Brevet FR3058486A1 — publié le 20180511

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 ensemble roulant de véhicule, notamment automobile, sur un élément de suspension dudit véhicule, ledit ensemble roulant comprenant notamment une roue et un disque de frein. Pour le montage d'un tel ensemble 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, ledit fût étant équipé d'un flasque qui s'étend radialement autour dudit fût en présentant des conduits répartis angulairement pour permettre l'association d'un élément au moyeu. Ainsi, en associant l'organe extérieur à un élément de suspension du véhicule, on peut monter en rotation l'ensemble roulant en le fixant au flasque. En outre, le flasque peut présenter une extension annulaire s'étendant axialement depuis un côté externe du fût, l'ensemble roulant présentant une cavité qui est disposée autour de ladite extension annulaire en assurant une concentricité parfaite du montage dudit ensemble roulant sur le flasque avant sa fixation dans les conduits. 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. 3058486 2 Pour résoudre ces problèmes, on a proposé de réaliser des moyeux avec des amincissements de matière localisés, notamment au niveau des parties du palier les moins contraintes mécaniquement, afin d'optimiser le poids desdits moyeux sans pour autant compromettre leur résistance mécanique. 5 Il est également connu de prévoir un flasque d'épaisseur réduite qui présente une extension annulaire dont la paroi intérieure définit une cavité qui débouche dans un côté externe du fût. En outre, pour alléger davantage le moyeu, le côté externe du fût peut présenter un évidement dans lequel la cavité de l'extension 10 annulaire débouche. Toutefois, la rigidité d'un tel moyeu peut s'avérer insuffisante pour des sollicitations d'amplitude importante. En particulier, durant l'utilisation du moyeu, le flasque et le fût sont fortement sollicités, notamment en flexion rotative du fût, 15 ce qui peut entraîner des déformations du moyeu au niveau de la jonction entre ledit fût et ledit flasque. L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un moyeu de palier à roulement qui est agencé pour optimiser le compromis entre 20 le poids et la rigidité mécanique, notamment relativement à la flexion rotative du fût. A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un moyeu de palier à roulement comprenant un fût équipé d'un flasque s'étendant radialement autour 25 dudit fût en présentant N conduits répartis angulairement pour permettre l'association d'un élément audit moyeu, ledit flasque présentant une extension annulaire dont la paroi intérieure définit une cavité qui débouche dans un côté externe dudit fût, la paroi intérieure présentant N nervures discrètes qui sont réparties angulairement autour de ladite cavité. 30 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 moyeu et un organe extérieur disposé autour dudit moyeu, ledit organe extérieur 3058486 3 et le fût dudit 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. 5 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 a, lb représentent un moyeu d'un palier à roulement selon un mode de réalisation de l'invention, respectivement en perspective externe 10 (figure 1 a) et en coupe longitudinale (figure 1 b) ; - la figure 2 représente une vue agrandie d'une partie du côté externe du moyeu des figures 1 a et 1 b. - les figures 3 et 4 représentent des vues analogues à la figure 2 pour des paliers suivant respectivement une première et une deuxième variantes 15 de réalisation de l'invention. 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 et un organe extérieur (non représenté) disposé autour dudit moyeu. Dans la 20 description, les termes « extérieur » et « intérieur » sont définis par rapport à l'axe X 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 25 ensemble roulant de véhicule notamment automobile sur un élément de suspension dudit véhicule, ledit ensemble roulant comprenant notamment une roue et un disque de frein. Pour ce faire, le moyeu comprend un fût 1 monté tournant dans l'organe 30 extérieur, 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 est fixe. 3058486 4 En outre, le moyeu représenté sur les figures est destiné au montage d'une roue non motrice, mais l'invention peut également s'appliquer à un montage d'une roue motrice, en équipant pour ce faire le fût 1 d'un alésage axial pour le montage 5 d'un élément de transmission d'un couple moteur destiné à être actionné en rotation par le moteur du véhicule. De façon avantageuse, la périphérie du fût 1 est agencée pour permettre le montage en rotation autour d'elle d'au moins un organe extérieur du palier à 10 roulement. En particulier, la périphérie du fût 1 et l'organe extérieur portent chacun au moins une piste de roulement 2 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 dans l'organe extérieur. 15 Dans le mode de réalisation représenté, le fût présente une piste de roulement externe 2 et une portée interne 3 destinée à recevoir une bague sur laquelle une piste de roulement interne est formée, le bord libre 4 de ladite portée pouvant être replié, comme représenté sur la figure 1 b, pour former une collerette de 20 précharge axiale de ladite bague sur la périphérie du fût 1. 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 1 b. Pour permettre l'association d'un ensemble roulant au moyeu, le fût 1 est équipé 25 d'un flasque 5 qui s'étend radialement autour dudit fût en présentant N conduits 6 d'association répartis angulairement, N étant un entier naturel non nul. En particulier, le flasque 5 présente une extension annulaire 7 qui s'étend axialement depuis un côté externe du fût 1, l'ensemble roulant présentant un 30 alésage qui est disposé autour de ladite extension annulaire en assurant une concentricité parfaite du montage dudit ensemble roulant sur ledit flasque avant sa fixation dans les conduits 6. 3058486 5 Par ailleurs, le flasque 5 présente un orifice d'indexation 8, dans lequel un ergot complémentaire de l'ensemble roulant peut être inséré pendant la disposition dudit ensemble roulant sur l'extension annulaire 7, afin de permettre l'alignement de chaque conduit d'association 6 avec un conduit de fixation dudit ensemble 5 roulant, et ainsi permettre l'association dudit ensemble roulant sur le moyeu par serrage d'une vis dans chacun desdits alignements de conduits. Le moyeu est réalisé en une seule pièce, par exemple par forgeage, et peut être optimisé, notamment au niveau du matériau le constituant, relativement aux 10 efforts mécaniques auxquels il doit résister. De façon avantageuse, le moyeu peut être réalisé dans un matériau métallique, notamment en acier à roulement de type 100Cr6, pour permettre au fût 1 de supporter les pressions de contact de roulement et au flasque 5 de supporter les contraintes mécaniques venant de l'ensemble roulant. 15 Pour optimiser son poids sans pour autant compromettre sa résistance mécanique, le moyeu peut présenter des amincissements de matière localisés, notamment au niveau des parties du palier les moins contraintes mécaniquement. 20 En particulier, l'extension annulaire 7 présente une paroi intérieure 9 qui définit une cavité 10 débouchant dans un côté externe du fût 1. Dans les modes de réalisation représentés, la paroi intérieure 9 présente une portée externe 9a sensiblement cylindrique et une portée interne 9b tronconique. Par ailleurs, le 25 côté externe du fût 1 présente un évidement 11 dans lequel débouche la portion interne de la cavité 10 qui est définie par la portée tronconique 9b. La paroi intérieure 9 présente N nervures discrètes 12, à savoir le même nombre N que de conduits 6, qui sont réparties angulairement autour de la cavité 10, afin 30 de rigidifier localement le moyeu, notamment à la jonction entre le flasque 5 et le fût 1, afin d'optimiser le compromis entre son poids et sa rigidité, notamment relativement à la flexion rotative du fût 1. 3058486 6 Dans les modes de réalisation représentés, la portée interne tronconique 9b est disposée en regard axial de la piste de roulement 2 du fût 1, les nervures 12 étant formées en relief sur ladite portée interne tronconique, notamment en venant également sur le bord interne de la portée externe 9a pour relier localement 5 lesdites portées entre elles. Ainsi, on apporte des surépaisseurs axiales C discrètes en regard axial de la piste de roulement 2, afin notamment de limiter les risques de déformation du moyeu dus aux pressions de contact du roulement exercées sur ledit fût, en 10 particulier en flexion rotative grâce aux ponts formés par les nervures 12 sur la paroi intérieure 9. Les N conduits d'association 6 et les N nervures de rigidification 12 peuvent être répartis angulairement suivant une même succession de pas angulaire, afin de 15 disposer les nervures de rigidification 12 suivant une même répartition angulaire que celle des conduits d'association 6, et ainsi apporter une rigidité analogue entre chacun des conduits 6 et le fût 1. Dans le mode de réalisation représenté, le moyeu comprend quatre conduits 20 d'association 6 et quatre nervures de rigidification 12 qui sont équirépartis angulairement, et plus particulièrement suivant un même pas angulaire, notamment de l'ordre de 90°. En outre, sur les figures, chaque nervure 12 est dans le prolongement radial d'un 25 conduit 6, ce qui permet d'apporter au niveau de chaque conduit 6 une rigidité plus importante dans la direction radiale. En variante non représentée, chaque nervure 12 peut être disposée sensiblement à équidistance de deux conduits 6, c'est-à-dire suivant une répartition angulaire qui est décalée de 45° par rapport à celle des quatre conduits 6 représentés. 30 Chaque nervure 12 est délimitée angulairement par deux bords latéraux 13 reliés par une face intérieure 14 et par une face externe 15 en formant entre eux des facettes rayonnées 16, afin d'éviter des concentrations de contraintes sur lesdites 3058486 7 nervures. En particulier, les facettes 16 présentent chacune un rayon de courbure compris entre 2 et 8 mm. La face intérieure 14 s'étend sensiblement axialement avec un angle de dépouille 5 positif, notamment afin de faciliter la réalisation du moyeu. En outre, la face externe 15 s'étend sensiblement radialement depuis l'extrémité externe de la face intérieure 14. De façon avantageuse, la dimension axiale B de la face intérieure 14, mesurée 10 depuis la face externe 15 jusqu'à la paroi 9 de la cavité 10, est comprise entre 50% et 150% de l'épaisseur A de matière du moyeu qui est disposée dans le prolongement axial de ladite face intérieure. Dans les modes de réalisation représentés, l'épaisseur du moyeu A est mesurée 15 depuis la piste de roulement 2 du fût 1, notamment entre la base de la face intérieure 14 d'une nervure 12 et ladite piste de roulement, et correspond à la dimension axiale mesurée entre la portée intérieure tronconique 9b et ladite piste de roulement. Ainsi, la valeur d'une surépaisseur discrète C correspond à la somme de l'épaisseur A et de la dimension axiale B d'une nervure 12. 20 En outre, les bords latéraux 13 d'une nervure 12 s'étendent dans des plans P qui forment entre eux un angle a compris entre 20° et 150°. En particulier, les figures 2 à 4 montrent des nervures 12 dont l'angle a présente une valeur respectivement de l'ordre de 25° (figure 2), 90° (figure 3) et 120° (figure 4), l'augmentation de 25 l'angle a permettant d'augmenter le volume des nervures 12 et donc la rigidité conférée. REVENDICATIONS1. Moyeu de palier à roulement comprenant un fût (1) équipé d'un flasque (5) s'étendant radialement autour dudit fût en présentant N conduits (6) répartis angulairement pour permettre l'association d'un élément audit moyeu, ledit flasque présentant une extension annulaire (7) dont la paroi intérieure (9) définit une cavité (10) qui débouche dans un côté externe dudit fût, ledit moyeu étant caractérisé en ce que la paroi intérieure (9) présente N nervures discrètes (12) qui sont réparties angulairement autour de ladite cavité. 2. Moyeu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les N conduits (6) et les N nervures (12) sont répartis angulairement suivant une même succession de pas angulaire. 3. Moyeu selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les N conduits (6) et les N nervures (12) sont équirépartis angulairement. 4. Moyeu selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les N conduits (6) et les N nervures (12) sont répartis angulairement suivant un même pas angulaire. 5. Moyeu selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque nervure (12) est dans le prolongement radial d'un conduit (6). 6. Moyeu selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque nervure (12) est disposée sensiblement à équidistance de deux conduits (6). 7. Moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le côté externe du fût (1) présente un évidement (11) dans lequel la cavité (10) débouche. 3058486 9 8. Moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la paroi intérieure (9) présente une portée externe (9a) sensiblement cylindrique et une portée interne (9b) tronconique, les nervures (12) étant formées en relief sur ladite portée interne. 9. Moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque nervure (12) est délimitée angulairement par deux bords latéraux (13), lesdits bords latéraux étant reliés par une face intérieure (14) et par une face externe (15) en formant entre eux des facettes rayonnées (16). 10. Moyeu selon la revendication 9, caractérisé en ce que les bords latéraux (13) s'étendent dans des plans (P) qui forment entre eux un angle (a) compris entre 20° et 150°. 15 11. Moyeu selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la face intérieure (14) s'étend sensiblement axialement avec un angle de dépouille positif. 12. Moyeu selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce 20 que la face externe (15) s'étend sensiblement radialement. 13. Moyeu selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la dimension axiale (B) de la face intérieure (14) est comprise entre 50% et 150% de l'épaisseur (A) de matière du moyeu qui est disposée dans le 25 prolongement axial de ladite face intérieure. 14. Moyeu selon la revendication 13, caractérisé en ce que la périphérie du fût (1) présente une piste de roulement (2), l'épaisseur (A) du moyeu étant mesurée depuis ladite piste. 30 15. Palier à roulement pour le montage en rotation relative de deux éléments, ledit palier comprenant un moyeu selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 et un organe extérieur disposé autour dudit moyeu, ledit organe extérieur et 5 10 3058486 10 le fût (1) dudit moyeu portant chacun au moins une piste de roulement (2) 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. 5