Brevet FR3019604A1 — publié le 20151009

L'invention concerne un roulement comprenant une bride de fixation assemblée sur sa bague extérieure ainsi qu'un montage d'un arbre tournant dans un carter au moyen d'un tel roulement. L'invention s'applique plus particulièrement au montage d'un arbre primaire ou secondaire dans un carter d'une boîte de vitesses de véhicule automobile. Pour ce faire, on connaît un roulement dont la bague extérieure présente une gorge périphérique formée entre une portée avant présentant un premier diamètre et une portée arrière présentant un deuxième diamètre qui est supérieur audit premier diamètre. En outre, la bride présente un alésage dont le diamètre est compris entre lesdits premier et deuxième diamètres. Ainsi, par coulissement relatif de l'alésage autour de la portée avant, on peut monter la bride en appui axial sur la portée arrière avec ledit alésage en regard radial de la gorge. Ensuite, selon le document FR-2 978 513, l'assemblage peut être réalisé en déformant radialement des barrettes de la bride dans un état d'interférence axiale avec le premier diamètre, ladite interférence étant notamment suffisante pour assembler la bride et le roulement en un seul composant pouvant être manipulé en vue de sa fixation sur une structure environnante. Pour satisfaire aux différentes fonctions attendues, la bride est classiquement réalisée par emboutissage d'un matériau métallique, notamment en présentant des moyens permettant respectivement le montage de l'arbre par l'intermédiaire du roulement, la fixation de la bride sur la structure environnante et l'assemblage de ladite bride sur la bague extérieure préalablement à ladite fixation. Toutefois, les brides embouties ne permettent pas de satisfaire de façon optimale à l'ensemble de ces différentes contraintes. En particulier, la résistance mécanique est obtenue au détriment du poids et la fiabilité des moyens de montage, de fixation et d'assemblage s'accompagne d'une complexification de la mise en oeuvre de l'emboutissage, notamment pour la formation de l'alésage et d'orifices de fixation dans la bride. L'invention a pour but de résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant notamment un roulement comprenant une bride de fixation assemblée sur sa bague extérieure, ladite bride pouvant être réalisée de façon simple en remplissant de façon optimale les différentes fonctions attendues tout en maîtrisant son poids et sa résistance mécanique. A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention propose un roulement comprenant une bague extérieure, une bague intérieure et des corps roulants disposés entre lesdites bagues pour permettre leur rotation relative, ladite bague extérieure présentant une gorge périphérique formée entre une portée avant présentant un premier diamètre et une portée arrière présentant un deuxième diamètre qui est supérieur audit premier diamètre, ledit roulement comprenant une bride de fixation présentant un alésage assemblé autour de la gorge, ledit alésage ayant un diamètre intérieur qui est compris entre lesdits premier et deuxième diamètres, la bride comprenant une plaque et un anneau dans lequel l'alésage est formé, la périphérie dudit anneau étant surmoulée par ladite plaque. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un montage d'un arbre tournant dans un carter au moyen d'un tel roulement, ledit arbre étant solidarisé à la bague intérieure et la bride étant fixée au carter. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation partielle en perspective coupée d'un montage d'un arbre tournant dans un carter au moyen d'un roulement selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente en coupe longitudinale le montage de la figure 1, la figure 2a étant une vue agrandie d'une partie de la figure 2. En relation avec les figures, on décrit le montage d'un arbre 1 primaire ou secondaire dans un carter 2 d'une boîte de vitesses de véhicule automobile, ledit montage étant réalisé au moyen d'un roulement comprenant une bague extérieure 3, une bague intérieure 4 et des corps roulants 5 disposés entre lesdites bagues pour permettre leur rotation relative. Dans le mode de réalisation représenté, la bague intérieure 4 est tournante en étant solidarisée autour de l'arbre 1, notamment par emmanchement, la bague extérieure 3 étant fixe et les corps roulants 5 étant sous la forme de billes. La bague extérieure 3 est équipée d'une bride de fixation 7 qui permet le montage de l'arbre 1 en rotation dans le carter 2. Pour ce faire, la bride 7 est assemblée autour de la bague extérieure 3, ladite bride étant équipée de moyens permettant sa fixation au carter 2, par exemple sous la forme d'un orifice fileté 8 coopérant avec une vis 9 du carter 2. La bague extérieure 3 présente une gorge périphérique 10 formée entre une portée avant 11 présentant un premier diamètre et une portée arrière 12 présentant un deuxième diamètre qui est supérieur audit premier diamètre. En particulier, les portées 11, 12 présentent une surface extérieure annulaire délimitant leur diamètre respectif, la portée avant 11 s'étend jusqu'au bord avant et la portée arrière 12 s'étend jusqu'au bord arrière de la bague extérieure 3. La gorge 10 présente une section en U dont chaque bord 13, 14 s'étend radialement pour relier le fond de la gorge 10 avec respectivement la portée avant 11 et la portée arrière 12. Ainsi, la dimension radiale du bord 13 de la portée avant 11 est inférieure à celle du bord 14 de la portée arrière 12, la gorge 10 présentant un diamètre extérieur au niveau de son fond qui est inférieur au premier diamètre ainsi qu'une dimension axiale délimitée entre les bords 13, 14. Dans le mode de réalisation représenté, la bague extérieure 3 présente une paroi périphérique sur le bord arrière de laquelle la gorge 10 est formée. Le carter 2 présente un logement 2a dans lequel la bague extérieure 3 est disposée par emmanchement de la portée arrière 12 qui s'étend sur la paroi périphérique de ladite bague. En particulier, la gorge 10 est disposée latéralement à l'extérieur du logement 2a, la fixation de la bride 7 sur le carter 2 étant réalisée par serrage vers l'avant en mettant en appui axial la bague extérieure 3 sur un rebord avant 2b dudit logement. Pour ce faire, la bride 7 présente un alésage 15 dont le diamètre est compris entre les premier et deuxième diamètres afin que ledit alésage puisse être monté autour de la gorge 10, la fixation de ladite bride au carter 2 contraignant en appui axial ladite bride sur le bord 14 de la portée arrière 12 pour immobiliser axialement la bague extérieure 3 entre le rebord avant 2b du logement 2 et ladite bride. La bride 7 comprend une plaque 16 dont l'épaisseur est sensiblement égale à la somme des dimensions axiales de la portée avant 11 et de la gorge 10, l'alésage 15 étant formé dans un anneau 17 dont la périphérie est surmoulée par ladite plaque. Ainsi, en dissociant la réalisation de la plaque 16 et de l'alésage 15, on peut optimiser leurs fonctions respectives, notamment en optimisant leur géométrie, tout en maîtrisant le poids et la résistance mécanique de la bride 7. En particulier, la plaque 16 peut être réalisée 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, pour optimiser le poids. L'anneau 17 peut être réalisé à base de matériau métallique pour la résistance mécanique au niveau de l'interface de serrage entre la bride 7 et la bague extérieure 3, notamment pour garantir la fixation sans jeu axial et résister aux efforts axiaux subis par le montage. Dans le mode de réalisation représenté, l'anneau 17 présente une paroi avant 18 disposée en regard axial du bord 14 de la portée arrière 12 afin de former une paroi d'appui de l'anneau 17 sur ledit bord lors de la fixation de la bride 7 sur le carter 2. Plus précisément, l'anneau 17 présente une section en U présentant deux branches radiales respectivement avant 19 et arrière 20 qui sont reliées par une base annulaire axiale 21, ladite section pouvant avantageusement être réalisée indépendamment de la plaque 16 en présentant une branche avant 19 de dimension radiale optimale pour sa fonction d'appui. La paroi avant 18 est formée sur l'extérieur de la branche avant 19 du U et la branche arrière 20 est disposée sensiblement dans le prolongement radial de la portée avant 11 en présentant une dimension radiale inférieure à celle de la branche avant 19. Par ailleurs, la plaque 16 est surmoulée entre les branches 19, 20 jusqu'à la base 21, la base 21 du U délimitant ainsi la périphérie de l'alésage 15 de façon particulièrement précise relativement à la tolérance et à la circularité de son diamètre. De façon avantageuse, la périphérie de l'anneau 17 présente des passages 22 dans lesquels le matériau de la plaque 16 s'étend en formant des plots 23 saillants radialement dans l'anneau 17 en direction de la gorge 10. En relation avec les figures, des passages 22 répartis angulairement sont formés au travers de la base 21 du U. Les plots 23 délimitent un diamètre inscrit qui est inférieur au premier diamètre afin d'assurer l'assemblage de la bride 7 sur la bague extérieure 3 par interférence entre lesdits plots et la portée avant 11. En particulier, pour pouvoir réaliser le montage de l'anneau 17 autour de la gorge 10 par coulissement relatif dudit anneau autour de la portée avant 11, les plots 23 sont agencés pour pouvoir se déformer élastiquement en délimitant un diamètre inscrit qui est supérieur ou égal au premier diamètre. Ainsi, le surmoulage de la plaque 16 permet de réaliser de façon particulièrement simple les moyens d'assemblage de la bride 7 autour de la bague extérieure 3, l'interférence entre la portée avant 11 et les plots 23 étant notamment suffisante pour obtenir un roulement en un seul composant qui peut être manipulé en vue de sa fixation sur le carter 2. En outre, le diamètre inscrit formé par les plots 23 peut être supérieur à celui du fond de la gorge 10 afin de garder un jeu radial entre la bride 7 et la bague extérieure 3 avant fixation. De façon avantageuse, la bride 7 comprend des organes 24 de fixation au carter 2, lesdits organes étant surmoulés par la plaque 16. Ainsi, en dissociant la réalisation de la plaque 16 et des organes 24 de fixation, on peut optimiser leurs fonctions respectives tout en maîtrisant le poids et la résistance mécanique de la bride 7. En particulier, les organes 24 de fixation peuvent être réalisés à base de matériau métallique en comprenant un fût 25 dans l'orifice 8 duquel un filetage de fixation est formé. Le fût 25 peut être obtenu par usinage afin de pouvoir présenter une géométrie, notamment une longueur de filetage, optimisée par rapport à celle accessible par emboutissage. En outre, les organes 24 de fixation peuvent subir un traitement adapté, notamment pour augmenter leur dureté. Dans le mode de réalisation représenté, la plaque 16 est équipée de trois organes 24 qui sont réparties angulairement autour de l'anneau 17 sur respectivement un lobe 26 de ladite plaque. En outre, pour fiabiliser l'ancrage axial des organes 24 de fixation dans la plaque 16, lesdits organes présentent au moins un rebord radial 27 qui est surmoulé par ladite plaque. Plus précisément, les organes 24 de fixation forment un T dont la tige est surmoulée dans la plaque 16, le filetage étant formé dans ladite tige. Par ailleurs la tige du T dépasse vers l'avant de la plaque 16 en étant disposée dans un logement du carter 2 dans lequel la vis 9 est montée, la tête du T étant disposée sensiblement dans le prolongement radial de la branche arrière 20 du U de l'anneau 17. REVENDICATIONS1. Roulement comprenant une bague extérieure (3), une bague intérieure (4) et des corps roulants (5) disposés entre lesdites bagues pour permettre leur rotation relative, ladite bague extérieure présentant une gorge périphérique (10) formée entre une portée avant (11) présentant un premier diamètre et une portée arrière (12) présentant un deuxième diamètre qui est supérieur audit premier diamètre, ledit roulement comprenant une bride (7) de fixation présentant un alésage (15) assemblé autour de la gorge (10), ledit alésage ayant un diamètre intérieur qui est compris entre lesdits premier et deuxième diamètres, ledit roulement étant caractérisé en ce que la bride (7) comprend une plaque (16) et un anneau (17) dans lequel l'alésage (15) est formé, la périphérie dudit anneau étant surmoulée par ladite plaque. 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la périphérie de l'anneau (17) présente des passages (22) dans lesquels le matériau de la plaque (16) s'étend en formant des plots (23) saillants radialement dans l'anneau (17) en direction de la gorge (10), lesdits plots délimitant un diamètre inscrit qui est inférieur au premier diamètre afin d'assurer l'assemblage de ladite bride sur la bague extérieure (3) par interférence entre lesdits plots et la portée avant (11). 3. Roulement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plots (23) sont agencés pour pouvoir se déformer élastiquement en délimitant un diamètre inscrit qui est supérieur ou égal au premier diamètre afin de permettre le montage de l'anneau (17) autour de la gorge (10) par coulissement relatif dudit anneau autour de la portée avant (11). 4. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la plaque (16) est réalisée à base d'un matériau composite formé d'une résine polymère chargée. 5. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'anneau (17) présente une paroi avant (18) disposée en regard axial de la portée arrière (12). 6. Roulement selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'anneau (17) présente une section en U, la paroi avant (18) étant formée sur l'extérieur d'une branche (19) dudit U et les éventuels passages (22) étant formés au travers de la base (21) dudit U. 7. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bride (7) comprend des organes (24) de fixation à une structure environnante, lesdits organes étant surmoulés par la plaque (16). 8. Roulement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les organes (24) comprennent un fût (25) dans lequel un filetage de fixation est formé. 9. Roulement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les organes (24) présentent au moins un rebord radial (27) qui est surmoulé par la plaque (16) pour fiabiliser l'ancrage axial desdits organes dans ladite plaque. 10. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'anneau (17) et les éventuels organes (24) de fixation sont réalisés à base de matériau métallique. 11. Roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la bague extérieure (3) présente une paroi périphérique, la gorge (10) étant formée sur le bord arrière de ladite paroi. 12. Montage d'un arbre tournant (1) dans un carter (2) au moyen d'un roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, ledit arbre étant solidarisé à la bague intérieure (4) et la bride (7) étant fixée au carter (2). 13. Montage selon la revendication 12, caractérisé en ce que le carter (2) présente un logement (2a) dans lequel la bague extérieure (3) est disposée en appui axial par serrage vers l'avant de la fixation de la bride (7) sur le carter (2).5