. Par ailleurs, le roulement de la Fig.4 com- porte un manchon en élastomère 18, une douille de rou-lement 19 et une cage 20 maintenant des éléments de roulement 21, de forme analogue à celle de l'enveloppe 15. Le montage du roulement qui vient d'être décrit sur un arbre 22 est réalisé par écartement des extrémités 16 de l'enveloppe 15 et des extrémités cor- respondantes des autres pièces constituant le roule- ment d'une valeur suffisante pour permettre l'enga- gement du roulement autour de l'arbre. Le maintien du roulement de la Fig.4 monté sur l'arbre 22, est également réalisé par engagement dans un logement d'une pièce fixe (non représentée). Dans le présent mode de réalisation, la cage de maintien des éléments de roulement 21 est prévue en une matière plastique suffisamment souple pour épouser la forme générale du roulement avant son as- semblage. Quant à la douille de roulement 19, elle peut être réalisée en une partie comme dans le cas de la Fig.4, ou encore en deux parties articulées l'une par rapport à l'autre dans la région de la charnière 17 de l'enveloppe 15. Le roulement représenté à la Fi.5 comporte une enveloppe extérieure 24 en une seule pièce, à ex- trémités ouvertes pourvues d'éléments d'accrochage complémentaires 25,26. L'enveloppe 24 présente dans sa partie intermédiaire une zone de moindre épaisseur constituant une charnière 27. Dans l'enveloppe 24 ain- si formée sont montés deux éléments séparés 28,29 en élastomère de forme à peu près semi-circulaire et destinés à constituer un manchon lors de la fermeture du roulement. A chaque élément 28,29, est associée une demi-douille 30, 31 présentant en son milieu une dis- continuité de courbure correspondante 32, 33. Chaque demi-douille 30.31, comporte des rebords d'extrémité 34, 35 dirigés vers l'extérieur destinés à maintenir les deux demi-manchons 28,29 correspondants en posi- tion dans les portions respectives de l'enveloppe 24 situées de part et d'autre de la charnière d'articu- lation 27. Le roulement est complété par deux demi-ca- ges séparées 36,37 portant chacune des éléments de roulement 38 tels que des aiguilles ou des rouleaux. Le roulement de la Fig.5 peut être monté sur un arbre 39 par écartement des extrémités de l'enve- loppe 24 pour permettre l'engagement de l'arbre, puis rapprochement des deux parties de l'enveloppe 24 et fermeture sur l'arbre des pièces constitutives du rou- lement qu'elle contient. La venue en prise des éléments d'accrochage 25 et 26 permet à l'ensemble ainsi constitué de tenir avant son montage dans un logement correspondant à celui défini par la monture 9 de la Fig.2. Bien entendu, des éléments d'accrochage peu- vent également être prévus sur l'enveloppe extérieure 3l 1 en deux parties du roulement de la Fig.2 ou encore sur celle du roulement de la Fig.4. Dans tous les modes de réalisation qui vien- nent d'être décrits, les éléments constituant le rou- lement suivant l'invention, doivent être maintenus à l'intérieur de l'enveloppe de roulement. Sur la Fig.6, on a représenté un mode de réalisation des moyens de maintien des éléments du roulement dans son enveloppe. Ces moyens de maintien sont considérés comme étant appliqués au roulement représenté à la Fig.5, mais ils sont bien entendu applicables à tous les modes de réalisation de rou- lements suivant l'invention. Ils sont constitués par des pattes latérales 40 prévues sur les rebcrds rentrants 41 de l'enveloppe 24 et comportant des rebords 42 de retenue de la par- tie correspondante de la cage 36 et par suite de tous les constituants se trouvant entre cette cage et l'en- veloppe 24. Les pattes 40 peuvent être comme représenta à la Fig.6, réparties à des intervalles réguliers à la périphérie des rebords 41 de l'enveloppe. Le système d'accrochage de l'enveloppe dé- crit en référence à la Fig.5 est également compatible avec différents systèmes de cages, que la cage soit en matière plastique comme celle représentée à la Fig.4 ou bien qu'elle soit en acier formé auquel cas, il s'agit d'une cage en deux parties comme celle de la Fig.5. Le roulement représenté aux Fig. 8 et 9 est semblable à celui décrit en référence à la Fig. 4 à l'exception près que son enveloppe extérieure 15 com- porte à ses extrémites 16 des moyens complémentaires 43, 44 destinés à coopérer, lors de le venue en con- tact mutuel des extrémités 16 pour assurer le maintien axial de ces extrémités. Ces moyens de maintien sont constitués par exemple par une patte 43 prévue à l'une des extrémités 16 et destinée à être engagée dans une encoche.44 m- nagée dans l'extrémité 16 opposée. Le nombre de pattes et d'encoches peut être supérieur à un. Bien entendu, de tels moyens de maintien axial peuvent également être prévus aux extrémités des pièces telles que les pièces la, lb de l'enveloppe en deux parties du rou- lement représenté a la Fig. 2. REVENDICATIONS 1. Roulement sans jeu comprenant une enveloppe extérieure (1;15;24) qui contient un manchon élastique (2;18;28;29) à l'intérieur duquel est enga- gée une douille élastique mince (3;19;30;31) dont la surface interne qui sert de surface de roulement pour des rouleaux ou des aiguilles (6;21;38) portés par une cage (7;20;36;37) présente dans plusieurs zones espa- cées angulairement des discontinuités (4a,4b;32,33) définissant des zones de précontrainte destinées à assurer par déformation radiale le serrage localisé des aiguilles ou rouleaux sous l'action du manchon élastique lors du montage du roulement sur un arbre (8;22;39), caractérisé en ce que l'enveloppe extérieu- re (1;15;24), le manchon élastique (2;18;28,29), la douille de roulement (3;19;30.31) et la cage (7; ;36,37) présentent des contours ouverts qui permet- tent leur écartement pour assurer le montage du rou- lement par engagement latéral de ces éléments sur ledit arbre. 2. Roulement suivant la revendication 1. caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (1). le manchon élastique (2) , la douille de roulement (3) et la cage (7) sont constituées chacune de deux parties (1a,l1b,2a,2b,3a,3b,7a,7b) en contact par leurs extré- mités, l'immobilisation des pièces entre elles étant assurée par engagement dans un logement ménagé dans une monture (9). 3. Roulement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (15;24) est réalisée en une seule pièce à extrémités ouvertes (16), présentant à égale distance de ses extrémités une zône (17;27) de moindre épaiseur formant char- nière. 4. Roulement suivant la revendication 3. ca- ractérisé en ce que le manchon en élastomère (18), la douille de roulement (19) et la cage (20) de maintien des aiguilles ou rouleaux (21) sont également réali- sés en une seule pièce à extrémités ouvertues de forme analogue à celle de l'enveloppe extérieure (15). 5. Roulement suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce que la douille de roulement est réali- sé en deux parties réunies entre elles par une articu- lation. 6. Roulement suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le manchon en élastomère, la douille de roulement et la cage de maintien des ai- guilles ou rouleaux sont réalisés en deux parties sé- parées (28,29,30,31,36.37) disposées chacune dans une portion correspondante de l'enveloppe extérieure (24). 7. Roulement suivant l'une des revendica- tions 2 à 6., caractérisé en ce que les extrémités de la ou des pièces constituant l'enveloppe extérieure (1;15,24) sont pourvues d'éléments d'accrochage com- plémentaires (25,26) permettant à l'ensemble du rou- lement de tenir avant son montage dans un logement. 8. Roulement suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les deux demi-douilles de roulement (30,31) présentent à leurs extrémités des rebords (34,35) dirigés vers l'extérieur de maintien des demi-manchons (28,29) correspondants en position dans les portions respectives de l'enveloppe exté- rieure (24) situées de part et d'autre de la charnière d'articulation (27). 9. Roulement suivant l'une des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (40,41,42) de maintien des éléments constitu- tifs du roulement dans son enveloppe. 10. Roulement suivant la revendication 9, 1 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien sont constitués par des rebords périphériques rentrants (41) Drévus sur l'enveloppe extérieure (24) et dans lesquels sont ménagées des pattes latérales (40) com- portant des rebords (42) de retenue de la cage (36, 37) et de ce fait de tous les constituants se trouvant entre ladite cage et l'enveloppe extérieure (24). 11. Roulement suivant l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que l'enve- loppe extérieure (15) comporte à ses extrémités (16) destinées à venir en contact mutuel en position as- semblée du roulement, des moyens (43, 44) de maintien axial desaites extrémités. 12. Roulement suivant l'une quelconque des revendications 2 et 7 à 10, caractérisé en ce que les extrémités des deux parties (la, lb) de l'enveloppe extérieure (1) destinées à venir en contact mutuel en position assemblée du roulement comprennent des moyens de maintien axial desdites extrémités. 13. Roulement suivant l'une des revendica- tions 4 et 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de maintien axial comprennent au moins une patte (43) prévue à l'une des extrémités (16) de l'enveloppe et destinée à être engagée dans une encoche (44) ménagée dans l'extrémité (16) opposée.