Brevet FR2857717A1 — publié le 20050121

ROUE ET MOTOREDUCTEUR EQUIPE D'UNE TELLE ROUE L'invention concerne une roue et un motoréducteur équipé d'une telle roue. De nombreux véhicules sont aujourd'hui équipés de dispositifs de lèvevitres et/ou de toits vitrés entraînés par un moteur. De tels dispositifs comprennent généralement un motoréducteur, pour entraîner un tambour autour duquel s'enroule un câble de lève-vitre. Les motoréducteurs équipant, par exemple, des lève-vitres ou des toits vitrés de véhicules automobiles comprennent notamment un moteur et une roue, laquelle est 10 entraînée par le moteur et accouplée à un tambour. La roue est généralement dentée, en matière plastique, comprend un passage d'arbre et est traversée par un arbre. Cette roue est logée dans un carter sur lequel est arrangée une platine, qui est en général reprise sur l'axe fixe du moteur. En outre, la zone humide est généralement séparée de la zone sèche par un panneau de porte. Le moteur peut aussi bien être monté en 15 zone humide qu'en zone sèche. Lorsque le moteur est monté en zone humide, la platine est montée directement en appui sur le carter du moteur et ce, sans étanchéité particulière car une étanchéité est déjà prévue, d'une part, entre la roue dentée (ou roue) et l'axe du carter du réducteur (ou carter réducteur) et, d'autre part, entre la roue et le carter réducteur 20 grâce à un couvercle qui ferme le carter réducteur. Lorsque le moteur est monté en zone sèche, la platine est montée sur le panneau de porte (du côté humide), le carter réducteur étant en appui sur le panneau de porte du côté de la zone sèche. Le moteur se fixe à la platine à travers le panneau de porte par des passages rendus étanches. L'étanchéité du carter réducteur avec le 25 panneau de porte se fait par le couvercle (lequel assure déjà l'étanchéité entre la roue et le carter réducteur lorsque le moteur est monté en zone humide). L'étanchéité entre la roue et l'axe du carter réducteur est généralement obtenue par un usinage de l'arbre au niveau de la circonférence d'une section de l'arbre afin de permettre le logement d'un joint du type torique ou à lèvre. Comme il est souhaitable de minimiser des causes possibles de dysfonctionnement d'un motoréducteur, il importe de limiter autant que possible le nombre et l'usinage des pièces qui le composent. Il existe donc un besoin pour une roue et pour un motoréducteur équipé d'une telle roue résolvant un tel problème. L'invention a pour objet une roue comprenant un passage d'arbre et une collerette élastiquement déformable, en saillie dans le passage d'arbre. Dans des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\19000\19038.doc - 4juillet 2003 - 1/8 - la collerette est précontrainte; - la collerette est au moins partiellement escamotable dans une rainure; - la rainure est ouverte sur un plan d'extrémité de la roue; - la collerette a un bourrelet à son extrémité libre; - le corps de roue et la collerette sont monoblocs; et - le corps de roue et la collerette sont en des matériaux différents. L'invention a également pour objet un motoréducteur comprenant la roue selon l'invention et un arbre s'étendant dans le passage d'arbre et sollicitant la collerette. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de 10 la description qui suit de modes de réalisation préférés de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés qui montrent: figure 1: une vue en coupe d'une roue selon l'invention; figure 2 une vue agrandie du détail A de la figure 1; figure 3: une section correspondant à la figure 2 d'une roue selon l'invention, 15 traversée par un arbre. L'invention propose une roue comprenant un passage d'arbre et une collerette élastiquement déformable en saillie dans le passage d'arbre. La force de rappel de la collerette sur un arbre inséré dans le passage d'arbre et sollicitant la collerette assure une étanchéité de part et d'autre de la collerette le long de l'arbre. Une telle solution 20 permet d'obtenir une étanchéité au niveau de la roue sans toutefois nécessiter un usinage de l'arbre, susceptible de générer des défauts tels que des aspérités ou des poussières abrasives. Cette solution permet également de limiter, lors de l'assemblage ultérieur du motoréducteur, le nombre de pièces à assembler. Par exemple, le joint rapporté à l'arbre n'est pas utile. De plus, cette solution permet de 25 ne pas de modifier les dimensions générales des pièces du motoréducteur (notamment la roue et l'arbre) utilisées dans l'art antérieur. La figure 1 montre une vue en coupe d'une roue 10, non à l'échelle. La coupe est effectuée selon un plan contenant l'axe de rotation 201 de la roue. Le corps 11 de roue désigne la partie pleine de la roue 10. Au voisinage de l'axe de rotation de la 30 roue, le corps 11 de roue est délimité par une paroi qui définit un passage 12 d'arbre. Ce passage 12 d'arbre est sensiblement de symétrie cylindrique. Une collerette 100 élastiquement déformable est solidaire du corps 11 de roue. En l'absence d'arbre inséré dans le passage 12 d'arbre, la collerette est en saillie dans le passage 12 d'arbre, comme représenté sur la figure 1 et, plus en détail, sur la figure 2. Par la 35 collerette est en saillie , il est entendu qu'au moins une partie de la collerette est en saillie dans le passage d'arbre 12, comme dans l'exemple de la figure 1. La figure 1 montre également, à titre d'information seulement, un décrochement 132 ainsi qu'une cavité 134 respectivement prévus pour caler et recevoir un amortisseur.. \'HIRSCH6\BREVETS\Brevets\19000\19038.doc - 4juillet 2003 - 2/8 La figure 2 montre un agrandissement du détail A de la figure 1. Une partie du corps 11 de roue et du passage 12 d'arbre de la figure 1 est illustrée. Dans l'exemple de la figure 2 (et celui de la figure 1), seule l'extrémité libre de la collerette est en saillie dans le passage 12 d'arbre. Le diamètre intérieur ainsi défini par l'extrémité 5 libre en saillie dans le passage 12 d'arbre est inférieur au diamètre du passage 12 d'arbre de quelques dixièmes de mm (typiquement 0,1 à 0,7 mm). Il est cependant tout à fait envisageable de prévoir que la totalité de collerette soit en saillie dans le passage 12 d'arbre, présentant alors un angle avec la paroi verticale formant le passage 12 d'arbre et ce, sans sortir du cadre de l'invention. La figure 3 représente une section de la roue 10 (non à l'échelle) selon un plan contenant l'axe de rotation 201 et correspondant au plan de coupe des deux figures précédentes. Par rapport aux deux figures précédentes, un arbre 121 est à présent inséré dans le passage 12 d'arbre. La roue peut tourner autour de l'arbre 121 inséré dans le passage 12, lequel est défini par la paroi délimitant le corps 11 de la roue. 15 L'arbre 121 inséré dans le passage 12 d'arbre sollicite la collerette 100, c'est-à- dire qu'il la repousse radialement vers l'extérieur du passage 12 d'arbre. La collerette 100 élastiquement déformée est alors rappelée contre l'arbre par une force de rappel, ce qui définit une surface de contact entre la collerette 100 et l'arbre 121. Cette surface de contact assure une étanchéité, notamment à l'humidité, au 20 niveau de la roue, de part et d'autre de la collerette et le long de l'arbre. L'étanchéité est assurée, que la roue soit ou non en rotation, car la collerette reste en appui sur l'arbre. L'invention permet ainsi d'éviter un usinage d'une rainure à la circonférence d'une section de l'arbre dans le but d'y loger un joint torique, tel qu'un joint plastique 25 ou élastique, lequel joint permet d'étancher la rotation de la roue autour de l'arbre dans des dispositifs de l'art antérieur. Un tel usinage compliquerait non seulement la réalisation de l'arbre mais pourrait également créer des aspérités ou d'autres défauts (telles que des poussières abrasives) gênants pour la rotation de la roue autour de l'arbre et risquant de nuire au 30 joint et donc à l'étanchéité. En outre, l'insertion d'un joint comme pièce rapportée compliquerait inutilement l'assemblage de la roue avec l'arbre. De plus, la durée de service d'un motoréducteur est influencée par le couple de rotation imposé à chacune des pièces rotatives et la plupart des pannes surgissent à la 35 suite d'une fatigue de l'une de ces pièces, après une certaine durée de service. Or, de telles sources de pannes peuvent être causées par un usinage susceptible de fragiliser l'une ou plusieurs de ces pièces ou par un assemblage imposant une trop grande contrainte au niveau de l'une ou plusieurs de ces pièces. Il est donc important de \\1IRSCH6\BREVETS\Brevets\19000\19038.doc - 4 juillet 2003 3/8 veiller à un assemblage optimal des pièces du motoréducteur, un corollaire étant qu'il est important de limiter le nombre de pièces du motoréducteur. L'invention facilite ainsi l'assemblage des pièces du motoréducteur car elle permet d'éviter l'assemblage d'un joint rapporté sur l'arbre et elle améliore la 5 fiabilité de ces pièces en évitant une fragilisation de l'arbre. En outre, la solution proposée ne nécessite pas de modifier les dimensions générales des pièces du motoréducteur, notamment les dimensions de l'arbre, de la roue et du couvercle prévu pour fermer le carter réducteur. La collerette 100 peut en outre être précontrainte, ce qui se traduit par 10 l'existence d'une position de repos stable de la collerette 100. Dans ce cas, la direction de précontrainte est sensiblement parallèle à l'axe de rotation 201 et le sens peut, par exemple, être le même que le sens d'insertion de l'arbre lorsqu'il existe un sens d'insertion de l'arbre 121. Par stable , on entend que la collerette revient dans sa position de repos après une sollicitation mécanique, dans la limite où cette sollicitation n'entraîne pas de déformation hors du domaine de déformation élastique de la collerette. La précontrainte peut être obtenue lors d'un procédé de formage quelconque, comme par exemple un procédé thermique. Un avantage lié à la précontrainte de la collerette est de permettre, grâce au procédé de formage correspondant, de calibrer la résistance élastique de la collerette et donc, la force de rappel de la collerette contre l'arbre 121 qui viendra la solliciter. Le degré de précontrainte peut être adapté au degré d'étanchéité souhaité pour la roue. Comme dans l'exemple de la figure 3, la collerette 100 peut être au moins 25 partiellement escamotable dans une rainure ou cavité 200 formant une surface de révolution dans l'épaisseur de paroi qui définit le passage d'arbre. La rainure peut en outre être ouverte, radialement, dans le passage d'arbre. La rainure permet à la collerette, qui est solidaire de la roue et élastiquement déformable, d'être partiellement sinon totalement escamotée à l'intérieur de la rainure 200 lors de 30 l'insertion de l'arbre. Un avantage lié au fait que la collerette soit escamotable dans la rainure est qu'il n'est pas nécessaire de modifier les dimensions générales des pièces entrant dans la fabrication du motoréducteur pour la mise en oeuvre l'invention. En particulier, lorsque la collerette est totalement escamotable, il est toujours 35 possible d'insérer un arbre de même diamètre que le passage d'arbre dans le passage d'arbre tout en conservant une étanchéité car la collerette est rappelée contre l'arbre. Prévoir une rainure 200 pour l'escamotage de la collerette 100 dans la paroi définissant le passage 12 d'arbre permet donc une réalisation facile d'une étanchéité \\H]RSCH6\BREVETS\Brevets\19000\19038.doc - 4juillet 2003 - 4/8 mais ne nécessite pas pour autant de modifier les dimensions générales des pièces (roue et arbre) utilisées dans l'art antérieur. Ceci fait que l'outillage nécessaire à la production de ces pièces peut être facilement adapté. La rainure 200 peut en outre être ouverte sur un plan d'extrémité de la roue 10, s perpendiculaire à l'axe de rotation 201, comme représenté sur la figure 3. La géométrie de l'ensemble formé par la collerette 100 et la rainure 200 peut, par exemple, être obtenu directement par moulage par injection plastique, comme il est connu de l'art. Ce type de moulage évite des bavures ou des plans de joints au niveau de la zone de contact entre la collerette 100 et l'arbre 121. L'ouverture de la rainure sur un plan d'extrémité de la roue 1Opermet une production en une étape de la roue. Elle permet en outre un démoulage facilité de la roue, dans la direction de l'axe 201 et dans le sens opposé à l'ouverture. La collerette 100 peut encore avantageusement présenter un bourrelet à son extrémité libre, comme représenté sur la figure 3. Ce bourrelet est destiné à venir en appui sur l'arbre, lorsque celui-ci est inséré dans le passage d'arbre. La section du rebord du bourrelet peut, par exemple, être sensiblement circulaire, ce qui permet d'offrir une surface de contact régulière à la circonférence de l'arbre et ce, pour divers angles d'inclinaison de la collerette. Ainsi, lorsque la collerette est partiellement ou totalement escamotée dans la 20 rainure, le bourrelet reste en appui sur l'arbre inséré. La forme et les dimensions du bourrelet déterminent en partie les propriétés de l'étanchéité et peuvent être ajustés selon le degré d'étanchéité souhaité. D'autre part, ce bourrelet peut être prévu sans toutefois nécessiter une étape de production supplémentaire pour la roue. En particulier, il est possible de produire la 25 roue, avec la collerette munie du bourrelet en une seule étape de production. Le démoulage est facilité du fait de la déformabilité élastique de la collerette. Le corps 11 de roue et la collerette 100 peuvent en outre être monoblocs, comme le suggère le motif de lignes parallèles symbolisant la roue sur la figure. Cette caractéristique est obtenue lors de l'étape de production et ne nécessite 30 qu'une seule étape, par exemple en utilisant une technique d'injection plastique. Il convient de mentionner que le procédé d'obtention du corps 11 et de la collerette 100 monoblocs doit être suffisamment fiable pour assurer une répétabilité des dimensions de la roue 10 et, en particulier, des dimensions du corps 11 de roue et de la collerette 100. Typiquement, il est souhaitable d'obtenir avec une probabilité de 95% ou 35 supérieure des pièces monoblocs avec une tolérance inférieure à 3/10 de mm au niveau des parties du corps 11 qui ne sont pas en contact avec l'arbre 121 et inférieure à 1/10 de mm au niveau de la collerette. Le matériau est choisi de façon à optimiser les caractéristiques globales de la roue, comme sa dureté. Une fois le \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\19000\19038.doc - 4 juillet 2003 - 5/8 matériau choisi, la géométrie de la collerette peut en outre être adaptée de façon à obtenir la raideur de collerette souhaitée.. Des exemples de matériaux sont les thermoplastiques à base de polymères de formaldéhyde, tels que le polyoxyméthylène (POM). La collerette peut cependant être réalisée en un matériau différent du corps de la roue, l'ensemble pouvant être obtenu par exemple par des techniques de biinjection, telles que celles utilisées couramment dans l'industrie automobile. Il est alors possible de modifier les propriétés de la collerette ainsi formée indépendamment des propriétés de la roue. L'invention concerne également un motoréducteur tel qu'un motoréducteur équipant un véhicule automobile et, en particulier, un motoréducteur de dispositif de lève-vitre ou de toit vitré comprenant notamment une roue 10 telle qu'il a été décrit précédemment et un arbre 121 inséré dans le passage 12 d'arbre, qui sollicite la collerette 100. Un tel motoréducteur offre donc des caractéristiques d'étanchéité comparables à celles des motoréducteurs connus. Pour autant, il offre une fiabilité accrue étant donné qu'il ne nécessite pas d'usinage spécifique de l'arbre, susceptible de générer des défauts, ni d'assemblage avec un joint rapporté, non plus de modifier les dimensions générales des pièces de motoréducteur utilisées dans l'art antérieur. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais est susceptible de nombreuses variations aisément accessibles à l'homme du métier. \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\19000\19038.doc - 4juillet 2003 - 6/8 REVENDICATIONS 1. Roue (10), comprenant: - un passage d'arbre (12); et 5s - une collerette (100) élastiquement déformable, en saillie dans le passage d'arbre (12). 2. La roue (10) de la revendication 1, caractérisée en ce que la collerette (100) est précontrainte. 3. La roue (10) de la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la collerette (100) est au moins partiellement escamotable dans une rainure (200). 4. La roue (10) de la revendication 3, caractérisée en ce que la rainure (200) est ouverte sur un plan d'extrémité de la roue. 5. La roue (10) de l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la collerette (100) a un bourrelet à son extrémité libre. 20 6. La roue (10) de l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le corps (11) de roue et la collerette (100) sont monoblocs. 7. La roue (10) de l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le corps (11) de roue et la collerette (100) sont en des matériaux différents. 8. Un motoréducteur, comprenant: - la roue (10) de l'une quelconque des revendications précédentes; et 30 - un arbre (121) s'étendant dans le passage d'arbre (12) et sollicitant la collerette (100). \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\19000\19038.doc - 4 juillet 2003 - 7/8