Brevet FR2999969A1 — publié le 20140627

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte à l'assemblage par emmanchement de deux organes mécaniques en particulier, mais de manière non exclusive, à l'emmanchement d'un organe comportant une bague de palier lisse ou à roulement 5 sur une fusée ou un arbre ou dans un porte-fusée. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] Lors du montage d'un roulement associé à un moyeu de roue sur une fusée d'essieu, en particulier dans un contexte de montage manuel de rechange chez un garagiste, on constate que l'ouvrier n'est pas en mesure d'aligner parfaitement les 10 pièces lors de l'assemblage. En pratique la difficulté d'alignement se traduit par un coincement du roulement sur la fusée d'essieu. Le monteur est alors contraint d'appliquer un couple et un effort important pour tenter de décoincer les pièces et trouver la position recherchée permettant l'assemblage. Il va sans dire que ces efforts importants peuvent endommager le roulement ou le cône sur la fusée, notamment au 15 niveau des joints, et entraîner par la suite une dégradation rapide du roulement et au final, si cette dégradation n'est pas détectée à temps, la perte de la roue. [0003] De plus, si le roulement comporte deux bagues intérieures reliées par une bague d'assemblage, le défaut d'alignement lors de l'assemblage peut amener à une désolidarisation des deux bagues, d'où un rebus important. 20 EXPOSE DE L'INVENTION [0004] L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à réaliser un assemblage diminuant ou éliminant les risques de coincement lors de l'insertion, notamment l'insertion manuelle, par des moyens simples et peu couteux, qui puissent notamment être mis en oeuvre dans un atelier 25 d'entretien ou de réparation. [0005] A cet effet, est proposé, suivant un premier aspect de l'invention, un procédé d'assemblage d'un premier organe mécanique comportant une première portée cylindrique définissant un premier axe géométrique de référence sur un deuxième organe mécanique comportant une deuxième portée cylindrique 30 définissant un deuxième axe de référence, le deuxième organe comportant en outre une surface de référence ayant une enveloppe géométrique présentant un et un seul axe de symétrie de révolution constitué par le deuxième axe de référence, l'une des première et deuxième portées cylindriques étant tournée radialement vers l'intérieur, l'autre portée cylindrique étant tournée radialement vers l'extérieur et destinée en fin d'assemblage à être positionnée à l'intérieur de et en contact avec la portée cylindrique tournée radialement vers l'intérieur, le procédé comportant les étapes suivantes : on pré-assemble avec le premier organe une pièce d'assemblage présentant une surface de glissement d'enveloppe cylindrique, l'enveloppe cylindrique définissant un axe géométrique de glissement de la pièce d'assemblage, de façon que la pièce de glissement vienne en contact en au moins trois points non alignés avec la première portée cylindrique, et que l'axe géométrique de glissement soit aligné avec le premier axe de référence ; on positionne l'un par rapport à l'autre le deuxième organe et le premier organe de façon à ce qu'une surface de positionnement de la pièce d'assemblage vienne en regard de la surface de référence du deuxième organe, la surface de positionnement ayant une enveloppe géométrique homothétique de l'enveloppe géométrique de la surface de référence, l'enveloppe géométrique de la surface de positionnement présentant un et un seul axe de symétrie de révolution confondu avec l'axe de glissement de la pièce d'assemblage, de sorte que le premier axe de référence et le deuxième axe de référence soient sensiblement parallèles ou coaxiaux, puis on insère l'un dans l'autre le premier organe et le deuxième organe par un mouvement axial d'au moins un des premier et deuxième organes de façon à repousser axialement la pièce d'assemblage qui coulisse par rapport à la première portée cylindrique. [0006] On assure grâce à la pièce d'assemblage le parallélisme ou l'alignement souhaité entre les deux organes, de sorte que l'assemblage s'effectue sans coincement. [0007] L'étape de pré-assemblage peut le cas échéant être effectuée en usine, les étapes suivantes de positionnement du deuxième organe et d'insertion pouvant être effectuées après acheminement du sous-ensemble pré-assemblé comportant le premier organe mécanique et la pièce d'assemblage sur un lieu d'assemblage qui peut être notamment un atelier d'entretien ou de réparation. Naturellement, le procédé est également applicable avec les mêmes avantages techniques si toutes les opérations ont lieu dans un même lieu, avec ou sans phase intermédiaire de stockage entre l'étape de pré-assemblage et les étapes suivantes. [0008] De préférence, la pièce d'assemblage reste immobile par rapport au premier organe durant l'étape de positionnement relatif des deux organes. Pour éviter un glissement prématuré de la pièce d'assemblage par rapport au premier organe, on peut avoir intérêt à maintenir la position relative entre la pièce d'assemblage et le premier organe avec un outillage durant l'étape de positionnement. Alternativement, et de manière préférentielle, on peut également obtenir le séquencement souhaité en prévoyant lors du pré-assemblage un emmanchement en force, c'est-à-dire avec une déformation élastique de la pièce d'assemblage assurant une résistance de frottement statique suffisante à l'interface entre la surface de glissement et la première portée cylindrique. [0009] Suivant un mode de réalisation, la surface de positionnement est en appui en au moins trois point avec la surface de référence à l'issue de l'étape de positionnement. On assure dans ce cas un parfait alignement du deuxième axe de référence du premier axe de référence et accessoirement de l'axe de glissement de la pièce d'assemblage. [0010] Alternativement, la surface de positionnement présente à l'issue de l'étape de positionnement avec la surface de référence en au moins trois points non alignés un jeu radial nul ou inférieur à 0,5 mm, de préférence inférieur à 0,2 mm, ou inférieur à 0,5%, de préférence inférieur à 0,25% d'un diamètre de l'enveloppe géométrique de la surface de référence au point mesuré. De préférence, le jeu est tel que le premier axe de référence et le deuxième axe de référence présentent un angle nul ou inférieur à 1°. Le jeu radial maximal compatible avec le débattement angulaire maximal souhaité sera naturellement fonction du diamètre de l'enveloppe géométrique de la surface de référence, et de la longueur axial du recouvrement entre la surface de référence et la surface de positionnement. [0011] Durant l'insertion, la pièce d'assemblage est de préférence repoussée par une face de butée axiale du deuxième organe. [0012] Suivant un mode de réalisation, l'insertion l'un dans l'autre du premier organe et du deuxième organe a pour effet une éjection de la pièce d'assemblage. Alternativement, on peut prévoir une étape d'extraction de la pièce d'assemblage à l'issue de l'insertion. On peut également laisser la pièce d'assemblage à l'issue de l'assemblage dans une cavité définie par le premier organe ou entre le premier organe et le deuxième organe. [0013] Dans l'hypothèse où la pièce d'assemblage est extraite ou éjectée à l'issue de l'insertion, on peut prévoir que la pièce d'assemblage soit recyclée, par exemple par acheminement au lieu de pré-assemblage. [0014] Préférentiellement, la surface de positionnement de la pièce d'assemblage présente une enveloppe cylindrique et la surface de référence du deuxième organe mécanique présente une enveloppe cylindrique, ceci pour garantir le positionnement des axes. [0015] Suivant un mode de réalisation préféré, la première portée cylindrique et la deuxième portée cylindrique sont métalliques, la pièce d'assemblage étant en matériau plastique, ce qui permet de conférer à cette dernière une certaine élasticité. [0016] Suivant un mode de réalisation, l'un des premier et deuxième organes est une bague de palier à roulement ou de palier lisse, notamment une bague intérieure. Il peut plus généralement s'agir d'un palier ou d'un organe comportant un palier, 25 notamment un moyeu de roue ou une fusée d'essieu. [0017] Suivant un mode de réalisation, l'un des premier et deuxième organes est un arbre ou une fusée, en particulier une fusée de roue. [0018] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à une pièce d'assemblage pour la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment. Cette pièce comporte une surface de glissement d'enveloppe cylindrique définissant un axe géométrique de glissement de la pièce d'assemblage et une surface de positionnement ayant une enveloppe géométrique présentant un et un seul axe de symétrie de révolution confondu avec l'axe de glissement de la pièce d'assemblage. [0019] Suivant un mode de réalisation, la pièce d'assemblage est creuse, la surface de glissement d'enveloppe cylindrique et la surface de positionnement étant tournées l'une radialement vers l'intérieur et l'autre radialement vers l'extérieur. [0020] De préférence, la pièce d'assemblage élastiquement deformable dans un sens radial. Ceci permet de créer une interférence radiale entre la pièce d'assemblage et la première portée cylindrique, de sorte que le pré-assemblage est un emmanchement en force. Il existe alors entre la pièce d'assemblage et le premier organe à l'issue du pré-assemblage une résistance de frottement maîtrisée. Ceci permet notamment de manipuler, stocker ou transporter le sous-ensemble constitué par le premier organe et la pièce d'assemblage à l'issue du pré-assemblage sans crainte de modifier le positionnement relatif des deux éléments. Cette résistance de frottement statique permet également le cas échéant d'assurer que la pièce d'assemblage reste immobile par rapport au premier organe durant la phase de positionnement du deuxième organe. [0021] Cette élasticité radiale peut par exemple être obtenue avec une pièce d'assemblage cannelée qui présente des crêtes tournées radialement vers l'extérieur pour former la surface tournée vers l'extérieur et des crêtes tournées radialement vers l'intérieur pour former la surface tournée vers l'intérieur. On peut également prévoir des nervures élastiques ou d'autres reliefs élastiquement déformables dont les sommets définissent l'enveloppe cylindrique de la surface de glissement. On peut prévoir des dispositions similaires pour la surface de positionnement. [0022] Suivant un autre aspect de l'invention, celle-ci a trait à un sous-ensemble la pièce d'assemblage décrite précédemment et un premier organe mécanique comportant une première portée cylindrique, caractérisé en ce que la première portée cylindrique et la surface de glissement d'enveloppe cylindrique sont emmanchées l'une dans l'autre. De préférence, la pièce d'assemblage présente une élasticité radiale et est déformée radialement dans l'état emmanché. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0023] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1A à 1D illustrent quatre étapes d'un procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 illustre une pièce d'assemblage utilisée pour mettre en oeuvre le procédé illustré sur les figures 1A à 1D; - les figures 3A à 3D illustrent quatre étapes d'un procédé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. [0024] Pour plus de clarté, les éléments identiques sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION [0025] En référence aux figures 1A à 1D et 2, un palier à roulement 10 biconique est constitué d'une bague extérieure 12, de deux bagues intérieures 14.1, 14.2, et de corps roulants 16, ici des rouleaux coniques, répartis en deux rangées, et roulant sur des chemins de roulement formés sur la bague extérieure 12 et sur les bagues intérieures 14.1, 14.2. Les bagues intérieures, reliées par bague de liaison 18 forment une portée cylindrique 20, tournée radialement vers l'intérieur et destinée à être emmanchée sur une portée cylindrique correspondante 22, tournée radialement vers l'extérieur, d'une fusée d'essieu 24 de véhicule. La portée cylindrique intérieure 20 de la bague intérieure définit un premier axe de référence 100 et la portée cylindrique extérieure définit un deuxième axe de référence 200, qu'il s'agit d'aligner lors de l'assemblage du palier 10 sur la fusée d'essieu 24. [0026] Sur la figure 1A, une pièce tubulaire d'assemblage 26 a été emmanchée dans la portée cylindrique intérieure 20 du palier à roulement 10, pour constituer avec ce dernier un sous-ensemble pré-assemblé 27. [0027] La pièce tubulaire d'assemblage 26, illustrée en détail sur la figure 2, est une pièce cannelée creuse en matière plastique qui présente une surface de glissement 28 extérieure d'enveloppe cylindrique définissant un axe géométrique de coulissement 300 et une surface de positionnement 30 tournée radialement vers l'intérieur et présentant également une enveloppe cylindrique suivant le même axe 300. Dans la position pré-assemblée de la figure 1, la surface de glissement 28 est en contact en au moins trois points non alignés avec la portée cylindrique intérieure 20. L'axe de glissement 300 de la pièce d'assemblage est confondu avec le premier axe de référence 100. Le nombre de degrés de liberté de mouvement de la pièce tubulaire d'assemblage 26 par rapport au palier à roulement 10 est limité à deux, à savoir une liberté de rotation autour du premier axe géométrique de référence 100 et une liberté de translation parallèlement au premier axe géométrique de référence 100. [0028] Le sous-ensemble 27 a été acheminé depuis un lieu de production jusqu'à un atelier d'assemblage ou les étapes suivantes de l'assemblage vont avoir lieu. [0029] Sur la figure 1A, le sous-ensemble est présenté positionné devant et approximativement aligné avec la fusée d'essieu 24, mais encore sans contact avec celle-ci. [0030] Sur la figure 1B, une extrémité filetée 32 de la fusée d'essieu est venue se positionner à l'intérieur de la pièce d'assemblage . Il existe un jeu fonctionnel entre l'enveloppe de la surface de positionnement 30 de la pièce d'assemblage et l'enveloppe extérieure cylindrique du filetage 32 constituant une surface de référence de la fusée d'essieu. Ce jeu est toutefois suffisamment faible pour garantir un alignement précis du roulement 10 par rapport à la fusée d'essieu 24, de sorte qu'il a été possible sur la figure 1B, de commencer à emmancher la portée cylindrique 20 de la bague intérieure sur la portée cylindrique 22 correspondante de la fusée d'essieu 24. A titre indicatif, on a obtenu en pratique d'excellents résultats pour un jeu radial de 0,1 mm, pour un diamètre de l'enveloppe extérieure cylindrique du filetage 32 de 45,3 mm, soit un jeu de l'ordre de 0,2% du diamètre. La figure 1B illustre le positionnement des différentes pièces lorsque la pièce d'assemblage 26 entre axialement en contact avec une butée axiale 34 constituée par un épaulement de la fusée d'essieu. [0031] Lorsque le mouvement axial d'emmanchement du roulement sur la portée cylindrique 22 de la fusée d'essieu 24 se poursuit, comme illustré sur la figure 1C, la pièce d'assemblage 26 est progressivement repoussée par la fusée d'essieu 24, jusqu'à être complètement expulsée lorsque la bague intérieure 14.2 du palier à roulement vient en butée contre un deuxième épaulement 34 de la fusée d'essieu, sur la figure 1D. [0032] La pièce d'assemblage 26 ainsi éjectée peut alors être recyclée. [0033] On a illustré sur les figures 3A à 3D quatre étapes d'un procédé selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. L'objectif est ici d'emmancher les bagues intérieures 14.1, 14.2 d'un palier à roulement 10 dont la bague extérieure 12 est solidaire d'un porte fusée (non représenté), sur une portée cylindrique 22 d'un moyeu24 présentant une partie tubulaire cannelée intérieurement pour recevoir un arbre de sortie de joint homocinétique. [0034] La pièce d'assemblage 26 est ici une pièce de révolution constituée de deux cylindres de diamètres différents. Cette pièce est dans l'exemple pleine, mais elle pourrait naturellement être évidée pour épargner de la matière. Elle peut également être cannelée comme dans le premier mode de réalisation de l'invention, pour lui conférer une capacité de déformation radiale supplémentaire. On peut également prévoir que la pièce comporte des nervures déformables. La portion de plus grand diamètre de la pièce d'assemblage forme une surface de glissement cylindrique 28 sensiblement au diamètre intérieure de la portée cylindrique intérieure 20 des bagues intérieures 14.1, 14.2 du palier 10, permettant dans la position de la figure 3A l'insertion de la pièce d'assemblage 26 dans les bagues intérieures 14.1, 14.2 avec un contact glissant entre la surface de glissement 28 et la portée cylindrique 20 de la bague intérieure, conférant à la pièce d'assemblage une liberté de mouvement de translation dans l'axe de la bague, et accessoirement de rotation autour de l'axe, mais aucun autre degré de liberté. [0035] Le sous-ensemble pré-assemblé constitué de la bague intérieure et de la pièce d'assemblage partiellement insérée dans la position de la figure 3A est livré en l'état à un atelier de montage. Le monteur présente alors le moyeu 24 plus ou moins dans l'alignement de ce sous-ensemble, comme illustré sur la figure 3A, et, en déplaçant le moyeu 24, fait pénétrer la portion de faible diamètre 30 de la pièce d'assemblage 26 dans la partie creuse 32 de la fusée d'essieu 24, jusqu'à ce que l'extrémité 34 du moyeu 24 vienne en butée contre un épaulement 35 de la pièce d'assemblage 26. Le diamètre de la surface de positionnement 30 est sensiblement égal au diamètre intérieur de l'évidement 32 du moyeu, de sorte qu'il y a contact surfacique entre la portée cylindrique intérieure 32 de le moyeu et la surface de positionnement 30. [0036] La résultante axiale des forces de frottement statique entre la surface de glissement 28 et la portée cylindrique 20 doit être supérieure à la résultante des forces de frottement statique entre la portée cylindrique 32 et la surface de positionnement 30, de façon à s'assurer que la pièce d'assemblage 26 ne se déplace par rapport au palier 10 tant que la fusée d'essieu n'est pas emmanchée sur la surface de positionnement 30. Alternativement, on peut prévoir qu'un outil introduit dans les bagues intérieures 14.1, 14.2 (par la gauche sur les figures 3A et 3B) viennent en appui sur une face frontale 37 de la pièce d'assemblage 26 dans les phases d'assemblage des figures 3A et 3B. [0037] La fusée 24 est alors parfaitement alignée avec le roulement 10, de sorte qu'il est possible de poursuivre le mouvement d'emmanchement, comme illustré sur la figure 3C, jusqu'à atteindre une position finale, dans laquelle la bague intérieure 14.2 du palier à roulement 10 est venue en butée axiale contre un épaulement 36 de la fusée. Il ne reste plus alors qu'a extraire la pièce d'assemblage 26 et, le cas échéant, à la recycler, comme représenté sur la figure 3D. [0038] Naturellement, diverses modifications sont possibles. Il est notamment expressément prévu que l'homme du métier puisse combiner entre eux les modes de réalisation illustrés précédemment, ou combiner des caractéristiques de l'un des modes de réalisation avec d'autres caractéristiques d'un autre mode de réalisation, pour former de nouvelles variantes. [0039] Bien que les modes décrits concernent l'emmanchement d'un palier à roulement biconique, le procédé peut être adapté à tout type de palier à roulement ou de palier lisse, et plus généralement à tout type d'emmanchement. [0040] La pièce d'assemblage n'a pas nécessairement de degré de liberté de rotation par rapport à la bague intérieure du roulement. [0041] La pièce d'assemblage en matière plastique peut être obtenue par tout moyen approprié, notamment par extrusion ou par moulage à injection. REVENDICATIONS1 Procédé d'assemblage d'un premier organe mécanique (10) comportant une première portée cylindrique (20) définissant un premier axe géométrique de référence (100) avec un deuxième organe mécanique (24) comportant une deuxième portée cylindrique (22) définissant un deuxième axe de référence (200), le deuxième organe (24) comportant en outre une surface de référence (32) ayant une enveloppe géométrique présentant un et un seul axe de symétrie de révolution constitué par le deuxième axe de référence, l'une (20) des première et deuxième portées cylindriques étant tournée radialement vers l'intérieur, l'autre (22) portée cylindrique étant tournée radialement vers l'extérieur et destinée en fin d'assemblage à être positionnée à l'intérieur de et en contact avec la portée cylindrique tournée radialement vers l'intérieur (20), le procédé étant une caractérisé en ce que - on pré-assemble avec le premier organe (10) une pièce d'assemblage (26) présentant une surface de glissement (28) d'enveloppe cylindrique définissant un axe géométrique de glissement (300) de la pièce d'assemblage (26), de façon que la surface de glissement (28) vienne en contact en au moins trois points non alignés avec la première portée cylindrique (20), et que l'axe géométrique de glissement soit aligné avec le premier axe de référence ; - on positionne l'un par rapport à l'autre le deuxième organe (24) et le premier organe (10) de façon à ce qu'une surface de positionnement (30) de la pièce d'assemblage (26) vienne se positionner en regard de la surface de référence (32) du deuxième organe, la surface de positionnement (30) ayant une enveloppe géométrique homothétique de l'enveloppe géométrique de la surface de référence (32), l'enveloppe géométrique de la surface de positionnement (30) présentant un et un seul axe de symétrie de révolution confondu avec l'axe de glissement de la pièce d'assemblage (26), de sorte que le premier axe de référence (100) et le deuxième axe de référence (200) soient sensiblement parallèles ou coaxiaux,- puis on insère l'un dans l'autre le premier organe (10) et le deuxième organe (24) par un mouvement axial d'au moins un des premier et deuxième organes de façon à repousser axialement la pièce d'assemblage (26) qui coulisse par rapport à la première portée cylindrique (20). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors du positionnement l'un par rapport à l'autre du deuxième organe et du premier organe, la pièce d'assemblage reste immobile par rapport au premier organe. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'a l'issue de l'étape de positionnement, la surface de positionnement est en appui en au moins trois point avec la surface de référence. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'a l'issue de l'étape de positionnement, la surface de positionnement présente avec la surface de référence en au moins trois points non alignés un jeu nul ou inférieur à 0,5% du diamètre de la surface de référence au point considéré. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que durant l'insertion, la pièce d'assemblage (26) est repoussée par une face de butée axiale (34) du deuxième organe (24). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'insertion l'un dans l'autre du premier organe et du deuxième organe a pour effet une éjection de la pièce d'assemblage. 7. Procédé selon la revendication 1 à 5, caractérisé en ce que l'on extrait la pièce d'assemblage à l'issue de l'insertion. 30 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de positionnement (30) de la pièce d'assemblage (26) présenteune enveloppe cylindrique et en ce que la surface de référence (32) du deuxième organe mécanique présente une enveloppe cylindrique. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première portée cylindrique (20) et la deuxième portée cylindrique (22) sont métalliques, et en ce que la pièce d'assemblage (26) est en matériau plastique. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier organe (10) comporte un palier présentant une ou plusieurs bagues intérieures (14.1, 14.2) formant la première portée cylindrique (20). 11. Pièce d'assemblage (26) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une surface de glissement (28) d'enveloppe cylindrique définissant un axe géométrique de glissement (300) de la pièce d'assemblage (26) et une surface de positionnement (30) ayant une enveloppe géométrique présentant un et un seul axe de symétrie de révolution confondu avec l'axe de glissement de la pièce d'assemblage (26). 12. Pièce d'assemblage selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une pièce creuse, la surface de glissement d'enveloppe cylindrique et la surface de positionnement étant tournées l'une radialement vers l'intérieur et l'autre radialement vers l'extérieur. 13. Pièce d'assemblage selon la revendication 12, caractérisée en ce que la pièce d'assemblage est élastiquement deformable dans un sens radial. 14. Sous-ensemble comportant la pièce d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 11 à 13 et un premier organe mécanique comportant une première portée cylindrique, caractérisé en ce que la première portéecylindrique et la surface de glissement d'enveloppe cylindrique sont emmanchées l'une dans l'autre. 15. Sous-ensemble selon la revendication 14, caractérisé en ce que la pièce d'assemblage présente une élasticité radiale et est déformée radialement.