Brevet FR2931218A1 — publié le 20091120

DEMANDE DE BREVET B08-1501FR - JT/PG Société de droit suédois dite : Aktiebolaget SKF Palier à roulement pour système de blocage en position d'une colonne de direction de véhicule automobile. Invention de : Jacques DELOS Bruno MONTBOEUF Palier à roulement pour système de blocage en position d'une colonne de direction de véhicule automobile. La présente invention concerne le domaine des paliers à roulement, notamment ceux utilisés dans les systèmes de blocage en position des colonnes de direction de véhicules automobiles. De tels systèmes de blocage sont connus en soi et comportent généralement un logement à l'intérieur duquel est montée la colonne de direction, un arbre de blocage relié à un levier de commande et permettant grâce à un système de came de venir pincer la colonne de direction dans le logement et l'immobiliser dans la position choisie. Pour plus de détails sur de tels systèmes de blocage, on pourra par exemple se référer aux brevets FR-B1-2 802 167 et US 5, 377, 555. Dans les systèmes de blocage de ces documents, il est prévu un palier à roulement entre l'arbre de blocage et le logement à l'intérieur duquel est montée la colonne de direction afin de faciliter la manoeuvre de l'arbre de blocage. Dans ces documents, un grand nombre de pièces est prévu pour la fixation du palier à roulement, ce qui engendre en outre un encombrement axial relativement important. La présente invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients. Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un palier à roulement pour système de blocage en position d'une colonne de direction de véhicule automobile particulièrement simple, compact axialement, économique à fabriquer, et facile à monter. L'invention concerne un dispositif de palier à roulement pour système de blocage en position d'une colonne de direction de véhicule automobile du type comprenant un arbre de blocage et un levier de commande dudit arbre. Le dispositif comprend des première et seconde bagues et au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre des chemins de roulement desdites bagues. Selon une caractéristique générale, l'une des bagues comporte une portion radiale pourvue du chemin de roulement associé, et une portion axiale comprenant des moyens de retenue axiale du dispositif sur l'arbre de blocage. Ainsi, on peut réaliser de manière particulièrement aisée le montage du palier à roulement sur l'arbre du système de blocage en position de la colonne de direction. En effet, ce montage s'effectue par l'intermédiaire de la portion axiale d'une des bagues qui comporte à cet effet des moyens de retenue axiale spécifiques. Dans un mode de réalisation, les moyens de retenue axiale comportent une portion filetée débouchant à au moins une extrémité de la portion axiale et destinée à coopérer avec une portion filetée correspondante de l'arbre de blocage. Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend une cage de maintien de l'espacement circonférentiel régulier entre les éléments roulants. La cage peut comprendre des moyens de retenue axiale des première et seconde bagues. Avantageusement, la cage est réalisée monobloc. Elle peut comprendre une portion radiale munie de logements ou alvéoles pour les éléments roulants et des portions axiales interne et externe pourvues chacune de moyens de retenue axiale de l'une des bagues. Les moyens de retenue axiale peuvent comporter des crochets s'étendant radialement en direction des bagues. Dans un mode de réalisation, l'une des bagues comporte des moyens pour l'entraînement en rotation de ladite bague par un outil de serrage. Ces moyens d'entraînement peuvent comporter des pans ménagés sur la surface extérieure de la portion axiale de la bague comportant les moyens de retenue axiale du dispositif sur l'arbre. Alternativement, il est possible de prévoir des trous de passage ménagés sur la portion radiale de ladite bague. L'invention concerne également un système de blocage en position d'une colonne de direction de véhicule automobile comprenant un arbre de blocage, un levier de commande dudit arbre, un boîtier à l'intérieur duquel est montée la colonne de direction et un dispositif de palier à roulement tel que défini précédemment et prévu entre ledit boîtier et l'arbre de blocage. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un système de blocage en position d'une colonne de direction comportant un palier à roulement selon un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 2 à 4 sont respectivement des vues en coupe, de dessus et en perspective éclatée du palier à roulement de la figure 1, et - la figure 5 est une vue en coupe d'un palier à roulement selon un second mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un système, référencé 10 dans son ensemble, prévu pour permettre le maintien et le blocage en position d'une colonne 12 de direction de véhicule automobile, d'axe 12a. Le système 10 comporte principalement un boîtier 14 en forme de U inversé et à l'intérieur duquel est logée la colonne 12 de direction, un arbre 16 de blocage, d'axe 16a, et un levier 18 de commande ou de manoeuvre relié audit arbre. L'axe 16a est perpendiculaire à l'axe 12a. La colonne 12 de direction est fixée par tout moyen approprié, par exemple par soudage, sur un berceau 20 comportant deux ailes 20a, 20b parallèles pouvant se déplacer à l'intérieur de deux ailes 14a, 14b parallèles du boîtier 14. Les ailes 14a, 14b du boîtier 14 comportent chacune une lumière ou ouverture 22, 24 allongée pour permettre l'accès à des trous (non référencés) pratiqués sur les ailes 20a, 20b du berceau 20 supportant la colonne 12 de direction et permettre le déplacement de l'arbre 16 pour le réglage de la colonne 12 dans la position voulue. Le diamètre des trous pratiqués sur les ailes 20a, 20b du berceau 20 est sensiblement égal à la largeur des ouvertures 22, 24 prévues sur les ailes 14a, 14b du boîtier 14. L'arbre 16 de blocage s'étend entre les ailes du berceau 20 et du boîtier 14 en passant à travers les trous et les ouvertures 22, 24 de manière à être axialement en saillie de part et d'autre dudit boîtier. Le levier 18 de manoeuvre est fixé solidairement à une extrémité axiale de l'arbre 16 de blocage. Un moyen 26 conventionnel à cames à action axiale est disposé entre l'aile 14b du boîtier 14 et le levier 18 de manoeuvre. A l'autre extrémité axiale en saillie de l'arbre 16 est fixé, par une de ses bagues, un roulement 30 monté en appui par son autre bague sur l'aile 14a du boîtier 14. Le roulement 30, d'axe 30a, est coaxial à l'arbre 16 de blocage. Le déplacement possible de l'arbre 16 de blocage à l'intérieur des ouvertures 22, 24 des ailes 14a, 14b du boîtier 14 permet un réglage en hauteur de la position de la colonne 12 de direction. Une position haute est représentée en pointillés sur la figure. L'immobilisation de la colonne 12 de direction se fait ensuite par l'intermédiaire du levier 18 de manoeuvre dont la rotation provoque l'actionnement du moyen 26 à cames. Un effort de serrage axial est ainsi exercé entre les ailes 14a, 14b du boîtier et celles du berceau 20. Le roulement 30 permet, quant à lui, à l'arbre 16 de blocage de pouvoir tourner librement par rapport au boîtier 14 tout en transmettant les efforts axiaux de serrage sur les ailes dudit boîtier et du berceau 20. Comme illustré plus visiblement sur les figures 2 à 4, le roulement 30 comporte une bague 32 externe, une bague 34 interne entre lesquelles sont logés des éléments roulants 36, ici sous forme de billes, et une cage 38 de maintien de l'espacement circonférentiel régulier des éléments roulants 36. On entend ici par � bague interne �, la bague située axialement du côté du boîtier 14, et par � bague externe �, la bague orientée vers l'extérieur. La bague 32 externe comporte une portion radiale 40 présentant en section droite un profil interne concave apte à former un chemin de roulement 40a toroïdal pour la rangée d'éléments roulants 36. La portion radiale 40 est prolongée axialement vers l'extérieur, à partir d'un bord de petit diamètre, par une portion axiale 42 pourvue d'un alésage 44 fileté apte à coopérer avec un filetage 16b correspondant de l'arbre 16 de blocage (figure 1). L'alésage 44 traverse axialement de part en part la portion axiale 42. En variante, il pourrait être possible de prévoir un alésage 44 débouchant uniquement à l'extrémité de la portion axiale 42 située du côté de la bague 34 interne. La bague 32 externe peut avantageusement être formée par découpe et emboutissage ou matriçage d'un flanc de tôle, l'alésage 44 étant ensuite taraudé. La bague 34 interne est constituée, quant à elle, par une rondelle 46 à section droite en U afin de former un profil interne concave constituant un chemin de roulement 46a toroïdal pour les éléments roulants 36. La bague 34 interne peut être fabriquée à moindre coût par découpe et emboutissage ou matriçage d'une tôle d'épaisseur mince. Axialement du côté opposé au chemin de roulement 46a, la bague 34 interne est destinée à venir en appui contre l'aile 14a du boîtier. La bague 32 externe est ici tournante, et la bague interne 34 est non tournante. Bien entendu, il pourrait également être envisageable de prévoir une bague interne tournante et une bague externe non tournante. La cage 38 de maintien de forme générale annulaire est avantageusement réalisée en une seule pièce par moulage d'une matière synthétique telle que du polyamide. En variante, la cage 38 pourrait être réalisée dans une matière métallique, notamment en acier. La cage 38 de maintien comprend une portion radiale 48 prolongée par des portions axiales interne 50 et externe 52. La portion radiale 48 est située axialement entre la bague interne 34 et la portion radiale 40 de la bague externe 32, et plus précisément entre les chemins de roulement 40a, 46a desdites bagues. Elle comporte une pluralité d'alvéoles 54 ménagées à travers son épaisseur et prévues pour recevoir les éléments roulants 36. Les alvéoles 54 sont régulièrement espacées l'une par rapport à l'autre dans le sens circonférentiel. La portion axiale 50 interne prolonge axialement, du côté opposé à la bague externe 32, un bord libre de petit diamètre de la portion radiale 48 et comporte un alésage 56 de diamètre supérieur à celui de l'alésage 44 fileté de la bague 32 externe. La portion axiale 50 interne est située au voisinage du bord intérieur de petit diamètre de la bague 34 en laissant subsister entre ces deux éléments un léger jeu radial 58. La portion axiale 50 interne comporte également des crochets 60 qui s'étendent radialement vers l'extérieur jusqu'au voisinage de la bague 34 interne. Les crochets 60 sont de diamètre supérieur à celui du bord intérieur de la bague 34 afin qu'il existe une interférence diamétrale entre ces deux pièces, au niveau des crochets 60 et dudit bord intérieur. Un léger jeu axial (non référencé) est prévu entre les crochets 60 et le bord intérieur de la bague 34. Les crochets 60 forment des moyens de retenue axiale de la bague 34 interne sur la cage 38. Les crochets 60 sont répartis de manière régulière sur la circonférence de la portion axiale 50, et situés axialement à l'opposé de la bague 32 externe. De façon nullement limitative, les crochets 60 peuvent être au nombre de quatre. Bien entendu, il pourrait être envisageable de prévoir un bourrelet radial continu ou segmenté à la place des crochets 60. La portion axiale 52 externe présente une forme générale annulaire et entoure radialement les bagues 32 externe et 34 interne. Sa dimension axiale est sensiblement égale à l'encombrement axial de la bague 34 interne ajouté à ceux de la portion radiale 40 de la bague 32 externe et des éléments roulants 36. La portion axiale 52 externe comporte, au niveau de l'extrémité axiale située du côté de la bague 32 externe, des crochets 62 prévus sur son alésage interne et s'étendent radialement vers l'intérieur. Les crochets 62 présentent un diamètre inférieur à celui du bord extérieur de grand diamètre de la portion radiale 40 de la bague 32 externe afin qu'il existe une interférence de diamètre entre ces deux pièces. Les crochets 62 forment ainsi des moyens de retenue axiale de la bague 32 externe sur la cage 38 de maintien. Un léger jeu axial (non référencé) est prévu entre ces crochets et le bord extérieur de la bague 32. Les crochets 62 sont espacés régulièrement les uns par rapport aux autres et ici au nombre de quatre. Bien entendu, alternativement, il pourrait être possible de prévoir un bourrelet radial continu ou segmenté en remplacement des crochets 62. On dispose donc d'un roulement 30 formant butée axiale pouvant être manipulé, transporté et monté avec un risque de désolidarisation des éléments le constituant relativement faible. En outre, le roulement 30 comporte de façon intégrée ses propres moyens de fixation sur l'arbre 16 de blocage. Cette fixation s'effectue par vissage de la portion axiale 42 de la bague 32 externe sur l'arbre 16 de blocage jusqu'à ce que la bague 34 interne vienne en appui contre l'aile 14a du boîtier 14. Afin de pouvoir transmettre le couple de serrage nécessaire entre le filetage 16b de l'arbre 16 de blocage et les filets de l'alésage 44 une fois le roulement 30 mis en place dans sa position définitive sur ledit arbre, on peut par exemple disposer une goutte de colle pour le freinage de la bague 32 externe formant écrou sur le filetage 16b de l'arbre 16. En alternative, ou de manière additionnelle, il est également possible d'usiner le filetage de l'alésage 44 de telle sorte que ce dernier se monte avec un couple de serrage important sur le filetage 16b de l'arbre 16. Le montage du roulement 30 sur l'arbre 16 de blocage est particulièrement simple et se fait par simple vissage de la bague 32 externe jusqu'à ce que la bague 34 interne vienne en appui contre l'aile 14a du boîtier 14. Avantageusement, la surface externe de la portion radiale 42 est formée de manière à obtenir six faces identiques parallèles à l'axe 30a du roulement. On forme ainsi une tête d'écrou à six pans. Ceci facilite le vissage du roulement 30 sur l'arbre 16 de blocage. La variante de réalisation illustrée à la figure 5 sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références diffère du mode de réalisation précédemment décrit en ce que la portion annulaire 42 de la bague 32 externe présente une surface extérieure cylindrique, et en ce que deux trous 70 diamétralement opposés sont prévus sur la portion radiale 40 de manière à permettre l'utilisation d'une clé à ergots pour le serrage de la bague 32 externe sur l'arbre de blocage. Grâce à l'invention, on dispose d'un roulement simple, compact, économique à fabriquer, et facile à monter par exemple par simple vissage sur un arbre d'un système de blocage en position pour colonne de direction. REVENDICATIONS1. Dispositif de palier à roulement pour système de blocage en position d'une colonne de direction de véhicule automobile du type comprenant un arbre de blocage et un levier de commande dudit arbre, le dispositif comprenant des première et seconde bagues (32, 34) et au moins une rangée d'éléments roulants (36) disposés entre des chemins de roulement (40a, 46a) desdites bagues, caractérisé en ce que l'une des bagues (32) comporte une portion radiale (40) pourvue du chemin de roulement (40a) et une portion axiale (42) comprenant des moyens de retenue (44) axiale du dispositif sur l'arbre de blocage. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de retenue axiale comportent une portion filetée (44) débouchant à au moins une extrémité de la portion axiale (42) et destinée à coopérer avec une portion filetée correspondante de l'arbre de blocage. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, comprenant une cage (38) de maintien de l'espacement circonférentiel régulier entre les éléments roulants (36). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel la cage (38) de maintien comprend des moyens de retenue (60, 62) axiale des première et seconde bagues. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la cage (38) de maintien comporte une portion radiale (48) munie d'alvéoles (54) pour les éléments roulants et des portions axiales interne (50) et externe (52) pourvues chacune de moyens de retenue (60, 62) axiale de l'une des bagues. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, dans lequel les moyens de retenue axiale comportent des crochets (60, 62) s'étendant radialement en direction des bagues. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'une des bagues comporte des moyens (42, 70) pour l'entraînement en rotation de ladite bague par un outil de serrage. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les moyens d'entraînement comportent des pans ménagés sur la surface extérieure de la portion axiale (42). 9. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel les moyens d'entraînement comportent des trous (70) de passage ménagés sur la portion radiale (40). 10. Système de blocage en position d'une colonne de direction de véhicule automobile comprenant un arbre de blocage, un levier de commande dudit arbre, un boîtier à l'intérieur duquel est montée la colonne de direction et un dispositif de palier à roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes prévu entre ledit boîtier et l'arbre de blocage.