Brevet FR2891596A1 — publié le 20070406

La présente invention concerne un roulement axial, du type comprenant - une première rangée de corps de roulement, - une première piste intérieure de roulement radial d'une première piste extérieure de roulement radial et sur lesquelles s'appliquent les corps de roulement de la première rangée de corps de roulement, - une bague intérieure portant la première piste intérieure de roulement, - une bague extérieure définissant un premier axe central, la première piste extérieure de roulement étant radialement fixé par rapport à la bague extérieure. On connaît des arbres de direction de véhicule de 15 tourisme qui sont logés en utilisant deux roulements à billes sans jeu en haut de colonne. Ces roulements à billes assurent le guidage en rotation de l'arbre de direction, et doivent disposer d'un couple de rotation très faible et d'une rigidité élevée afin de permettre un actionnement ergonomique du volant. Ces colonnes de direction intègrent parfois une fonction de réglage de la position du volant, nécessitant l'utilisation d'un troisième roulement situé à proximité d'un joint cardan. Ce troisième roulement garantit le positionnement de celui-ci pendant le réglage angulaire de la colonne de direction. Les trois roulements n'ont pas de jeu radial et leurs logements doivent donc être alignés les uns par rapport aux autres afin de garantir un bon fonctionnement de la colonne de direction. Cette nécessité d'alignement conduit à un coût de fabrication élevé en raison des faibles tolérances à respecter. L'invention a pour but de proposer un roulement axial qui permette le montage facile d'une colonne de direction tout en assurant un faible couple de rotation du volant. A cet effet, l'invention a pour objet un roulement du type précité, caractérisé en ce que la bague intérieure est librement radialement déplaçable par rapport au premier axe central par rapport à la bague extérieure et par rapport à la première piste extérieure de roulement. Selon des modes particuliers de réalisation, le roulement axial selon l'invention comporte les caractéristiques suivantes: - le roulement comporte des moyens de limitation du déplacement radial de la bague intérieure par rapport à la bague extérieure et au moins par rapport à la première piste extérieure; - les moyens de limitation du déplacement radial comprennent un épaulement radialement adjacent à l'une des premières pistes de roulement intérieure ou extérieure et 20 adapté pour venir en contact avec la première rangée de corps de roulement; - le roulement comprend en outre ^ une seconde rangée de corps de roulement s'étendant autour de l'axe central, et une seconde piste intérieure de roulement radiale et une seconde piste extérieure de roulement radiale sur lesquelles s'appliquent les corps de roulement de la seconde rangée, et la bague intérieure porte la seconde piste intérieure de roulement; - les première et seconde pistes intérieures de roulement sont dirigées l'une vers l'autre, les première et seconde piste extérieures de roulement sont dirigées dans des sens axiaux dirigés l'un à l'écart de l'autre, et le roulement comporte un ressort adapté pour écarter axialement les première et seconde pistes extérieures de roulement; les première et seconde pistes intérieures de roulement sont dirigées dans des sens axiaux dirigés l'un à l'écart de l'autre, et les première et seconde pistes extérieures de roulement sont dirigées axialement l'une vers l'autre; - la bague extérieure est formée par une enveloppe retenant axialement les première et seconde pistes extérieures de roulement, les première et seconde pistes extérieures de roulement sont axialement déplaçables par rapport à l'enveloppe, et le roulement comporte un ressort interposé axialement entre l'enveloppe et l'une des première et seconde pistes extérieures de roulement et est adapté pour solliciter les pistes de roulement les unes vers les autres; - la bague intérieure est constituée de deux demi-bagues intérieures fixées l'une à l'autre, et chacune des première et seconde pistes intérieures de roulement est solidaire de l'une des demi-bagues intérieures; - la bague intérieure est réalisée d'une seule pièce et porte les première et seconde pistes intérieures de roulement; et - au moins l'une des pistes de roulement a une 25 section radiale concave. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective et en coupe axial d'un roulement selon un premier mode de réalisation de l'invention dans une configuration excentrée; - la figure 2A est une vue analogue à celle de la figure 1 d'un deuxième mode de réalisation d'un roulement selon l'invention dans une position excentrée; - la figure 2B est une vue de roulement de la figure 2A, le roulement étant dans une position centrée; et - la figure 3A et 3B sont des vues en perspective du roulement des figures 2A et 2B. La figure 1 représente un roulement axial selon un premier mode de réalisation de l'invention, désigné par la 10 référence générale 2. Le roulement axial 2 comprend une première 4 et deuxième 6 rangées de corps de roulement, en l'occurrence de billes 8, ainsi que pour chacune des rangées de corps de roulement 4 et 6, une piste intérieure de roulement 10, 12, et une piste extérieure de roulement 14, 16. La première rangée de corps de roulement 4 s'applique d'une part sur la piste intérieure 10 et d'autre part sur la piste extérieure 14, tandis que la deuxième rangée 6 s'applique d'une part sur la piste intérieure 12 et d'autre part sur la piste extérieure 16. Le roulement 2 comporte en outre une bague extérieure 18 qui définit un axe central X-X. Dans ce qui suit, les expressions axialement , radialement , et circonférentiellement seront utilisées par rapport à cet axe central X-X. La bague extérieure 18 est constituée par deux demi-bagues extérieures 19. Comme illustré sur la figure 1, chaque demi-bague extérieure 19 est solidaire de l'une des pistes extérieures 14 et 16. Les deux pistes extérieures de roulement 14 et 16 sont dirigées dans deux sens axiaux différents, dirigés l'un à l'opposé de l'autre. Le roulement axial 2 comporte en outre un élément de précontrainte, sous forme d'un ressort torique 20, qui est 2891596 5 interposé axialement entre les deux demi-bagues extérieures 19 et qui sollicite les deux demibagues extérieures 19 axialement l'une à l'écart de l'autre. Le roulement axial 2 comporte aussi une bague intérieure 22, qui définit un axe central Y-Y, parallèle à l'axe central X-X. En l'occurrence la bague intérieure 22 est formée par deux demi-bagues intérieures 24, 26 fixées l'une à l'autre. Les deux demi-bagues 24, 26 sont fixées l'une à l'autre par sertissage d'une partie 28 de la demi- bague intérieure 24. La piste intérieure 10 est solidaire de la demi-bague intérieure 24, tandis que la piste intérieure 12 est solidaire de la demi-bague intérieure 26. La bague extérieure 18 comporte un diamètre intérieur D, qui est mesuré entre les points radialement les plus intérieurs de la bague extérieure 18. En outre, la bague intérieure 22 définit un diamètre d qui est mesuré à la surface radialement extérieure de la bague intérieure 22 située en face des pistes extérieures 14 et 16. Le diamètre d est inférieur au diamètre D, de telle sorte que la bague intérieure 22 peut être librement déplacée dans une direction radiale par rapport à la bague extérieure 18 d'une distance de débattement prédéterminée A = D - d. Les pistes intérieures 10, 12 ont une forme générale annulaire s'étendant autour de l'axe Y-Y. La piste extérieure 14 et la piste extérieure 16 ont des formes annulaires s'étendant autour de l'axe X-X. Les pistes extérieures 14, 16 et intérieures 10, 12 ont des largeurs radiales L qui définissent le déplacement radial possible entre la bague extérieure 18 et la bague intérieure 22. Ainsi, le roulement axial 2 permet un déplacement radial de la bague intérieure 22 par rapport à la bague extérieure 18. En outre, même lorsque les axes X-X et Y-Y sont décalés radialement l'un de l'autre, une rotation de la bague 2891596 6 intérieure 22 autour de son axe central propre Y-Y reste possible. On conçoit que le roulement 2 selon l'invention permet un montage avec des tolérances radiales importantes 5 des logements tout en garantissant un bon fonctionnement de la colonne de direction. Sur les figures 2A et 2B est présenté un deuxième mode de réalisation du roulement selon l'invention. Dans ce qui suit uniquement les différences par rapport au roulement de la figure 1 seront expliquées, les mêmes éléments portent les mêmes références. Ce roulement axial 2 comporte des pistes de roulement extérieures 14 et 16 qui sont détachées de la bague extérieure 18. La bague extérieure 18 est formée par une enveloppe 30 d'un seul tenant qui retient radialement les première et seconde pistes extérieures 14, 16. Les pistes de roulement extérieures 14, 16 sont axialement mobiles par rapport à l'enveloppe 30. Par ailleurs, ces pistes extérieures 14 et 16 sont dirigées axialement l'une vers l'autre. En outre, le ressort 20 est disposé axialement entre l'enveloppe 30 et la piste extérieure 16. Ce ressort 20 est adapté pour solliciter les première 14 et seconde pistes 16 axialement l'une vers l'autre. Les pistes de roulement intérieures 10, 12 sont dirigées dans des sens axiaux opposés, et sont disposés axialement entre les pistes extérieures 14 et 16. La bague intérieure 22 est réalisée d'une seule pièce et porte les pistes de roulement intérieures 10, 12. Cette caractéristique facilite la fabrication de la bague intérieure 22. En outre, les moyens de limitation du déplacement radial comprennent un épaulement 40 qui est adjacent, côté radialement intérieur, à la piste intérieure 10, ainsi qu'un épaulement 42 qui est adjacent, côté radialement extérieur, à la piste extérieure 14. Ces épaulements 40, 42 sont adaptés pour venir en contact avec la rangée de billes 4. Le deuxième mode de réalisation est particulièrement simple à assembler. Il suffit d'empiler successivement la piste extérieure 14, les billes 8 de la rangée 4, la bague intérieure 22, les billes 8 de la rangée 6, la piste extérieure 16, le ressort 20 dans l'enveloppe et de fermer cette enveloppe 30. En variante, les pistes de roulement 10, 12, 14, 16 ont des sections radiales concaves, avec la concavité tournée à chaque fois vers les corps de roulement. Ces concavités assistent à un recentrage des billes sur les pistes. REVENDICATIONS 1. Roulement axial, du type comprenant - une première rangée (4, 6) de corps de roulement (8), - une première piste intérieure (10, 12) de roulement radial d'une première piste extérieure (14, 16) de roulement radial et sur lesquelles s'appliquent les corps de roulement (8) de la première rangée (4, 6) de corps de roulement, - une bague intérieure (22) portant la première piste intérieure de roulement (10, 12), - une bague extérieure (18) définissant un premier axe central (X-X), la première piste extérieure de roulement (14, 16) étant radialement fixé par rapport à la bague extérieure (18), caractérisé en ce que la bague intérieure (22) est librement radialement déplaçable par rapport au premier axe (X-X) central par rapport à la bague extérieure (18) et par rapport à la première piste extérieure de roulement (14, 16). 2. Roulement axial selon la revendication 1, caractérisé en ce que le roulement comporte des moyens de limitation (40, 42) du déplacement radial de la bague intérieure (22) par rapport à la bague extérieure (18) et au É25 moins par rapport à la première piste extérieure (14, 16). 3. Roulement axial selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de limitation du déplacement radial comprennent un épaulement (40, 42) radialement adjacent à l'une des premières pistes de roulement intérieure (10, 12) ou extérieure (14, 16) et adapté pour venir en contact avec la première rangée (4, 6) de corps de roulement (8). 2891596 9 4. Roulement axial selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le roulement comprend en outre - une seconde rangée (6, 4) de corps de roulement (8) s'étendant autour de l'axe central (X-X), et - une seconde piste intérieure (12, 10) de roulement radiale et une seconde piste extérieure (16, 14) de roulement radiale sur lesquelles s'appliquent les corps de roulement (8) de la seconde rangée (6, 4), et en ce que la bague intérieure (22) porte la seconde piste intérieure (12, 10) de roulement. 5. Roulement axial selon la revendication 4, caractérisé en ce les première (10, 12) et seconde (12, 10) pistes intérieures de roulement sont dirigées l'une vers l'autre, en ce que les première (14, 16) et seconde (16, 14) piste extérieures de roulement sont dirigées dans des sens axiaux dirigés l'un à l'écart de l'autre, et en ce que le roulement comporte un ressort (20) adapté pour écarter axialement les première (14, 16) et seconde (16, 14) pistes extérieures de roulement. 6. Roulement axial selon la revendication 4, caractérisé en ce que les première (10, 12) et seconde (12, 10) pistes intérieures de roulement sont dirigées dans des sens axiaux dirigés l'un à l'écart de l'autre, et les É25 première (14, 16) et seconde (16, 14) pistes extérieures de roulement sont dirigées axialement l'une vers l'autre. 7. Roulement axial selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bague extérieure (18) est formée par une enveloppe (30) retenant axialement les première (14, 16) et seconde pistes (16, 14) extérieures de roulement, en ce que les première (14, 16) et seconde pistes (16, 14) extérieures de roulement sont axialement déplaçables par rapport à l'enveloppe (30), et en ce que le roulement comporte un ressort (20) interposé axialement entre l'enveloppe (30) et l'une des première (14, 16) et seconde (16, 14) pistes extérieures de roulement et est adapté pour solliciter les pistes de roulement (10, 12, 14, 16) les unes vers les autres. 8. Roulement axial selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la bague intérieure (22) est constituée de deux demi-bagues intérieures (24, 26) fixées l'une à l'autre, et en ce que chacune des première (10, 12) et seconde (12, 10) pistes intérieures de roulement est solidaire de l'une des demi-bagues intérieures (24, 26). 9. Roulement axial selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce la bague intérieure (22) est réalisée d'une seule pièce et porte les première (10, 12) et seconde (12, 10) pistes intérieures de roulement. 10. Roulement axial selon l'une quelconque des revendication 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins l'une des pistes de roulement (10, 12, 14, 16) a une section radiale 20 concave.