Brevet FR3015361A1 — publié le 20150626

L'invention concerne un procédé d'assemblage d'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. L'invention concerne également un tel système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile. 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 une structure d'engrenage présentant par exemple deux ensembles de cannelures complémentaires qui sont solidaires respectivement dudit bol et dudit organe tournant. Il est connu de réaliser les ensembles de cannelures respectivement sur une portée radiale interne de l'organe tournant et sur une portée radiale externe du bol de transmission. Pour assembler un tel système, le bol comprend un arbre qui est translaté dans un alésage de l'organe tournant, ledit arbre étant positionné dans ledit alésage avec mise en appui axial des ensembles de cannelures. En particulier, le système est équipé d'un dispositif de serrage qui est agencé pour déplacer selon une course axiale de serrage les deux ensembles de cannelures en position d'engrenage dans laquelle lesdites cannelures sont aptes à assurer la transmission du couple de rotation entre le bol de transmission et l'organe tournant. Toutefois, cette réalisation s'avère difficile à mettre en oeuvre, l'assemblage devant être effectué sans possibilité de visualiser et de vérifier la bonne coopération des cannelures, ce qui est néfaste à la fiabilité du système d'entraînement et à la transmission du couple. En outre, un tel assemblage nécessite un effort de serrage important pour garantir le maintien, notamment du fait que la coopération des ensembles de cannelures est éloignée du dispositif de serrage en étant disposés respectivement d'un côté de l'alésage, ce qui induit une possibilité de mouvements relatifs entre l'arbre et l'alésage qui sont source de bruit et d'usure par frottement. La réalisation d'un effort de serrage important nécessite un dimensionnement des pièces adéquates, notamment d'un écrou de serrage, ce qui a un impact négatif sur la facilité d'assemblage et sur le poids du système d'entraînement. Pour pallier ces inconvénients, le document JP-2010/202125 propose un système d'entraînement en rotation dans lequel l'arbre est retenu axialement dans l'alésage en formant une collerette sur l'embout de l'arbre, ladite collerette s'étendant radialement pour être disposée en regard de la portée externe de l'organe tournant. La structure d'engrenage comprend alors deux ensembles de cannelures qui sont formées respectivement sur une portée externe de l'organe tournant et sur une portée interne d'une pièce d'interface, ladite pièce d'interface étant interposée entre ladite collerette et ladite portée externe en assurant la coopération des ensembles de cannelures. Toutefois, cette solution ne donne pas entière satisfaction en ce qu'il existe des possibilités de glissement circonférentiel entre la pièce d'interface et la collerette, ce qui limite la capacité de transmission du couple de rotation et ne résout pas les problèmes de bruit et d'usure qui subsistent en raison des possibles frottements entre la collerette et la pièce d'interface. L'invention a pour but de résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant notamment un procédé d'assemblage permettant d'optimiser la capacité de transmission du couple de rotation tout en limitant le risque de bruit et d'usure à l'interface entre le bol de transmission et l'organe tournant. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un procédé d'assemblage d'un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile, ledit système comprenant un palier à roulement et un bol de transmission d'un couple moteur à un organe tournant dudit palier par l'intermédiaire d'une structure d'engrenage, ledit palier comprenant un alésage débouchant dans une portée externe dudit organe tournant, ledit procédé prévoyant de : - monter un arbre solidaire du bol dans l'alésage en positionnant un embout dudit arbre au-delà de la portée externe ; - déformer ledit embout pour former une collerette essentiellement radiale de retenue axiale de l'arbre contre la portée externe, la structure d'engrenage étant interposée entre ladite collerette et ladite portée externe ; la structure d'engrenage comprenant des moyens géométriques externes, la déformation de la collerette étant réalisée en incrustant une portée interne de ladite collerette dans lesdits moyens géométriques externes afin de fiabiliser la transmission du couple moteur entre ladite collerette et lesdits moyens géométriques externes. Selon un deuxième aspect, l'invention propose 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 à un organe tournant dudit palier, ledit palier et ledit bol de transmission étant assemblés par mise en oeuvre d'un tel procédé, la portée interne de la collerette étant incrustée dans les moyens géométriques externes. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles : - les figures 1 a et 1 b sont des représentations partielles en perspective coupées longitudinalement d'un système d'entraînement en rotation selon un mode de réalisation de l'invention, montrant ledit système respectivement en éclaté avant assemblage du bol de transmission sur l'organe tournant (figure 1 a) et après ledit assemblage (figure 1b) ; - les figures 2a et 2b sont des représentations partielles en perspective coupées longitudinalement d'un système d'entraînement en rotation selon un autre mode de réalisation de l'invention, montrant ledit système respectivement en éclaté avant assemblage du bol de transmission sur l'organe tournant (figure 2a) et après ledit assemblage (figure 2b). 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 2 par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants 3. Dans les modes de réalisation représentés, l'organe intérieur 1 est tournant et l'organe extérieur 2 est fixe. Toutefois, l'invention peut s'appliquer à un montage dans lequel l'organe extérieur est tournant et l'organe intérieur est fixe. Dans la description, les termes « extérieur » et « intérieur » sont définis par rapport à l'axe d'entrainement en rotation du palier, respectivement pour une localisation éloignée et proche dudit axe. Les termes « externe » et « interne » sont définis respectivement à gauche et à droite sur les figures, les termes « radial » et « axial » étant définis par rapport à l'axe d'entrainement en rotation, respectivement perpendiculairement et suivant cet axe. Le palier représenté comprend deux rangées de billes 3 qui sont espacées axialement, lesdites rangées étant chacune disposées entre deux pistes de roulement formées sur respectivement un organe 1, 2 pour guider la rotation de l'organe tournant 1. Plus précisément, l'organe tournant 1 comprend une bague intérieure 4 rapportée sur laquelle la piste de roulement interne est formée. Cette réalisation permet l'assemblage du palier en prévoyant, après l'introduction des billes 3 entre les organes 1, 2, la disposition de la bague 4 autour de l'organe tournant 1 et son immobilisation axiale vers l'arrière au moyen d'une collerette 5 qui peut être réalisée par sertissage. L'organe tournant 1, par exemple réalisé en acier, présente un alésage 6 et comprend des moyens d'association de la roue qui, sur les figures, sont formés d'une bride externe 7 sur laquelle est formé au moins un trou 8 de fixation de la roue qui est équipé d'un moyen de serrage, notamment par vissage. Par ailleurs, l'organe fixe 2 comprend des moyens d'association à la structure du véhicule, par exemple des moyens d'association à un élément de suspension dudit véhicule, qui comprennent une bride extérieure 9 sur laquelle sont formés des trous 10 de fixation par vissage. Selon les modes de réalisation représentés, en particulier dans le cas du montage d'une roue motrice, l'entraînement en rotation de ladite roue est réalisé par un bol 11 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. Sur les figures, seule la coquille extérieure 12 du joint est représentée, ladite coquille étant de façon connue destinée à recevoir une noix par l'intermédiaire de corps roulants qui sont disposés dans des gorges (non représentées) pour permettre une variation de l'angle entre les axes de ladite coquille et de ladite noix. On décrit ci-dessous un procédé d'assemblage entre le bol 11 de transmission et le palier dans lequel ledit bol de transmission comprend un arbre 13 qui est destiné à être monté dans l'alésage 6 de l'organe tournant 1. L'arbre 13 et l'alésage 6 présentent une géométrie cylindrique complémentaire, ledit arbre s'étendant axialement en une seule pièce depuis le côté externe de la coquille 12. En variante, l'arbre 13 peut être rapporté sur le bol 11 de transmission en étant solidaire de lui notamment en rotation. En relation avec les figures, l'alésage 6 s'étend depuis une ouverture interne de l'organe tournant 1 qui est entourée par une collerette interne, notamment formée par la collerette 5 de sertissage, pour déboucher dans une portée externe 14 dudit organe tournant. En particulier, la portée externe 14 présente une géométrie annulaire qui s'étend radialement en étant délimitée par une couronne 15 qui s'étend axialement sur le côté externe de la bride 7 de fixation de la roue. L'arbre 13 est monté en translation dans l'alésage 6 jusqu'à mise en appui axial du bol 11 de transmission sur l'organe tournant 1, notamment par mise en appui axial contre la collerette interne 5 d'une paroi radiale 16 de la coquille 12 entourant l'arbre 13. En outre, un joint d'étanchéité peut être disposé entre la collerette interne 5 et la paroi radiale 16 pour étanchéifier le montage du bol 11, notamment en empêchant l'entrée de polluants dans l'alésage 6. L'arbre 13 présente une longueur telle qu'un embout externe 13a dudit arbre soit positionné au-delà de la portée externe 14, ladite position et donc la longueur de l'embout 13a étant définies par mise en butée axiale de la paroi 16 de la coquille 12 sur la collerette interne 5. Le procédé prévoit de déformer radialement l'embout 13a pour former une collerette 17 essentiellement radiale permettant la retenue axiale de l'arbre 13 contre la portée externe radiale 14 afin de limiter les possibilités de mouvements relatifs axiaux entre ledit arbre et l'alésage 6 sans besoin de pièce de serrage complémentaire. La déformation de l'embout 13a peut être réalisée par exemple par bouterollage, frappe, écrasement, ou poinçonnage de la matière dudit embout. Selon une réalisation, la collerette 17 est formée par déplacement relatif axial d'un outil et de l'embout 13a, ladite collerette étant obtenue en faisant fluer le matériau dudit embout sous un effort axial avec une puissance qui dépend de la taille de l'embout 13a et de la géométrie souhaitée pour la collerette 17. La déformation de l'embout 13a peut comprendre un chauffage préalable, notamment par induction, dudit embout afin de limiter les efforts nécessaires à la déformation et limiter les contraintes mécaniques induites. En particulier, le bouterollage peut être mise en oeuvre en chauffant l'embout 13a à une température de 750°C ou en le laissant à température ambiante. Le système d'entraînement comprend une structure d'engrenage par l'intermédiaire de laquelle la transmission du couple de rotation entre le bol 11 et l'organe tournant 1 est fiabilisée. La structure est interposée entre la collerette 17 et la portée externe 14 de l'organe tournant 1 en assurant la retenue axiale de l'arbre 13 par rapport audit organe tournant. En particulier, la structure comprend des moyens géométriques externes qui sont réalisés préalablement à la déformation de l'embout 13a. Selon le procédé d'assemblage, la déformation de la collerette 17 est réalisée en incrustant une portée interne de ladite collerette dans les moyens géométriques externes 18 afin de fiabiliser la transmission du couple moteur entre ladite collerette et lesdits moyens géométriques externes. En particulier, la portée interne de la collerette 17 présente ainsi, après incrustation, des moyens géométriques internes qui sont complémentaires des moyens géométriques externes 18 pour assurer l'engrenage. La mise en oeuvre de ce procédé assure la transmission du couple moteur et le maintien axial du bol 11 en une seule opération de déformation de la collerette 17. En outre, l'interposition de la structure d'engrenage entre la collerette 17 et la portée externe 14 permet de limiter les risques de glissement circonférentiel entre ladite portée externe et ladite collerette et donc d'optimiser la capacité de transmission du couple de rotation tout en évitant les problèmes de bruit et d'usure dus aux possibles frottements entre ladite portée externe et ladite collerette. Les moyens géométriques externes 18 peuvent présenter un ensemble de cannelures qui s'étendent dans un plan radial par rapport à l'axe d'entraînement en rotation, lesdites cannelures présentant notamment des sillons dans lesquels la matière de la collerette 17 est incrustée axialement. En particulier, la profondeur et la répartition des cannelures sont agencées pour permettre la solidarisation en rotation du bol 11 de transmission et de l'organe tournant 1 de façon suffisamment fiable pour transmettre le couple moteur. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à une réalisation particulière des moyens géométriques externes 18. En relation avec les figures 1, on décrit un mode de réalisation dans lequel les moyens géométriques externes 18 sont formés sur la portée externe 14 de l'organe tournant 1. La collerette 17 est déformée jusqu'à ce qu'une portée interne radiale de ladite collerette soit directement incrustée dans l'ensemble de cannelures de la portée externe 14 pour assurer une transmission du couple moteur directe entre ladite collerette et ladite portée externe. Selon le mode de réalisation représenté, les cannelures de la portée externe 14 sont réparties de façon concentrique circonférentiellement et angulairement sur ladite portée externe. L'ensemble de cannelures de la portée externe 14 peut être réalisé lors de la fabrication de l'organe tournant 1 par exemple par usinage ou par forgeage à chaud, à froid ou à température intermédiaire. Selon un deuxième mode de réalisation, le procédé d'assemblage prévoit de disposer une rondelle 19 contre la portée externe 14 avant déformation de l'embout 13a, ladite rondelle portant les moyens géométriques externes 18. La rondelle 19 peut être réalisée en acier, par exemple par usinage ou par forgeage à chaud, à froid ou à température intermédiaire, en comprenant au moins un ensemble de cannelures externes formées sur une portée externe de ladite rondelle et dans lesquelles la portée interne radiale de la collerette 17 est incrustée lors de la déformation de ladite collerette. En relation avec les figures 2, la rondelle 19 présente une portée externe et une portée interne qui s'étendent radialement, ladite rondelle étant interposée entre la portée externe radiale 14 et la portée interne radiale de la collerette 17, lesdites portées de ladite rondelle présentant un diamètre similaire au diamètre de celles de ladite collerette et inférieur à celui de la couronne 15 de l'organe tournant 1. Afin de limiter les risques de frottement entre la rondelle 19 et la portée externe 14 en vue notamment d'optimiser la capacité de transmission du couple moteur, la structure d'engrenage peut en outre comprendre des moyens géométriques formés à l'interface entre ladite rondelle et ladite portée externe. En particulier, la structure d'engrenage peut comprendre des moyens géométriques 20 formés sur la portée externe 14 de l'organe tournant 1 et/ou des moyens géométriques internes 21 qui sont formés sur la portée interne de la rondelle 19 qui est disposée contre la portée externe 14. De manière avantageuse, la portée externe 14 et la portée interne de la rondelle 19 comprennent chacune des moyens géométriques d'engrenage 20, 21, lesdits moyens géométriques coopérant pour fiabiliser l'interface entre ladite rondelle et l'organe tournant 1. La rondelle 19 présente alors un ensemble de cannelures internes qui coopèrent avec un ensemble de cannelures externes de la portée externe 14 pour l'immobilisation en rotation de ladite rondelle par rapport à ladite portée externe. En particulier, les ensembles de cannelures externes et internes de la rondelle 19 sont mis en configuration d'engrenage avec respectivement la collerette 17 et l'ensemble de cannelures de la portée externe 14 lors de la déformation de l'embout 13a contre ladite rondelle.5 REVENDICATIONS1. Procédé d'assemblage d'un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile, ledit système comprenant un palier à roulement et un bol (11) de transmission d'un couple moteur à un organe tournant (1) dudit palier par l'intermédiaire d'une structure d'engrenage, ledit palier comprenant un alésage (6) débouchant dans une portée externe (14) dudit organe tournant, ledit procédé prévoyant de : - monter un arbre (13) solidaire du bol (11) dans l'alésage (6) en positionnant un embout (13a) dudit arbre au-delà de la portée externe (14) ; - déformer ledit embout pour former une collerette (17) essentiellement radiale de retenue axiale de l'arbre (13) contre la portée externe (14), la structure d'engrenage étant interposée entre ladite collerette et ladite portée externe ; ledit procédé étant caractérisé en ce que la structure d'engrenage comprend des moyens géométriques externes (18), la déformation de la collerette (17) étant réalisée en incrustant une portée interne de ladite collerette dans lesdits moyens géométriques externes afin de fiabiliser la transmission du couple moteur entre ladite collerette et lesdits moyens géométriques externes. 2. Procédé d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embout (13a) de l'arbre (13) est positionné au-delà de la portée externe (14) par mise en appui axial du bol (11) de transmission sur l'organe tournant (1). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la collerette (17) est formée par bouterollage de l'embout (13a). 4. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens géométriques externes (18) sont formés sur la portée externe (14) de l'organe tournant (1). 5. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il prévoit de disposer une rondelle (19) contre la portée externe (14) de l'organe tournant (1) avant déformation de l'embout (13a), ladite rondelle portant les moyens géométriques externes (18). 6. Procédé d'assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la structure d'engrenage comprend des moyens géométriques internes (21) formés sur une portée interne de la rondelle (19) qui est disposée contre la portée externe (14). 7. Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la structure d'engrenage comprend des moyens géométriques (20) formés sur la portée externe (14). 15 8. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens géométriques d'engrenage (18, 20, 21) présentent chacun un ensemble de cannelures s'étendant dans un plan radial. 9. Système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile, 20 ledit système comprenant un palier à roulement et un bol (11) de transmission d'un couple moteur à un organe tournant (1) dudit palier, ledit palier et ledit bol de transmission étant assemblés par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, la portée interne de la collerette (17) étant incrustée dans les moyens géométriques externes (18.) 25 10. Système d'entraînement selon la revendication 9, caractérisé en ce que la portée interne de la collerette (17) est directement incrustée dans un ensemble de cannelures de la portée externe (14) de l'organe tournant (1). 30 11. Système d'entraînement selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une rondelle (19) qui est interposée entre la portée externe (14) de l'organe tournant (1) et la portée interne de la collerette (17), ladite rondelle 10comprenant au moins un ensemble de cannelures externes dans lesquelles est incrustée la portée interne de la collerette (17). 12. Système d'entraînement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la rondelle (19) et la portée externe (14) comprennent un ensemble de cannelures respectivement interne et externe coopérant entre eux.