Brevet FR2934654A1 — publié le 20100205

ASSSEMBLAGE POUR ROULEMENT POURVU D'UN SEGMENT D'ARRÊT DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte à la fixation d'un roulement par rapport à un organe fixe ou tournant, à l'aide d'un segment d'arrêt. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE [0002] Le segment d'arrêt, petite pièce annulaire fendue, en acier à ressorts, dont le diamètre peut être augmenté ou diminué par déformation élastique, est couramment utilisé pour arrêter axialement un roulement dans son logement ou sur un arbre. [0003] Dans certaines applications, l'une des bagues du roulement, en général la bague extérieure, est pourvue d'une gorge dans laquelle est engagé un segment d'arrêt qui, lors du montage, vient coopérer avec un épaulement d'une pièce fixe au mobile à laquelle la bague doit être solidarisée. Un montage de ce type est illustré par le document FR2631402 pour le montage d'une bague extérieure de roulement sur un porte-fusée de roue de véhicule automobile. Par construction, la bague pourvue de la gorge recevant le segment d'arrêt doit dépasser axialement de la pièce à laquelle la bague doit être solidarisée au niveau de l'épaulement, cette saillie axiale n'ayant d'autre fonction que de permettre de positionner la gorge axialement à l'extérieur de l'épaulement correspondant de la pièce à laquelle la bague est solidarisée. Ce surcroît de matière a un impact négatif en termes de masse et de prix. De plus, la bague n'est pas protégée par la pièce à laquelle elle est solidarisée, et peut être choquée lors de l'assemblage ultérieur du sous-ensemble comportant la bague et la pièce dans un ensemble mécanique plus important. [0004] C)n peut également inverser le montage et prévoir une gorge annulaire pratiquée dans un arbre ou un logement de roulement pour recevoir un segment d'arrêt contre lequel vient en appui axial une bague du roulement. Ce type de montage est illustré par le document GB 894 743. L'inconvénient de ce type de montage tient au fait que le roulement n'intègre pas sa fonction de positionnement axial. Lors de l'assemblage du roulement sur la pièce qu'il vient équiper, deux opérations de montage distinctes sont nécessaires, l'une de montage du segment d'arrêt, l'autre de montage du roulement. [0005] Dans le document DE 10 2005 047 138 est décrit un roulement dont les bagues intérieure et extérieure sont fixées respectivement à un arbre et à une pièce creuse par l'intermédiaire de segments d'arrêt. La bague intérieure est pourvue de deux gorges annulaires espacées axialement l'une par rapport à l'autre et situées chacune en regard d'une gorge correspondante de l'arbre. Chaque paire de gorges forme une cavité annulaire où est logé un segment d'arrêt dont la dimension radiale est suffisante pour qu'il coopère avec la gorge de la bague et avec la gorge de l'arbre, de manière à assurer leur fixation. Un montage similaire assure la fixation de la bague extérieure à l'intérieur de la pièce creuse. Dans un tel assemblage, les segments peuvent être pré-assemblés avec les bagues de roulement. Mais l'opération de montage est difficile et le dispositif obtenu est en pratique indémontable, puisque tout accès aux segments d'arrêt est interdit une fois les bagues montées. [0006] [)ans le document FR 2 375 485 est décrite une variante du principe de montage précédent, avec un segment d'arrêt logé dans un espace annulaire constitué par une gorge annulaire à la périphérie d'une bague extérieure et une gorge annulaire complémentaire d'un corps de palier auquel la bague est fixée. Un ou plusieurs évidements sont prévus à l'extrémité axiale du corps, pour donner accès à la gorge annulaire du corps afin de pouvoir y faire pénétrer un outil de montage destiné au déploiement du segment d'arrêt. Mais les évidements ont l'inconvénient de fragiliser le corps de palier. De plus ce type d'usinage est onéreux. Inversement, il a été proposé de prévoir sur une bague intérieure de roulement une gorge annulaire s'ouvrant radialement vers une gorge correspondante d'un arbre pour former un logement annulaire occupé par un segment d'arrêt, la bague étant en outre pourvue à son extrémité axiale d'un ou plusieurs évidements donnant accès à la gorge annulaire du corps afin de pouvoir y faire pénétrer un outil de montage destiné à la manipulation. C'est alors la bague elle-même qui se trouve fragilisée par la gorge et les évidements. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0007] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et à permettre un pré-assemblage d'un segment d'arrêt sur un roulement, sans fragiliser le roulement, sans le rendre vulnérable aux chocs après montage et sans accroître indûment les dimensions et la masse des bagues du roulement. [0008] Pour ce faire est proposé selon un premier aspect de l'invention un assemblage pour roulement comportant : une première bague de roulement définissant un axe de rotation et présentant au moins un premier chemin de roulement annulaire tourné radialement vers l'extérieur ou vers l'intérieur, et une portée cylindrique tournée radialement à l'opposé du premier chemin de roulement, un capot annulaire solidaire de la première bague et délimitant avec la première bague un volume annulaire ouvert radialement à l'opposé du premier chemin de roulement, un segment d'arrêt élastique présentant dans un état non sollicité une partie en saillie radiale hors du volume, au-delà de la portée cylindrique de la première bague et une partie logée dans le volume. [0009] La tenue du segment d'arrêt lors de la phase de montage de la bague sur un organe fixe ou tournant est assurée par le capot annulaire. Après cette phase de montage, le capot n'est plus nécessairement en contact avec le segment d'arrêt, et rie conservant qu'une fonction de protection du segment d'arrêt contre 25 d'éventuels chocs. [0010] Selon un mode de réalisation préféré, le capot présente une paroi plane ayant une extrémité libre annulaire s'étendant dans la direction radiale opposée au chemin de roulement, mais ne faisant pas saillie, dans cette direction radiale 15 20 opposée au chemin de roulement, au-delà de la portée cylindrique. Ainsi, la paroi plane ne s'oppose pas à l'emmanchement de la portée cylindrique sur un organe fixe ou mobile auquel la bague doit être solidarisée. De préférence, l'extrémité libre de la paroi plane du capot a un diamètre compris entre le diamètre de la portée cylindrique et le diamètre de fond de chemin du chemin de roulement. [0011] La première bague présente préférentiellement une portée plane annulaire d'extrémité, le volume annulaire étant délimité axialement par la portée plane annulaire d'extrémité et par la paroi plane du capot, situé en regard et à distance de la portée plane annulaire. L'espacement axial entre la paroi plane du capot et la portée plane de la première bague est supérieur à l'épaisseur axiale du segment d'arrêt. Ainsi est préservé un jeu constructif entre le segment d'arrêt et le capot, une fois la bague montée sur l'organe fixe ou tournant. [0012] Pour solidariser le capot, la première bague peut présenter une gorge annulaire tournée radialement à l'opposé de la portée cylindrique, le capot présentant une partie d'accrochage formant saillie radiale et pénétrant dans la gorge. Le capot peut être une pièce en tôle emboutie, sertie dans la gorge. Alternativement, le capot peut être constitué en matière plastique et pourvu de crochets individuels pénétrant dans la gorge. [0013] Le segment d'arrêt peut être utilisé pour fixer une bague intérieure ou extérieure cle roulement à un organe fixe ou tournant. Dans le cas où la première bague est une bague intérieure présentant un chemin de roulement tourné radialemeni vers l'extérieur, une gorge peut être prévue dans la paroi radiale extérieure de la bague intérieure, s'enfonçant radialement vers l'intérieur pour permettre un accrochage du capot sur la bague. [0014] Pour permettre le montage du segment d'arrêt et l'assemblage de la bague sur l'organe fixe ou tournant, le capot comporte préférentiellement une ouverture axiale, le segment d'arrêt présentant deux extrémités en regard et à distance l'une de l'autre et présentant chacune un relief de prise pour coopérer à travers l'ouverture avec une pince permettant de faire varier la distance entre les deux extrérnités. Pour éviter un décalage angulaire entre l'ouverture et les reliefs du segment d'arrêt, le capot et le segment d'arrêt peuvent avantageusement présenter des moyens de butée complémentaires limitant une rotation relative du segment d'arrêt par rapport au capot autour de l'axe de rotation. Ces moyens de butée complémentaires peuvent par exemple comporter une butée solidaire du capot et faisant saillie radialement vers le segment d'arrêt. [0015] Pour pouvoir assurer une poussée axiale sur la première bague sans endommager le capot lors de l'assemblage de la bague sur l'organe fixe ou tournant, le capot peut avantageusement comporter au moins trois fenêtres angulairement équiréparties. [0016] L'assemblage complet comporte en outre une deuxième bague de roulement présentant au moins un deuxième chemin de roulement tourné radialemeni vers le premier chemin de roulement et des corps roulants logés entre la première et la deuxième bague, au contact des premier et deuxième chemins de roulement. [0017] L'invention peut trouver notamment à s'appliquer à des roulements soumis à des charges axiales transmises de la deuxième bague à la première bague par l'intermédiaire des corps roulants, et de la première bague à l'organe fixe ou tournant par l'intermédiaire du segment d'arrêt, le capot n'étant soumis dans ce cas de figure à aucune sollicitation axiale notable. Dans cette hypothèse, le roulement peut notamment être un roulement à rouleaux coniques. II peut s'agir également d'un roulement à billes à contact oblique, dont les billes ont des points de contact avec les premier et deuxième chemins de roulement situés sur un même cône pointant axialement vers le segment d'arrêt. [0018] Selon un mode de réalisation, l'assemblage comporte au moins un joint s'étendant entre la première bague et la deuxième bague et délimitant axialement un volume de logement des billes, le joint étant disposé axialement entre le segment d'arrêt et le premier chemin de roulement. Le coeur du roulement est ainsi protégé des pollutions lors du montage sur l'organe fixe ou tournant. [0019] L'invention vise également l'assemblage précédent incluant en outre l'organe fixe ou tournant solidaire de la première bague, l'organe fixe ou tournant comportant une portée cylindrique au contact de la portée cylindrique de la première bague, et une gorge annulaire dans laquelle pénètre la partie en saille du segment d'arrêt. [0020] Selon un mode de réalisation préféré, l'organe fixe ou tournant comporte en outre un épaulement sur lequel vient en butée axiale une portée plane correspondante de la première bague, tournée à l'opposé du segment d'arrêt, le premier chemin de roulement étant situé axialement entre le segment d'arrêt et l'épaulement. Ainsi le positionnement de la première bague se trouve-t-il assuré axialement dans une première direction par appui sur l'épaulement et dans la direction opposé par un appui axial du segment d'arrêt sur la portée d'extrémité de la bague. [0021] Selon un autre aspect, l'invention a également trait à un procédé de montage d'un assemblage tel que décrit précédemment, comportant une étape de prémontage d'un sous-ensemble comportant au moins la première bague, le capot et le segment d'arrêt élastique, suivi d'une étape de montage du sous-ensemble sur l'organe fixe ou mobile, par emmanchement axial des portées cylindriques de l'organe fixe ou mobile et de la première bague l'une dans l'autre, la partie en saille du segment d'arrêt se déformant élastiquement avant de se détendre pour pénétrer dan la gorge annulaire. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0022] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, une vue de face d'un assemblage pour roulement selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2, une vue en perspective de l'assemblage de la figure 1 ; et la figure 3, une coupe de l'assemblage de la figure 1, complété par un arbre non représenté sur les figures 1 et 2. [0023] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE RÉALISATION [0024] En référence aux figures, un roulement à billes à contact oblique 10 d'axe de rotation A-A est formé d'une bague intérieure 12 présentant un chemin de roulement 14 dont la concavité est tournée radialement vers l'extérieur, d'une bague extérieure 16 présentant un chemin de roulement 18 dont la concavité est tournée radialement vers l'intérieur, en regard du chemin de roulement 14 de la bague intérieure, les chemins de roulement 14, 18 délimitant un volume annulaire 20 pour loger des billes 22, volume qui est fermé par des joints d'étanchéité 23. Les points de contacts des billes avec les chemins de roulement sont situés sur un cône 24. [0025] La bague intérieure 12 présente une portée cylindrique 26 permettant son emmanchement sur une portée cylindrique 28 d'un arbre ou plus généralement d'un organe fixe ou tournant 30 auquel elle doit être solidarisée. Dans l'exemple de réalisation, l'arbre est pourvu d'un épaulement 32 constituant un appui axial pour une face plane 34 à une extrémité axiale de la bague intérieure 12. [0026] La bague forme, à son extrémité axiale opposée, une première portée plane 36 et une deuxième portée plane annulaire 37, située radialement à l'extérieur et axialement en retrait de la portée annulaire 36. Une gorge annulaire 38 peu profonde ouverte radialement vers l'extérieur est usinée sur la face radiale extérieure 40 de la bague intérieure, à proximité de la portée plane 37. [0027] Un capot 42 présentant une première paroi plane annulaire 44, une deuxième paroi annulaire plane 45 située radialement à l'extérieur et axialement décalée par rapport à la paroi 44, et une jupe cylindrique est accroché par l'intermédiaire de crochets ou de pattes 48 dans la gorge annulaire 38, la paroi 45 étant en appui axial contre la portée 37. La paroi 44 fait face à la portée plane 36 de la bague intérieure, définissant ainsi un volume annulaire 50 ouvert radialement vers l'intérieur où se trouve logé un segment d'arrêt élastique 52 constitué par une petite pièce annulaire plane fendue, en acier à ressorts. La paroi plane 44 du capot présente une ouverture axiale 56 d'accès au volume annulaire 50. Les extrémités ouvertes du segment sont pourvues d'oreilles 54 percées permettant l'insertion d'un outil tels qu'une pince, pour les écarter et ainsi augmenter temporairement le diamètre du segment par déformation élastique. Les dimensions de l'ouverture axiale 56 d'accès au volume annulaire 50 permettent l'accès aux oreilles 54. Deux pattes 58 tournées axialement vers le volume 50 sont formées à proximité des rebords latéraux de l'ouverture 56, pour constituer des butées s'opposant à un déplacement des oreilles 54 hors de la zone angulaire de l'ouverture 56. Le capot est également pourvu d'une ou plusieurs lumières. [0028] Lorsque la face plane 34 de la bague intérieure se trouve en appui contre l'épaulement 32, la portée plane 36 se situe à l'aplomb d'une gorge annulaire 62 ouverte radialement vers l'extérieur, usinée dans l'organe 30. Le diamètre extérieur du segment d'arrêt élastique 52 en position détendue est supérieur au diamètre de la face cylindrique 26 intérieure de la bague intérieure et supérieur au diamètre intérieur de la paroi plane 44 du capot, alors que son diamètre intérieur est inférieur au diamètre de la face cylindrique. La hauteur radiale du segment d'arrêt élastique 52, mesurée hors de la zone des oreilles 54, est légèrement inférieure à la hauteur de la portée 36, de telle sorte que lorsque le segment d'arrêt est écarté pour s'emmancher sur l'organe 30, il ne touche pas la jupe cylindrique du capot 42 et ne contraigne pas le capot 42. [0029] Avant le montage du roulement sur l'organe 30, le segment d'arrêt élastique 52 est retenu par le capot 42 dans le volume 50 et forme ainsi un assemblage unitaire avec la bague intérieure 12 et avec le roulement 10. Lorsque l'on emmanche le roulement sur l'organe 30, la face plane 34 de la bague intérieure vient en butée contre l'épaulement 32 et la gorge 62 se trouve en regard du volume 50, de sorte que le segment d'arrêt élastique 52 pénètre partiellement dans la gorge, une face plane du segment d'arrêt élastique 52 se trouvant au contact de la portée plane 36 de la bague intérieure et la face plane opposée du segment d'arrêt élastique 52 se trouvant en butée contre une paroi latérale de la gorge 62, assurant ainsi un positionnement adéquat de la bague intérieure. Pour faciliter le mouvement d'emmanchement, un outil de forme annulaire vient en appui contre la deuxième paroi annulaire plane 45 du capot, ce qui permet d'éviter tout vrillage ou déformation non symétrique et non contrôlée du capot. Les lumières permettent de visualiser le bon positionnement du segment d'arrêt élastique 52 dans la gorge 62. Le cas échéant, on peut également s'aider lors de l'emmanchement d'un outillage dont les doigts appuient directement sur la portée 36 de la bague intérieure 12 ou sur le segment d'arrêt élastique 52 au travers des lumières. [0030] Dans la position de fonctionnement du roulement, le capot n'a pas de fonction de retenue du segment d'arrêt élastique, et le segment d'arrêt élastique n'a de préférence aucun contact avec le capot. La seule fonction résiduelle du capot est de protéger le segment d'arrêt élastique contre les chocs mécaniques. [0031] Pour démonter le roulement de l'organe 30, il suffit de venir écarter avec un outil les oreilles 54, ce qui permet de faire sortir le segment d'arrêt élastique 52 de la gorge 62. On peut alors dégager la bague intérieure, le capot et le segment d'arrêt élastique qui restent d'un tenant. [0032] Naturellement, diverses variantes sont possibles. [0033] Si la cohésion du segment d'arrêt élastique et de la bague intérieure n'est nécessaire qu'au montage et pas au démontage, on peut prévoir de désolidariser le capot de la bague, une fois le montage de la bague sur l'organe auquel elle doit être solidarisée. [0034] Par ailleurs, il est possible de dupliquer le dispositif à capot et segment aux deux extrémités axiales du roulement. Le capot peut être en matière plastique ou en métal. Il peut le cas échéant inclure d'autres fonctions, notamment celle du joint 23, ou une fonction de support pour un élément sensible de capteur associé au roulement. Ce qui a été décrit ici pour une bague intérieure de roulement est directement transposable à une bague extérieure. Les corps roulants peuvent être des rouleaux cylindriques, coniques ou en tonneaux ou des aiguilles. Le roulement peut être de tout type, à contact radial, oblique ou croisé. Le mode de solidarisation du capot 42 sur la bague 12 peut être de tout type approprié, par exemple par frettage, ou emmanchement en force si le capot est métallique ou par un accrochage élastique si le capot est en matière plastique. REVENDICATIONS1. Assemblage pour roulement comportant : une première bague de roulement (12) définissant un axe de rotation (A-A) présentant au moins un premier chemin de roulement annulaire (14) tourné radialement vers l'extérieur ou vers l'intérieur, et une portée cylindrique (26) tournée radialement à l'opposé du premier chemin de roulement, - un capot annulaire (42) solidaire de la première bague et délimitant avec la première bague un volume annulaire (50) ouvert radialement à l'opposé du premier chemin de roulement, - un segment d'arrêt élastique (52) présentant dans un état non sollicité une partie en saillie radiale hors du volume, au-delà de la portée cylindrique de la première bague et une partie logée dans le volume. 2. Assemblage selon la revendication 1, le capot présente une paroi plane présente une extrémité libre annulaire s'étendant dans la direction radiale opposée au chemin de roulement, mais ne faisant pas saillie, dans cette direction radiale opposée au chemin de roulement, au-delà de la portée cylindrique. 3. Assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première bague présente une portée plane annulaire d'extrémité (36), le volume annulaire étant délimité axialement par la portée plane annulaire d'extrémité et par la paroi plane (44) du capot, situé en regard et à distance de la portée plane annulaire. 4. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première bague présente une gorge annulaire (38)tournée radialement à l'opposé de la portée cylindrique, le capot présentant une partie d'accrochage (48) formant saillie radiale et pénétrant dans la gorge. 5. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capot comporte une ouverture axiale (56), le segment d'arrêt présentant deux extrémités en regard et à distance l'une de l'autre et présentant chacune un relief de prise pour coopérer à travers l'ouverture avec une pince permettant de faire varier la distance entre les deux extrémités. 6. Assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capot et le segment d'arrêt présentent des moyens de butée complémentaires limitant une rotation relative du segment d'arrêt par rapport au capot autour de l'axe de rotation. 7. Assemblage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de butée complémentaires comporte une butée (58) solidaire du capot et faisant saillie radialement vers le segment d'arrêt. 8. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capot comporte en outre au moins trois lumières (60) angulairement équiréparties. 25 9. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une deuxième bague de roulement (16) présentant au moins un deuxième chemin de roulement (18) tourné radialement vers le premier chemin de roulement (14) et des corps roulants (22) logés entre la première et la deuxième bague, au contact des 30 premier et deuxième chemins de roulement.20 10. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les corps roulants sont des billes (22), dont les points de contact avec les premier et deuxième chemin de roulement sont situés sur un cône (24) pointant axialement vers le segment d'arrêt. 11. Assemblage selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un joint (23) s'étendant entre la première bague et la deuxième bague et délimitant axialement un volume de logement des billes, le joint étant disposé axialement entre le segment d'arrêt et le premier chemin de roulement. 12. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première bague est une bague intérieure (12), le premier chemin de roulement étant tourné radialement vers l'extérieur. 13. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un organe fixe ou tournant (30) solidaire de la première bague, l'organe fixe ou tournant comportant une portée cylindrique (28) au contact de la portée cylindrique de la première bague, et une gorge annulaire (62) dans laquelle pénètre la partie en saille du segment d'arrêt. 14. Assemblage selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'organe fixe ou tournant comporte en outre un épaulement (32) sur lequel vient en butée axiale une portée plane correspondante (34) de la première bague, tournée à l'opposé du segment d'arrêt, le premier chemin de roulement étant situé axialement entre le segment d'arrêt et l'épaulement. 15. Procédé de montage d'un assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de prémontage d'un sous-ensemble comportant au moins la première bague, le capot et le segment d'arrêt élastique, suivi d'une étape de montagedu sous-ensemble sur l'organe fixe ou mobile, par emmanchement axial des portées cylindriques de l'organe fixe ou mobile et de la première bague l'une dans l'autre, la partie en saille du segment d'arrêt se déformant élastiquement avant de se détendre pour pénétrer dan la gorge annulaire (62).