Brevet FR2791289A1 — publié le 20000929

Procédé de fabrication d'un galet à roulement. La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un galet à roulement du type comprenant une poulie en tôle montée sur la bague extérieure d'un roulement. De tels galets à roulement sont utilisés par exemple sur les moteurs de véhicules automobiles pour assurer la tension adéquate d'une courroie d'entraînement d'un accessoire du moteur. De manière connue en soi, de tels galets tendeurs à roulement comprennent une poulie montée sur la bague extérieure tournante d'un roulement, ladite poulie étant destinée à venir en appui radial contre une courroie, la bague intérieure fixe du roulement étant montée sur un support permettant, par un système approprié, par exemple à excentrique, de déplacer radialement le roulement et donc le galet par rapport à la courroie, et de régler ainsi la tension de cette dernière. La poulie est souvent réalisée en tôle emboutie, en une ou deux parties, et est généralement emmanchée à force sur la portée cylindrique constituée par la surface périphérique extérieure de la bague extérieure du roulement. Ce mode de montage de la poulie sur le roulement n'est pas sans présenter certains inconvénients dus aux modifications géométriques que la bague extérieure du roulement peut subir du fait de l'emmanchement serré de la poulie sur ladite bague. En effet, une poulie en tôle emboutie ne possède pas, de par son procédé de fabrication, une précision géométrique très élevée tant sur le plan de la forme que celui des tolérances dimensionnelles, comparativement à une bague de roulement qui est rectifiée. Le montage par emmanchement serré de la poulie sur le roulement introduit donc dans ce dernier un certain nombre de modifications géométriques et dimensionnelles qui peuvent être résumées comme suit: a) Réduction du jeu radial interne du roulement entre les billes et les chemins de roulement. Un jeu relativement précis, ni trop grand, ni trop faible, est nécessaire au bon fonctionnement du roulement. On est donc obligé d'utiliser à la base des roulements présentant un jeu plus grand que le jeu standard, afin de compenser les effets de la réduction de jeu. On pourrait également imaginer d'utiliser des roulements présentant une bague extérieure plus massive, de section plus importante, afin de limiter la réduction de jeu lors de l'emmanchement, mais cette solution serait relativement coûteuse du fait de l'utilisation de bagues non standard. b) Modification possible de l'osculation, c'est-à-dire du rapport entre le rayon de courbure des gorges des chemins de roulement dans un plan de coupe radial passant par l'axe du roulement et le diamètre des billes. L'osculation, avec le jeu radial, est un des paramètres influant sur la possibilité de devers du roulement, c'est-à-dire le basculement possible de l'axe géométrique de la bague extérieure par rapport à l'axe géométrique de la bague intérieure. Ce paramètre doit également rester à l'intérieur de valeurs prédéterminées si l'on veut obtenir un fonctionnement correct du galet tendeur. c) Introduction de défauts d'ovalité dans la bague extérieure du roulement, ce qui est nuisible au bon fonctionnement du roulement et à sa durée de vie. Les différentes solutions envisagées ci-dessus en vue d'éliminer ou pour le moins de réduire les modifications géométriques et dimensionnelles que provoque le montage usuel d'une poulie en tôle emboutie par emmanchement à force sur la bague extérieure du roulement, ne sont donc pas entièrement satisfaisantes. Il a également déjà été proposé de fixer une poulie, notamment une poulie moulée en résine phénolique, par adhésif sur la bague extérieure d'un roulement. Toutefois, pour obtenir dans ce cas une liaison suffisante entre la poulie et la bague, la poulie est alors montée à chaud, à l'état expansé, et subit donc un retrait lors de son refroidissement, après montage. Dans ces conditions, même en respectant des tolérances très serrées pour la poulie et pour la bague extérieure du roulement, ce qui accroît forcément le coût du galet tendeur, le risque existe, soit qu'un jeu trop important pour qu'une liaison suffisante par adhésif puisse être établie subsiste entre la poulie et la bague, soit qu'un serrage ayant les inconvénients déjà mentionnés ci-dessus au sujet du montage par emmanchement à force soit exercé par la poulie sur la bague extérieure du roulement. Pour tenter d'éliminer ces aléas concernant la fixation par adhésif, il a également déjà été propose (voir WO-A-98/34053) de fixer une poulie, notamment une poulie moulée en résine phénolique, sur la bague extérieure d'un roulement par une liaison moulée obtenue par injection d'une matière en fusion, par exemple un métal tel que zinc, alliage de zinc, plomb ou une matière plastique telle que polyamide, entre la bague extérieure du roulement et la poulie entourant cette bague avec un jeu ou interstice d'au moins 0,5 mm entre ces deux pièces. Cela implique l'utilisation d'un matériel d'injection spécial et surtout d'un moule d'injection spécifique pour chaque taille de roulement et de poulie, avec des moyens pour le centrage du roulement par rapport à la poulie. De plus, la liaison moulée établie de cette manière implique une conformation particulière de la poulie et de la bague extérieure du roulement, ce qui exclut l'utilisation de poulies en tôle emboutie et de roulements standard. Ce mode de liaison ne permet donc pas d'obtenir des galets à roulement de coût réduit. La présente invention vise un procéd6 de fabrication permettant de réaliser de façon simple des galets à roulement de coût réduit, en remédiant aux inconvénients et aléas des procédés connus. Suivant le procédé conforme à l'invention de fabrication d'un galet à roulement comprenant une poulie fixée sur la bague extérieure d'un roulement, on monte la poulie à ajustement glissant, sans serrage, sur la bague et on fait fondre un métal d'apport dans la zone de l'interface poulie- bague, de manière que le métal d'apport fondu diffuse par capillarité dans l'interstice entre la poulie et la bague en comblant cet interstice au moins partiellement et, lors de sa solidification, rend la poulie solidaire de la bague. Le métal d'apport peut être présenté par exemple sous la forme d'un fil de soudure ou de brasure, par exemple sous la forme d'un anneau de fil appliqué, par exemple, à au moins une extrémité de l'interface poulie- bague, ou sous la forme d'un revêtement appliqué sur l'une des pièces à assembler. La fusion du métal d'apport peut se faire par exemple par chauffage par faisceau laser ou faisceau d'électrons, affectant de préférence uniquement le métal d'apport, ou également par chauffage par induction de l'une au moins des pièces à assembler, de préférence de la poulie. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le métal d'apport est un métal ayant un point de fusion très bas par rapport à celui des aciers de la poulie et de la bague, par exemple une soudure ou brasure à base d'étain ou d'argent. La poulie peut être une poulie monobloc, laquelle peut se résumer à une jante, c'est-à-dire une partie sensiblement cylindrique, venant en contact avec la poulie à tendre, éventuellement complétée à ses deux extrémités par des rebords extérieurs de guidage. La poulie peut également être constituée par exemple par une poulie en deux moitiés symétriques, auquel cas chaque moitié peut comprendre avantageusement une partie annulaire plane formant voile, une partie annulaire extérieure sensiblement cylindrique, formant demi-jante, et une partie annulaire intérieure sensiblement cylindrique, formant demi-moyeu, destinée au montage sur la bague extérieure du roulement, les deux parties sensiblement cylindriques pouvant comporter, le cas échéant, l'une un rebord extérieur et l'autre un rebord intérieur. En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail plusieurs modes de réalisation de l'invention; sur les dessins la figure 1 est une coupe axiale d'un galet à roulement qui est ici un galet tendeur de courroie fabriqué suivant le procédé conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe axiale partielle, à plus grande échelle, montrant le galet tendeur de la figure 1 avant la solidarisation de la poulie avec la bague extérieure du roulement; la figure 3 est une coupe axiale partielle d'un galet tendeur fabriqué suivant le procédé conforme à l'invention, comprenant une poulie en deux moitiés; la figure 4 est une coupe axiale partielle d'un mode de réalisation du procédé de fabrication de la poulie de la figure 3; la figure 5 est une coupe axiale partielle d'un autre mode de réalisation du procédé de fabrication de la poulie de la figure 3; la figure 6 est une coupe axiale partielle d'une variante du procédé de fabrication d'un galet tendeur à poulie en deux moitiés. Selon la figure 1, un galet tendeur de courroie comprend une poulie 1 et un roulement 2, en l'occurrence un roulement à billes comprenant une bague intérieure 3, une bague extérieure 4, une rangée de billes 5 disposées entre les deux bagues 3, 4 et maintenues à distance réciproque par une cage 6, ainsi que deux joints d'étanchéité 7. Le roulement 2 est un roulement standard. La poulie 1 se résume à une jante 8 présentant à chaque extrémité un rebord extérieur 9. La jante 8 est montée sur la bague extérieure 4 du roulement 2 sans serrage, avec un jeu très faible ou à ajustement glissant juste, et est solidarisée avec la bague 4 par deux cordons de soudure 10, par exemple à base d'étain ou d'argent, un de chaque côté, ces cordons de soudure 10 comblant l'interstice 1 1 entre la surface intérieure de la jante 8 et la surface périphérique extérieure de la bague 4. Selon la figure 2, pour réaliser les deux cordons de soudure 10 de la figure 1, après avoir monté la poulie 1 sur le roulement 2, on dispose un fil de métal d'apport 12 enroulé en forme d'anneau à chaque extrémité de l'interface jante-bague, donc de l'interstice 11, et on fait fondre ce métal d'apport par un faisceau de rayonnement concentré 13, par exemple un faisceau laser ou un faisceau d'électrons. Le métal d'apport 12 fondu s'étale et diffuse par capillarité dans l'interstice 1 1, en comblant ce dernier au moins partiellement, et réalise, en se refroidissant, la solidarisation de la poulie 8 avec la bague 4, comme représenté par les cordons de soudure 10 sur la figure 1. Sur les figures 1 et 2, l'interstice 11 entre la poulie 8 et la bague extérieure 4 du roulement 2 a été volontairement exagéré. En réalité, un jeu extrêmement faible est suffisant pour que la poulie n'exerce pas de serrage sur la bague 4 et que le métal d'apport puisse diffuser par capillarité dans l'interface. Le galet tendeur de courroie suivant la figure 3 combine un roulement 2 suivant la figure 1 (bague intérieure 3, bague extérieure 4, billes 5 maintenues dans une cage 6, joints d'étanchéité 7) avec une poulie 14 composée de deux demi-poulies 15 symétriques. Chaque demi-poulie en tôle emboutie comprend une partie annulaire plane 16 formant voile, une partie annulaire extérieure 17 sensiblement cylindrique, formant demi- jante et se terminant par un rebord extérieur 18, et une partie annulaire intérieure 19 sensiblement cylindrique formant moyeu et se terminant par un rebord intérieur 20, les deux moitiés 15 étant montées sur la bague extérieure 4 de manière que leurs parties 16 formant voile se trouve en contact réciproque. Chaque demi-poulie 15 est montée, par sa partie 19 formant moyeu, sans serrage sur la bague extérieure 4 du roulement 2 et est solidarisée de la bague 4 par une soudure 21 qui, dans l'exemple illustré, comble complètement l'interstice (26, voir figure 4) entre la partie 19 de chaque demi-poulie 15 et la bague extérieure 4. Selon la figure 4, pour fabriquer le galet tendeur de courroie suivant la figure 3, on monte les deux demi-poulies 15 sur la bague 4 en intercalant entre les deux demi-poulies 15, au niveau des parties 19 formant moyeu, autour de la bague 4, un fil de métal d'apport 22 en anneau. On chauffe ensuite localement les deux demi-poulies 15 par un système de chauffage rapide par induction, non représenté, ce qui a pour effet de faire fondre le métal d'apport 22 qui, par capillarité, diffuse dans les interstices 26 entre les parties 19 des demi-poulies 15 et la bague 4 et, en se solidifiant, solidarise les demi-poulies 15 avec la bague 4. La figure 5 représente un autre mode de réalisation du procédé de fixation des deux demi-poulies 15 sur la bague extérieure 4 du roulement 2 de la figure 3. Chaque demi-poulie 15 est ici munie dans son alésage, c'est- à-dire sur la surface intérieure de sa partie 19 formant moyeu, d'un revêtement de métal d'apport 23. Par chauffage local des deux demi- poulies 15 par un système de chauffage par induction, de préférence en utilisant un outil combinant l'outil de mise en place des demi-poulies 15 sur la bague extérieure 4 du roulement 2 et l'inducteur de chauffage des deux demi-poulies 15, il est possible de chauffer les demi- poulies et de faire fondre le métal d'apport 23 pendant le montage des demi-poulies 15 sur la bague 4, pour arriver, après solidification du métal d'apport, à la situation selon la figure 3. La figure 6 représente une variante du procédé de fabrication de galet tendeur de courroie, suivant la figure 4. Suivant cette variante, chaque demi-poulie 15 comporte, dans la surface intérieure de sa partie 19 formant moyeu, une gorge annulaire 24 par exemple de profil demi- circulaire, dans laquelle est disposé un anneau de métal d'apport 25. Ici également, en chauffant les demi-poulies 15 pendant ou après leur mise en place sur la bague 4, de préférence à l'aide d'un outil combinant l'outil de montage et l'inducteur de chauffage, il est possible de faire fondre le métal d'apport 25 et de la faire diffuser entre les demi-poulies 15 et la bague extérieure 4 du roulement. Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus et illustrée sur les dessins annexés à l'aide d'exemples de réalisation comprenant une solidarisation de la poulie et de la bague extérieure du roulement par une soudure ou brasure à base d'étain ou d'argent, il convient de remarquer qu'une telle solidarisation peut être obtenue également par d'autres métaux d'apport ayant de préférence un point de fusion très bas par rapport aux aciers de la poulie et de la bague. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un galet à roulement comprenant une poulie en tôle montée sur la bague extérieure d'un roulement, caractérisé par le fait qu'on monte la poulie (1, 14) à ajustement glissant, sans serrage, sur la bague extérieure (4) et qu'on fait fondre un métal d'apport (12, 22, 23, 25) dans la zone de l'interface poulie-bague de manière que le métal d'apport diffuse par capillarité dans une partie au moins de l'interstice (11, 26) entre la poulie (1, 14) et la bague (4) en comblant cet interstice au moins partiellement pour rendre la poulie solidaire de la bague lors de sa solidification. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on présente le métal d'apport sous forme d'un fil de soudure ou de brasure (12, 22, 25). 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on applique le métal d'apport sous forme de revêtement (23) sur l'une des pièces à assembler. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on fait fondre le métal d'apport par faisceau laser ou faisceau d'électrons (13). 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on fait fondre le métal d'apport par chauffage par induction d'au moins l'une des pièces à assembler. 6. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on présente le métal d'apport sous la forme d'un anneau de fil (12, 22, ). 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'on applique l'anneau de fil (12, 22) à au moins une extrémité de l'interface poulie-bague. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on utilise comme métal d'apport une soudure ou brasure à base d'étain ou d'argent.