Brevet FR3012997A1 — publié le 20150515

Train roulant avec élément de retenue axiale de rotor sur stator Domaine technique de l'invention L'invention concerne un agencement pour train roulant de véhicule, notamment un train roulant arrière, comprenant un rotor incluant un moyeu destiné au montage d'une jante et d'un organe de freinage, un stator autour duquel le rotor est monté selon une liaison pivot et incluant une fusée, un roulement disposé entre le moyeu et la fusée de sorte à assurer la liaison pivot mentionnée précédemment, le stator comprenant un écrou d'arrêt axial du roulement sur la fusée. L'invention a pour objet également un procédé d'assemblage d'un tel agencement. État de la technique II existe une première catégorie de train roulant dans lequel le moyeu qui est destiné au montage d'une jante et d'un organe de freinage tel qu'un disque de frein ou un tambour, est solidaire en rotation d'une fusée. De telles solutions sont par exemple décrites dans les documents FR2936741A1 et FR2808849A1. Une deuxième catégorie de train roulant prévoit que le moyeu soit monté en rotation par rapport à la fusée, via un roulement alors disposé entre le moyeu et la fusée. L'invention concerne uniquement cette deuxième catégorie et ne concerne pas la première catégorie précédemment évoquée. Les figures 1 et 2 illustrent une partie d'un exemple de train roulant appartenant à la deuxième catégorie, au niveau de la zone de montage entre une fusée 1 de roue et un moyeu 2. Ce dernier est destiné à assurer la fixation d'une jante ou d'un support de jante et d'un organe de freinage tel qu'un disque de frein ou un tambour de frein (non représenté). Un roulement 3 assure le montage du moyeu 2 sur la fusée 1 selon une liaison pivot. Le roulement 3 comprend ainsi une cage extérieure 4 solidaire du moyeu 2 et une cage intérieure 5 de plus petit diamètre que la cage extérieure 4 et solidaire de la fusée 1. Des éléments de roulement 6 assurent le montage à liaison pivot des cages 4, 5 entre elles de sorte à assurer la liaison pivot entre le moyeu 2 et la fusée 1. L'extrémité 7 de la fusée 1 au niveau de laquelle est rapporté le moyeu 2 est filetée de sorte à permettre un vissage axial d'un écrou 8 assurant une fonction d'arrêt axial du roulement 3 sur la fusée 1, en particulier par appui contre la cage intérieure 5. L'ensemble solidaire du moyeu 2 constitue un rotor incluant la cage extérieure 4 et l'ensemble solidaire de la fusée 1 incluant la cage intérieure 5, l'écrou 8 constitue un stator autour duquel le rotor est monté à pivotement autour de l'axe 9. Cette solution ne donne pas entière satisfaction en raison de lacunes en termes de sécurité, notamment en cas de rupture des éléments de roulement 6, symbolisée par des croix repérées F1 sur la figure 1 et susceptible d'arriver inopinément en particulier sous charge et/ou à haute vitesse créant un échauffement interne au roulement 3. Dans cette situation, si le diamètre extérieur de l'écrou 8 est inférieur au diamètre intérieur de la cage extérieure 4 du roulement 3 (la différence entre ces deux grandeurs étant représentée sur la figure 2 par la référence j), la liaison pivot entre les cages 4 et 5 est supprimée, et il en résulte que l'ensemble du rotor incluant également la roue et la jante non représentées peut s'extraire axialement de la fusée 1 le long de l'axe 9 selon la flèche F2 et cela se traduit par la perte de la roue. Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer un agencement pour train roulant de véhicule qui remédie aux inconvénients listés ci-dessus. Notamment, un objet de l'invention est de fournir une solution qui a pour but de sécuriser la liaison d'une roue au moyeu de roue, en cas de dégradation d'un roulement disposé entre une fusée de roue et le moyeu du train roulant. Ces objets peuvent être atteints par un agencement pour train roulant de véhicule, notamment un train roulant arrière, comprenant un rotor incluant un moyeu destiné au montage d'une jante et d'un organe de freinage, un stator autour duquel le rotor est monté selon une liaison pivot et incluant une fusée, un roulement disposé entre le moyeu et la fusée de sorte à assurer ladite liaison pivot, le stator comprenant un écrou d'arrêt axial du roulement sur la fusée. Il comprend un élément de retenue disposé axialement entre l'écrou et le roulement et assurant une fonction de retenue axiale du rotor par rapport au stator en cas de suppression de ladite liaison pivot assurée par le roulement de sorte à retenir axialement le moyeu sur la fusée. De préférence, l'élément de retenue est solidaire en rotation du stator en étant emprisonné entre l'écrou et le roulement. L'élément de retenue peut être bloqué axialement entre le moyeu et le roulement, notamment au niveau d'un épaulement du moyeu, avec une possibilité de rotation de l'élément de retenue par rapport au moyeu. Préférentiellement, le roulement comprend une première cage solidaire du moyeu et une deuxième cage solidaire de la fusée, les première et deuxième cages étant liées entre elles par une liaison mécanique et l'élément de retenue retient axialement ensemble la première cage et le moyeu sur la fusée en cas de rupture de ladite liaison mécanique. La première cage peut être une cage extérieure du roulement et la deuxième cage une cage intérieure du roulement. L'élément de retenue peut être une rondelle, notamment en forme de couronne annulaire, montée axialement sur la fusée. Le diamètre extérieur de la rondelle est de préférence supérieur au diamètre intérieur minimal de la première cage. Le diamètre intérieur de la rondelle est préférentiellement tel que la rondelle est centrée par rapport à l'axe de ladite liaison pivot au niveau d'une surface extérieure de la fusée avec qui elle est contact. Le diamètre intérieur de la rondelle peut être supérieur au diamètre intérieur maximal de la deuxième cage. La rondelle peut comprendre des éléments périphériques définissant son diamètre extérieur et destinés à venir en contact contre une surface intérieure du moyeu de sorte à réaliser la fonction de centrage, au moins temporairement, de la rondelle par rapport à l'axe de ladite liaison pivot au niveau du moyeu. La rondelle est de préférence de type bi-matière réunissant une première partie assurant la fonction de retenue axiale du rotor par rapport au stator et une deuxième partie constitutive desdits éléments périphériques, notamment formée dans une matière en caoutchouc surmoulé sur la première partie ou similaire, assurant la fonction de centrage de la rondelle au niveau du moyeu, lesdites première et deuxième parties étant réunies de sorte à former une rondelle d'un seul tenant. Un procédé d'assemblage d'un tel agencement peut comprendre les étapes successives suivantes : - fourniture du moyeu, - mise en place axiale de l'élément de retenue dans le moyeu, - assemblage du roulement avec le moyeu, notamment par assemblage au niveau de la cage extérieure du roulement, d'une manière bloquant axialement l'élément de retenue entre le moyeu et le roulement, notamment au niveau d'un épaulement du moyeu, avec une possibilité de rotation de l'élément de retenue par rapport au moyeu, - assemblage de la fusée avec le roulement, notamment par assemblage au niveau de la cage intérieure du roulement, - mise en place de l'écrou sur la fusée pour arrêter axialement le roulement sur la fusée, d'une manière emprisonnant l'élément de retenue entre l'écrou et le roulement et rendant l'élément de retenue solidaire en rotation avec le stator. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la 25 description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - les figures 1 et 2 déjà décrites sont des vues en coupe axiale d'une partie d'un exemple de train roulant arrière selon l'art antérieur, - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un agencement pour train roulant selon l'invention, - la figure 4 représente l'agencement de la figure 3 préalablement au montage de la fusée de roue dans le roulement, - la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un deuxième mode de réalisation d'un agencement pour train roulant selon l'invention préalablement au montage de la fusée de roue dans le roulement, - la figure 6 est une vue en coupe axiale d'un troisième mode de réalisation d'un agencement pour train roulant selon l'invention postérieurement au montage de la fusée de roue dans le roulement mais préalablement à la mise en place de l'écrou sur la fusée, - la figure 7 représente l'élément de retenue utilisé à la figure 6. Description de modes préférentiels de l'invention Les figures 3 à 7 représentent ainsi trois modes de réalisations d'agencement pour train roulant de véhicule, repéré 10. En dehors des différences structurelles d'un mode de réalisation à l'autre, les références sont conservées pour les trois modes de réalisation pour des éléments identiques ou pour le moins conférant les mêmes fonctions, pour des raisons évidentes de simplicité. Les figures 3 et 4 concernent le premier mode de réalisation tandis que la figure 5 illustre le deuxième mode de réalisation. Les figures 6 et 7 concernent le troisième mode de réalisation. Pour chacun des trois modes de réalisation, l'agencement pour train roulant de véhicule 10 comprend : - un rotor incluant un moyeu 11 destiné au montage d'une jante (non représentée) et d'un organe de freinage (non représenté), - un stator autour duquel le rotor est monté selon une liaison pivot et incluant une fusée de roue 12, - un roulement 13 interposé entre le moyeu 11 et la fusée 12 de sorte à assurer cette liaison pivot. L'organe de freinage peut indifféremment être un disque de frein ou un tambour de frein. Le rotor peut également inclure la roue en elle-même (non représentée) normalement solidaire en rotation avec le moyeu 11. La liaison pivot conférée par le roulement 13 assure un mouvement de rotation du moyeu 11 autour de la fusée 12 selon un axe de rotation 15. Le stator comprend également un écrou 14 destiné à fonction d'arrêt axial du roulement 13 sur la fusée 12, en bloquant axialement le roulement 13 sur la fusée 12 suivant l'axe de rotation 15. Il peut notamment s'agir d'un train roulant arrière du véhicule, bien que cela ne soit pas limitatif du champ d'application pouvant incorporer un train roulant avant du véhicule. Dans ce document, la notion de « axial » et « axialement » correspond à une direction orientée de sorte à coïncider avec l'axe de rotation 15 du rotor par rapport au stator, via le roulement 13. La fusée de roue 12 est fixe en rotation dans un repère lié au véhicule, au contraire bien évidemment du moyeu 11 destiné à permettre la rotation de la roue. En complément, les notions de « diamètre » évoquées plus loin seront déterminées dans des plans idoines perpendiculaires à l'axe de rotation 15. Selon une caractéristique importante, l'agencement 10 comprend un élément de retenue 16 disposé axialement entre l'écrou 14 et le roulement 13 et assurant une fonction de retenue axiale du rotor par rapport au stator en cas de suppression de la liaison pivot assurée par le roulement 13, de sorte à retenir axialement le moyeu 11 sur la fusée 12 le long de l'axe 15 et éviter que le moyeu 11 et plus généralement l'ensemble du rotor ne sorte hors de la fusée 12, permettant finalement d'éviter toute perte de la roue en cas de détérioration du roulement 13. Le roulement 13 comprend une première cage 17 solidaire du moyeu 11 et une deuxième cage 18 solidaire de la fusée 12. Les première et deuxième cages 17, 18 sont liées entre elles par une liaison mécanique via des éléments de roulement 19 et l'élément de retenue 16 retient axialement ensemble la première cage 17 et le moyeu 11 sur la fusée 12 en cas de rupture de cette liaison mécanique, notamment en cas de rupture ou de détérioration des éléments de roulement 19. Dans les trois modes de réalisation illustrés, la première cage 17 est une cage radialement extérieure du roulement 13 et la deuxième cage 18 est une cage radialement intérieure du roulement 13. Toutefois, cette caractéristique, bien qu'avantageuse, n'exclut pas où une disposition inversée où la première cage 17 serait une cage radialement intérieure du roulement 13 et la deuxième cage 18 serait une cage radialement extérieure du roulement 13 ; dans ce cas, le diamètre intérieur d'une rondelle constitutive de l'élément de retenue 16 sera inférieur au diamètre extérieur maximal de la première cage 17. Selon un mode de réalisation tel que représenté, l'élément de retenue 16 est solidaire en rotation du stator en étant emprisonné entre l'écrou 14 et le roulement 13. De préférence, l'élément de retenue 16 est bloqué axialement selon l'axe 15 entre le moyeu 11 et le roulement 13, notamment au niveau d'un épaulement 20 du moyeu 11, avec une possibilité de rotation de l'élément de retenue 16 par rapport au moyeu 11. Dans le premier mode de réalisation, l'épaulement 20 est formé par une excroissance radiale (figures 3 et 4) dirigée vers l'intérieur en saillie de l'alésage formé dans le moyeu 11 pour la réception du roulement 13 et de la fusée 12. Dans le deuxième mode de réalisation (figure 5), l'épaulement 20 est le résultat d'une réduction du diamètre de l'alésage qui se prolonge jusqu'à l'extrémité axiale du moyeu 11. Le choix entre ces deux solutions pourra notamment dépendre du diamètre du roulement 13. Toutefois, ces caractéristiques ne sont pas limitatives et n'excluent pas une autre variante où l'élément de retenue 16 serait rendu solidaire en rotation du rotor : par exemple, une rondelle constitutive de l'élément de retenue 16 peut être indexée en rotation avec le moyeu 11, lui-même disposé autour de la fusée 12, et le diamètre intérieur de cette rondelle sera inférieur au diamètre extérieur de l'écrou 14. Préférentiellement, l'extrémité axiale de la fusée 12 au niveau de laquelle est rapporté le moyeu 11 est filetée de sorte à permettre un vissage axial de l'écrou 14 assurant une fonction d'arrêt axial du roulement 13 sur la fusée 12, en particulier par appui contre la cage intérieure du roulement 13, ici la deuxième cage 18. Dans chacun des trois modes de réalisation, l'élément de retenue 16 est avantageusement une rondelle, notamment en forme de couronne annulaire, montée axialement sur la fusée 12. Un avantage est le faible coût, la fiabilité tant de montage que de fonctionnement, ainsi qu'une facilité et une rapidité de montage et de démontage. Cela n'exclut toutefois pas que l'élément de retenue 16 puisse être obtenu par tout autre moyen adapté à la fonction recherchée décrite plus haut. Dans chacun des trois modes de réalisation, le diamètre extérieur de la rondelle est supérieur au diamètre intérieur minimal de la première cage 17, c'est-à-dire la cage extérieure. Cette caractéristique associée au cas particulier de la rondelle permet d'assurer très simplement la fonction d'arrêt axial du rotor par rapport au stator. Le diamètre intérieur de la rondelle peut être choisi et adapté de sorte que la rondelle soit centrée par rapport à l'axe de rotation 15 de la liaison pivot au niveau d'une surface extérieure de la fusée de roue 12 avec qui elle est contact. Toutefois, il reste possible de prévoir un degré de liberté de la rondelle par rapport à la fusée 12 perpendiculairement à l'axe de rotation, dès lors qu'il est pris soin de bloquer axialement la rondelle entre le roulement 13 et l'épaulement 20 d'une part, entre le roulement 13 et l'écrou 14 d'autre part, d'une manière permettant de remplir la fonction de retenue axiale du rotor par rapport au stator. Bien que donnant une totale satisfaction dans la fonction recherchée, les premier et deuxième modes de réalisation peuvent malgré tout s'avérer éventuellement difficiles à mettre en oeuvre dans le cadre d'une production de véhicules selon de grandes séries où il est connu d'utiliser une ogive de centrage 21 durant le montage. C'est l'objet du troisième mode de réalisation que de répondre à cette problématique, en référence aux figures 6 et 7. Dans ce troisième mode de réalisation, le diamètre intérieur de la rondelle est supérieur au diamètre intérieur maximal de la deuxième cage, c'est-à-dire ici la cage intérieure. 3012 99 7 11 Ainsi, pour de grandes séries de fabrication où il peut être nécessaire d'utiliser l'ogive de centrage 21, le diamètre intérieur de la rondelle est avantageusement supérieur au diamètre de l'ogive de centrage 21, qui est équivalent au diamètre de la fusée 12 dans la zone de montage du 5 roulement ou au diamètre intérieur de la cage intérieure. Une telle rondelle constitutive de l'élément de retenue 16 n'est donc pas centrée par rapport à la fusée 12, au contraire il existe un jeu radial entre le diamètre intérieur de la rondelle (au niveau du bord intérieur de la 10 forme de couronne annulaire) et la surface extérieure de la fusée 12 dans la zone axialement située entre le roulement 13 et l'écrou 14. Pour assurer son centrage, la rondelle peut par contre comprendre des éléments périphériques (situés au niveau du bord extérieur de la forme 15 de couronne annulaire) définissant le diamètre extérieur de la rondelle et destinés à venir en contact contre une surface radialement intérieure du moyeu 11 de sorte à réaliser la fonction de centrage, au moins temporairement, de la rondelle par rapport à l'axe de la liaison pivot roto/stator non plus au niveau de la fusée 12 mais au contraire au niveau 20 du moyeu 11. Par « au moins temporairement », il convient de comprendre ici que cette fonction de centrage de la rondelle par le moyeu 11 peut être mise en oeuvre durant toute la durée de fonctionnement de la liaison pivot 25 rotor/stator ou peut être prévue pour s'interrompre volontairement au bout d'un temps déterminé, notamment par une dégradation des éléments périphériques découlant de la mise en rotation du rotor par rapport au stator durant ce temps. Par exemple, les éléments périphériques peuvent être conçus de sorte à se dégrader naturellement 30 dès les premiers kilomètres parcourus par le véhicule à la suite de montage du train roulant. 3012 99 7 12 Autrement dit, il est donc prévu de pouvoir centrer la rondelle par son diamètre extérieur, sans pour cela amener des frottements supplémentaires entre le rotor et le stator. L'usure naturelle et rapide des 5 éléments périphériques prévue dans le paragraphe précédent permet de s'affranchir de la présence de frottements importants entre la rondelle et le moyeu 11. Selon un mode de réalisation en aucun cas limitatif et en référence à la 10 figure 7, la rondelle 22 peut être de type bi-matière réunissant une première partie 23 assurant la fonction de retenue axiale du rotor par rapport au stator et une deuxième partie 24 constitutive des éléments périphériques décrits ci-dessus assurant la fonction de centrage de la rondelle au niveau du moyeu. Ces première et deuxième parties 23, 24 15 sont réunies de sorte à former une rondelle 22 d'un seul tenant. La deuxième partie 24 peut notamment être formée dans une matière en caoutchouc surmoulé sur la première partie 23 ou similaire. L'assemblage d'un tel agencement 10 selon l'un des trois modes de 20 réalisation précédemment décrits, peut avantageusement se faire en mettant en oeuvre les étapes successives suivantes : fourniture du moyeu 11, mise en place axiale de l'élément de retenue 16 dans le moyeu 11, assemblage du roulement 13 avec le moyeu 11, notamment par 25 assemblage au niveau de la cage extérieure 17 du roulement 13, d'une manière bloquant axialement l'élément de retenue 16 entre le moyeu 11 et le roulement 13, notamment au niveau de l'épaulement 21 du moyeu 11, avec une possibilité de rotation de l'élément de retenue 16 par rapport au moyeu 11, - assemblage de la fusée de roue 12 avec le roulement 13, notamment par assemblage au niveau de la cage intérieure 18 du roulement 13, - mise en place de l'écrou 14 sur la fusée 12 pour arrêter axialement le roulement 13 sur la fusée 12, d'une manière emprisonnant l'élément de retenue 16 entre l'écrou 14 et le roulement 13 et rendant l'élément de retenue 16 solidaire en rotation avec le stator. REVENDICATIONS1. Agencement (10) pour train roulant de véhicule, notamment un train roulant arrière, comprenant un rotor incluant un moyeu (11) destiné au montage d'une jante et d'un organe de freinage, un stator autour duquel le rotor est monté selon une liaison pivot et incluant une fusée (12), un roulement (13) disposé entre le moyeu (11) et la fusée (12) de sorte à assurer ladite liaison pivot, le stator comprenant un écrou (14) d'arrêt axial du roulement (13) sur la fusée (12), caractérisé en ce qu'il comprend un élément de retenue (16) disposé axialement entre l'écrou (14) et le roulement (13) et assurant une fonction de retenue axiale du rotor par rapport au stator en cas de suppression de ladite liaison pivot assurée par le roulement (13) de sorte à retenir axialement le moyeu (11) sur la fusée (12). 2. Agencement (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de retenue (16) est solidaire en rotation du stator en étant emprisonné entre l'écrou (14) et le roulement (13). 3. Agencement (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de retenue (16) est bloqué axialement entre le moyeu (11) et le roulement (13), notamment au niveau d'un épaulement (21) du moyeu (11), avec une possibilité de rotation de l'élément de retenue (16) par rapport au moyeu (11). 4. Agencement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le roulement (13) comprend une première cage (17) solidaire du moyeu (11) et une deuxième cage (18) solidaire de la fusée (12), les première et deuxième cages (17, 18) étant liées entre elles par une liaison mécanique et en ce que l'élément de retenue (16) retient axialement ensemble la première cage (17) et le moyeu (11) sur la fusée (12) en cas de rupture de ladite liaison mécanique. 5. Agencement (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la 5 première cage (17) est une cage extérieure du roulement (13) et la deuxième cage (18) est une cage intérieure du roulement (13). 6. Agencement (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de retenue (16) est une rondelle, notamment en forme de couronne annulaire, montée axialement sur la 10 fusée (12). 7. Agencement (10) selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le diamètre extérieur de la rondelle est supérieur au diamètre intérieur minimal de la première cage (17). 8. Agencement (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le 15 diamètre intérieur de la rondelle est tel que la rondelle est centrée par rapport à l'axe (15) de ladite liaison pivot au niveau d'une surface extérieure de la fusée (12) avec qui elle est contact. 9. Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la rondelle est supérieur au diamètre intérieur 20 maximal de la deuxième cage. 10. Agencement (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la rondelle comprend des éléments périphériques définissant son diamètre extérieur et destinés à venir en contact contre une surface intérieure du moyeu (11) de sorte à réaliser la fonction de centrage, au moinstemporairement, de la rondelle par rapport à l'axe (15) de ladite liaison pivot au niveau du moyeu (11). 11. Agencement (10) selon la revendication 10, caractérisé en ce que la rondelle (22) est de type bi-matière réunissant une première partie (23) assurant la fonction de retenue axiale du rotor par rapport au stator et une deuxième partie (24) constitutive desdits éléments périphériques, notamment formée dans une matière en caoutchouc surmoulé sur la première partie (23) ou similaire, assurant la fonction de centrage de la rondelle au niveau du moyeu (11), lesdites première et deuxième parties (23, 24) étant réunies de sorte à former une rondelle (22) d'un seul tenant. 12. Procédé d'assemblage d'un agencement (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes successives suivantes : - fourniture du moyeu (11), - mise en place axiale de l'élément de retenue (16) dans le moyeu (11 ), - assemblage du roulement (13) avec le moyeu (11), notamment par assemblage au niveau de la cage extérieure du roulement (13), d'une manière bloquant axialement l'élément de retenue (16) entre le moyeu (11) et le roulement (13), notamment au niveau d'un épaulement (21) du moyeu (11), avec une possibilité de rotation de l'élément de retenue (16) par rapport au moyeu (11), - assemblage de la fusée (12) avec le roulement (13), notamment par assemblage au niveau de la cage intérieure du roulement (13), - mise en place de l'écrou (14) sur la fusée (12) pour arrêter axialement le roulement (13) sur la fusée (12), d'une manière emprisonnant l'élément de retenue (16) entre l'écrou (14) et leroulement (13) et rendant l'élément de retenue (16) solidaire en rotation avec le stator.