Brevet FR2984220A1 — publié le 20130621

PIVOT DE ROUE A ROULEMENT INTEGRE POUR VEHICULE AUTOMOBILE, ET PROCEDE DE REALISATION D'UN TEL PIVOT DE ROUE. La présente invention concerne un pivot de roue roulement intégré pour véhicule automobile. Elle concerne également un procédé de réalisation d'un tel pivot de roue. Elle concerne enfin un véhicule automobile équipé de tels pivots de roue à roulement intégré. De manière classique, un pivot de roue de véhicule automobile est équipé d'un roulement, qui permet la rotation de la roue. Le roulement peut être vissé ou bien « fretté » et arrêté axialement par un anneau élastique. Cet assemblage du roulement sur le pivot de roue exige des ajustements très précis et un temps d'assemblage relativement important. On a déjà cherché à perfectionner les procédés de fabrication et dispositifs de support de roue, pièce complexe intégrant notamment des éléments de suspension, de direction et de guidage de roue. Ainsi, à titre d'exemple, le document FR 2 843 086 décrit un support de roue composite de véhicule automobile, réalisé à partir de plusieurs éléments séparés, à savoir un élément fonctionnel servant de support pour le roulement de la roue, un élément fonctionnel servant de support pour un amortisseur, un élément fonctionnel de direction, des éléments fonctionnels supports de freins, un élément fonctionnel de liaison du support de roue à un bras inférieur de suspension, lesdits différents éléments étant reliés par au moins un fil par soudage. L'élément fonctionnel servant de support à un amortisseur est constitué par un tube formant le corps de l'amortisseur. L'élément fonctionnel servant de support au roulement de la roue est constitué d'un tube, la cavité intérieure du tube formant un logement pour le roulement de la roue. Le but de la présente invention est de fournir un pivot de roue à roulement intégré pour véhicule automobile, qui permette de réaliser un gain en masse par rapport aux pivots de roue connus de l'art antérieur. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel pivot de roue, qui soit d'un montage aisé et rapide. Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel pivot de roue, qui soit, de manière générale, de conception et de fabrication simples, qui soit solide, stable, fiable et économique. Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un pivot de roue à roulement intégré, qui est constitué en deux parties de pivot, dites partie supérieure et partie inférieure de pivot, métalliques, destinées à être serrées l'une sur l'autre autour du roulement de roue selon un plan de liaison qui est un plan de symétrie axiale du roulement. Dans ce nouveau pivot de roue, les deux parties de pivot sont assemblées par soudage sur le roulement dans le plan de liaison, les cordons de soudure maintenant le roulement de roue et assurant, par leur rétractation lors de leur refroidissement, le frettage dudit roulement de roue. Chaque partie de pivot comporte un corps externe et une demi bague interne, semi cylindrique, des rainures longitudinales étant prévues sur la longueur du corps externe et sur la longueur de la demi bague interne au niveau du plan de liaison, de façon à recevoir les cordons de soudure. De manière préférentielle, les demi bagues internes semi cylindriques présentent des épaulements radiaux pour le positionnement axial du roulement de roue. La partie de pivot supérieure comporte une interface 30 de rotule supérieure de pivot et une interface de levier de direction. La partie de pivot inférieure comporte une interface de rotule inférieure de pivot. Les parties du pivot de roue selon l'invention sont avantageusement réalisées en acier, par un procédé 35 d'emboutissage de préférence. La présente invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un pivot de roue à roulement intégré conforme au pivot décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. Ce procédé comporte les étapes suivantes, prises en combinaison : - on place le roulement de roue entre les deux parties 5 de pivot, supérieure et inférieure, du pivot de roue, le roulement étant positionné axialement sur les épaulements radiaux des demi bagues internes des parties de pivot, - on réalise le pré serrage des deux parties de pivot sur le roulement de roue, 10 - on soude les deux parties de pivot entre elles, le refroidissement de la soudure provoquant la rétractation de cette dernière et, en conséquence, l'intégration du roulement dans le pivot de roue par frettage dudit roulement dans le pivot de roue. 15 De façon à rendre optimale l'intégration du roulement par frettage, on peut préalablement chauffer les deux parties de pivot et/ou refroidir le roulement de roue. La présente invention a enfin pour objet un véhicule automobile, qui comprend des pivots de roue à roulement 20 intégré réalisés selon le procédé décrit ci-dessus dans ses grandes lignes. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la 25 portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, éclatée, représentant un pivot de roue à roulement intégré selon l'invention et plusieurs pièces mécaniques de la 30 transmission qui sont assemblées audit pivot de roue, - la figure 2 est une vue en coupe frontale, schématique, du pivot de roue à roulement intégré selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe transversale, 35 schématique, du pivot de roue de la figure 2, selon le plan de coupe III-III de la figure 2, - les figures 4 à 6 illustrent, de manière schématique, le procédé de réalisation du pivot de roue à roulement intégré des figures 1 à 3, c'est-à-dire le pré positionnement des deux parties de pivot (figure 4), puis le pré serrage (figure 5) et l'assemblage par soudage (figure 6) desdites deux parties de pivot, et - la figure 7 illustre, de manière schématique, le mode d'intégration par frettage du roulement de roue dans le pivot de roue de l'invention. En référence au dessin de la figure 1, on a représenté un ensemble de moyeu et de fusée de roue de véhicule automobile, d'axe YY', comprenant la fusée de roue 50, le pivot de roue 10, 20 à roulement 30, le moyeu de roue 60, le disque de frein 70 monté sur le moyeu de roue 60, et l'écrou de fusée 80. De manière classique, le pivot de roue 10, 20 est équipé d'un roulement 30 pour permettre la rotation de la roue. Selon le principe de la présente invention, le pivot de roue est composé de deux parties 10 et 20, à savoir une partie supérieure de pivot 10 et une partie inférieure de pivot 20, les deux parties 10 et 20 venant coiffer le roulement de roue 30. Les deux parties 10 et 20 du pivot de roue sont assemblées dans le plan de symétrie axial de liaison illustré par la référence « P » sur le dessin de la figure 1. Comme mieux représenté sur le dessin des figures 2 et 3, les deux parties de pivot 10 et 20 sont assemblées par soudage sur le roulement de roue 30 dans le plan de liaison « P ». Les cordons de soudure, qui sont désignés collectivement par la référence « S », maintiennent le roulement de roue 30 et assurent, par leur rétractation lors de leur refroidissement, le « frettage » dudit roulement de roue 30 sur le pivot. Par frettage, on entend, de manière classique, un assemblage à ajustement serré, réalisé avec des tolérances d'usinage qui interdisent le montage à la main ou même à la presse. Ici, le roulement de roue 30 est la pièce intérieure de l'assemblage, dite aussi pièce « frettée », tandis que le pivot de roue 10, 20 est la pièce extérieure ou « frette ». En référence encore aux dessins des figures 1 à 3, chaque partie de pivot est composée d'un corps externe et d'une demi bague interne, semi cylindrique. Ainsi, la partie de pivot supérieure 10 est composée d'un corps externe 11, de préférence obtenu par emboutissage d'une tôle, et d'une demi bague interne 12, métallique, semi cylindrique, la partie de pivot inférieure 20 comportant, de manière similaire, un corps externe 21 et une demi bague interne 22. Des rainures longitudinales sont prévues sur toute la longueur axiale des deux corps externe 11, 21 et sur la longueur axiale des deux demi bague interne 12, 22 au niveau du plan de liaison « P », de façon à recevoir les cordons de soudure « S » qui solidarisent les deux parties de pivot 10, 20 entre elles et sur le roulement de roue 30. Les deux demi bagues internes 12, 22 présentent des épaulements radiaux 13, 14 et 23, 24, respectivement, pour 20 le positionnement axial (selon l'axe YY') du roulement de roue 30. La partie de pivot supérieure 10 comporte, de manière connue en soi, une interface de rotule supérieure de pivot 15 et une interface de levier de direction 18, tandis que la 25 partie de pivot inférieure 20 comporte, de manière également connue en soi, une interface de rotule inférieure de pivot 25. En référence aux dessins des figures 4 à 7, le procédé de réalisation du pivot de roue à roulement intégré selon 30 l'invention décrit ci-dessus est le suivant : - on place le roulement de roue 30 entre les deux parties de pivot 10 et 20 du pivot de roue, le roulement de roue 30 étant positionné axialement sur les épaulements radiaux 13, 14 et 23, 24 des deux demi bagues internes 12 et 35 22, et on réalise le pré serrage (flèche « F » de la figure 5) des deux parties de pivot 10, 20 sur le roulement de roue 30, et - on soude les deux parties de pivot 10, 20 entre elles (figure 6) sur le roulement de roue 30, le refroidissement des cordons de soudure « S » provoquant leur rétractation et, en conséquence, l'intégration du roulement de roue 30 dans le pivot de roue par frettage dudit roulement 30 dans le pivot de roue. Afin de recevoir les cordons de soudure « S », les rainures longitudinales mentionnées précédemment sont constituées par un espacement « E » (figure 5) entre les extrémités axiales en regard des deux demi bagues 12 et 22 en position de serrage l'une sur l'autre sur le roulement 30. De plus, comme montré sur la figure 4, les extrémités axiales des corps externes 11, respectivement 21, sont en léger retrait « e » des extrémités axiales des demi bagues 12, respectivement 22, de façon à créer une rainure plus large, d'épaisseur « E + 2e » (figure 7), dans sa partie externe. Comme illustré de manière très schématique sur le dessin de la figure 7, lors de son refroidissement la soudure « S » se rétracte (sens des flèches « R ») et réalise le frettage du roulement 30 dans le pivot de roue. Le serrage (flèches « f ») nécessaire au bon fonctionnement du pivot est alors réalisé. Pour rendre optimal ce frettage, la solution la plus simple est de chauffer la frette, c'est-à-dire les deux parties de pivot 10 et 20 pour la dilater avant de l'enfiler sur le roulement 30. On peut à l'inverse refroidir la partie frettée, c'est-à-dire le roulement 30 pour le contracter et l'engager dans la frette. On peut également pratiquer, en même temps, la dilatation par chauffage de la frette et la contraction par refroidissement de la pièce frettée. Le pivot de roue à roulement de roue selon la présente invention présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : - il permet de réaliser un gain de masse par rapport aux pivots de roue connu de l'art antérieur, - il est de montage aisé, et rapide, - il est de conception et de réalisation simples, et - il est fiable et économique. REVENDICATIONS1. Pivot de roue à roulement intégré pour véhicule 5 automobile, caractérisé en ce que ledit pivot de roue est constitué en deux parties de pivot supérieure (10) et inférieure (20), métalliques, destinées à être serrées l'une sur l'autre autour du roulement de roue (30) selon un plan de liaison (« P ») qui est un plan de symétrie axiale du 10 roulement de roue (30), et en ce que les deux parties de pivot (10, 20) sont assemblées par soudage sur le roulement de roue (30) dans le plan de liaison (« P »), les cordons de soudure (« S ») maintenant le roulement de roue (30) et assurant, par leur rétractation lors de leur 15 refroidissement, le frettage dudit roulement de roue (30). 2. Pivot de roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque partie de pivot (10 ; 20) comporte un corps externe (11 ; 21) et une demi bague interne (12 ; 22), semi cylindrique, des rainures longitudinales étant prévues sur 20 la longueur du corps externe (11 ; 21) et sur la longueur de la demi bague interne (12 ; 22), au niveau du plan de liaison (« P »), de façon à recevoir les cordons de soudure (« S ») . 3. Pivot de roue selon la revendication 2, caractérisé 25 en ce que les demi bagues internes (12 ; 22) présentent des épaulements radiaux (13, 14 ; 23, 24) pour le positionnement axial du roulement de roue (30). 4. Pivot de roue selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie de 30 pivot supérieure (10) comporte une interface de rotule supérieure de pivot (15) et une interface de levier de direction (18), et en ce que la partie de pivot inférieure (20) comporte une interface de rotule inférieure de pivot (25). 35 5. Pivot de roue selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est réalisé en acier et par un procédé d'emboutissage. 6. Procédé de fabrication d'un pivot de roue conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par les étapes suivantes, prises en combinaison : - on place le roulement de roue (30) entre les deux parties de pivot, supérieure (10) et inférieure (20), du pivot de roue, le roulement de roue (30) étant positionné axialement sur les épaulements radiaux (13, 14 ; 23, 24) des deux demi bagues internes (12, 22), - on réalise le pré serrage des deux parties de pivot (10, 20) sur le roulement de roue (30), - on soude les deux parties de pivot (10, 20) entre elles sur le roulement de roue (30), le refroidissement de la soudure provoquant la rétractation de cette dernière et, en conséquence, l'intégration du roulement de roue (30) dans le pivot de roue par frettage dudit roulement (30) dans le pivot de roue. 7. Procédé de fabrication d'un pivot de roue selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux parties de 20 pivot (10, 20) sont préalablement chauffées. 8. Procédé de fabrication d'un pivot de roue selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le roulement de roue (30) est refroidi. 9. Véhicule automobile, caractérisé en ce que les 25 pivots de roue sont conformes au pivot de roue à roulement de roue intégré de l'une quelconque des revendications 1 à 5. 30