Brevet FR2888625A1 — publié le 20070119

L'invention concerne un procédé de montage d'un palier à roulement comprenant un organe intérieur et un organe extérieur, lesdits organes comprenant chacun deux pistes de roulement adjacentes entre lesquelles est disposée respectivement une rangée de corps roulants. Pour guider leur rotation, les corps roulants de chaque rangée sont maintenus à équidistance par une cage de rétention. De façon connue, les paliers à roulement sont montés par disposition de l'organe extérieur autour de l'organe intérieur, puis par introduction des corps io roulants par excentration dudit organe extérieur par rapport à l'organe intérieur. Ensuite, une cage de rétention est introduite dans chacune des rangées de corps roulants, respectivement depuis le côté interne et depuis le côté externe. Toutefois, lorsque l'organe intérieur comprend un flasque saillant de sa partie externe, l'introduction de la cage externe par ce côté est rendue impossible. Pour résoudre ce problème, l'art antérieur a proposé d'utiliser une même cage de rétention pour les deux rangées de corps roulants, ladite cage étant introduite par le côté opposé au flasque. Cette solution ne donne pas entièrement satisfaction notamment en ce qu'elle contraint les corps roulants à une même vitesse de rotation, ce qui induit des contraintes mécaniques importantes sur la cage lors de la rotation. En particulier, il peut en résulter une rupture prématurée de la cage dans des conditions d'utilisation sévères. L'invention vise notamment à résoudre ce problème en proposant un procédé de montage d'une cage dans chacune des rangées de corps roulants d'un palier à roulement comprenant un flasque externe. L'invention propose également une cage de rétention particulière pour la mise en oeuvre de ce procédé de montage, ainsi qu'un palier à roulement comprenant un flasque externe et intégrant une telle cage. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un procédé de montage d'un palier à roulement comprenant un organe intérieur et un organe extérieur, lesdits organes comprenant chacun deux pistes de roulement adjacentes qui sont disposées en regard deux à deux de sorte à former deux chemins de roulement dans lesquels respectivement une rangée de corps roulants est disposée de sorte à permettre la rotation relative d'un organe par rapport à l'autre, les corps roulants de chaque rangée étant maintenus à équidistance par respectivement une cage de rétention, l'organe intérieur comprenant, de l'externe vers l'interne: un flasque radial, une portée annulaire io extérieure de diamètre H, les pistes de roulements et une partie interne présentant un diamètre extérieur maximal qui est inférieur ou égal au diamètre H, ledit procédé comprenant les étapes de: - prévoir une cage externe présentant une portée intérieure de diamètre H1 inférieur ou égal au diamètre H; - disposer la cage externe autour de la partie interne de l'organe intérieur; - déplacer relativement la cage externe par rapport à l'organe intérieur vers la portée extérieure; - réaliser un emmanchement de la portée intérieure de la cage sur la portée extérieure de l'organe intérieur de sorte à assurer une solidarisation temporaire de ladite cage sur ledit organe; - disposer l'organe extérieur autour de l'organe intérieur avec les pistes de roulement en regard; - introduire les corps roulants dans les chemins de roulement par excentration de l'organe extérieur par rapport à l'organe intérieur; - recentrer l'organe extérieur et répartir les corps roulants dans chacun des chemins de roulement; - déplacer la cage externe depuis la portée extérieure dans la rangée externe de corps roulants, de sorte à assurer la rétention desdits corps roulants; - disposer la cage interne dans la rangée interne de corps roulants. Selon un deuxième aspect, l'invention propose une cage de rétention pour la mise en oeuvre d'un tel procédé de montage, comportant un corps annulaire muni de logements pour recevoir les corps roulants, la face intérieure dudit corps comprenant une saillie de diamètre intérieur H1, ladite saillie formant portée d'emmanchement de ladite cage sur une portée de diamètre H supérieur ou égal au diamètre H1. Selon un troisième aspect, l'invention propose un palier à roulement monté conformément au procédé mentionné ci-dessus, ledit palier comprenant un organe intérieur et un organe extérieur, lesdits organes comprenant chacun deux pistes de roulement qui sont disposées en regard deux à deux de sorte à former deux chemins de roulement dans lesquels respectivement une rangée de io corps roulants est disposée de sorte à permettre la rotation relative d'un organe par rapport à l'autre, l'organe intérieur comprenant, de l'externe vers l'interne: un flasque radial, une portée annulaire extérieure de diamètre H, les pistes de roulements et une partie interne présentant un diamètre extérieur maximal qui est inférieur ou égal au diamètre H, ledit palier comprenant en outre une cage de rétention telle que mentionnée ci-dessus, ladite cage maintenant à équidistance les corps roulants de la rangée externe. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - les figures 1 sont une représentation en coupe longitudinale d'un palier à roulement montrant huit étapes du procédé de montage (1 à 4 sur la figure la et 5 à 8 figure 1 b) selon un mode de réalisation; - la figure 2 est une représentation en coupe longitudinale d'un palier à roulement montrant les étapes 3 et 4 selon une première variante du mode de réalisation de la figure 1; - la figure 3 est une représentation en coupe longitudinale d'un palier à roulement montrant les étapes 3 et 4 selon une deuxième variante du mode de réalisation de la figure 1; - les figures 4 sont une représentation respectivement en perspective (figure 4a) et en coupe longitudinale (figure 4b) de la cage pour la mise en oeuvre du procédé selon le mode de réalisation de la figure 1; - les figures 5 sont une représentation respectivement en perspective (figure 5a) et en coupe longitudinale (figure 5b) de la cage pour la mise en oeuvre du procédé selon la première variante de la figure 2; - les figures 6 sont une représentation respectivement en perspective (figure 6a) et en coupe longitudinale (figure 6b) de la cage pour la mise en oeuvre du procédé selon la deuxième variante de la figure 3. En relation avec les figures 1 à 3, on décrit un palier à roulement pour roue motrice de véhicule automobile. Le palier comprend un moyeu tournant 1 sur io lequel la roue est destinée à être montée. Le moyeu est formé d'un corps annulaire présentant un alésage central coaxial à l'axe de rotation. Sur la partie externe de la surface du corps, un flasque radial 2 est formé, ledit flasque étant pourvue d'orifices 2a formant moyen de fixation de la roue par vissage. En outre, la périphérie de l'alésage du moyeu comprend des chemins de roulements concaves 3 pour des corps roulants d'un joint tripode qui est prévu pour transmettre le couple de rotation moteur audit moyeu. Dans la suite de la description, les termes interne et externe sont définis par rapport respectivement aux côtés droit et gauche des figures en coupe du palier, et les termes intérieur et extérieur sont définis par rapport à l'axe de rotation. Sur la partie centrale de la surface du corps, deux pistes de roulements 4a, 4b adjacentes sont formées de sorte à permettre la rotation sur elles de deux rangées de corps roulants 5a, 5b sous la forme de billes 6. En outre, une bague extérieure fixe 7 d'un roulement est montée sur le moyeu 1, ladite bague comprenant également deux pistes de roulements 7a, 7b disposées en regard de celles du moyeu 1 de sorte à former un chemin de roulement pour respectivement une rangée 5a, 5b de corps roulants 6. La bague extérieure 7 est destinée à être associée au porte fusée du véhicule, par exemple par emmanchement, de sorte à permettre l'association du palier au châssis du véhicule. i0 Dans le mode de réalisation décrit, le corps comprend en outre deux portées annulaires extérieures 8, 9 de diamètre H qui sont prévues de part et d'autre des pistes de roulement 4a, 4b. En particulier, le diamètre extérieur du flasque 2 est supérieur au diamètre H. Par ailleurs, les deux côtés de l'espace de roulement formé entre la bague extérieure 7 et le moyeu 1 sont étanchéifiés par deux joints d'étanchéité 10, 11 prévus respectivement en regard des faces latérales du chemin de roulement externe et interne. Le joint externe 10 est formé d'une armature emmanchée sur la bague extérieure 7, ladite armature étant pourvue d'une lèvre d'étanchéité en contact frottant sur la portée annulaire extérieure 8. Le joint interne 11 comprend une armature extérieure emmanchée dans la bague extérieure 7 et une armature intérieure emmanchée sur la portée extérieure 9, de sorte à former un espace annulaire entre lesdites armatures. Au moins une lèvre d'étanchéité est associée à l'armature extérieure, ladite lèvre comprenant au moins une partie libre venant en appui frottant sur l'armature intérieure de sorte à étanchéifier ledit espace annulaire. Bien que la description soit faite en relation avec ce mode de réalisation particulier, il apparaîtra à l'homme du métier que l'invention s'applique à tous les types de palier à roulement comprenant un organe intérieur 1 et un organe extérieur 7, lesdits organes comprenant chacun deux pistes de roulement 4a, 4b, 7a, 7b qui sont disposées en regard deux à deux de sorte à former deux chemins de roulement dans lesquels respectivement une rangée 5a, 5b de corps roulants 6 est disposée de sorte à permettre la rotation relative d'un organe par rapport à l'autre. Dans lequel l'organe intérieur 1 comprend, de l'externe vers l'interne: un flasque radial 2, une portée annulaire extérieure 8 de diamètre H, les pistes de roulements 4a, 4b et une partie interne 9 présentant un diamètre extérieur maximal qui est inférieur ou égal au diamètre H. Chaque rangée 5a, 5b de corps roulants est pourvue d'une cage de rétention, respectivement externe 12 et interne 13, qui permet de maintenir les corps roulants 6 à équidistance lors de la rotation. Une cage 12, 13 comprend un corps annulaire formée d'une seule pièce, par exemple par moulage d'un matériau polymérique tel que le PA 6.6, éventuellement chargé pour améliorer ses caractéristiques mécaniques. Le corps annulaire est pourvu de logements 14 pour recevoir individuellement les corps roulants 6, lesdits logements étant séparés par des ponts de matière 15 io (voir figures 4 à 6). En particulier, la cage 12, 13 est montée dans la rangée de corps roulants 5a, 5b par clipsage de chaque corps roulants 6 dans un logement 14. On décrit ci-dessous, en relation avec les figures 1, huit étapes de montage du palier représenté. Dans le mode de réalisation représenté, le procédé prévoit une étape initiale de déplacement du joint externe d'étanchéité 10 autour de l'organe intérieur 1. Ce déplacement est réalisé depuis la partie interne de l'organe 1 contre la face interne du flasque 2 de sorte à assurer une solidarisation temporaire du joint 10 sur le flasque 2 par tous moyens adéquats. Pour permettre le montage, la cage externe 12 présente une portée intérieure de diamètre H1 inférieur ou égal au diamètre H. Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 4, le corps présente une géométrie cylindrique dont la face intérieure est pourvue d'une saillie de diamètre H1 formant ladite portée. Plus particulièrement, la saillie est formée par un bourrelet 16 prévu sur chacun des ponts de matière 15 de sorte à former un bourrelet annulaire discontinu. Cette géométrie permet, après disposition de la cage externe 12 autour de la partie interne de l'organe intérieur 1 et déplacement relatif de ladite cage par rapport audit organe vers la portée extérieure 8, de réaliser un emmanchement de la portée intérieure 16 sur la portée extérieure 8 (étape 1). On peut prévoir que la saillie 16 soit prévue à proximité de la face latérale interne du corps de la cage 12 de sorte à assurer l'emmanchement à ce niveau. En outre, le diamètre H1 peut être strictement inférieur au diamètre H, notamment compris strictement entre 0,95 H et H. Cette réalisation permet, par déformation de la cage 12 lors de l'emmanchement, d'assurer une solidarisation temporaire de la cage 12 sur l'organe 1 qui est particulièrement fiable pour les étapes de montage ultérieures. Par ailleurs, la surface extérieure de la portée 8 peut est rectifiée, notamment io pour améliorer l'étanchéité conférée par le contact frottant de la lèvre ou pour disposer un moyen codeur, ce qui contribue également à améliorer la fiabilité de l'emmanchement. Ensuite, le procédé prévoit de disposer l'organe extérieur 7 autour de l'organe intérieur 1 avec les pistes de roulement 4a, 4b, 7a, 7b en regard, puis d'introduire les corps roulants 6 dans les chemins de roulement par excentration de l'organe extérieur 7 par rapport à l'organe intérieur 1 (étape 2). Puis l'organe extérieur 7 est recentré et les corps roulants 6 sont répartis dans chacun des chemins de roulement (étape 3). La réalisation de cette étape est rendue possible du fait que la cage externe 12 et éventuellement le joint externe 10 sont solidarisés de façon temporaire, ce qui évite toute interférence de ceux-ci lors du montage des corps roulants 6. L'étape 4 représente le déplacement de la cage externe 12 depuis la portée extérieure 8 dans la rangée externe 5a de corps roulants 6. Pour assurer ce désemmanchement, on prévoit d'utiliser un outil comprenant des doigts d'appui 17 sur la cage externe 12, ledit outil étant déplacé en direction de l'espace de roulement. Dans le mode de réalisation de la figure 1, les doigts 17 prennent appui sur une face externe 18 de la cage 12. Cette réalisation permet de réduire la distance d entre la face interne du flasque 2 et le bord externe du chemin de roulement externe 5a jusqu'à la valeur minimale permettant la disposition des doigts 17. Dans la variante représentée sur la figure 2, les doigts 17 prennent appui sur un épaulement extérieur 19 prévu à cet effet sur la périphérie de la cage 12 (figures 5). Cette réalisation permet de réduire encore la distance d, et donc l'encombrement axial total du palier, puisqu'elle permet un recouvrement axial partiel entre le joint 10 et la cage 12 tout en autorisant la disposition des doigts 17 (voir étape 4, figure 2). En particulier, la distance d peut être comprise entre plus ou moins 10% de la io dimension axiale hors tous hc de la cage 12 additionnée de la dimension axiale hors tous hi du joint d'étanchéité externe 10. En variante non représentée, on peut prévoir que le déplacement de la cage externe 12 soit réalisé par appui sur le joint externe 10, par exemple au moyen de doigts, ledit joint entraînant la cage lors de son déplacement. Cette réalisation permet de s'affranchir de l'espace nécessaire entre le joint externe 10 et la cage externe 12 pour l'engagement des doigts sur ladite cage. En outre, les dispositions de la cage externe 12 et du joint 10 sont alors réalisées conjointement. Dans les cages 12a, 12b selon les figures 4 et 5, la dimension axiale du bourrelet 16 est inférieure au diamètre des logements 14. Cette réalisation permet, lorsque la cage 12 est disposée dans l'espace de roulement, d'éviter que la saillie 16 vienne interférer avec la portée extérieure 8 lors de la rotation. En effet, la partie de base du corps, qui est disposée en regard de la portée extérieure 8, présente un diamètre H2 supérieur à celui H1 du bourrelet 16 et supérieur au diamètre H de la portée extérieure 8. Dans la deuxième variante représentée sur les figures 3 et 6, le corps de la cage 12c présente une géométrie tronconique convergeant du côté interne. En particulier, la saillie 16 est formée sur la partie extrême de chaque pont de matière 15 par biseautage. La géométrie tronconique permet également de s'affranchir d'une interférence entre la cage 12 et la portée extérieure 8 lors de la rotation du palier. En outre, la partie de base 20 des ponts de matière présente également un décroché de diamètre maximal H2. Dans l'étape 5, la cage interne 13 est disposée dans la rangée interne 5b de corps roulants 6. La cage interne 13 représentée sur la figure 1 a la même géométrie cylindrique que celle de la cage externe 12. En variante, on peut prévoir une cage interne de géométrie différente de celle de la cage externe, par exemple cylindrique dans le cas d'une cage externe tronconique. En outre, la cage interne peut comprendre une portée intérieure selon l'invention, ou ne pas io comprendre une telle portée. L'étape 6 représente les divers contrôles et la lubrification de l'espace de roulement qui est préalable à l'étape 7 de déplacement du joint externe 10 et de l'étape 8 de disposition du joint interne 11 en regard des faces latérales du chemin de roulement respectivement externe et interne. i0 REVENDICATIONS 1. Procédé de montage d'un palier à roulement comprenant un organe intérieur (1) et un organe extérieur (2), lesdits organes comprenant chacun deux pistes de roulement adjacentes (4a, 4b, 7a, 7b) qui sont disposées en regard deux à deux de sorte à former deux chemins de roulement dans lesquels respectivement une rangée (5a, 5b) de corps roulants (6) est disposée de sorte à permettre la rotation relative d'un organe par rapport à l'autre, les corps roulants (6) de chaque rangée (5a, 5b) étant maintenus à équidistance par io respectivement une cage de rétention (12, 13), l'organe intérieur (1) comprenant, de l'externe vers l'interne: un flasque radial (2), une portée annulaire extérieure (8) de diamètre H, les pistes de roulement (4a, 4b) et une partie interne (9) présentant un diamètre extérieur maximal qui est inférieur ou égal au diamètre H, ledit procédé comprenant les étapes de: - prévoir une cage externe (12) présentant une portée intérieure (16) de diamètre H1 inférieur ou égal au diamètre H; - disposer la cage externe (12) autour de la partie interne de l'organe intérieur (1) ; - déplacer relativement la cage externe (12) par rapport à l'organe intérieur (1) vers la portée extérieure (8) ; - réaliser un emmanchement de la portée intérieure (16) de la cage (12) sur la portée extérieure (8) de l'organe intérieur (1) de sorte à assurer une solidarisation temporaire de ladite cage sur ledit organe; - disposer l'organe extérieur (7) autour de l'organe intérieur (1) avec les pistes de roulement (4a, 4b, 7a, 7b) en regard; - introduire les corps roulants (6) dans les chemins de roulement par excentration de l'organe extérieur (7) par rapport à l'organe intérieur (1) ; - recentrer l'organe extérieur (7) et répartir les corps roulants (6) dans chacun des chemins de roulement; - déplacer la cage externe (12) depuis la portée extérieure (8) dans la rangée externe (5a) de corps roulants (6), de sorte à assurer la rétention desdits corps roulants; - disposer la cage interne (13) dans la rangée interne (5b) de corps roulants (6). 2888625 Il 2. Procédé de montage selon la revendication 1, dans lequel, préalablement à la disposition de la cage externe (12) autour de l'organe intérieur (1), un joint externe d'étanchéité (10) est déplacé autour dudit organe intérieur, depuis la partie interne contre la face interne du flasque (2), le procédé prévoyant en outre, après le déplacement de la cage externe (12) dans la rangée (5a) de corps roulants (6), de déplacer le joint externe (10) en regard de la face latérale du chemin de roulement externe de sorte à étanchéifier le côté externe de l'espace de roulement. i0 3. Procédé de montage selon la revendication 2, dans lequel le joint externe (10) est disposé de sorte à venir en contact frottant sur la portée annulaire extérieure (8). 4. Procédé de montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, après l'introduction des corps roulants (6), un joint d'étanchéité interne (11) est disposé en regard de la face latérale du chemin de roulement interne de sorte à étanchéifier le côté interne de l'espace de roulement. 5. Procédé de montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le déplacement de la cage externe (12) dans la rangée de corps roulants est réalisé au moyen d'un outil comprenant des doigts d'appui (17) sur la cage externe (12). 6. Procédé de montage selon la revendication 5, dans lequel les doigts (17) prennent appui sur une face externe (19) de la cage (12). 7. Procédé de montage selon la revendication 5, dans lequel les doigts (17) prennent appui sur un épaulement extérieur (18) prévu à cet effet sur la périphérie de la cage (12). 8. Cage de rétention (12) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comportant un corps annulaire muni de logements (14) pour recevoir les corps roulants (6), la face intérieure dudit corps comprenant une saillie (16) de diamètre intérieur H1, ladite saillie formant portée d'emmanchement de ladite cage sur une portée de diamètre H supérieur ou égal au diamètre H1. 9. Cage de rétention selon la revendication 8, caractérisée en ce que le corps présente une géométrie cylindrique. 10. Cage de rétention selon la revendication 9, caractérisée en ce que les logements (14) sont séparés par des ponts de matière (15), la saillie étant formée par un bourrelet (16) prévu sur chacun des ponts de matière (15) de sorte à former un bourrelet annulaire discontinu. 11. Cage de rétention selon la revendication 8, caractérisée en ce que le corps présente une géométrie tronconique convergeant du côté interne. 12. Cage de rétention selon la revendication 11, caractérisée en ce que les logements (14) sont séparés par des ponts de matières (15), la partie extrême de chaque pont de matière (15) étant biseautée de sorte à former saillie (16). 13. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que la saillie (16) est prévue à proximité de la face latérale interne du corps. 14. Cage de rétention selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, 25 caractérisée en ce que la périphérie de la cage comporte un épaulement extérieure (19). 15. Palier à roulement monté conformément au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ledit palier comprenant un organe intérieur (1) et un organe extérieur (7), lesdits organes comprenant chacun deux pistes de roulement (4a, 4b, 7a, 7b) qui sont disposées en regard deux à deux de sorte à former deux chemins de roulement dans lesquels respectivement une rangée (5a, 5b) de corps roulants (6) est disposée de sorte à permettre la rotation relative d'un organe par rapport à l'autre, l'organe intérieur (1) comprenant, de l'externe vers l'interne: un flasque radial (2), une portée annulaire extérieure (8) de diamètre H, les pistes de roulement (4a, 4b) et une partie interne (9) présentant un diamètre extérieur maximal qui est inférieur ou égal au diamètre H, ledit palier comprenant en outre une cage de rétention (12) selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, ladite cage maintenant à équidistance les corps roulants (6) de la rangée externe (5a). 16. Palier à roulement selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une cage de rétention interne (13) maintenant à équidistance les corps roulants (6) de la rangée interne (5b). 17. Palier à roulement selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que la dimension axiale de la saillie (16) est inférieure au diamètre des logements (14). 18. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que le diamètre H1 est compris strictement entre 0,95 H et H. 19. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que le diamètre extérieur du flasque (2) est supérieur au diamètre H. 20. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un joint d'étanchéité externe (10) qui est disposé en regard de la face latérale du chemin de roulement externe de sorte à étanchéifier le côté interne de l'espace de roulement, ledit joint étant en contact frottant sur la portée annulaire extérieure (8). 21. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisé en ce que la distance d entre la face interne de la saillie et le bord externe du chemin de roulement externe est comprise entre plus ou moins 10% de la dimension axiale hors tout hc de la cage (12), éventuellement additionnée de la dimension axiale hors tout hi du joint d'étanchéité externe (10). 22. Palier à roulement selon [une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend un moyeu tournant (1) sur lequel une roue motrice de véhicule automobile est destinée à être montée par l'intermédiaire du flasque (2), une bague extérieure fixe (7) d'un roulement qui est montée sur le moyeu (1) par l'intermédiaire des corps roulants (6) de sorte à permettre l'association dudit palier au châssis du véhicule, ledit moyeu comprenant un alésage dans lequel un joint tripode est destiné à être disposé.