Brevet FR3033184A1 — publié le 20160902

Palier à roulement comprenant une bague d'usure, et procédé de fabrication associé La présente invention concerne le domaine des paliers à roulement notamment ceux utilisés dans les dispositifs de butée de débrayage destinés à agir sur le diaphragme d'un embrayage, en particulier pour véhicule automobile. De tels dispositifs comportent un palier à roulement dont une des bagues est tournante et l'autre est fixe, la bague tournante étant munie d'une surface d'attaque radiale destinée à venir en contact avec l'extrémité des doigts du diaphragme de l'embrayage. Un élément de manoeuvre non tournant supporte le palier à roulement et, sous l'action d'un organe de commande (mécanique, électrique ou hydraulique), vient déplacer axialement le palier pour faire appuyer la surface d'attaque de la bague tournante contre le diaphragme de l'embrayage et actionner le mécanisme d'embrayage. Afin de limiter l'usure par frottement entre les doigts du diaphragme et la bague tournante lors de manoeuvres de débrayage et d'embrayage, il est possible de fixer sur ladite bague tournante une bague d'usure en matière polymère. Pour plus de détails sur une telle bague d'usure, on pourra par exemple se référer à la demande de brevet FR-A1-2 883 347. Dans le palier décrit dans ce document antérieur, la bague d'usure est réalisée en matière polymère qui est notamment chargée par des additifs visant à limiter la friction avec le diaphragme d' embrayage. Toutefois, l'utilisation de telles charges augmente le coût de fabrication de la bague d'usure. En outre, l'utilisation d'additifs antifriction nécessite de prévoir le montage d'un flasque serti sur la bague tournante du palier pour assurer la retenue de la bague d'usure sur ladite bague. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. 3033184 2 Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un palier à roulement pour dispositif de butée de débrayage économique et facile à fabriquer. Dans un mode de réalisation, le palier à roulement comprend 5 une bague intérieure, une bague extérieure et une bague d'usure fixée sur l'une desdites bagues. La bague d'usure comprend au moins un corps de fixation monté sur ladite bague et réalisé en un matériau comprenant au moins une matière polymère, et au moins une rondelle d'usure montée en appui contre ledit corps de fixation axialement du 10 côté opposé à ladite bague. Ladite rondelle d'usure est réalisée en un matériau comprenant au moins une matière polymère. Seul le matériau de ladite rondelle d'usure comprend au moins une matière polymère antifriction et/ou au moins un additif antifriction. La réalisation de la bague d'usure en au moins deux corps ou 15 parties distinctes permet de pouvoir adapter la composition du matériau de chacune de ces parties selon la fonction à réaliser. Le coût de fabrication de la bague d'usure est réduit dans la mesure où le volume du matériau prévu pour venir en appui contre le diaphragme d'embrayage, qui est relativement cher, est limité. Par ailleurs, 20 l'utilisation d'un flasque de retenue de la bague d'usure sur la bague intérieure ou extérieure associée peut être évitée étant donné que le matériau du corps de fixation ne comprend pas une matière polymère antifriction et/ou au moins un additif antifriction. La bague d'usure est obtenue par assemblage d' au moins deux corps distincts. La 25 composition du matériau de ladite rondelle d'usure est différente de la composition du matériau dudit corps de fixation. De préférence, seul le matériau de ladite rondelle d'usure de la bague d'usure comprend au moins une matière polymère résistante à l'usure, et/ou au moins un additif résistant à l'usure. La rondelle 30 d'usure peut être fixée au moins sur ledit corps de fixation. De manière avantageuse, le matériau dudit corps de fixation de la bague d'usure comprend au moins une matière polymère favorisant l'adhérence sur ladite bague, et/ou au moins un additif favorisant l'adhérence sur ladite bague. 3033184 3 Dans un mode de réalisation préféré, ledit corps de fixation de la bague d'usure est collé sur ladite bague. Dans un mode de réalisation, ladite matière polymère du matériau de la rondelle d'usure est moulée. 5 Ledit corps de fixation de la bague d'usure peut être monté en en contact direct contre une face externe de ladite bague. Ledit corps de fixation ou ladite rondelle d'usure peut comprendre une portion de centrage de la bague d'usure sur ladite bague. Ledit corps de fixation peut également comprendre une partie 10 de centrage prolongeant axialement la portion radiale et pourvue d'une surface de contact radial avec ladite bague. Dans un mode de réalisation, ledit corps de fixation comprend un rebord recouvrant une face interne de ladite bague opposée à la face externe. Dans un mode de réalisation, le palier comprend au moins une 15 rangée d'éléments roulants disposés entre lesdites bagues. L'invention concerne également un ensemble comprenant un palier à roulement tel que défini précédemment et un élément de manoeuvre supportant le palier. L'ensemble peut être un dispositif de butée de débrayage. L'ensemble peut encore être un véhicule 20 automobile comprenant le dispositif de butée de débrayage. L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un palier à roulement du type comprenant une bague intérieure et une bague extérieure, dans lequel une bague d'usure est fixée sur l'une desdites bagues. La bague d'usure est fabriquée par assemblage d'au 25 moins un corps de fixation et d'au moins une rondelle d'usure qui sont réalisés chacun en un matériau comprenant au moins une matière polymère. Ledit corps de fixation est fixé sur ladite bague et ladite rondelle d'usure est fixée au moins sur le corps de fixation. Seul le matériau de ladite rondelle d'usure de la bague d'usure comprend au 30 moins une matière polymère antifriction et/ou au moins un additif antifriction. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur 3033184 4 lesquels les figures 1 à 3 sont des demi-vues en coupe axiale d'un palier à roulement selon des premier, deuxième et troisième exemples de réalisation de l'invention. Sur la figure 1, un palier à roulement, référencé 10 dans son 5 ensemble, est destiné à être utilisé dans un dispositif de butée de débrayage prévu pour agir sur le diaphragme 12 d'un embrayage, en particulier pour véhicule automobile. Sur la figure, le diaphragme 12 est illustré partiellement et représenté en pointillés. Le diaphragme 12 comprend une pluralité de doigts 12a espacés dans le sens 10 circonférentiel. Le palier 10 à roulement est destiné à être monté sur un élément de manoeuvre (non représenté) du dispositif de butée de débrayage associé et est prévu pour se déplacer axialement. Le palier 10 à roulement, d'axe 10a, comprend une bague intérieure 14 non tournante, une bague extérieure 16 tournante, une 15 rangée d'éléments roulants 18, réalisés ici sous forme de billes, et disposés radialement entre des chemins de roulement ménagés sur lesdites bagues, une cage 20 pour le maintien de l'espacement circonférentiel régulier des éléments roulants 18, et un joint d'étanchéité 22 annulaire fixé sur la bague extérieure. Un espace de 20 roulement 24 est délimité radialement entre les bagues intérieure 14 et extérieure 16. A l'intérieur de l'espace de roulement 24 sont logés les éléments roulants 18 et la cage 20 de maintien associée. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le palier 10 comprend en outre une bague d'usure 26 fixée sur la bague extérieure 16 et prévue pour 25 venir axialement en contact contre le diaphragme 12 de l'embrayage. La bague intérieure 14, d'axe 10a, à paroi mince peut avantageusement être réalisée par emboutissage d'une tôle, par exemple en acier. La bague intérieure 14 est réalisée en une seule pièce. La bague intérieure 14 comprend une portion toroïdale 14a 30 présentant en section droite un profil interne concave en quart de cercle formant la piste ou chemin de roulement de ladite bague pour les éléments roulants 18. La bague intérieure 14 comprend également une portion axiale 14b annulaire prolongeant un bord de grand diamètre de la portion toroïdale 14a axialement à l'opposé de la bague 3033184 5 extérieure 16. La bague intérieure 14 comprend encore une portion radiale 14c annulaire prolongeant un bord de petit diamètre de la portion toroïdale 14a et s'étendant radialement vers l'intérieur. La portion radiale 14c est située axialement à l'opposé de la portion 5 axiale 14b par rapport à la portion toroïdale 14a. La bague extérieure 16, d'axe 10a, a paroi mince peut également être avantageusement réalisée par emboutissage d'une tôle, par exemple en acier. La bague extérieure 16 est réalisée en une seule pièce. La bague extérieure 16 comprend une portion toroïdale 16a 10 présentant en section droite un profil interne concave en quart de cercle formant la piste ou chemin de roulement de ladite bague pour les éléments roulants 18. La portion toroïdale 16a est prolongée à chaque extrémité par des portions axiales 16b, 16c annulaires. La portion axiale 16b prolonge un bord de grand diamètre de la portion 15 toroïdale 16a et entoure radialement la portion toroïdale 14a de la bague intérieure. La portion axiale 16c prolonge un bord de petit diamètre de la portion toroïdale 16a axialement à l'opposé de la portion axiale 16b. La bague extérieure 16 comprend également une portion radiale 16d annulaire prolongeant radialement vers l'intérieur 20 la portion axiale 16c. Le joint d'étanchéité 22 est fixé sur la bague extérieure 16 et exerce une étanchéité dynamique avec la bague intérieure 14. On entend par « étanchéité dynamique », une étanchéité entre deux pièces ayant un mouvement relatif. Le joint d'étanchéité 22 est fixé dans 25 l'alésage de la portion axiale 16b de la bague extérieure et vient frotter contre la surface extérieure de la portion axiale 14b de la bague intérieure. La bague d'usure 26 est prévue pour coopérer par contact avec le diaphragme 12. La bague d'usure 26 comprend un corps de fixation 30 28 annulaire fixé sur la bague extérieure 16, et une rondelle d'usure 30 annulaire fixée sur ledit corps de fixation et prévue pour coopérer avec le diaphragme 12. Le corps de fixation 28 est monté en appui contre une face externe 32 de la bague extérieure 16 qui est orientée vers l'extérieur 3033184 6 du palier, i.e. du côté opposé aux éléments roulants 18. Le corps de fixation 28 recouvre partiellement la face externe 32. La face externe 32 est formée par la surface extérieure des portions 16a à 16c de la bague extérieure et la surface frontale de la portion radiale 16d qui est 5 orientée du côté du diaphragme 12. Dans l'exemple de réalisation illustré, le corps de fixation 28 comprend une portion radiale 28a annulaire montée axialement en appui contre la portion radiale 16d de la bague extérieure, et une portion de centrage 28b externe annulaire prolongeant un bord de 10 grand diamètre de la portion radiale 28a et prévue pour assurer un centrage de la bague d'usure 26 par rapport à la bague extérieure 16. La portion de centrage 28b prolonge axialement la portion radiale 28a. La portion de centrage 28b entoure radialement la portion axiale 16c de la bague extérieure et vient se centrer sur ladite portion axiale. La 15 portion de centrage 28b présente une surface intérieure en contact radial avec la portion axiale 16c de la bague extérieure. Le corps de fixation 28 est monobloc. La rondelle d'usure 30 est montée en appui contre le corps de fixation 28 axialement du côté opposé à la bague extérieure 16. La 20 rondelle d'usure 30 s'étend axialement en saillie par rapport au corps de fixation 28. La rondelle d'usure 30 délimite une surface d'attaque ou d'appui 34 frontale prévue pour coopérer axialement par contact avec les doigts 12a du diaphragme. La surface d'appui 34 est orientée axialement du côté opposé à la bague extérieure. La surface d'appui 34 25 est décalée axialement vers l'extérieur par rapport au corps de fixation 28. Le diaphragme 12 vient en appui contre la rondelle d'usure 30 axialement du côté opposé à la bague extérieure 16. La rondelle d'usure 30 est montée axialement en appui contre la portion radiale 28a du corps de fixation. La rondelle d'usure 30 est monobloc. 30 Dans l'exemple de réalisation illustré, la rondelle d'usure 30 comprend uniquement une portion radiale 30a annulaire montée axialement en appui contre la portion radiale 28a du corps de fixation. La rondelle d'usure est délimitée axialement par la surface d'appui 34 3033184 7 et une surface de montage 36 opposée en appui contre le corps de fixation 28. La bague d'usure 26 est réalisée en deux parties ou deux corps 28, 30 distincts. Le matériau de chacun des corps de fixation 28 et 5 d'usure 30 peut ainsi être choisi spécifiquement selon la fonction qui lui est propre. De préférence, le matériau du corps de fixation 28 comprend au moins une matière polymère favorisant l'adhérence sur la bague extérieure 16. La ou les matières polymères du matériau du corps de fixation 28 peuvent également être chargées d'un additif 10 favorisant l'adhérence sur la bague extérieure 16. Avantageusement, le corps de fixation 28 est collé sur la bague extérieure 16. A titre indicatif, il est possible de prévoir une matière polymère amorphe telle qu'un polystyrène (PS), voire une matière polymère cristalline telle qu'un polyamide (PA) 6.6 chargé ou non de fibres de verre. 15 Le matériau de la rondelle d'usure 30 comprend au moins une matière polymère permettant de limiter la friction qui est générée par contact axial entre ledit corps et le diaphragme 12. Alternativement ou en combinaison, la ou les matières polymères du matériau de la rondelle d'usure 30 peuvent également être chargées d'additif(s) 20 présentant des propriétés permettant de limiter la friction. La ou les matières polymères du matériau de la rondelle d'usure 30 peuvent également être choisies pour être résistantes à l'usure. Alternativement ou en combinaison, un ou des additifs peuvent également être prévus dans ce but. 25 A titre indicatif, il est possible de prévoir une matière polymère telle qu'un polyamide 6.6 chargé d'un additif antifriction tel que des fibres de carbone et/ou du bisulfure de molybdène (MoS2) et/ou du polytétrafluoroéthylène (PTFE). L'utilisation d'une matière polymère de base identique pour le corps de fixation 28 et la rondelle 30 d'usure 30 est avantageuse lorsque la bague d'usure 26 est réalisée par bi-injection ou encore lorsque la rondelle d'usure 30 est surmoulée sur le corps de fixation 28. Ceci favorise une excellente cohésion entre les deux corps de la bague d'usure. En variante, la rondelle d'usure 30 3033184 8 peut être fixée sur le corps de fixation 28 par tout autre moyen approprié, par exemple par collage. Comme indiqué précédemment, le corps de fixation 28 comprend ici une portion de centrage 28b externe pour assurer le 5 centrage de la bague d'usure 26 sur la bague extérieure 16. En variante, il est possible de prévoir une portion de centrage interne annulaire prolongeant un bord de petit diamètre de la portion radiale 28a et venant se centrer dans l'alésage de la bague extérieure 16. Dans ce cas, la partie de centrage interne présente une surface extérieure en 10 contact radial avec ledit alésage. Dans une autre variante de réalisation illustrée à la figure 2, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, le corps de fixation 28 de la bague d'usure est constitué uniquement de la portion radiale 28a. Le corps de fixation 28 se présente sous la forme 15 d'une rondelle annulaire de dimension radiale égale à celle de la rondelle d'usure 30. Le corps de fixation 28 est dépourvu de portion de centrage. L'exemple de réalisation illustré à la figure 3, sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère de la 20 variante précédente en ce que la rondelle d'usure 30 de la bague d'usure comprend une partie de centrage 30b interne annulaire prolongeant vers l'intérieur la portion radiale 30a et permettant d'assurer un centrage de ladite bague d'usure par rapport à la bague extérieure 16. La partie de centrage 30b de forme annulaire prolonge 25 axialement la portion radiale 30a. La partie de centrage 30b prolonge un bord de petit diamètre de la portion radiale 30a. La partie de centrage 30b vient se centrer dans l'alésage de la bague extérieure 16. La partie de centrage 30b présente une surface extérieure en contact radial avec ledit alésage. La partie de centrage 30b est montée dans 30 l'alésage de la portion radiale 16d de la bague extérieure. La rondelle d'usure 30 comprend encore un rebord 30c radial annulaire prolongeant l'extrémité de la partie de centrage 30b et recouvrant localement une face interne 38 de la bague extérieure opposée à la face externe 32. La face interne 38 de la bague extérieure 3033184 9 16 est orientée vers l'intérieur du palier, i.e. du côté des éléments roulants 18. Le rebord 30c recouvre ici la face interne 38 de la portion radiale 16d. Dans l'exemple de réalisation illustré, une encoche 16e annulaire est formée sur la face interne 38 de la portion radiale 16d 5 contre le fond de laquelle vient axialement en appui le rebord 30c. L'encoche 16e peut par exemple être formée par lamage. En variante, la rondelle d'usure 30 peut comprendre, en remplacement du rebord 30c annulaire, une pluralité de rebords espacés les uns par rapport aux autres dans le sens circonférentiel et venant chacun en appui contre 10 une encoche formée localement sur la face interne 38 de la portion radiale 16d. Dans cet exemple de réalisation, la rondelle d'usure 30 est fixée à la fois sur le corps de fixation 28 de la bague d'usure et sur la bague extérieure 16, par exemple par surmoulage. L'invention a été illustrée sur la base d'un palier à roulement 15 dans lequel la bague d'usure est fixée sur la bague extérieure. En variante, la bague d'usure peut être fixée sur la bague intérieure lorsque ladite bague intérieure est prévue tournante. REVENDICATIONS1. Palier à roulement comprenant une bague intérieure (14), une bague extérieure (16) et une bague d'usure (26) fixée sur l'une desdites bagues (16), caractérisé en ce que la bague d'usure (26) comprend au moins un corps de fixation (28) monté sur ladite bague et réalisé en un matériau comprenant au moins une matière polymère, et au moins une rondelle d'usure (30) montée en appui contre ledit corps de fixation axialement du côté opposé à ladite bague, ladite rondelle d'usure étant réalisée en un matériau comprenant au moins une matière polymère, seul le matériau de ladite rondelle d'usure (30) comprenant au moins une matière polymère antifriction et/ou au moins un additif antifriction. 2. Palier selon la revendication 1, dans lequel seul le matériau de ladite rondelle d'usure (30) de la bague d'usure comprend au moins une matière polymère résistante à l'usure, et/ou au moins un additif résistant à l'usure. 3. Palier selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le matériau dudit corps de fixation (28) de la bague d'usure comprend au moins une matière polymère et/ou au moins un additif favorisant l'adhérence sur ladite bague. 4. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite matière polymère du matériau de la rondelle d'usure (30) de la bague d'usure est moulée. 5. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit corps de fixation (28) de la bague d'usure est collé sur ladite bague. 6. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit corps de fixation (28) de la bague d'usure est monté en contact direct contre une face externe (32) de ladite bague. 7. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit corps de fixation (28) de la bague 3033184 11 d'usure comprend au moins une portion radiale (28a) en appui contre une portion radiale (16d) de ladite bague. 8. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit corps de fixation (28) ou ladite rondelle 5 d'usure (30) comprend une portion de centrage (28b, 30b) de la bague d'usure sur ladite bague. 9. Ensemble comprenant un palier à roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes et un élément de manoeuvre supportant le palier. 10 10. Procédé de fabrication d'un palier à roulement du type comprenant une bague intérieure et une bague extérieure, dans lequel une bague d'usure est fixée sur l'une desdites bagues, caractérisé en ce que la bague d'usure est fabriquée par assemblage d'au moins un corps de fixation et d'au moins une rondelle d'usure qui sont réalisés chacun 15 en un matériau comprenant au moins une matière polymère, ledit corps de fixation étant fixé sur ladite bague et ladite rondelle d'usure étant fixée au moins sur le corps de fixation, seul le matériau de ladite rondelle d'usure comprenant au moins une matière polymère antifriction et/ou au moins un additif antifriction.