Brevet FR2919362A1 — publié le 20090130

UNITE DE DEPLACEMENT DE ROULEMENT ET ARBRE DE TRANSMISSION La présente invention concerne une unité de déplacement de roulement avec une douille profilée, sur la surface intérieure de laquelle sont prévues au moins par endroits des voies de roulement extérieures, avec un tourillon mobile dans le sens axial dans la douille profilée, sur la surface extérieure duquel sont prévues au moins par endroits des voies de roulement intérieures, et avec des billes qui sont disposées pour la transmission du couple respectivement dans des voies de roulement intérieures et des voies de roulement extérieures associées les unes aux autres par paires. La présente invention concerne en outre un arbre de transmission doté d'une telle unité de déplacement de roulement. Pour des unités de déplacement de roulement traditionnelles du type cité plus haut qui sont souvent utilisées dans des arbres de transmission, des vibrations risquent d'apparaître avant l'installation dans un véhicule ou lors du transport, lesquelles provoquent un enfoncement ou une sortie brusque du tourillon par rapport à la douille profilée. Cela peut entraîner un endommagement des composants de l'unité de déplacement de roulement qui ne peuvent être immobilisés en partie qu'ultérieurement. Il est encore connu pour des unités de déplacement de roulement traditionnelles du type cité au début de limiter la course maximale autorisée en service que le tourillon peut parcourir par rapport à la douille profilée en prévoyant des circlips ou similaires dans les voies de roulement intérieures et/ou les voies de roulement extérieures. La distance de déplacement maximale est par conséquent limitée du fait que les billes et/ou une cage éventuellement prévue heurte un tel circlip. Il est considéré comme désavantageux ici que les voies de roulement relativement onéreuses en fabrication soient raccourcies par des circlips ou similaires. Il est préféré aussi pour des raisons d'économie en poids de maintenir le tourillon aussi court que possible sans devoir rallonger inutilement les voies de roulement. La présente invention a pour objectif par conséquent de mettre à disposition une unité de déplacement de roulement ainsi qu'un arbre de transmission du type cité au début qui garantit pour une fabricabilité économique une fiabilité élevée. Cet objectif est atteint selon l'invention par une unité de déplacement de roulement du type cité au début essentiellement du fait qu'un couvercle soit prévu sur l'extrémité du tourillon pouvant être introduite dans la douille profilée de telle sorte qu'au moins une section du couvercle s'étende radialement vers l'extérieur jusque dans la zone au moins d'une des voies de roulement extérieures. Il est possible par là-même d'utiliser au moins dans un sens de déplacement de l'unité de déplacement de roulement la longueur totale des voies de roulement extérieures du tourillon en service pour le déplacement de roulement des billes. Le couvercle évite juste que les billes ne puissent tomber des voies de roulement. Il n'est par conséquent pas nécessaire de prolonger les voies de roulement uniquement pour pouvoir prévoir une butée d'enfoncement ou de sortie. De manière surprenante, il s'est avéré en service que la prévision du couvercle sur le tourillon soit liée à un autre avantage considérable. Le couvercle peut être adapté selon l'invention à la longueur de déplacement survenant au maximum en service de l'unité de déplacement de roulement de telle sorte qu'il bute dans la position enfoncée au maximum contre une autre butée réalisée par exemple également comme un couvercle à l'intérieur de la douille profilée. Les forces agissant pour des unités de déplacement de roulement traditionnelles exclusivement sur les billes, la cage et/ou les voies de roulement ou leurs butées lors d'un enfoncement ou une sortie brusque du tourillon par rapport à la douille profilée peuvent être absorbées de cette manière en outre par le couvercle. Il est préféré ici que le couvercle se compose d'une matière éventuellement légèrement flexible telle qu'une matière plastique. Afin d'obtenir simultanément une résistance suffisante du couvercle, il est préféré que celui-ci se compose d'un matériau composite fibreux par exemple une matière plastique renforcée par des fibres de verre et/ou de carbone. Afin de maintenir le couvercle de manière sûre sur le tourillon, ce dernier est pourvu au moins sur son extrémité pouvant être introduite dans la douille profilée, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, d'une ouverture centrale, le couvercle présentant une saillie pouvant être fixée dans l'ouverture. Pour des raisons d'économie en poids, l'ouverture du tourillon peut également être réalisée comme une ouverture de passage de sorte que le tourillon soit également réalisé essentiellement en forme de douille. La saillie du couvercle peut présenter une géométrie correspondant à la géométrie de l'ouverture dans le tourillon ou une géométrie différente de celle-ci qui doit permettre toutefois un alignement et une fixation du couvercle sur le tourillon. La saillie peut être enfoncée, encliquetée ou collée dans l'ouverture et/ou être maintenue par le biais d'un ressort ou similaire dans l'ouverture. Si le couvercle présente une bride en particulier cylindrique, dont le bord radialement extérieur ferme les voies de roulement extérieures au moins en partie dans le sens axial, une chute des billes ou de la cage les recevant est évitée de manière sûre sans raccourcir la longueur utile des voies de roulement. Une liaison particulièrement sûre du couvercle sur le tourillon peut être obtenue du fait que le couvercle présente au moins une saillie s'engageant dans l'une des voies de roulement extérieures. Pour la liaison du couvercle au tourillon, l'au moins une saillie du couvercle peut être fixée dans au moins l'une des voies de roulement extérieures. Cela peut également être effectué par un blocage, collage, encliquetage ou pressage élastique. En variante, le couvercle peut également présenter un bord radialement extérieur qui est poussé par endroit au-dessus de la zone de branche entre les voies de roulement extérieures du tourillon. La zone de bord du couvercle peut y être bloquée, collée ou encliquetée dans une rainure. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un élément élastique est prévu entre la douille profilée et le tourillon de telle sorte que le tourillon soit sollicité par l'élément élastique dans un sens repoussant celui-ci de la douille profilée. Cela empêche outre la prévision du couvercle que la douille profilée et le tourillon se déplacent brusquement l'un par rapport à l'autre de sorte qu'un endommagement de l'unité de déplacement de roulement puisse être évité. Il est en outre avantageux que des arbres de transmission, dans lesquels de telles unités de déplacement de roulement sont souvent insérées, soient équipés en partie d'assemblages à emboîtement, pour lesquels deux composants à relier entre eux sont emboîtés l'un dans l'autre et encliquetés. En prévoyant un ressort ou similaire entre le tourillon et la douille profilée de l'unité de déplacement de roulement, ces composants assemblés par emboîtement sont poussés dans le sens de leur position se trouvant en engagement l'un avec l'autre de sorte qu'un encliquetage puisse être facilité et un desserrage involontaire en service évité. Dans un perfectionnement de cette idée de l'invention, il est prévu que dans et/ou sur la douille profilée soit prévu un dispositif d'appui d'un élément élastique. Des couvercles qui empêchent une sortie du lubrifiant sont souvent utilisés dans la douille profilée et/ou une section d'arbre contiguë. Un tel couvercle supplémentaire dans la douille profilée peut former une installation d'appui d'un ressort ou d'un ensemble de ressorts. En variante, il est également possible de prévoir sur le côté intérieur de la douille profilée des saillies ou similaires, sur lesquelles un élément élastique peut s'appuyer. De la même manière, un dispositif d'appui d'un élément élastique est également prévu de préférence dans et/ou sur le couvercle. La bride du couvercle peut servir d'appui d'un ressort, en particulier d'un ressort spiral ou une saillie de type tourillon peut être prévue en variante ou en outre sur le couvercle, laquelle maintient un ressort centré. L'objectif de l'invention est encore atteint par un arbre de transmission qui présente deux sections d'arbre reliées entre elles à rotation par le biais d'une articulation médiane réalisée comme un joint homocinétique, un joint homocinétique étant disposé respectivement sur l'extrémité éloignée de l'articulation médiane de chaque section d'arbre, et l'arbre de transmission présentant en outre au moins une unité de déplacement de roulement, disposée en particulier près de l'articulation médiane, dont la longueur peut être modifiée entre une position enfoncée et une position sortie dans le sens axial, entre la douille profilée de l'unité de déplacement de roulement et le tourillon de l'unité de déplacement de roulement étant prévu au moins un élément élastique de telle sorte que l'unité de déplacement de roulement soit sollicitée dans sa position sortie. L'élément élastique réalisé par exemple comme un ressort de pression empêche d'une part un mouvement relatif involontaire des composants de l'unité de déplacement de roulement en service ainsi qu'en particulier pendant le transport et le montage avant l'installation et peut être utilisé en même temps pour maintenir d'autres composants de l'arbre de transmission dans un état relié en rotation entre eux. Dans un perfectionnement de cette idée de l'invention, il est prévu qu'au moins l'une des sections d'arbre et/ou une articulation pouvant être reliée à celle-ci puisse être reliée par le biais d'un assemblage à emboîtement à un composant de propulsion ou d'entraînement. Il est particulièrement préféré que l'assemble à emboîtement présente deux composants pouvant être emboîtés l'un dans l'autre et réalisés respectivement avec des dentures longitudinales correspondantes, lesquels peuvent être fixés par le biais d'un dispositif d'encliquetage par exemple d'un circlip dans le sens axial l'un par rapport à l'autre. La précontrainte de l'unité de déplacement de roulement à l'intérieur de l'arbre de transmission a pour effet que les composants pouvant être emboîtés l'un dans l'autre de l'arbre de transmission restent reliés entre eux de manière sûre en service sans que le dispositif d'encliquetage ou assemblage similaire ne risque de se détacher. La présente invention est expliquée en détail par la suite au moyen d'un exemple de réalisation et en référence au dessin. Toutes les caractéristiques décrites et/ou représentées par image constituent pour elles-mêmes ou en combinaison quelconque l'objet de l'invention, indépendamment de leur résumé dans les revendications ou leurs rattachements. La seule figure représente schématiquement une coupe d'une zone d'un arbre de transmission selon 5 l'invention. Le détail représenté sur la figure d'un arbre de transmission 1 présente une première section d'arbre qui est constituée d'un arbre tubulaire 2, et une seconde section d'arbre non représentée sur la figure, 10 les deux sections d'arbre étant reliées entre elles à rotation par le biais d'une articulation médiane. La figure représente de l'articulation médiane juste une section du moyeu extérieur 3. L'arbre tubulaire 2 est soudé dans le mode de 15 réalisation représenté à une douille profilée 4 qui fait partie d'une unité de déplacement de roulement. Dans la douille profilée 4, un tourillon 5 est logé de manière mobile, lequel est soudé au moyeu extérieur 3 de l'articulation médiane. Dans la douille profilée 4 20 sont réalisées des voies de roulement 6 extérieures par endroits sur sa surface intérieure, alors que dans une zone de déplacement 7 du tourillon 5 sont réalisées des voies de roulement intérieures 8. Les voies de roulement extérieures 6 et les voies 25 de roulement intérieures 8 s'étendent parallèlement les unes aux autres et sont associées par paires les unes aux autres. Dans chaque paire de voies de roulement extérieures 6 et de voies de roulement intérieures 8 sont logées plusieurs billes 9 de telle sorte que 30 celles-ci puissent rouler dans les paires de voies de roulement. Les billes 9 sont guidées dans le sens axial dans une cage 10 en forme de douille. Grâce aux billes 9 disposées dans les voies de roulement extérieures 6 et les voies de roulement intérieures 8, un couple peut être transmis de la douille profilée 4 au tourillon 5, alors que la douille profilée 4 et le tourillon 5 peuvent être déplacés sans effort l'un contre l'autre dans le sens axial. La douille profilée 4 est rendue étanche de manière mobile dans le sens axial par rapport au tourillon 5 par le biais d'un soufflet 11. Le tourillon 5 présente ensuite sur la zone de déplacement 7 une zone de rattachement 12 élargie par rapport à celle-ci. Cette zone de rattachement 12 est soudée à l'extrémité tubulaire du moyeu extérieur 3 de l'articulation médiane. A côté de la zone de rattachement 12, un siège de palier 13 pour un palier à roulement 14 logé de manière élastique dans le mode de réalisation représenté, est prévu sur la zone de déplacement 7 qui présente un plus petit diamètre que la zone de rattachement 12. La zone de rattachement 12 du tourillon 5 équipée essentiellement d'un contour extérieur cylindrique présente une saillie 15 annulaire qui est prévue de manière contiguë au palier de roulement 14 et est tournée vers la zone de déplacement 7. La saillie 15 annulaire est réalisée de telle sorte qu'entre la surface extérieure de la zone de déplacement 7 et la surface radialement intérieure de la saillie 15 reste un espace intermédiaire annulaire. Cet espace intermédiaire sert à loger un poids 16 qui est fixé par le biais d'une attache 17 sur la saillie 15. Le poids 16 peut être collé et/ou soudé également sur le côté radialement intérieur de la saillie 15. La saillie 15 annulaire forme conjointement avec la zone de rattachement 12 restante un contour extérieur commun, essentiellement cylindrique. Celui-ci convient au logement d'un poids supplémentaire (non représenté sur la figure) qui peut être réalisé par exemple comme un ruban de tôle pouvant être soudé. Sur le côté éloigné de la zone de rattachement 12, le tourillon 5 est fermé par un couvercle 18 qui est inséré dans le perçage central ou l'ouverture 19 du tourillon 5 avec une section par exemple cylindrique. Le couvercle 18 présente une zone de bride 19 qui s'étend radialement vers l'extérieur au moins jusqu'aux voies de roulement intérieures 8 de sorte que la bride 19 puisse empêcher une chute des billes 9 ou de la cage 10. Dans le mode de réalisation représenté, un ressort spiral 21 est prévu entre un autre couvercle 20 prévu dans la douille profilée 4 et le couvercle 18 inséré dans le tourillon 5. Le ressort 21 s'appuyant sur les deux couvercles 18 et 20 pousse ainsi le tourillon 5 sur la figure vers la droite, c'est-à-dire dans sa position sortie par coulissement de la douille profilée 4. Le ressort 21 peut servir d'une part à encliqueter un rattachement non représenté sur la figure de l'articulation médiane sur la seconde section d'arbre et veille d'autre part à ce que le tourillon 5 et la douille profilée 4 ne soient pas mobiles librement l'une contre l'autre avant l'installation, c'est-à-dire pendant le transport et le montage de sorte que des endommagements dus à un enfoncement ou une sortie brusque du tourillon 5 de la douille profilée puissent être évités. Pour recevoir le ressort de pression 21 qui peut être conçu éventuellement aussi comme un groupe de rondelles-ressorts ou un autre élément élastique approprié, des saillies de retenue 22a, 22b correspondantes sont prévues sur le couvercle 18 du tourillon 5 ainsi que sur le couvercle 20 de la douille profilée 4. Dans le mode de réalisation représenté, le ressort 21 est réalisé comme un ressort spiral de sorte que le couvercle 18 puisse reposer avec la saillie 22a sur le couvercle 20, alors que le ressort 21 est reçu de manière peu encombrante entre les saillies 22a et 22b. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Liste des références 1 Arbre de transmission 2 Arbre tubulaire 3 Moyeu extérieur de l'articulation médiane 4 Douille profilée 5 Tourillon 6 Voie de roulement extérieure 7 Zone de déplacement du tourillon 5 8 Voie de roulement intérieure 9 Bille 10 Cage 11 Soufflet 12 Zone de rattachement du tourillon 5 13 Siège de palier 14 Palier à roulement 15 Saillie 16 Poids 17 Attache 18 Couvercle 19 Bride du couvercle 18 20 Autre couvercle 21 Ressort 22a, 22b Saillie de retenue25 REVENDICATIONS 1. Unité de déplacement de roulement, en particulier pour un arbre de transmission, avec une douille profilée 4, sur la surface intérieure de laquelle sont prévues au moins par endroits des voies de roulement extérieures, avec un tourillon 5 mobile dans le sens axial dans la douille profilée 4, sur la surface extérieure duquel sont prévues au moins par endroits des voies de roulement intérieures, et avec des billes qui sont disposées pour la transmission de couple respectivement dans des voies de roulements extérieures et des voies de roulement intérieures associées les unes aux autres par paires, caractérisée en ce qu'un couvercle 18 est prévu sur l'extrémité du tourillon 5 pouvant être introduite dans la douille profilée 4 de telle sorte qu'au moins une section du couvercle 18 s'étende radialement vers l'extérieur jusque dans la zone d'au moins l'une des voies de roulement extérieures. 2. Unité de déplacement de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tourillon 5 est pourvu au moins sur son extrémité pouvant être introduite dans la douille profilée 4 d'une ouverture centrale, et en ce que le couvercle 18 présente une saillie 15 pouvant être fixée dans l'ouverture. 3. Unité de déplacement de roulement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le couvercle 18 présente une bride en particulier cylindrique, dont le bord radialement extérieur fermeles voies de roulement extérieures au moins partiellement dans le sens axial. 4. Unité de déplacement de roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le couvercle 18 présente au moins une saillie 15 s'engageant dans l'une des voies de roulement extérieures. 5. Unité de déplacement de roulement selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'au moins une saillie 15 du couvercle 18 peut être fixée dans au moins l'une des voies de roulement extérieures. 6. Unité de déplacement de roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'entre la douille profilée 4 et le tourillon 5 est prévu un élément élastique de telle sorte que le tourillon 5 soit sollicité par l'élément élastique dans un sens repoussant le tourillon 5 hors de la douille profilée 4. 7. Unité de déplacement de roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que dans et/ou sur la douille profilée 4 est prévu un dispositif d'appui d'un élément élastique. 8. Unité de déplacement de roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que dans et/ou sur le couvercle 18 est prévu un dispositif d'appui d'un élément élastique. 9. Arbre de transmission avec deux sections d'arbre reliées à rotation entre elles par le biais d'une articulation médiane réalisée comme un joint homocinétique, un joint homocinétique étant disposé respectivement sur l'extrémité éloignée del'articulation médiane de chaque section d'arbre, et avec au moins une unité de déplacement de roulement disposée en particulier près de l'articulation médiane, en particulier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont la longueur peut être modifiée dans le sens axial entre une position enfoncée et une position sortie, entre la douille profilée 4 de l'unité de déplacement de roulement et le tourillon 5 de l'unité de déplacement de roulement étant prévu au moins un élément élastique de telle sorte que l'unité de déplacement de roulement soit sollicitée dans sa position sortie. 10. Arbre de transmission selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins l'une des sections d'arbre et/ou une articulation reliée à celle-ci peut être reliée à un composant de propulsion ou d'entraînement par le biais d'un assemblage à emboîtement. 11. Arbre de transmission selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'assemblage à emboîtement présente deux composants pouvant être emboîtés l'un dans l'autre et réalisés respectivement avec des dentures longitudinales correspondantes, qui peuvent être fixés par le biais d'un dispositif d'encliquetage dans le sens axial les uns par rapport aux autres.