Brevet FR2990254A1 — publié le 20131108

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. 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, ledit bol comprenant notamment un joint homocinétique (CVJ) par exemple de type Rzeppa. Pour assurer la transmission du couple de rotation entre le bol et l'organe tournant, il est connu d'utiliser un dispositif d'engrenage. En particulier, le document US-2008/0175526 décrit la réalisation de cannelures respectivement sur une portée arrière de l'organe tournant et sur une portée avant du bol de transmission, lesdites cannelures permettant, en position d'engrenage, l'immobilisation en rotation dudit bol sur ledit organe tournant. Toutefois, la géométrie de ces cannelures est agencée pour permettre, lors de l'assemblage du bol et de l'organe tournant en position d'engrenage, un autocentrage entre ces deux éléments. Il en résulte un profil de cannelures très particulier et coûteux à réaliser. En outre, la fonction géométrique d'autocentrage induit des contraintes sur la profondeur et sur le nombre de cannelures, ce qui limite le couple transmissible et crée un effort axial qui tend à désaccoupler les cannelures lors de l'entraînement en rotation. 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 est réalisée par l'intermédiaire d'un dispositif d'engrenage simple de réalisation et d'assemblage, tout en permettant une optimisation du couple transmissible. 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 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 par l'intermédiaire d'un dispositif d'engrenage comprenant un plot et une couronne qui sont solidaires du bol pour l'un et de l'organe tournant pour l'autre, ledit plot et ladite couronne étant équipés chacun d'empreintes respectivement intérieures et extérieures réparties angulairement, ladite couronne étant montée autour dudit plot pour former entre chacune des empreintes intérieures et extérieures un logement dans lequel une bille est disposée, lesdits logements présentant un profil convergeant axialement et ledit dispositif d'engrenage comprenant en outre une rondelle élastique exerçant un effort axial sur les billes pour les mettre en appui sur les empreintes intérieures et extérieures. 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 en perspective partiellement écorchée d'un système d'entraînement selon un mode de réalisation de l'invention, respectivement éclatée (figure 1a) et assemblée (figure 1b) ; - la figure 2 est une représentation partielle en coupe longitudinale du système d'entraînement selon les figures 1 ; - les figures 3a et 3b représentent deux réalisations de l'appui d'une bille dans un logement pour un système d'entraînement selon l'invention. 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 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 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. Le palier représenté comprend deux rangées de billes qui sont espacées axialement, lesdites rangées étant chacune disposées entre deux pistes de roulement formées sur respectivement un organe pour guider la rotation de l'organe tournant 1. Plus précisément, l'organe tournant 1 comprend une bague intérieure 2 rapportée sur laquelle la piste de roulement arrière est formée, les termes « avant » et « arrière » étant définis pour l'organe tournant 1 respectivement à gauche et à droite sur les figures 1. Par ailleurs, l'organe tournant 1, par exemple réalisé en acier, présente un alésage 3 et comprend des moyens d'association de la roue qui, sur les figures, comprennent une bride 4. En outre, 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 5 de transmission d'un couple moteur à l'organe tournant 1, ledit bol étant actionné en rotation par le moteur du véhicule et comprenant notamment un joint homocinétique (CVJ) par exemple de type Rzeppa. Pour assurer la transmission du couple de rotation entre le bol 5 et l'organe tournant 1, le système d'entraînement présente un dispositif d'engrenage qui comprend un plot 6 et une couronne 7 qui sont solidaires du bol 5 pour l'un et de l'organe tournant 1 pour l'autre. Dans le mode de réalisation représenté, le plot 6 est solidaire du bol 5 et la couronne 7 est solidaire de l'organe tournant 1, toutefois la configuration inverse est envisageable. Le bol 5 présente une paroi radiale avant 8 sur laquelle le plot 6 s'étend axialement, la couronne 7 étant formée radialement sur une portée arrière 9 de l'alésage 3. Le plot 6 et la couronne 7 sont équipés chacun d'empreintes respectivement intérieures 10 sur le plot 6 et extérieures 11 dans la couronne 7, lesdites empreintes étant réparties angulairement. En variante, la couronne 7 peut être réalisée par une pièce indépendante de l'organe tournant 1, notamment afin de faciliter l'usinage des empreintes 11, ladite pièce étant fixée dans l'alésage 3, par exemple par soudure. La couronne 7 est montée autour du plot 6 pour former entre chacune des empreintes intérieures 10 et extérieures 11 un logement 12 dans lequel une bille 13 est disposée. Ainsi, le dispositif d'engrenage comprend un anneau de billes 13 qui sont chacune disposées dans un logement 12 formé à l'interface entre l'organe tournant 1 et le bol 5. En particulier, la couronne 7 présente un diamètre intérieur qui correspond à un diamètre extérieur du plot 6 pour permettre le montage de ladite couronne autour dudit plot, les empreintes 10, 11 étant réalisées en creux dans lesdits diamètres, notamment par usinage. Par ailleurs, l'organe tournant 1 est en appui axial sur le bol 5, ledit appui étant agencé pour mettre les empreintes extérieures 11 en regard radial des empreintes intérieures 10 afin de former les logements 12 entre elles. Dans le mode de réalisation représenté, la bague intérieure 2 est en appui axial autour du plot 6 sur la paroi radiale avant 8 du bol 5, ladite bague étant disposée autour de la portée arrière 9 et ledit appui permettant l'immobilisation axiale de ladite bague sur ladite portée. Les logements 12 présentent un profil convergeant axialement, c'est-à-dire que la dimension intérieure des logements 12 diminue axialement en direction du bol 5. Dans le mode de réalisation représenté, le profil convergeant axialement est formé par la portée arrière 9 qui est inclinée intérieurement. Par ailleurs, les empreintes intérieures 10 présentent une portée de raccordement 14 avec la paroi radiale avant 8 qui est incurvée. Le dispositif d'engrenage comprend en outre une rondelle élastique 15 qui exerce un effort axial sur les billes 13 pour les mettre en appui sur les empreintes intérieures 10 et extérieures 11. Ainsi, le plaquage élastique des billes 13 dans la direction axiale vers le bol 5 permet à chaque bille 13 d'être disposée de façon optimale dans le logement 12 en étant notamment en contact à la fois sur l'empreinte intérieure 10 et sur l'empreinte extérieure 11 dudit logement pour assurer une bonne transmission du couple de rotation entre le bol 5 et l'organe tournant 1. De façon avantageuse, chaque empreinte 10, 11 présente deux portées latérales 10a, 10b ; 11 a, 11b, les billes 13 étant en appui sur chacune desdites portées pour conférer un appui quatre points de la bille 13 dans son logement 12. Ainsi, on immobilise en rotation le bol 5 et l'organe tournant 1 en supprimant le risque de jeu lors de l'entraînement en rotation dudit organe tournant par ledit bol. En relation avec la figure 3a, chaque portée latérale 10a, 10b ; 11a, 11 b d'un logement 12 présente un rayon de courbure r1-r4, lesdits rayons étant agencés pour conférer l'appui quatre points. Pour ce faire, les centres des rayons de courbure r1-r4 sont disposés par rapport au centre de la bille 13, la valeur desdits rayons étant supérieure à la valeur du rayon r de la bille 13. En variante représentée sur la figure 3b, les empreintes 10, 11 présentent un profil elliptique el, e2 formant de chaque côté une portée latérale 10a, 10b; 11 a, 11 b. Le dispositif d'engrenage comprend un moyen de serrage axial de la rondelle élastique 15 sur le plot 6 afin notamment de régler la précharge axiale des billes 13 sur les empreintes 10, 11 des logements 12. En particulier, la précharge peut être déterminée pour correspondre au couple maximal transmissible. Le moyen de serrage peut assurer également l'assemblage du bol 5 de transmission et de l'organe tournant 1, notamment relativement aux contraintes axiales de désassemblage lors de la transmission du couple de rotation. Dans le mode de réalisation représenté, le moyen de serrage comprend une vis 16 disposée dans un orifice 17 de la rondelle élastique 15, le plot 6 présentant un trou fileté 18 de fixation de la vis 16. En particulier, la rondelle élastique 15 comprend un disque 15a pourvu de l'orifice 17, le vissage contraignant axialement ledit disque vers la paroi avant du plot 6 par l'intermédiaire d'un anneau 19 d'appui autour de l'orifice 17. Par ailleurs, la rondelle élastique 15 comprend des étriers 20 de rétention des billes 13, lesdits étriers s'étendant sur la face arrière du disque 15a. Chaque étrier 20 présente une patte 21 sur laquelle la bille 13 est disposée et un repli 22 formant un moyen élastique d'appui axial sur la bille 13. Ainsi, le vissage axial du disque 15a induit une mise en contrainte des replis élastiques 22 sur les billes 13, afin d'exercer l'effort axial de positionnement des billes 13 dans les logements 12. En particulier, lorsque les replis élastiques 22 exercent un effort axial sur les billes 13, celles-ci glissent intérieurement sur les empreintes extérieures 11 pour assurer la mise en appui desdites billes sur les empreintes intérieures 10. Dans le mode de réalisation représenté, les pattes 21 s'étendent essentiellement axialement en présentant un bord arrière 21a courbé extérieurement, les replis élastiques 22 s'étendant essentiellement radialement en regard de la face arrière du disque 15a. Ainsi, lorsque les billes 13 sont disposées sur les pattes 21, elles sont en appui à l'avant sur le bord courbé 21a et à l'arrière sur le repli élastique 22. Le dispositif d'engrenage représenté comprend une butée de maintien de la rondelle élastique 15 dans l'organe tournant 1 de sorte à retenir les billes 13 entre les étriers 20 et les empreintes extérieures 11 préalablement au montage de la couronne 7 autour du plot 6. Cette réalisation permet de faciliter l'assemblage du système, notamment en pré-positionnant les billes 13 afin de les disposer dans les logements 12 lors du montage de la couronne 7 autour du plot 6, le serrage ultérieur de la vis 16 permettant un positionnement optimal desdites billes dans chacun de leur logement 12. En relation avec les figures, la butée de maintien est formée d'un anneau élastique d'arrêt 23 qui est immobilisé dans une gorge annulaire 24 formée dans l'alésage 3 à l'avant de la portée arrière 9, ledit anneau dépassant intérieurement pour interagir avec le disque 15a afin d'empêcher le recul de la rondelle élastique 15 lorsque les billes 13 sont pré-positionnées sur les empreintes extérieures 11 par l'intermédiaire des étriers 20. Les portées latérales 10a, 10b des empreintes intérieures 10 sont séparées par une rainure axiale 25. En particulier, la géométrie des rainures 25 peut correspondre à celle des pattes 21 afin, lors du montage sur les empreintes intérieures 10 des billes 13 disposées sur les pattes 21, de mettre les billes 13 en contact sur les portées latérales 10a, 10b en disposant les pattes 21 dans les rainures 25. 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 (4) de la roue et ledit système comprenant un bol (5) de transmission d'un couple moteur audit organe tournant par l'intermédiaire d'un dispositif d'engrenage, ledit système étant caractérisé en ce que le dispositif d'engrenage comprend un plot (6) et une couronne (7) qui sont solidaires du bol (5) pour l'un et de l'organe tournant (1) pour l'autre, ledit plot et ladite couronne étant équipés chacun d'empreintes respectivement intérieures (10) et extérieures (11) réparties angulairement, ladite couronne étant montée autour dudit plot pour former entre chacune des empreintes intérieures (10) et extérieures (11) un logement (12) dans lequel une bille (13) est disposée, lesdits logements présentant un profil convergeant axialement et ledit dispositif d'engrenage comprenant en outre une rondelle élastique (15) exerçant un effort axial sur les billes (13) pour les mettre en appui sur les empreintes intérieures (10) et extérieures (11). 2. Système d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'engrenage comprend un moyen (16) de serrage axial de la rondelle élastique (15) sur le plot (6). 3. Système d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen (16) de serrage assure également l'assemblage du bol (5) de transmission et de l'organe tournant (1). 4. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rondelle élastique (15) comprend des étriers (20) de rétention des billes (13), chaque étrier (20) présentant un moyen élastique (22) d'appui axial sur la bille (13). 5. Système d'entraînement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rondelle élastique (15) comprend un disque (15a) duquel s'étendent les étriers (20) de rétention, chaque étrier (20) présentant une patte (21) sur laquelle la bille (13) est disposée et un repli (22) formant le moyen élastique d'appui. 6. Système d'entraînement selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le dispositif d'engrenage comprend une butée (23) de maintien de la rondelle élastique (15) dans l'organe tournant (1) de sorte à retenir les billes (13) entre les étriers (20) et les empreintes extérieures (11) préalablement au montage de la couronne (7) autour du plot (6). 7. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe tournant (1) comprend un alésage (3) qui présente une portée arrière (9) inclinée intérieurement, la couronne (7) étant formée sur ladite portée pour former le profil convergeant axialement des logements (12). 8. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque empreinte (10, 11) présente deux portées latérales (10a, 10b ; 11a, 11b), les billes (13) étant en appui sur chacune desdites portées pour conférer un appui quatre points de ladite bille dans son logement (12). 9. Système d'entraînement selon la revendication 8, caractérisé en ce que les empreintes (10, 11) présentent un profil elliptique (e1, e2) formant de chaque côté une portée latérale (10a, 10b; 11a, 11b). 10. Système d'entraînement selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque portée latérale (10a, 10b; 11a, 11b) d'un logement (12) présente un rayon de courbure (ri-r4), lesdits rayons étant agencés pour conférer l'appui quatre points. 11. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les portées latérales (10a, 10b) des empreintes intérieures (10) sont séparées par une rainure axiale (25).