Brevet FR2824878A1 — publié le 20021122

extérieur. La présente invention concerne un ensemble de roulement, à contact oblique, notamment pour colonne de direction de véhicules automobiles, du type comprenant une bague extérieure pourvue d'un chemin de roulement extérieur, une bague intérieure pourvue d'un chemin de roulement intérieur, une pluralité de corps de roulement disposés entre les chemins de roulement desdites bagues, une bague de tolérance assurant la liaison de la bague intérieure avec un arbre, et une rondelle de précontrainte de la bague de tolérance, cette rondelle ayant une partie d'immobilisation sur l'arbre. Elle s'applique notamment aux roulements pour colonne de direction des véhicules automobiles. On connaît dans l'état de la technique des roulements comprenant une bague extérieure et une bague intérieure, ces deux bagues comprenant chacune un chemin de roulement. Des corps de roulement sont disposés entre les deux chemins. A létat monté du roulement, la bague intérieure est pressée axialement contre la bague extérieure par l'intermédiaire d'une bague de tolérance et d'une rondelle de précontrainte, afin d'éliminer des jeux axiaux du roulement. A l'état non monté, les composants du roulement sont séparables les uns des autres, ce qui engendre un risque de perte de ces composants avant le montage. On connaît du document FR-A-2 756 885 un ensemble de roulement dont la rondelle de précontrainte s' engage dans des parties rétrécies de la bague extérieure recouvrant radialement vers l'intérieur une partie extérieure de la rondelle (contre-dépouille). Les parties en contre- dépouille permettent un déplacement axial limité de la rondelle de précontrainte. La rondelle de précontrainte est retenue axialement dans la bague extérieure par des surfaces formées par ces contre-dépouilles. En conséquence, le roulement peut ALre prassembl et Atre manipulA avant so montage sans risqUe e sAparation des composants du roulement. Cependant, la bague extArieure a un coCt levA de fabrication en raison des parties en conLre-dpouille difficiles fabriquer. L'invenLion a donc pour but de proposer un ensemble de roulement qui puisse Atre prdassemblA et qui ait un faible coQt de fabrication. A cet effeL, l'ivention a pour objeL un ensemble du Lype prAciL&, caracLdrisA en ce qu'il comprend en ouLre des moyens de liaison frangibles qui relienL solidairemenL la rondelle de prconLainLe la bague exLArieure avant le monLage du roulemenL sur l'arbre eL qui sonL rompus afin de lib4rer la rondelle de prAcontrainLe lors de la pousse de la rondelle de prAconLainLe vers la bague de tolArance. Suivant des modes parLiculiers de ralisaLion, 1'invenLion peuL comporter 1'une ou plusieurs des caractArisLiques suivaLes: - les moyens de liaison frangibles comprennent une partie ext6rieure qui est dispo description qui va suivre, donnce uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un roulement selon l' invention à l'état non assemblé; - la Figure 1A est une vue en plan d'une rondelle de précontrainte suivant IA-IA de la Figure 1; - la Figure 2 est une vue du roulement de la Figure 1 à l'état assemblé; les Figures 3 à 6 représentent le roulement de la Figure 1 à différentes étapes de montage; - la Figure 7 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un roulement selon l' invention à l'état monté; - la Figure 8 est une vue en plan de la rondelle de précontrainte du roulement de la Figure 7 à l'état non monté; - la Figure 8A est une vue en coupe suivant VIIIA- VIIIA de la Figure 8; - les Figures 9A à 9C montrent, en coupe axiale, des variantes de la bague extérieure et de la rondelle de précontrainte du second mode de réalisation du roulement. Sur les Figures 1 et 2 on a représenté un premier mode de réalisation d'un roulement selon l' invention. Le roulement 2 comporte un axe central X-X. Les expressions " axiale " et " radiale " seront utilisées dans ce qui suit par rapport à cet axe. Le roulement 2 comprend une bague extérieure 4 en tôle emboutie. Cette bague 4 comporte une partie centrale cylindrique 6. Elle comporte à une de ses extrémités axiales (côté fermé, à gauche sur les Figures) un rebord 8 s'étendant radialement vers l'intérieur, qui forme un chemin de roulement 10. A l'extrémité opposse (côté ouvert), la beque extérieure 4 comporte une collerette 12 s'étendant radialement vers l'extérieur. A l'intérieur de la bague extérieure 4 sont disposses successivement, du côté fermé au côté ouvert: - une pluralité de corps de roulements, en l' occurrence des billes 14, maintenus à un écartement réqulier les uns des autres par une cage 16; - une bague intérieure 18 en tôle emboutie de forme partiellement torique, qui définit un chemin de roulement intérieur 20 pour les corps de roulement; - une bague de tolérance 22 de forme générale extérieure tronconique en matière plastique dont la surface tronconique 24 s'applique contre la surface intérieure de la bague intérieure 18; et - une rondelle de ressort 26 de forme annulaire et ondulée en tôle d'acier à ressort. Le roulement 2 comprend en outre une pièce 28 de rondelle de précontrainte, en tôle emboutie. Cette pièce comprend une partie intérieure qui est une rondelle de précontrainte annulaire 30. La rondelle 30 comprend une partie radialement intérieure d'immobilisation 32 sur un arbre 60 (voir ci-après), partie qui est radialement fendue et coudée dans le sens d'enfichage de l'arbre. La rondelle comprend également une partie radialement extérieure de poussée 34. La pièce 28 comprend en outre un anneau de fixation 36 sétendant coaxialement autour de la rondelle de précontrainte 30. Le diamètre intérieur de l'anneau de fixation 36 est supérieur au diamètre extérieur de la rondelle 30, de sorte qu'il subsiste un interstice annulaire 38 entre l'anneau de fixation 36 et la rondelle 30. Trois entretoises 40 (dont deux sont visibles sur la Figure 1A) s'étendent dans cet interstice 38 et relient l'anneau de fixation 36 à la rondelle de précontrainte 30. Les entretoises 40 sont fabriquées d'une seule pièce avec l'anneau 36 et avec la rondelle 30. Les entretoises 40 sont réparties uniformément sur la circonférence de l' interstice 38, à 120 les unes des autres. La section transversale des entretoises 40 est plus faible que celles de la rondelle 30 et de l'anneau 36, afin de faciliter leur rupture. L'anneau de fixation 36 comprend en outre, sur sa partie extérieure, une jupe cylindrique 44 tournée vers le côté fermé de la bague 4 à l'état assemblé. Cette jupe 44 a un diamètre extérieur logèrement supérieur au diamètre intérieur de la partie cylindrique 6 de la bague extérieure. Ceci permet une fixation de l'anneau extérieur sur la bague extérieure 4 par frettage. Le roulement 2 selon l' invention est assemblé de la facon suivante. Les corps de roulement 14 et la cage 16, la bague intérieure 18 et la rondelle de ressort 26 sont disposés successivement dans la bague extérieure 4. Puis la pièce 28 est posse sur l'ouverture de la bague extérieure 4. Ensuite, l'anneau de fixation 36 est pressé dans la beque extérieure 4, dans le sens dirigé vers le côté fermé de la beque 4. Le roulement 2 prend la configuration représentée sur la Figure 2. L'anneau de fixation 36 est fixé par rapport à la bague extérieure 4 par frettage de la surface extérieure de la jupe 44 avec la surface intérieure de la bague extérieure 4. Il est à noter que la force de rupLure des entretoises 40 est inférieure à la force de rupLure de la liaison entre l'anneau de fixation 36 et la bague extérieure 4 ainsi obtenue. On constate que les composants du roulement 2 sont retenus à l'intérieur de la bague extérieure 4 par l'anneau de fixation 36 et la rondelle de précontrainte 30. En outre, la rondelle 30 est maintenue en une position définie par rapport à la bague extérieure par l'intermédiaire des entretoises 40 et de l'anneau de fixation 36. Dans la suite, on expliquera le montage du roulement 2 à l' aide des Figures 3 à 6. Sur la Figure 3, on a représenté un logement 46 du roulement 2, ce logement étant constitué par un tube 48 cylindrique creux, par exemple un corps de colonne de direction. Ce tube 48 a un diamètre intérieur qui est légèrement inférieur au diamètre extérieur de la partie cylindrique 6 de la bague extérieure 4. On voit en outre sur la Figure 3 un outil de montage du roulement 2 selon l' invention. Cet outil de montage comprend des premier 52 et second 54 anneaux de montage coaxiaux et axialement mobiles l'un par rapport à l'autre. Le premier anneau de montage 52 présente une surface frontale 56 qui correspond à la surface frontale de la collerette 12 de la bague extérieure 4, tandis que le second anneau de montage 54 présente une surface frontale de poussée 58 annulaire qui correspond à la partie de poussse 34 de la rondelle 30. Tout dabord, la bague extérieure 4 est alignse avec le logement, de sorte que les axes du logement 46 et du roulement 2 soient confondus. Puis le roulement 2 est poussé par le premier anneau de montage 52 dans son logement 46, jusqu'à ce que la collerette 12 vienne s'appliquer contre la surface frontale du tube 48. Ensuite, l'arbre 60 est enfiché coaxialement par rapport au roulement dans le logement 46 à partir du côté opposé de l' outil de montage 50, jusqu' à ce que l' extrémité de l'artre 60 vienne s'appliquer contre la partie d'immobilisation 32 de la rondelle de précontrainte 30. On constate que la rondelle de précontrainte est maintenue et est alignée avec l'arbre 60 grâce aux entretoises 40. En outre, l' extrémité 62 de l' arbre est chanfreinée, ce qui aide à enfiler celui-ci sur la rondelle de précontrainte 30 (voir Figure 4). Le second anneau 54 de montage est déplacé de sorte que sa surface frontale 58 s' applique contre la partie de poussée 54. Puis, en deux mouvements simultanés, l'arbre 60 est poussé axialement dans sa position finale (vers la droite par rapport à la Figure 4) et le second anneau de montage 54 est déplacé en un mouvement en sens inverse et rompt les entretoises 40. Le second anneau de montage 54 déplace la rondelle de précontrainte 30 jusqu'à ce que cette dernière s'applique contre la rondelle de ressort 26 (Figure 5). Enfin, le second anneau de montage 54 poursuit son déplacement axialement vers le côté fermé de la bague extérieure 4 jusqu'à ce que la rondelle de ressort 26 ait atteint la force de précontrainte souhaitée (Figure 6). Sur la Figure 7, on a représenté un deuxième mode de réalisation d'un roulement selon l'invention, à l'état monté. Dans ce qui suit, uniquement les différences par rapport au premier mode de réalisation sont expliquées. Les éléments analogues portent les mêmes références. Comme différence par rapport au premier mode de réalisation, la bague extérieure 4 comprend des moyens de butée de l'anneau de fixation 36, formés par des embossages radiaux 63 (dont deux sont visibles sur la Figure 7), ménagés sur la circonférence de la partie cylindrique 6 de la bague extérieure 4. Ces moyens de butée agissent dans le sens de l' introduction de l'anneau de fixation 36 dans la bague extérieure et permettent un positionnement défini de l'anneau de fixation par rapport à la bague extérieure 4. En outre, ce roulement 2 ne comprend pas de rondelle de ressort. Un tel roulement est généralement un roulement complémentaire à un roulement à rondelle de ressort, pour la colonne de direction. Toutefois, les caractéristiques portant sur la rondelle de précontrainte peuvent être mises en _uvre dans des roulements sans ou avec rondelle de ressort. Sur la Figure 8, on a représenté la pièce 28 de rondelle de précontrainte correspondant au roulement 2 de la Figure 7. L'anneau de fixation 36 de cet ensemble 28 comporte une jupe 44 cylindrique qui s'étend dans le sens inverse du sens d'assemblage dans la bague 4. La rondelle de précontrainte 30 comprend quatre pattes 70 qui s'étendent radialement vers l'intérieur à partir de la partie de poussce 34, et qui sont distribuées réqulièrement sur la ciroonférence de cette partie. Ces pattes 70 sont coudés dans le sens d' introduction de l'arbre 60. Sur les Figures 9A à 9C, on a représenté différentes variantes des moyens de butée de l'anneau de fixation 36 par rapport à la bague extérieure 4. La Figure 9A montre une bague extérieure 4 en tôle emboutie. Les moyens de butée sont formés par un épaulement 72 qui est formé par emboutissage dans cette bague 4. La Figure 9B montre une bague extérieure 4 fabriquée par exemple par forgeage. La butée est formée dans ce cas par un alésage 74 étagé ménagé dans la bague extérieure 4. La Figure 9C montre une bague extérieure 4 identique à la bague extérieure du premier mode de réal i sat ion du roulement 2. La pièce 28 de rondelle de précontrainte correspond essentiellement à celle de la Figure 8. De plus, l'anneau de fixation 36 comporte une collerette 76 extérieure qui se raccorde à la jupe 44. Cette collerette 76 s' applique à l'état assemblé du roulement 2 contre la collerette 12 de la bague extérieure 4. On constate que, grâce aux entretoises frangibles 40 qui relient la rondelle de précontrainte à l'anneau de fixation, la bague extérieure 4 peut être fabriquée sans contre-dépouille, tout en permettant un préassemblage du roulement. En variante, la rondelle de précontrainte peut étre fixée à la bague extérieure par d'autres moyens de fixation frangibles, par exemple de la colle. REVENDICATIONS 1. Ensemble de roulement à contact oblique, notamment pour colonne de direction de véhicules automobiles, du type comprenant une bague extérieure (4) pourvue d'un chemin de roulement extérieur (10), une bague intérieure (18) pourvue d'un chemin de roulement intérieur (20), une pluralité de corps de roulement (14) disposés entre les chemins de roulement (10, 20) desdites bagues (4, 18), une bague de tolérance (22) assurant la liaison de la bague intérieure (18) avec un arbre (60), et une rondelle (30) de précontrainte de la bague de tolérance, cette rondelle ayant une partie d'immobilisation sur l'arbre (32), caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de liaison frangibles (36, 40, 42) qui relient solidairement la rondelle de précontrainte (30) à la bague extérieure (4) avant le montage du roulement (2) sur l'arbre (60) et qui sont rompus afin de libérer la rondelle de précontrainte (30) lors de la poussée de la rondelle de précontrainte (30) vers la bague de tolérance (22). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison frangibles comprennent une partie extérieure (36) qui est disposse autour de la rondelle de précontrainte (30), notamment une partie annulaire entourant cette rondelle, et qui est fixce sur la bague extérieure (4), et des organes de liaison frangibles (40, 42) qui relient la partie extérieure (36) à la rondelle de précontrainte (30), ces organes (40, 42) ayant une force de rupture inférieure à la force de rupLure de la liaison entre la bague extérieure (4) et la partie extérieure (36). 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie extérieure (36) est fixée sur la bague extérieure (4) par frettage. 4. Ensemble selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que la partie extérieure (36), les organes de liaison (40, 42) et la rondelle de précontrainte (30) sont fabriqués d'un seul tenant, notamment en une seule pièce. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les organes de liaison comprennent des éléments à section affaiblie (42) s'étendant entre la rondelle de précontrainte (30) et la partie extérieure (36). 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la partie extérieure (36) est supérieur au diamètre extérieur de la rondelle de précontrainte (30), et en ce que les organes de liaison sont des entretoises (40) s'étendant entre la partie extérieure (36) et la rondelle de précontrainte (30). 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que les entretoises (4 0) sont réparties de façon uniforme sur la circonférence dun interstice (38) présent entre la partie extérieure (36) et la rondelle de précontrainte (30). 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la partie extérieure (36), les organes de liaison (40, 42) et la rondelle de précontrainte (30) sont fabriqués en tôle emboutie. 9. Ensemble selon l'une quelcouque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une butée (63; 72; 74; 76) de la partie extérieure (36) par rapport à la bague extérieure (4) agissant dans le sens de l'assemblage de ces deux éléments. 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que la butée comprend des parties (63; 72; 74) de la bague extérieure (4) dont le diamètre intérieur est inférieur au diamètre extérieur de la partie extérieure (36). 11. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que la butée comprend une collerette extérieure (76) de la partie extérieure (36), cette collerette s'appliquant contre le bord (12) de la bague extérieure (4). 12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que la partie extérieure (36) comporte une jupe extérieure cylindrique