Brevet FR3012546A1 — publié le 20150501

L'invention concerne un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile comprenant un palier à roulement et un bol de transmission du couple d'un arbre moteur. 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 l'intermédiaire d'un arbre couplé au moteur du véhicule. Pour compenser les désalignements entre le palier et l'arbre moteur lors de l'avancement du véhicule, le bol peut présenter une coquille solidaire en rotation de l'organe tournant et une noix entraînée en rotation par l'arbre moteur, ladite noix étant montée en pivotement à l'intérieur de ladite coquille en l'entraînant en rotation, notamment pour former un joint homocinétique (CVJ) par exemple de type Rzeppa. En particulier, la noix présente un alésage dans lequel une extrémité de l'arbre moteur est destinée à être montée axialement en étant solidarisée en rotation à ladite noix. Pour assurer la transmission du couple de rotation entre la noix et l'arbre moteur, il est connu d'utiliser des moyens d'engrenage solidaires respectivement de ladite noix et dudit arbre, par exemple formés de cannelures axiales qui sont engagées entre elles lors du montage axial de l'arbre. Toutefois, ce type de système de transmission ne donne pas entièrement satisfaction, notamment relativement à la facilité de manipulation lors du montage et à la réversibilité dudit montage pour remplacer au moins un élément dudit système de transmission. En outre, pour des systèmes de transmission dans lesquels la coquille est intégrée dans l'organe tournant, ces problèmes sont d'autant plus critiques. En particulier, le montage de l'arbre moteur dans l'alésage de la noix est difficilement réalisable puisqu'il doit être effectué en aveugle par coulissement axial relatif en assurant la coaxialité entre l'alésage monté en pivotement et l'arbre. En outre, avant son montage, il est souhaitable que le système de transmission forme un ensemble opérationnel, notamment relativement à la fonction de lubrification et de protection de l'intérieur du bol de transmission vis- à-vis des polluants extérieurs. L'invention vise à perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un système d'entraînement dans lequel l'intérieur du bol est protégé des polluants extérieurs tout en permettant un montage simplifié de l'arbre moteur dans la noix, et ce notamment en relation avec un organe tournant intégrant la coquille dans laquelle la noix est montée en pivotement. A cet effet, l'invention propose un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile, ledit système comprenant : - un palier à roulement présentant un organe tournant monté en rotation par rapport à un organe fixe par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants, ledit organe tournant comprenant des moyens d'association de la roue ; - un bol de transmission présentant une coquille solidaire en rotation de l'organe tournant et une noix montée en pivotement à l'intérieur de ladite coquille en l'entraînant en rotation, ladite noix présentant un alésage dans lequel un arbre moteur est destiné à être monté axialement en étant solidarisé en rotation à ladite noix pour permettre la transmission d'un couple moteur ; la noix étant équipée d'un manchon de guidage du montage de l'arbre dans l'alésage, ledit manchon présentant un conduit qui s'étend coaxialement à l'alésage de la noix entre une ouverture aval associée à un bord interne de la noix et une ouverture amont située à distance axiale dudit bord, ledit système comprenant en outre un soufflet d'étanchéité qui présente un bord externe associé autour de la coquille et un bord interne solidaire du manchon de guidage au voisinage de son ouverture amont. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - les figures 1 sont des représentations partielles en coupe longitudinale d'un système d'entraînement selon un premier mode de réalisation de l'invention dans lesquelles l'arbre moteur est en cours de montage dans la noix avec le manchon associé à ladite noix (figure 1 a) et l'arbre moteur est monté dans ladite noix avec le manchon dissocié de ladite noix (figure 1b), la figure 1 c étant une vue partielle agrandie de la figure la ; - les figures 2 sont des représentations partielles en coupe longitudinale d'un système d'entraînement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lesquelles l'arbre moteur est en cours de montage dans la noix avec le manchon associé à ladite noix (figure 2a) et l'arbre moteur est monté dans ladite noix avec le manchon dissocié de ladite noix (figure 2b), la figure 2c étant une vue partielle agrandie de la figure 2a. 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 le mode de réalisation représenté, l'organe intérieur 1 est tournant dans l'organe extérieur 2 fixe par l'intermédiaire de deux rangées de billes 3 espacées axialement. 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 », « intérieur », « axial » et « radial » sont définis par rapport à l'axe de rotation R du palier, respectivement pour une localisation éloignée, proche, suivant et perpendiculaire audit axe. Les termes « externe » et « interne » sont définis respectivement à gauche et à droite sur les figures. L'organe tournant 1, par exemple réalisé en acier, présente un alésage 4 et comprend des moyens d'association de la roue qui, sur les figures, sont formés d'une bride 5 sur laquelle sont formés des trous 5a de fixation de la roue par vissage. De façon non représentée, 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. Dans le cas du montage d'une roue motrice, l'entraînement en rotation de ladite roue peut être réalisé par un bol 6 de transmission qui est actionné en rotation par l'intermédiaire d'un arbre 7 couplé au moteur du véhicule. En particulier, le bol 6 de transmission présente une coquille 8 solidaire en rotation de l'organe tournant 1 et une noix 9 montée à l'intérieur de ladite coquille en l'entraînant en rotation. La noix 9 présente un alésage 10 dans lequel une extrémité de l'arbre moteur 7 est destinée à être montée axialement en étant solidarisée en rotation à ladite noix. De façon avantageuse, la noix 9 est agencée pour permettre un montage réversible de l'arbre 7 dans l'alésage 10 afin de faciliter le montage ainsi que le remplacement d'au moins un élément du système de transmission. Par ailleurs, la noix 9 est montée en pivotement à l'intérieur de la coquille 8 afin de pouvoir compenser les désalignements entre le palier et l'arbre moteur 7 lors de l'avancement du véhicule. Selon une réalisation, le bol 6 forme un joint homocinétique (CVJ) de type Rzeppa en prévoyant une cage pourvue de logements dans lesquels respectivement une bille 11 est retenue en rotation, ladite cage étant montée entre la coquille 8 et la noix 9 avec chaque bille 11 disposée entre deux pistes de roulement 12, 13 formées respectivement dans ladite coquille et sur ladite noix pour guider le pivotement en assurant l'entraînement en rotation. Dans les modes de réalisation représentés sur les figures, l'organe tournant 1 intègre la coquille 8 dans laquelle la noix 9 est montée en pivotement. Pour ce faire, l'alésage 4 de l'organe tournant 1 présente une portée annulaire sur laquelle les pistes de roulement 12 sont formées. En variante, la coquille 8 peut présenter des moyens de montage réversible sur l'organe tournant 1, lesdits moyens étant agencés pour permettre la transmission d'un couple moteur audit organe tournant. En particulier, les moyens de montage peuvent comprendre des cannelures destinées à être engagées dans des cannelures correspondantes de l'organe tournant 1. Pour permettre la solidarisation en rotation de l'arbre 7, la noix 9 comprend des moyens d'engrenage destinés à coopérer avec des moyens complémentaires dudit arbre, lesdits moyens étant notamment agencés pour permettre la transmission à ladite noix du couple moteur de l'arbre 7. Pour ce faire, on peut prévoir des cannelures complémentaires 14, 15 qui sont respectivement solidaires de l'arbre 7 et de la noix 9, lesdites cannelures étant engagées axialement entre elles lors du montage de l'arbre 7 pour permettre la transmission d'un couple moteur à la noix 9. Les cannelures complémentaires 14, 15 peuvent être hélicoïdales et/ou droites. Plus précisément, les cannelures 14 ainsi que les cannelures 15 peuvent être hélicoïdales ou droites. En variante, les cannelures 14 peuvent êtres hélicoïdales ou droites, les cannelures 15 étant alors droites ou hélicoïdales. En effet, la combinaison de cannelures complémentaires 14, 15 droites et hélicoïdales est possible avec un angle d'hélice très faible, par exemple de 10' à 20', le montage se faisant en force en supprimant le jeu entre les cannelures 14, 15. Selon la réalisation représentée, l'arbre 7 comprend une partie d'extrémité libre qui présente une portée sur la périphérie de laquelle les cannelures 14 sont formées, ladite partie étant montée dans l'alésage 10 de la noix 9 sur lequel les cannelures complémentaires 15 sont formées. La noix 9 est équipée d'un manchon 16 de guidage du montage de l'arbre 7 dans l'alésage 10, ledit manchon présentant un conduit 17 qui s'étend coaxialement à l'alésage 10 de la noix 9 entre une ouverture aval associée à un bord interne de la noix 9 et une ouverture amont située à distance axiale dudit bord. En particulier, la dimension axiale du conduit 17 est suffisante pour assurer le guidage, notamment en pouvant loger l'extrémité libre de l'arbre 7 avant son introduction axiale dans l'alésage 10. Le guidage peut également être amélioré en prévoyant que le conduit 17 présente, au moins au niveau de son ouverture aval, une dimension intérieure qui est sensiblement égale à celle de l'alésage 10 et donc à celle de la périphérie de l'extrémité libre de l'arbre 7. Dans les modes de réalisation représentés, l'alésage 10, l'extrémité libre de l'arbre 7 et le conduit 17 présentent chacun une géométrie cylindrique dont les diamètres sont sensiblement égaux aux jeux de montage près. Le système d'entraînement comprend en outre un soufflet d'étanchéité 18 qui présente un bord externe 18a associé autour de la coquille 8 et un bord interne 18b solidaire du manchon 16 de guidage au voisinage de son ouverture amont. Ainsi, le système d'entraînement forme un ensemble unitaire qui peut être manipulé facilement tout en simplifiant le montage ultérieur de l'arbre moteur 7 dans la noix 9. En outre, le système d'entraînement est manipulable tout en assurant la protection de l'intérieur du bol 6 de transmission vis-à-vis des polluants extérieurs, notamment sur le côté interne du bol 6 de transmission au niveau de l'espace de roulement des billes 11 entre la coquille 8 et la noix 9. Par ailleurs, lorsqu'un lubrifiant est prévu pour le roulement des billes 11, le soufflet 18 assure également la retenue et protection du lubrifiant. Le bord externe 18a du soufflet 18 peut être associé autour de l'ouverture interne de l'alésage 4, par exemple par clipsage dans une gorge 19 et/ou ou au moyen d'un collier de serrage pour garantir l'étanchéité de l'association. S'agissant de l'étanchéité entre le bord interne 18b du soufflet 18 et le manchon 16, les figures 1 proposent un soufflet 18 intégré autour de l'ouverture amont du conduit 17, notamment en prévoyant une fabrication conjointe dudit soufflet et du manchon 16, par exemple par moulage d'un matériau polymère. En relation avec les figures 2, le bord interne 18b du soufflet 18 peut être associé autour de l'ouverture amont du conduit 17, par exemple au moyen d'un collier de serrage, le manchon 16 et le soufflet 18 pouvant alors être réalisés en matériaux différents, par exemple respectivement métallique et polymère. Le manchon 16 peut être associé à la noix 9 de façon réversible pour pouvoir, une fois ledit manchon dissocié après montage de l'arbre 7 dans l'alésage 10, coulisser axialement autour dudit arbre. En particulier, le coulissement du manchon 16 peut être suffisant pour ne pas limiter la capacité de pivotement de la noix 9 dans la coquille 8 par interaction entre ladite coquille et le manchon 16. De façon avantageuse, l'arbre 7 est équipé d'une portée annulaire 25 autour de laquelle le manchon 16, notamment au niveau de son ouverture aval, est disposé après son coulissement, ladite portée permettant, avant l'utilisation du système d'entraînement, d'associer ledit manchon à l'arbre 7 en conservant l'écartement avec le bol 6 et en fiabilisant la fonction d'étanchéité conférée par le soufflet 18 lors de l'entraînement. Selon les modes de réalisation représentés, l'ouverture aval du conduit 17 est équipée d'une mâchoire 20 qui est déplaçable par rapport à une gorge 21 formée dans le bord interne de la noix 9 entre une position d'association axiale dans ladite gorge et une position dissociée de ladite gorge. Plus précisément, l'ouverture aval du conduit 17 est repliée radialement pour former au moins une griffe formant la mâchoire 20 d'association. Le soufflet 18 présente un état rétracté axialement lorsque le manchon 16 est associé à la noix 9 (figures 1 a, 2a). Ainsi, on peut faciliter le guidage de l'arbre 7 dans le conduit 17 en prévoyant un conduit 17 de longueur réduite par rapport à celle nécessaire à la disposition du soufflet 18 en état étendu d'utilisation. Ensuite, la dissociation du manchon 16 entraîne son déplacement axial à distance de la noix 9 par expansion du soufflet 18 en état étendu d'utilisation (figures 1 b, 2b). Ainsi, le coulissement du manchon 16 dans sa position de non interaction avec la coquille 8 est garanti par l'expansion du soufflet 18. En particulier, le soufflet 18 peut être réalisé en élastomère étanche en présentant une superposition axiale de plis annulaires, lesdits plis pouvant passer réversiblement d'une position au repos avec un espacement axial nominal (figures 1 b, 2b) à une position comprimée dans laquelle lesdits plis sont rapprochés (figures 1 a, 2a). Pour provoquer la dissociation du manchon 16 après le guidage de l'arbre 7 dans l'alésage 10, le système d'entraînement comprend des moyens agencés pour pouvoir interagir avec l'arbre 7 lors de son montage dans l'alésage 10. En relation avec les figures 1, le système d'entraînement comprend une armature 22 qui présente une portée 22a de maintien de la mâchoire 20 en position contrainte dans la gorge 21 et une portée 22b d'interaction avec l'arbre 7, ladite armature pouvant notamment être réalisée à base de matériau plastique. L'armature 22 est montée dans le bord interne de la noix 9 en étant déplaçable axialement par appui sur la portée d'interaction 22b depuis une position de maintien de la mâchoire 20 dans la gorge 21 (figure 1 a) vers une position dans laquelle ladite mâchoire est libérée pour dissocier le manchon 16 de la noix 9 (figure 1 b). En relation avec les figures 1, la gorge 21 est formée radialement dans l'ouverture amont de l'alésage 10, la mâchoire 22 s'étendant radialement vers l'extérieur pour assurer son engagement dans ladite gorge. L'armature 22 est déplaçable axialement dans l'alésage 10, notamment en étant expulsée dans l'alésage 4 de l'organe tournant 1 en fin de montage de l'arbre 7. De façon avantageuse, en prévoyant que la portée 22b d'interaction forme un disque d'occultation de l'alésage 10, on assure en outre la protection dudit alésage avant le montage de l'arbre 7. En relation avec les figures 2, la mâchoire 20 est associée dans une gorge 21 formée autour du bord interne de la noix 9, ladite mâchoire s'étendant radialement vers l'intérieur en pouvant être écartée de ladite gorge pour dissocier le manchon 16 de ladite noix. Pour ce faire, le conduit 17 présente un retreint 23 d'interaction avec l'arbre 7 qui est agencé pour écarter la mâchoire 20 de la gorge 21 lors du coulissement dudit arbre dans ledit conduit. En particulier, le retreint 23 présente un diamètre qui est inférieur à celui de l'extrémité libre de l'arbre 7, ledit retreint étant formé à proximité de la mâchoire 20. Pour faciliter l'écartement de la mâchoire 20, l'extrémité libre de l'arbre peut présenter un chanfrein divergent 24 d'appui sur le retreint 23 lors du coulissement. REVENDICATIONS1. Système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile, ledit système comprenant : - un palier à roulement présentant 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), ledit organe tournant comprenant des moyens d'association (5a) de la roue ; - un bol (6) de transmission présentant une coquille (8) solidaire en rotation de l'organe tournant (1) et une noix (9) montée en pivotement à l'intérieur de ladite coquille en l'entraînant en rotation, ladite noix présentant un alésage (10) dans lequel un arbre moteur (7) est destiné à être monté axialement en étant solidarisé en rotation à ladite noix pour permettre la transmission d'un couple moteur ; ledit système étant caractérisé en ce que la noix (9) est équipée d'un manchon (16) de guidage du montage de l'arbre (7) dans l'alésage (10), ledit manchon présentant un conduit (17) qui s'étend coaxialement à l'alésage (10) de la noix (9) entre une ouverture aval associée à un bord interne de la noix (9) et une ouverture amont située à distance axiale dudit bord, ledit système comprenant en outre un soufflet d'étanchéité (18) qui présente un bord externe (18a) associé autour de la coquille (8) et un bord interne (18b) solidaire du manchon (16) de guidage au voisinage de son ouverture amont. 2. Système d'entraînement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la noix (9) comprend des moyens d'engrenage (15) destinés à coopérer avec des moyens complémentaires (14) de l'arbre (7) pour permettre la solidarisation en rotation dudit arbre et de ladite noix. 3. Système d'entraînement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la noix (9) est agencée pour permettre un montage réversible de l'arbre (7) dans son alésage (10). 3012 546 11 4. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le conduit (17) présente, au moins au niveau de son ouverture aval, une dimension intérieure qui est sensiblement égale à celle de l'alésage (10). 5 5. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe tournant (1) intègre la coquille (8) dans laquelle la noix (9) est montée en pivotement. 10 6. Système d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le manchon (16) est associé à la noix (9) de façon réversible pour pouvoir, une fois ledit manchon dissocié après montage de l'arbre (7) dans l'alésage (10), coulisser axialement autour dudit arbre. 15 7. Système d'entraînement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le soufflet (18) présente un état rétracté axialement lorsque le manchon (16) est associé à la noix (9), la dissociation dudit manchon entraînant son déplacement axial à distance de la noix (9) par expansion du soufflet (18). 20 8. Système d'entraînement selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens agencés pour pouvoir interagir avec l'arbre (7) lors de son montage dans l'alésage (10) afin de provoquer la dissociation du manchon (16) de la noix (9). 25 9. Système d'entraînement selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'ouverture aval du conduit (17) est équipée d'une mâchoire (20) qui est déplaçable par rapport à une gorge (21) formée dans le bord interne de la noix (9) entre une position d'association axiale dans ladite gorge et une position dissociée de ladite gorge. 30 10. Système d'entraînement selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une armature (22) présentant une portée (22a) de maintien de la mâchoire (20) en position contrainte dans la gorge (21) et une portée (22b)d'interaction avec l'arbre (7), ladite armature étant montée dans le bord interne de la noix (9) en étant déplaçable axialement par appui sur la portée (22b) d'interaction depuis une position de maintien de la mâchoire (20) dans la gorge (21) vers une position dans laquelle ladite mâchoire est libérée pour dissocier le manchon (16) de la noix (9). 11. Système d'entraînement selon la revendication 10, caractérisé en ce que la gorge (21) est formée radialement dans l'ouverture amont de l'alésage (10), l'armature (22) étant déplaçable axialement dans ledit alésage. 12. Système d'entraînement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la portée (22b) d'interaction forme un disque d'occultation de l'alésage (10). 13. Système d'entraînement selon la revendication 9, caractérisé en ce que la mâchoire (20) est associée dans une gorge (21) formée autour du bord interne de la noix (9), le conduit (17) présentant un retreint (23) d'interaction avec l'arbre (7) qui est agencé pour écarter ladite mâchoire de ladite gorge lors du coulissement dudit arbre dans ledit conduit.