Brevet FR2973090A1 — publié le 20120928

L'invention concerne un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile comprenant un palier à roulement et un bol de transmission d'un couple moteur de rotation. Le palier présente un organe tournant monté en rotation par rapport à un organe fixe par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants, l'organe tournant comprenant des moyens d'association de la roue et l'organe fixe comprenant des moyens d'association à la structure du véhicule. 1 o En particulier, au moins l'organe tournant peut comprendre une bague rapportée sur laquelle une piste de roulement est formée afin de permettre l'assemblage du palier en prévoyant le sertissage de la bague sur l'organe après l'introduction des corps roulants. 15 Un tel palier permet le montage en rotation d'une roue de véhicule automobile qui, lorsqu'elle est motrice, peut être entraînée en rotation par un bol de transmission qui est actionné en rotation par le moteur du véhicule. Pour assurer la transmission du couple de rotation entre le bol et l'organe 20 tournant, il est connu d'utiliser un bol comprenant des moyens d'engrenage qui coopérèrent avec des moyens complémentaires formés sur l'organe tournant. En particulier, le document US-7 806 597 propose un organe tournant dont la collerette de sertissage de la bague est pourvue de dentures qui coopèrent avec des dentures du bol de transmission. 25 Toutefois, la réalisation suivant l'art antérieur nécessite, pour chaque configuration des dentures du bol de transmission, une réalisation spécifique des dentures sur l'organe tournant afin d'assurer leur coopération. 30 Il en résulte donc un manque de modularité qui est d'autant plus problématique que l'intégration des dentures sur l'organe tournant, notamment par déformation à froid de la matière au moyen d'un outil cannelé de sertissage orbital, s'avère difficile à mettre en oeuvre sans sollicitations mécaniques qui sont 2 potentiellement néfastes à la fiabilité du palier. En outre, les contraintes de réalisation peuvent conduire à des dentures dont la géométrie, notamment la hauteur, n'est pas optimisée pour fiabiliser la transmission du couple. L'invention a pour but de résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant notamment un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile dans lequel la transmission du couple de rotation entre le bol et l'organe tournant peut être réalisée de façon fiable et modulable, notamment relativement aux différentes configurations des moyens d'engrenage dont sont 1 o pourvus les bols de transmission. A cet effet, l'invention propose un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile, ledit système comprenant un palier à roulement présentant un organe tournant monté en rotation par rapport à un organe fixe 15 par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants, ledit organe tournant comprenant des moyens d'association de la roue et ledit système comprenant un bol de transmission d'un couple moteur audit organe tournant, ledit système comprenant en outre une pièce d'interface qui est interposée entre l'organe tournant et le bol de transmission, ladite pièce d'interface 20 comprenant des moyens d'engrenage avant coopérant avec des moyens complémentaires formés sur l'organe tournant et des moyens d'engrenage arrière coopérant avec des moyens complémentaires formés sur le bol de transmission pour assurer la transmission du couple de rotation entre ledit bol de transmission et ledit organe tournant. 25 D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - les figures 1 sont des représentations partielles d'un système d'entraînement selon un premier mode de réalisation de l'invention, 30 respectivement en perspective éclatée (figures 1 a et 1 b) et en coupe longitudinale (figure 1c) ; - les figures 2 sont des représentations partielles d'un système d'entraînement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, 3 respectivement en perspective éclatée (figures 2a et 2b) et en coupe longitudinale (figure 2c) ; - les figures 3 sont des représentations partielles d'un système d'entraînement selon un troisième mode de réalisation de l'invention, respectivement en perspective éclatée (figure 3a et 3b) et en coupe longitudinale (figure 3c). En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile comprenant un palier à 1 o roulement permettant le montage en rotation de ladite roue. Pour ce faire, le palier présente un organe tournant 1 monté en rotation par rapport à un organe fixe par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants. Dans les modes de réalisation représentés, l'organe intérieur 1 est 15 tournant et l'organe extérieur est fixe, les termes « extérieur » et « intérieur » étant définis par rapport à l'axe de rotation du palier, respectivement pour une localisation éloignée et proche dudit axe. Toutefois, l'invention peut s'appliquer à un montage dans lequel l'organe extérieur est tournant et l'organe intérieur est fixe. 20 Le palier représenté comprend deux rangées de billes qui sont espacées axialement, lesdites rangées étant chacune disposées entre deux pistes 1 a, 1 b de roulement formées sur respectivement un organe 1 pour guider la rotation de l'organe tournant 1. Plus précisément, l'organe tournant 1 comprend une 25 bague intérieure 2 rapportée sur laquelle la piste de roulement avant 1 b est formée, les termes « avant » et « arrière » étant définis pour l'organe tournant 1 respectivement à gauche et à droite sur les figures 1 c, 2c et 3c. Cette réalisation permet l'assemblage du palier en prévoyant, après 30 l'introduction des billes entre les organes 1, la disposition de la bague 2 autour de l'organe tournant 1 et son immobilisation axiale vers l'avant au moyen d'une collerette 3 qui peut être réalisée par sertissage. 4 Par ailleurs, l'organe tournant 1, par exemple réalisé en acier, présente un alésage 4 et comprend des moyens d'association de la roue qui, sur les figures, sont formés d'une bride arrière 5 sur laquelle sont formés des trous 6 de fixation de la roue par vissage. De façon non représentée, l'organe fixe comprend des moyens d'association à la structure du véhicule, par exemple des moyens d'association à un élément de suspension dudit véhicule. Dans le cas du montage d'une roue motrice, l'entraînement en rotation de ladite roue peut être réalisé par un bol 7 de transmission d'un couple moteur à l'organe tournant 1, ledit bol étant actionné en rotation par le moteur du véhicule. Pour assurer la transmission du couple de rotation entre le bol 7 et l'organe tournant 1, le système d'entraînement comprend une pièce d'interface 8 qui est interposée entre l'organe tournant 1 et le bol 7 de transmission, ladite pièce d'interface comprenant des moyens d'engrenage avant 9a coopérant avec des moyens complémentaires 9b formés sur l'organe tournant 1 et des moyens d'engrenage arrière 10a coopérant avec des moyens complémentaires 10b formés sur le bol 7 de transmission. Dans la description, les termes « avant » et « arrière » sont définis pour la pièce d'interface 8 respectivement à droite et à gauche sur les figures 1 c, 2c et 3c. L'utilisation d'une pièce d'interface 8 qui est rapportée entre le bol 7 de transmission et l'organe tournant 1 permet d'améliorer la modularité du système. En particulier, pour différentes configurations du bol 7 de transmission, seuls les moyens d'engrenage arrière 10a de la pièce d'interface 8 doivent être modifiés, ses moyens d'engrenage avant 9a et les moyens complémentaires 9b de l'organe tournant 1 pouvant être conservés. Ainsi, il est possible d'assurer la transmission du couple de rotation à un même organe tournant 1 au moyen d'une gamme de bol 7 de configuration différente. Par ailleurs, la pièce d'interface 8 peut présenter des moyens d'engrenage avant 9a dont la géométrie et/ou le nombre est différent de celui des moyens d'engrenage arrière 10a. Ainsi, il est possible d'améliorer la modularité du système tout en pouvant optimiser de façon différenciée la fiabilité de la coopération entre chacun des moyens d'engrenage 9a, 10a et respectivement le bol 7 de transmission et l'organe tournant 1. 5 En particulier, en dissociant de l'organe tournant 1 les moyens d'engrenage 10a avec le bol 7 de transmission, on s'affranchit des limitations induites par la fabrication de ces moyens sans altérer le fonctionnement du palier. Ainsi, on peut réaliser des moyens d'engrenage 10a dont la fiabilité de transmission de 1 o couple est améliorée. Par exemple, il est possible de faire subir aux moyens d'engrenage arrière 10a des traitements thermiques adaptés, par exemple comprenant une trempe, et ce sans risquer d'endommager l'organe tournant 1. En outre, les moyens d'engrenage avant 9a peuvent également subir des traitements thermiques, identiques ou différents de ceux des moyens 15 d'engrenage arrière 10a, qui sont adaptés pour améliorer la fiabilité de leur coopération avec les moyens complémentaires 9b de l'organe tournant 1. Dans les modes de réalisation représentés, la pièce d'interface 8 présente une géométrie annulaire, les moyens d'engrenage 9a, 10a étant répartis 20 circonférentiellement autour d'une partie respectivement avant et arrière de ladite pièce d'interface. En particulier, la pièce d'interface 8 peut être réalisée en acier, par exemple par usinage ou par forgeage à chaud, à froid ou à température intermédiaire. 25 Les moyens d'engrenage 9a, 10a peuvent être réalisés préalablement, par exemple lors de la fabrication de la pièce d'interface 8, ou être formés lors de l'assemblage de l'ensemble bol 7 de transmission - pièce d'interface 8 - organe tournant 1, par exemple par incrustation des moyens complémentaires 9b, 10b dans la pièce d'interface 8 lors du serrage axial d'assemblage. 30 Sur les figures, les moyens d'engrenage 9a, 10a sont réalisés sous la forme de dentures, les moyens complémentaires 9b, 10b comprenant des dentures dans lesquelles les dentures des moyens d'engrenage 9a, 10a sont immobilisées en 6 rotation. En particulier, la profondeur et la répartition des dentures 9a, 9b, 10a, 10b permet la solidarisation en rotation de l'ensemble bol 7 de transmission - pièce d'interface 8 - organe tournant 1, de sorte à transmettre le couple moteur entre ledit bol et ledit organe tournant. La pièce d'interface 8 présente une portée arrière sur laquelle sont formées des dentures radiales 10a, le bol 7 de transmission présentant une portée avant sur laquelle des dentures complémentaires 10b sont formées. En particulier, les dentures 10a, 10b peuvent être convergentes et auto-centrantes, par exemple de type HIRTH. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à une réalisation particulière des moyens d'engrenage arrière 10a puisqu'elle dépend de la configuration des dentures 10b qui sont prévues sur le bol 7 de transmission. En relation avec les figures 1 et 2, on décrit ci-dessous un organe tournant 1 15 présentant une portée avant sur laquelle les moyens complémentaires 9b sont formés. Dans le mode de réalisation des figures 1, les dentures 9b s'étendent axialement sur une portée avant de la collerette 3 de sertissage de la bague 2, 20 la pièce d'interface 8 présentant un alésage dans laquelle des dentures axiales 9a sont formées. Selon une réalisation, le sertissage de la bague 2 de roulement peut être réalisé en disposant ladite bague sur une portée annulaire 11 qui s'étend sur l'organe 25 tournant 1 entre un bord arrière et un bord avant. Lors de cette disposition, la bague 2 coulisse axialement sur la portée annulaire 11 en formant une couronne libre 3a qui comprend le bord avant. Le procédé prévoit d'établir un gradient thermique croissant depuis le bord 30 arrière vers le bord avant, la température dudit bord avant étant inférieure à 900°C, et de déformer radialement la couronne libre 3a pour former une collerette 3 essentiellement radiale de sertissage de la bague 2 sur l'organe tournant 1. En particulier, le gradient thermique est établi pour limiter les efforts nécessaires à la déformation afin de limiter les contraintes mécaniques induites dans l'organe tournant 1, tout en protégeant de la température les parties du palier les plus sensibles. Selon une réalisation avantageuse, le gradient est établi de sorte que la température du bord avant soit de l'ordre de 750°C, le bord arrière pouvant être à température ambiante. Le procédé de sertissage prévoit que la déformation de la couronne libre 3a soit 1 o réalisée au moyen d'un outil qui est agencé pour réaliser les moyens complémentaires d'engrenage 9b sur la collerette 3. Cette réalisation, en chauffant la couronne libre 3a, permet de faciliter la réalisation des moyens complémentaires d'engrenage 9b, notamment en 15 pouvant obtenir des géométries qui sont optimisées pour fiabiliser la transmission du couple. Sur les figures 1, la collerette 3 présente une portée annulaire extérieure sur laquelle s'étendent les dentures 9b, l'extrémité avant de la pièce d'interface 8 20 étant disposée en regard de la bague 2. En variante, les dentures axiales 9b peuvent être formées sur une portée avant de la bague 2, ou sur une autre portée de l'organe tournant 1. Par ailleurs, les dentures 9b sont divergentes et les dentures 9a sont 25 convergentes pour assurer, lors de l'assemblage de la pièce d'interface 8 sur l'organe tournant 1, le centrage et le blocage axial de ladite pièce d'interface par rapport audit organe tournant. Dans le mode de réalisation des figures 2, les dentures 9b s'étendent 30 radialement sur une portée avant de la bague 2, la pièce d'interface 8 présentant une portée avant sur laquelle des dentures radiales 9a sont formées. Les dentures 9b de la bague 2 peuvent s'étendre radialement sur une hauteur suffisante pour que la collerette 3 vienne s'ancrer dans lesdites dentures lors de sa formation afin d'améliorer le sertissage de ladite bague sur l'organe tournant 1. En variante, les dentures radiales 9b peuvent être formées sur une portée avant de la collerette 3, ou sur une autre portée de l'organe tournant 1. Les dentures 9a, 9b peuvent être convergentes et auto-centrantes, par exemple de type HIRTH. En variante, la portée avant de la pièce d'interface 8 peut comprendre un moyen de centrage par rapport à l'organe tournant 1, par exemple une couronne de centrage sur la collerette 3 et/ou sur la bague 2. 10 Sur les figures 2, la portée avant présente une paroi autour de laquelle les dentures 9b sont formées, la pièce d'interface 8 présentant un alésage disposé autour de ladite paroi afin d'assurer le centrage de la pièce d'interface 8 par rapport à l'organe tournant 1. En particulier, la paroi peut être formée sur 15 l'extrémité extérieure de la collerette 3. En relation avec les figures 3, on décrit ci-dessous un organe tournant 1 présentant un alésage 4 dans lequel les moyens complémentaires 9b sont formés. La pièce d'interface 8 présente un plot creux avant 10 sur lequel les 20 moyens d'engrenage 9a sont formés, ledit plot creux étant disposé à force dans l'alésage 4 pour assurer la coopération desdits moyens. En particulier, l'alésage 4 et le plot creux avant 10 présentent des dentures 9b, 9a qui s'étendent axialement, lesdites dentures pouvant être réalisées par 25 brochage mâle - femelle. De façon avantageuse, les dentures 9a, 9b peuvent être agencées pour permettre un emmanchement à force du plot creux avant 10 dans l'alésage 4 afin d'éviter la formation d'un jeu entre la pièce d'interface 8 et l'organe tournant 1. En outre, le plot creux avant 10 est entouré par une portée annulaire radiale 11 de la pièce d'interface 8 qui est en butée axiale sur 30 la collerette 3 en fin d'emmanchement.5 REVENDICATIONS1. Système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile, ledit système comprenant un palier à roulement présentant un organe tournant (1) monté en rotation par rapport à un organe fixe par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants, ledit organe tournant comprenant des moyens d'association de la roue et ledit système comprenant un bol (7) de transmission d'un couple moteur audit organe tournant, ledit système étant caractérisé en ce 1 o qu'il comprend en outre une pièce d'interface (8) qui est interposée entre l'organe tournant (1) et le bol (7) de transmission, ladite pièce d'interface comprenant des moyens d'engrenage avant (9a) coopérant avec des moyens complémentaires (9b) formés sur l'organe tournant (1) et des moyens d'engrenage arrière (10a) coopérant avec des moyens complémentaires (10b) 15 formés sur le bol (7) de transmission pour assurer la transmission du couple de rotation entre ledit bol de transmission et ledit organe tournant. 2. Système d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'engrenage (9a, 10a) sont réalisés sous la forme de dentures, les 20 moyens complémentaires (9b, 10b) comprenant des dentures dans lesquelles les dentures desdits moyens d'engrenage sont immobilisées en rotation. 3. Système d'entraînement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce d'interface (8) présente une géométrie annulaire, les moyens 25 d'engrenage (9a, 10a) étant répartis circonférentiellement autour d'une partie respectivement avant et arrière de ladite pièce d'interface. 4. Système d'entrainement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe tournant (1) présente une portée avant sur 30 laquelle les moyens complémentaires (9b) sont formés. 5. Système d'entraînement selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que les dentures (9b) s'étendent axialement sur la portée avant, la pièce 10 d'interface (8) présentant un alésage dans laquelle des dentures axiales (9a) sont formées. 6. Système d'entraînement selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dentures (9b) de la portée avant sont divergentes, les dentures (9a) de l'alésage étant convergentes. 7. Système d'entraînement selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que les dentures (9b) s'étendent radialement sur la portée avant, la pièce 1 o d'interface (8) présentant une portée avant sur laquelle des dentures radiales (9a) sont formées. 8. Système d'entraînement selon la revendication 7, caractérisé en ce que la portée avant présente une paroi autour de laquelle les dentures (9b) sont 15 formées, la pièce d'interface (8) présentant un alésage disposé autour de ladite paroi. 9. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe tournant (1) présente un alésage (4) dans lequel 20 les moyens complémentaires (9b) sont formés, la pièce d'interface (8) présentant un plot creux avant (10) sur lequel les moyens d'engrenage (9a) sont formés, ledit plot creux étant disposé dans ledit alésage. 10. Système d'entraînement selon la revendication 2 et 9, caractérisé en ce 25 que les dentures (9a, 9b) s'étendent axialement dans l'alésage (4) et sur le plot creux avant (10). 11. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que la pièce d'interface (8) présente une portée arrière sur 30 laquelle sont formées des dentures radiales (10a), le bol (7) de transmission présentant une portée avant sur laquelle des dentures complémentaires (10b) sont formées. 5 12. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'organe tournant (1) comprend une bague (2) qui est immobilisée axialement au moyen d'une collerette (3), les moyens complémentaires (9b) étant formés sur ladite collerette ou sur ladite bague. 13. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la pièce d'interface (8) présente des moyens d'engrenage avant (9a) dont la géométrie et/ou le nombre est différent de celui des moyens d'engrenage arrière (10a). 10