Brevet FR2614955A1 — publié le 19881110

La présente invention concerne un palier amélioré, en particulier pour des roues de véhicule, capable de sup- porter un organe en rotation et de permettre simultanément la détection de la vitesse angulaire de cet organe en rota- tion au moyen d'un capteur électromagnétique, formant par- tie par exemple d'un circuit de commande tel qu'un circuit de freinage de roue antiblocage du type ABS. La présente invention concerne en outre un procédé simple et économique de production dudit palier. Il est connu qu'actuellement, en particulier sur les véhicules à moteur de sport ou les véhicules dits de "grand tourisme" sont installés des circuits de commande spéciaux du type connu comme ABS ayant pour but d'empêcher le bloca- ge des roues du véhicule pendant le freinage; ces circuits comprennent, comme on le sait, une partie fonctionnelle hy- draulique agissant au moyen de valves sur les circuits de frein, et une partie de commande électronique capable d'amener la partie fonctionnelle à intervenir quand une va- riation différentielle de la vitesse de rotation des roues de chaque essieu du véhicule est détectée supérieure à un seuil prédéterminé; ces variations de vitesse sont détec- tées par un circuit connu approprié utilisant des capteurs électromagnétiques, au moins un pour chaque roue du véhi- cule, qui émettent un signal d'impulsion proportionnel à la vitesse de rotation de la roue qu'ils commandent; le signal d'impulsions est obtenu dans la majorité des cas en mon- tant, habituellement sur le palier de support de la roue, un organe denté connu dans la technique comme "roue sonique" ou "anneau d'impulsion"; cet organe comprend es- sentiellement une bride de matériau ferromagnétirue fixée pour tourner avec la roue et pourvu d'un anneau denté en correspondance avec lequel est monté le capteur; pendant la rotation de la roue, donc, les passages alternés devant * le capteur des parties solides constituées par les dents et les vides constitués par l'espace entre les dents provo- quent une variation périodique de l'entrefer entre la bride et le capteur, et donc, une variation périodique du champ magnétique avec par suite la génération par le capteur d'un signal oscillant périodique dont la fréquence est propor- tionnelle à la vitesse de rotation de la roue. Un inconvénient du système de détection décrit ci- dessus résulte du volume important de la roue sonique et de son coût, qui est également élevé, vu le fait que cette roue, à cause de la précision avec laquelle elle doit être réalisée, doit être formée entièrement par des opérations d'enlèvement de matériau; la nécessité de monter un organe supplémentaire tel qu'une roue sonique rend de plus les opérations d'assemblage et d'entretien de l'ensemble de l'assemblage mécanique de suspension du véhicule plus com- plexes et, finalement, augmente le poids de la suspension elle-même et donc la masse déplacée par les aspérités du sol pendant les mouvements du véhicule, avec la réduction qui en résulte dans la réponse de la suspension aux contraintes, et donc une réduction, même si elle est fai- ble, de la tenue de route que d'autre part on veut augmen- ter. L'objet de l'invention est de fournir un palier sup- port pour un organe en rotation, et en particulier pour une roue de véhicule, formé de façon à permettre l'élimination de la roue sonique, et par conséquent, pouvant être mis en oeuvre pour incorporer sa fonction de façon à être capable de supporter la roue, en la reliant à la suspension du vé- hicule, et de coopérer avec un capteur pour permettre la déte-tion de la vitesse angulaire de la roue elle-même. Un autre objet de l'invention est aussi de procurer un procédé simple et peu onéreux pour la production d'un palier de ce type. Lesdits objets sont atteints par l'invention qui propose un palier support pour un organe en rotation, en particulier pour une roue de véhicule, caractérisé par le fait qu'un anneau dudit palier, qui peut être directement relié pour la rotation avec ledit organe de rotation, est pourvu à l'extérieur d'une rainure annulaire au moins par- tiellement remplie d'une substance solide; ladite substance solide ayant été formée à l'intérieur de ladite rainure an- nulaire sensiblement en forme d'un anneau denté de façon à définir, parallèlement à une paroi de fond de ladite rainu- re annulaire et sur le côté opposé de celle-ci, à l'intérieur de ladite rainure annulaire, une pluralité de pics et de creux présentant une succession régulière. L'invention concerne en outre un procédé de produc- tion d'un palier support pour un organe en rotation que l'on peut mettre en oeuvre pour permettre la détection d'une vitesse angulaire d'un tel organe au moyen d'un cap- teur, par exemple un capteur électromagnétique, caracté- risé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes: -former une rainure annulaire sur l'extérieur d'un anneau dudit palier qui peut être relié pour la rotation avec ledit organe de rotation; -couler dans ladite rainure annulaire une substance fluide à l'état pâteux; -travailler plastiquement ladite substance fluide à l'intérieur de ladite rainure annulaire de façon à former dans la substance fluide une succession régulière de pics et de creux; et -laisser ladite substance fluide durcir à l'intérieur de ladite rainure après l'avoir travaillée, de façon à former avec celle-ci, à l'intérieur de ladite rai- nure, un anneau sensiblement denté. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on donne maintenant une description non limitative d'un mode de réalisation de celle-ci en se référant aux dessins an- nexés sur lesquels: Fig.l représente en perspective un palier formé se- lon les principes de-l'invention et, de façon schématique, ses deux étapes de production;et Fig.2 est une vue en coupe partielle longitudinale du palier de la figure 1. En se référant aux figures 1 et 2, un palier support pour une roue 2 de véhicule non représentée pour la simpli- cité ou pour tout autre type d'organe en rotation, est in- diqué généralement par le chiffre de référence 1; le palier représenté au moyen d'un exemple non limitatif est du type dit de "seconde génération"' et comprend donc un anneau ex- térieur 3 pourvu d'une bride extérieure radiale 4 faisant face à la roue 2 et sur laquelle la roue 2 elle-même est montée de façon fixe de manière connue, et un anneau inté - rieur 5, formé de préférence de deux demi-anneaux 6 et 7, qui peut être monté angulairement de façon fixe d'une ma- nière connue non représentée pour la simplicité avec un joint de vitesse constante si la roue 2 est une roue motri- ce, ou avec une simple broche de support si la roue 2 n'est pas motrice; de façon connue, entre les anneaux 3 et 5 sont interposés les organes respectifs d'étanchéité 9 et 10 et les corps roulants, qui peuvent être constitués par exemple par des billes 8; la bride 4 comprend des trous débouchants 11 pour la fixation directe à la roue 2 de telle façon que l'anneau extérieur 3 réalise aussi la fonction de moyeu; il est évident, cependant, que cette configuration n'est pas limitative et que ce qui est décrit ci-après peut donc être appliqué à un palier quelconque de n'importe quel type. En particulier, selon l'invention, le palier 1 présente un an- neau qui peut être monté pour pouvoir tourner avec l'organe supporter, dans ce cas l'anneau extérieur 3 est pourvu l'extérieur d'une rainure annulaire 12 qui est remplie, au moins partiellement, d'une substance solide 13 fermement fixée dans la rainure 12 et conformée de façon à former sensiblement un anneau denté 14 (figure 1); en particulier, la substance solide 13 remplit complètement la rainure 12 à certains endroits, de façon à définir à l'intérieur de celle-ci, parallèlement à une paroi de fond 15 de la rai- nure 12 et sur le côté opposé à la paroi de fond elle-même une série de pics et de creux disposés en succession ré- gulière, formés par les dents respectives 16 et les espaces respectifs 18 disposés alternativement le long de toute l'étendue de la rainure 12. Dans un mode de réalisation préféré la substance so- lide 13 dont est formé l'anneau denté 14 logé de façon fixe dans la rainure 12 est constitué d'une pâte solidifiée com- prenant une matrice formée d'une résine de matière synthé- tique polymérisée et une charge de remplissage dispersée dans la matrice et constituée par une substance ferromagné- tique en poudre ou granules par exemple constituée par de la limaille de fer; la rainure annulaire 12 est formée de préférence frontalement sur une extrémité 20 de l'anneau extérieur 30 opposée à celle sur laquelle est montée la roue 2 et équipée de la bride 4; si les dimensions de cette extrémité 20 ne sont pas suffisantes pour loger une quan- tité de substance solide 13 afin de former un anneau denté 14 de dimensions suffisantes pour coopérer avec un capteur 21, dans l'exemple représenté un capteur électromagnétique d'un type connu quelconque, pour réaliser la détection de la vitesse de rotation de l'anneau 3, et avec lui, de la roue 2, l'extrémité 20, dans une variante possible du pa- lier objet de l'invention peut être pourvue sur son exté- rieur d'une bride 22 se projetant radialement similaire à la bride 4 mais plus petite, représentée en trait interrom- pu sur la figure 2, dans laquelle est formée, frontale- ment, une rainure 12 de dimensions approp: ées. En service, le palier 1 est monté d'une façon connue, non re- présentée pour la simplicité, à la suspension du véhicule et la roue 2 y est montée; à l'opposé de l'anneau denté 14 est placé le capteur 21 qui, dans l'exemple représenté, est constitué sensiblement d'un simple électroaimant relié d'une façon connue non représentée pour la simplicité à un circuit détecteur électronique oscillant d'un type connu et donc non représenté non plus pour la simplicité; pendant la rotation de la roue 2 les dents 16 et les espaces entre les dents 18 passent successivement en face du capteur 21 et, étant réalisés en matériau ferromagnétique, grâce à la pré- sence de la charge de remplissage de limaille de fer ou d'autres substances ayant des caractéristiques similaires, provoquent une variation périodique du flux magnétique et, donc, la génération par le capteur 21 d'un signal d'impulsion périodique ayant une fréquence proportionnelle au nombre de dents et d'espaces qui passent dans une unité de temps en face de celui-ci, ou plutôt, à la vitesse de rotation de la roue 2; ce signal peut être utilisé ensuite, par exemple, dans un système ABS de type connu, non repré- senté pour la simplicité, en le comparant avec des signaux analogues venant de capteurs similaires qui coopèrent avec d'autres paliers identiques au palier 1 et supportant les autres roues du véhicule pour déterminer l'apparition de variations différentielles anormales dans la vitesse de celles-ci et par conséquent pour commander, d'une façon connue, et qui n'est donc pas décrite pour la simplicité, par exemple, des valves appropriées dans le circuit de freinage du véhicule. Pour produire le palier 1 on suit un procédé connu sauf pour la formation, sur la rainure annulaire 12 à l'extrémité 20, par exemple par enlèvement de matériau ou, plus simplement, directement dans l'étape de formage pro- duisant l'anneau extérieur 3 qui est connue, et non repré- sentee pour la simplicité; ensuite, une pâte fluide 13 ayant une viscosité élevée est préparée, celle-ci présen- tant un comportement sensiblement pseudoplastique ou simi- laire, et est coulée ou moulée, de préférence, par injection, dans la rainure 12, par exemple, au moyen d'un injecteur 30 (figure 1); la pâte 13 peut être réalisée se- lon l'invention en dispersant uniformément dans une matrice fluide constituée d'une résine ou d'un mélange de résines en matière synthétique partiellement polymérisée, une char- ge de remplissage constituée d'une substance ferromagnéti- que telle que de la poudre de magnétite, de la limaille de fer ou un composé similaire; ce mélange constitue la pâte 13 qui, par action de la chaleur et/ou l'addition de subs- tances polymérisantes telles que des activateurs et/ou d'autres monomères ou polymères capables de réagir chimi- quement avec la matrice, provoque le durcissement une fois déposé dans la rainure 12 en devenant ainsi solide, par exemple par l'effet d'un réticulant tridimensionnel; avant que cette solidification n'ait lieu ou ne soit complète, la pâte encore fluide introduite dans la rainure 12 par l'injecteur 30 est travaillée, selon l'invention, d'une façon plastique au moyen d'un outil de formage constitué par un pignon denté 31 qui tourne autour de son axe de sy- métrie et simultanément est déplacée à vitesse constante le long de la rainure 12, en faisant face à celle-ci (figure 1) de telle façon que ses dents 33 fassent pression dans la masse plastique constituée par la pâte 13 en y formant les espaces 18 et, simultanément, en formant une dent corres- pondante 16 entre chaque paire d'espaces 18 qui sont formés; la pâte en excès 13 est refoulée de la rainure 12 et collectée, par exemple au moyen d'une trémie non repré- sentée. Lorsque la totalité de la pâte 13 déposée dans la rainure 12 a été travaillée, on laisse solidifier la pâte 13 de façon à obtenir finalement, par son durcissement, l'anneau denté 14. Celui-ci, à cause de la manière dont il a été obtenu, et à cause des liens chimiques -t physiques superficiels qui peuvent se former entre la résine après polymérisation et le matériau, habituellement de l'acier, de l'anneau extérieur 3, est sensiblement ancré dans l'anneau 3 lui-même; cet ancrage peut être amélioré, si on le souhaite, en formant, dans la rainure 12, des aspérités des moletages, des dents ou des épaulements similaires qui sont ensuite noyés dans la pâte 13 lors du moulage de celle-ci de sorte qu'ils restent incorporés dans l'anneau denté 14. La préparation de la pâte 13 ne soulève pas de problème et tout homme de l'art des polymères peut produire des centaines de formulations différentes, toutes également efficaces pour le but de la présente invention, de sorte que pour la simplicité nous n'entrerons pas ici dans le mé- rite de la composition spécifique de celle-ci; cependant, il est évident que toute résine époxy connue est parti- culièrement adaptée au but recherché comme le sont aussi toutes les autres résines thermodurcissables à température ambiante du type à deux composants disponibles sur le marché. Les avantages liés au palier selon l'invention appa- raissent à partir de la description précédente; en substan- ce, il incorpore la roue sonique à l'intérieur de l'anneau extérieur de sorte qu'on obtient une réduction considérable des dimensions et une facilité notable de l'assemblage par rapport aux assemblages utilisés jusqu'ici constitués par le palier et la roue sonique montée de façon à faire sail- lie par rapport à lui; on obtient de plus une réduction considérable de poids car un composant métallique (la roue sonique) est' éliminé et une rainure est formée, ce qui ré- duit le poids de l'anneau extérieur 3, cette réduction n'étant pas compensée par le poids de la pâte 13 qui, étant constituée de façon prédominante de matériau plastique pré- sente une densité faible par rapport au métal. Finalement, on peut obtenir le palier 1 d'une manière simple, rapide, et économique grâce aux dispositions pour la production de l'anneau denté par le travail plastique d'une pâte qui est ensuite durcie. Cette disposition permet en outre d'obtenir une précision de fabrication considérable. Finalement, il est clair que l'invention peut aussi être appliquée à des paliers prévus pour coopérer avec des capteurs autres que des capteurs électromagnétiques, par exemple des capteurs Z614955 optiques, pourvu qu'ils soient aptes à être actionnés par le passage d'une succession de pics et de creux tels que ceux définis par l'anneau denté 14; dans ce cas la pâte 13 peut aussi être préparée sans charge de remplissage, en particulier avec une charge ferromagnétique, et elle pourrait être simplement constituée d'une cire ramollie à la chaleur 1'0 REVENDICATIONS l.Palier (1) pour supporter un organe en rotation, en particulier pour une roue (2) d'un véhicule, caractérisé par le fait qu'un anneau (3) dudit palier, qui peut être directement relié pour la rotation avec ledit organe de ro- tation (2), est pourvu extérieurement d'une rainure annu- laire (12) au moins partiellement remplie d'une substance solide (13); ladite substance solide (13) ayant été formée à l'intérieur de ladite rainure annulaire sensiblement en forme d'un anneau denté (14) de façon à définir, parallèle- ment à une paroi de fond (15) de ladite rainure annulaire (12) et sur le côté opposé de celle-ci, à l'intérieur de ladite rainure annulaire (12) une pluralité de pics (16) et de creux (18) présentant une succession régulière. 2.Palier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite substance solide (13) disposée à l'intérieur de ladite rainure annulaire (12) est constituée d'une pâte solidifiée comprenant une matrice de résine plastique polymérisée dans laquelle est uniformément dis- persée une charge de remplissage de substance ferromagnéti- que, par exemple de la limaille de fer. 3-Palier selon l'une des revendications 1 ou 2, ca- ractérisé par le fait que ladite rainure annulaire (12) est formée frontalement sur une extrémité (20) d'un anneau ex- térieur du palier (3) opposée à celle sur laquelle ledit organe de rotation peut être monté. 4.Palier selon la revendication 2,caractérisé par le fait que ladite extrémité (20) dudit anneau extérieur (3) du palier qui porte ladite rainure annulaire (12),comporte aussi une bride radiale- extérieure (22), ladite rainure (12) étant formée frontalement dans ladite bride (22). 5.Procédé pour obtenir un palier support (1) pour un organe de rotation (2) susceptible de permettre la détec- tion de la vitesse angulaire dudit organe au moyen d'un capteur (21),par exemple un capteur électromagnétique, ca- ractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes: il -former une rainure annulaire externe (12) sur un anneau (3) dudit palier (1) qui peut être relié pour la ro- tation avec ledit organe de rotation (2); -couler une substance fluide (13) dans un état pâteux dans ladite rainure annulaire; -travailler plastiquement ladite substance fluide à l'intérieur de ladite rainure annulaire de façon à former dans la substance fluide une succession régulière de pics et de creux; et -laisser durcir ladite substance fluide (13) à l'intérieur de ladite rainure (12) après l'avoir travail- lée, de façon à former à l'aide de celle-ci un anneau (14) sensiblement denté à l'intérieur de ladite rainure (12). 6.Procédé selon la revendication 5,caractérisé par le fait que ladite substance fluide (13) en l'état pâteux comprend une matrice de résine polymère synthétique et une charge de remplissage constituée d'une substance ferroma- gnétique qui est uniformément dispersée dans toute ladite matrice. 7.Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6,caractérisé par le fait que ladite étape de travail plas- tique de ladite substance (13) moulée à l'intérieur de la- dite rainure annulaire (12) est réalisée au moyen d'un outil de formage (31) qui a la forme d'un pignon denté que l'on fait tourner autour de son axe de symétrie et que l'on déplace simultanément le long de ladite rainure (12) fron- talement à celle-ci.