Brevet FR3021719A1 — publié le 20151204

L'invention concerne un moyeu de palier à roulement ainsi qu'un palier à roulement comprenant un tel moyeu et un organe extérieur disposé autour dudit moyeu pour le montage en rotation relative de deux éléments. L'invention s'applique plus particulièrement au montage d'un élément roulant d'un véhicule automobile sur un élément de suspension dudit véhicule, ledit élément roulant comprenant notamment une roue et un disque de frein. Pour le montage d'un tel élément roulant, on connaît des paliers dans lesquels l'organe extérieur et le moyeu portent chacun au moins une piste de roulement qui sont disposées en regard pour réaliser au moins un chemin de roulement dans lequel une rangée de corps roulants est disposée afin de permettre la rotation relative du moyeu et de l'organe extérieur. Selon une réalisation, le moyeu comprend un fût autour duquel l'organe extérieur est monté en rotation et un flasque de fixation qui est disposé autour dudit fût. Ainsi, en associant l'organe extérieur à un élément de suspension du véhicule automobile, on peut monter en rotation l'élément roulant en le fixant au flasque. Par ailleurs, une structure de centrage peut être prévue sur le flasque, par exemple sous la forme d'un tube s'étendant axialement depuis une paroi externe dudit flasque, l'élément roulant étant monté sur au moins une portée de ladite structure pour assurer une concentricité parfaite du montage dudit élément roulant sur ledit flasque. De par l'intégration des différentes fonctions et des sollicitations mécaniques qui en résultent, les paliers à roulement sont relativement massifs, ce qui pose des problèmes de poids, d'encombrement et de coûts. Pour résoudre ces problèmes, on a proposé d'utiliser un matériau plus léger que l'acier à roulement qui est classiquement utilisé, par exemple à base de matériau composite. Mais, ce remplacement se fait au détriment de la résistance mécanique et il n'est donc envisageable qu'au niveau des parties du palier les 3021719 2 moins contraintes mécaniquement, tel que le flasque de fixation lorsqu'il n'est pas sollicité par les pressions de roulement des corps roulants. Toutefois, même pour le flasque de fixation, l'utilisation d'un matériau composite 5 pose problème en ce qu'il est susceptible de fluer sous l'effet de la pression de l'élément roulant sur lui, ce qui nuit à la fiabilité dans le temps de la fixation et/ou du centrage sur ledit flasque. L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant notamment 10 un moyeu de palier à roulement dont le compromis entre la masse et la résistance mécanique est optimisé pour l'application considérée, notamment relativement à la fiabilité dans le temps de la fixation et/ou du centrage d'un élément roulant sur le flasque dudit moyeu. 15 A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un moyeu de palier à roulement comprenant un fût et un flasque de fixation qui est associé autour dudit fût, ledit flasque présentant une paroi externe sur laquelle s'étend une structure de centrage sur au moins une portée de laquelle un élément est destiné à être monté pour être fixé audit moyeu, ledit flasque étant équipé d'un manchon qui 20 est fixé sur la paroi externe en s'étendant au moins autour de la portée de la structure de centrage. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un palier à roulement pour le montage en rotation relative de deux éléments, ledit palier comprenant un tel 25 moyeu et un organe extérieur disposé autour dudit moyeu, ledit organe extérieur et ledit moyeu portant chacun au moins une piste de roulement qui sont disposées en regard pour réaliser au moins un chemin de roulement dans lequel une rangée de corps roulants est disposée afin de permettre la rotation relative du moyeu et de l'organe extérieur. 30 Selon un troisième aspect, l'invention propose un montage d'un élément roulant de véhicule automobile au moyen d'un tel palier à roulement, ledit élément étant fixé au moyeu en présentant un alésage qui est disposé sur la structure de 3021719 3 centrage avec au moins une partie du manchon interposée entre ladite structure et ledit alésage. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui 5 suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 représente en perspective un moyeu d'un palier à roulement selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 1 a étant une vue agrandie d'une partie de la figure 1 ; - la figure 2 représente en perspective le manchon équipant le moyeu de la 10 figure 1 ; - la figure 3 représente en coupe longitudinale le moyeu de la figure 1. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un palier à roulement pour le montage en rotation relative de deux éléments, ledit palier comprenant un moyeu 15 1 et un organe extérieur disposé autour dudit moyeu. Dans la description, les termes « extérieur » et « intérieur » sont définis par rapport à l'axe de rotation du palier, respectivement pour une localisation éloignée et proche dudit axe. Dans le mode de réalisation représenté, le palier est destiné au montage d'un 20 élément roulant de véhicule automobile sur un élément de suspension dudit véhicule, ledit élément roulant comprenant notamment une roue et un disque de frein. Pour ce faire, le moyeu 1 comprend un fût 2 monté tournant dans l'organe 25 extérieur et autour duquel est associé un flasque 3 de fixation de l'élément roulant, l'organe extérieur présentant des moyens d'association à un élément de suspension du véhicule. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à une telle application et peut s'appliquer à un montage dans lequel l'organe extérieur est tournant et le moyeu 1 est fixe. 30 De façon avantageuse, la périphérie du fût 2 est agencée pour permettre le montage en rotation autour d'elle d'au moins un organe extérieur du palier à roulement. En particulier, la périphérie du fût 2 et l'organe extérieur portent 3021719 4 chacun au moins une piste de roulement 4 qui sont disposées en regard pour réaliser au moins un chemin de roulement dans lequel une rangée de corps roulants est disposée afin de permettre la rotation relative du moyeu 1 dans l'organe extérieur. 5 Dans le mode de réalisation représenté, le fût 2 présente une piste de roulement externe 4 et une portée interne 5 destinée à recevoir une bague sur laquelle une piste de roulement interne est formée, le bord libre 6 de ladite portée pouvant être replié pour former une collerette de précharge axiale de ladite bague sur la 10 périphérie du fût 2. Dans la description, les termes « externe » et « interne » sont définis par rapport au montage du palier sur le véhicule, respectivement à gauche et à droite sur la figure 3. Le fût 2 et le flasque 3 de fixation sont réalisés en deux pièces qui peuvent être 15 chacune optimisées, notamment au niveau du matériau les constituant, relativement aux efforts mécaniques auxquels elles doivent résister. De façon avantageuse, le fût 2 peut être réalisé dans un matériau métallique, notamment en acier à roulement de type 100Cr6, pour supporter les pressions de contact de roulement, et, pour optimiser le poids du palier tout en supportant les contraintes 20 mécaniques venant de l'élément roulant, le flasque 3 de fixation peut être réalisé à base d'un matériau composite formé d'une résine polymère chargée, par exemple à base d'une résine époxy chargée en fibres de carbone. En outre, le flasque 3 peut présenter des évidements qui sont agencés pour diminuer son poids sans compromettre sa tenue mécanique. 25 Selon une réalisation, le fût 2 présente une bride 7 d'association sur laquelle le flasque 3 est surmoulé, ledit fût présentant un alésage 8 dans lequel une extension interne 9 du flasque 3 est associée afin d'améliorer la cohésion du moyeu 1. Dans le cas du montage d'un élément roulant comprenant une roue 30 motrice, l'alésage 8 peut être équipé de cannelures d'entraînement en rotation du moyeu 1 par l'intermédiaire d'un arbre moteur. 3021719 5 Le flasque 3 s'étend radialement entre une paroi externe 10 et une paroi interne 11 en présentant des conduits 12 de fixation de l'élément roulant au moyeu 1, lesdits conduits débouchant de part et d'autre dans lesdites parois. La bride 7 s'étend radialement depuis le bord interne du fût 2 en présentant d'une seule 5 pièce des inserts 13a qui sont surmoulés dans les conduits 12, au moins certains desdits inserts portant des moyens de fixation de l'élément roulant. Dans le mode de réalisation représenté, la bride 7 présente cinq inserts 13a de fixation par vissage de l'élément roulant et un insert 13b d'indexation de la 10 position angulaire de l'élément roulant sur ledit flasque, lesdits inserts étant répartis angulairement sur la paroi externe 10 et l'insert 13b étant rapporté dans un conduit 12. De façon avantageuse, chacun des inserts 13a, 13b présente un jonc extérieur 14 qui est agencé pour fiabiliser l'accrochage axial des conduits 12 autour desdits inserts, et donc la cohésion du moyeu 1. 15 Le flasque 3 comprend une structure 15 de centrage qui s'étend sur la paroi externe 10, ladite structure présentant au moins une portée 16a-16c sur laquelle l'élément roulant est destiné à être monté pour être fixé au moyeu 1. En particulier, la structure 15 de centrage présente une géométrie tubulaire qui 20 s'étend axialement autour de l'alésage 8, l'élément roulant présentant un alésage qui est disposé sur ladite structure en assurant une concentricité parfaite du montage dudit élément roulant sur le flasque 3 avant sa fixation par vissage dans les inserts 13a. 25 Dans l'application considérée, la structure 15 de centrage peut présenter deux portées annulaires respectivement distale 16a et proximale 16b qui s'étendent axialement suivant respectivement un diamètre en étant raccordées par une portée radiale 16c, la portée distale 16a de plus petit diamètre permettant le centrage de la jante et la portée proximale 16b celui du disque de frein. 30 Le flasque 3 est équipé d'un manchon 17 qui est fixé sur la paroi externe 10 du flasque 3, ledit manchon s'étendant au moins autour de la portée 16a-16c de la 3021719 6 structure 15 de centrage. Ainsi, au moins une partie du manchon 17 est interposée entre la structure 15 de centrage et l'alésage de l'élément roulant. En prévoyant que le manchon 17 soit réalisé dans un matériau résistant, par 5 exemple à base d'une tôle en matériau métallique, on garantit ainsi la stabilité dimensionnelle de la structure 15 de centrage relativement aux contraintes subies, notamment de fluage du matériau composite formant ladite structure, afin de fiabiliser dans le temps la fixation et/ou le centrage de l'élément roulant sur le flasque 3, et ce en limitant l'augmentation de poids du fait du caractère localisé 10 du manchon 17. Dans le mode de réalisation représenté, le manchon présente deux parties tubulaires 17a, 17b qui recouvrent respectivement les portées 16a, 16b et une couronne de liaison 17c recouvrant la portée radiale 16c. En outre, le manchon 15 17 présente une couronne extérieure 18 qui recouvre au moins une zone de la paroi externe 10 qui s'étend autour de la structure 15 de centrage. Ainsi, lorsque l'élément roulant est fixé en appui sur la paroi externe 10 du flasque 3, au moins une partie du manchon 17 est interposée entre ledit élément et ladite 20 paroi externe pour pouvoir protéger ladite paroi, notamment relativement aux risques de déformations par fluage. En particulier, la couronne extérieure 18 peut s'étendre sur sensiblement toute la paroi externe 10 en prévoyant qu'elle présente des échancrures 19 dans lesquelles respectivement un conduit 12 de fixation débouche. 25 Par ailleurs, cette réalisation permet, lorsque le manchon 17 est réalisé en matériau métallique, de pouvoir utiliser un outillage aimanté pour prendre en charge le moyeu 1 au niveau de la paroi externe 10 du flasque 3, notamment en vue de sa manipulation sur la chaine de fabrication du palier à roulement, par 30 exemple pour réaliser les opérations de rectification de la périphérie du fût 2. Le manchon 17 peut être surmoulé sur le flasque 3, notamment lors de la même étape de surmoulage que celle du fût 2 par ledit flasque. De façon avantageuse, 3021719 7 le manchon 17 présente une paroi interne dont l'état de surface est agencé pour améliorer sa fixation au flasque 3 par ancrage de la matière dudit flasque sur ladite paroi. En particulier, au moins la surface interne du manchon 17 peut avoir subi au moins un traitement choisi parmi le fraisage, le grenaillage, le meulage, 5 le sablage, le tournage. REVENDICATIONS1. Moyeu (1) de palier à roulement comprenant un fût (2) et un flasque (3) de fixation qui est associé autour dudit fût, ledit flasque présentant une paroi externe (10) sur laquelle s'étend une structure (15) de centrage sur au moins une portée (16a-16c) de laquelle un élément est destiné à être monté pour être fixé audit moyeu, ledit moyeu étant caractérisé en ce que ledit flasque est équipé d'un manchon (17) qui est fixé sur la paroi externe (10) en s'étendant au moins autour de la portée (16a-16c) de la structure (15) de centrage. 2. Moyeu (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fût (2) présente une bride (7) d'association sur laquelle le flasque (3) est surmoulé. 3. Moyeu (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le fût (2) présente un alésage (8) dans lequel une extension interne (9) du flasque (3) est associée. 4. Moyeu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la structure (15) de centrage présente deux portées annulaires respectivement distale (16a) et proximale (16b) qui s'étendent axialement suivant respectivement un diamètre en étant raccordées par une portée radiale (16c), le manchon (17) présentant deux parties tubulaires (17a, 17b) recouvrant respectivement les portées (16a, 16b) et une couronne de liaison (17c) recouvrant la portée radiale (16c). 5. Moyeu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon (17) présente une couronne extérieure (18) qui recouvre au moins la zone de la paroi externe (10) qui s'étend autour de la structure (15) de centrage. 3021719 9 6. Moyeu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le flasque (3) présente des conduits (12) de fixation de l'élément au moyeu (1), lesdits conduits débouchant dans la paroi externe (10). 5 7. Moyeu (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fût (2) présente des inserts (13a, 13b) qui sont disposés dans les conduits (12), au moins certains desdits inserts portant des moyens de fixation de l'élément. 8. Moyeu (1) selon l'une des revendications 6 ou 7 lorsqu'elle dépend de la 10 revendication 5, caractérisé en ce que la couronne extérieure (18) présente des échancrures (19) dans lesquelles respectivement un conduit (12) de fixation débouche. 9. Moyeu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en 15 ce que le flasque (3) est réalisé à base d'un matériau composite formé d'une résine polymère chargée, le manchon (17) étant réalisé à base d'une tôle en matériau métallique. 10. Moyeu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en 20 ce que le manchon (17) est surmoulé sur le flasque (3), ledit manchon présentant une paroi interne dont l'état de surface est agencé pour améliorer sa fixation au flasque (3) par ancrage de la matière dudit flasque sur ladite paroi. 11. Moyeu (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en 25 ce que la périphérie du fût (2) est agencée pour permettre le montage en rotation autour d'elle d'au moins un organe extérieur du palier à roulement. 12. Palier à roulement pour le montage en rotation relative de deux éléments, ledit palier comprenant un moyeu (1) selon l'une quelconque des revendications 30 1 à 11 et un organe extérieur disposé autour dudit moyeu, ledit organe extérieur et ledit moyeu portant chacun au moins une piste de roulement (4) qui sont disposées en regard pour réaliser au moins un chemin de roulement dans lequel 3021719 10 une rangée de corps roulants est disposée afin de permettre la rotation relative du moyeu (1) et de l'organe extérieur. 13. Montage d'un élément roulant de véhicule automobile au moyen d'un palier 5 à roulement selon la revendication 12, ledit élément étant fixé au moyeu (1) en présentant un alésage qui est disposé sur la structure (15) de centrage avec au moins une partie du manchon (17) interposée entre ladite structure et ledit alésage. 10 14. Montage selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément roulant est fixé en appui sur la paroi externe (10) du flasque (3), au moins une partie du manchon (17) étant interposée entre ledit élément et ladite paroi externe.