Brevet FR3051235A1 — publié le 20171117

L'invention concerne un palier à roulement comprenant un organe extérieur et un organe intérieur pourvus chacun de deux pistes annulaires de roulement qui sont espacées axialement de sorte à former entre lesdits organes deux chemins de roulement dans lesquels est disposée respectivement une rangée de corps roulants pour permettre la rotation relative desdits organes autour d'un axe. L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'un tel palier à roulement. En particulier, l'invention s'applique aux paliers à roulement de type conique dans lesquels des rouleaux coniques sont utilisés en relation avec des pistes de roulement tronconiques équipant un organe extérieur appelé cuvette et un organe intérieur appelé cône. Plus précisément, chacune des pistes de roulement présente une géométrie tronconique s'étendant entre un bord externe et un bord interne et sur laquelle les rouleaux coniques sont en appui par l'intermédiaire de leur périphérie tronconique. En outre, les rouleaux de chacune des rangées sont retenus respectivement dans un logement d'une cage de rétention en pouvant tourner autour de leur axe propre. Ce type de palier, de par son aptitude à supporter des efforts radiaux et axiaux importants, trouve particulièrement son application pour le guidage en rotation d'une roue de véhicule automobile. En particulier, l'organe extérieur peut être tournant et comprendre des moyens de fixation de la roue tandis que l'organe intérieur est fixe et comprend des moyens de fixation sur un élément de suspension du véhicule. Selon une réalisation connue pour une telle application, le bord interne de chacune des pistes de roulement présente un diamètre qui est inférieur au diamètre de son bord externe afin que les rangées de rouleaux coniques soient en contact oblique dans les chemins de roulement suivant un montage en O. 3051235 2 En outre, l'organe extérieur peut présenter deux collets formés respectivement sur le bord externe d'une piste extérieure en s'étendant radialement entre le diamètre externe dudit bord et un diamètre de collet qui est inférieur audit diamètre externe. En particulier, notamment lorsque le palier est soumis à des 5 charges axiales, les collets permettent de garantir la cohésion dudit palier. Toutefois, la présence des collets sur l'organe extérieur contraint l'assemblage du palier puisque ledit organe extérieur ne peut pas être monté axialement autour des rouleaux préalablement disposés sur les pistes de roulement de l'organe 10 intérieur. Ainsi, il est nécessaire, pour chaque rangée, de disposer les rouleaux à l'intérieur de la piste de roulement extérieure avant de monter la cage de rétention sur ladite rangée, puis de monter l'organe intérieur dans l'organe extérieur en disposant les 15 rouleaux retenus par les cages sur les pistes de roulement intérieures respectives. Toutefois, pour permettre le montage d'une cage sur une rangée de rouleaux, il est nécessaire de retenir lesdits rouleaux à l'encontre du déplacement relatif de 20 ladite cage par rapport à l'organe extérieur, afin d'assurer l'insertion de chacun des rouleaux dans son logement de rétention de la cage. Or, si cette retenue est possible au moyen d'un outil adapté pour le montage de la première cage sur la première rangée de rouleaux, elle devient impossible pour 25 la deuxième cage faute de pouvoir disposer ledit outil au travers de ladite première rangée retenue par ladite première cage. L'invention vise à perfectionner l'art antérieur en proposant notamment un palier à roulement conique dont l'organe extérieur est pourvu de deux pistes de 30 roulement équipées chacune d'un collet, dans lequel les cages de rétention des rouleaux de chacune des rangées peuvent être montées de façon simple afin de pouvoir fiabiliser le procédé d'assemblage dudit palier. 3051235 3 A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un palier à roulement comprenant un organe extérieur et un organe intérieur pourvus chacun de deux pistes annulaires de roulement qui sont espacées axialement de sorte à former entre lesdits organes deux chemins de roulement dans lesquels est disposée 5 respectivement une rangée de rouleaux coniques pour permettre la rotation relative desdits organes autour d'un axe, les rouleaux de chacune des rangées étant retenus respectivement dans un logement d'une cage de rétention en pouvant tourner autour de leur axe propre, chacune desdites pistes présentant une géométrie tronconique s'étendant entre un bord externe et un bord interne 10 et sur laquelle les rouleaux coniques sont en appui par l'intermédiaire de leur périphérie tronconique, le bord interne de chacune des pistes présentant un diamètre qui est inférieur au diamètre de son bord externe afin que les rangées de rouleaux coniques soient en contact oblique dans les chemins de roulement suivant un montage en O, l'organe extérieur présentant deux collets formés 15 respectivement sur le bord externe d'une piste extérieure en s'étendant radialement entre le diamètre externe dudit bord et un diamètre de collet qui est inférieur audit diamètre externe, le bord interne d'au moins une piste extérieure étant équipé d'un élément de maintien qui s'étend radialement entre les pistes extérieures, ledit élément étant agencé pour former une butée de retenue axiale 20 de la rangée de rouleaux à l'intérieur de ladite piste extérieure. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un procédé d'assemblage d'un tel palier à roulement, ledit procédé prévoyant, pour chaque rangée, de disposer les rouleaux à l'intérieur de la piste de roulement extérieure avant de monter la 25 cage de rétention sur ladite rangée, puis de monter l'organe intérieur dans l'organe extérieur en disposant les rouleaux retenus par les cages sur les pistes de roulement intérieures respectives, ledit procédé prévoyant de retenir les rouleaux d'au moins une rangée en butée axiale sur l'élément de maintien lors du montage de la cage sur ladite rangée. 30 D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures jointes, dans lesquelles : 3051235 4 - la figure 1 est une vue de côté d'un palier à roulement selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 1 a étant une vue en coupe selon la ligne AA de la figure 1 et la figure lb étant un agrandissement de la zone B de la figure 1 a ; 5 - la figure 2 est une coupe analogue à celle de la figure 1 a pour un palier à roulement selon un autre mode de réalisation de l'invention, la figure 2a étant un agrandissement de la zone A de la figure 2 ; - la figure 3 est un agrandissement analogue à celui de la figure 2a pour un palier à roulement selon un autre mode de réalisation de l'invention. 10 En relation avec les figures, on décrit ci-dessous un palier à roulement comprenant un organe extérieur 1 et un organe intérieur 2 pourvus chacun de deux pistes annulaires 1 a, lb ; 2a, 2b de roulement qui sont espacées axialement de sorte à former entre lesdits organes deux chemins de roulement dans lesquels 15 est disposée respectivement une rangée 3a, 3b de rouleaux coniques 3 pour permettre la rotation relative desdits organes autour d'un axe X. Dans la description, les termes « extérieur » et « intérieur » sont définis par rapport à l'axe X de rotation du palier, respectivement pour une localisation 20 éloignée et proche dudit axe. Les termes « axial » et « radial » sont également définis par rapport à l'axe X, respectivement pour une direction suivant cet axe et s'éloignant ou se rapprochant de lui. Par ailleurs, les termes « externe » et « interne » sont pris en référence au palier, à savoir vers le centre du palier pour « interne » et opposé pour « externe ». 25 En particulier, chacune des pistes de roulement 1 a, 1 b ; 2a, 2b présente une géométrie tronconique s'étendant entre un bord externe et un bord interne et sur laquelle les rouleaux coniques 3 sont en appui par l'intermédiaire de leur périphérie tronconique. 30 Par ailleurs, le bord interne de chacune des pistes 1 a, 1 b ; 2a, 2b présente un diamètre qui est inférieur au diamètre de son bord externe afin que les rangées 3051235 5 3a, 3b de rouleaux coniques 3 soient en contact oblique dans les chemins de roulement suivant un montage en O. De façon avantageuse, les paliers selon l'invention, de par leur aptitude à 5 supporter des efforts radiaux et axiaux importants, trouvent particulièrement leur application pour le guidage en rotation d'une roue de véhicule automobile. En particulier, l'organe extérieur 1 peut être tournant et comprendre des moyens de fixation de la roue tandis que l'organe intérieur 2 est fixe et comprend des moyens de fixation sur un élément de suspension du véhicule. 10 Le palier à roulement est dit inversé en ce que l'organe extérieur 1 présente deux collets 4a, 4b formés respectivement sur le bord externe d'une piste extérieure 1 a, 1 b en s'étendant radialement entre le diamètre externe dudit bord et un diamètre de collet 4a, 4b qui est inférieur audit diamètre externe. 15 En particulier, chaque collet 4a, 4b est sous la forme d'un épaulement annulaire 5a, 5b qui est réalisé sur chaque côté de l'organe extérieur 1. Selon le mode de réalisation représenté, l'organe intérieur 2 est dépourvu de collet externe, les bords externes de chacune des pistes intérieures 2a, 2b débouchent de part et 20 d'autre de l'organe intérieur 2. Les collets 4a, 4b permettent notamment le maintien des rouleaux coniques 3 entre les pistes de roulement 1 a, 1 b ; 2a, 2b, notamment lorsque le palier est soumis à des charges axiales et/ou radiales. En particulier, la présence des 25 collets 4a, 4b sur l'organe extérieur 1 induit, par rapport à un collet solidaire de l'organe intérieur 2, une vitesse de glissement desdits collets qui est réduite, une meilleure lubrification grâce à la centrifugation sur les collets 4a, 4b et un risque de grippage repoussé. 30 En particulier, chaque collet 4a, 4b présente une portée radiale 6a, 6b de roulement sur laquelle les rouleaux coniques 3 sont en appui par l'intermédiaire d'une face latérale 7, ladite portée radiale s'étendant entre un bord extérieur et un bord intérieur en présentant une géométrie tronconique, lesdits bords étant 3051235 6 annulaires et le diamètre dudit bord extérieur étant supérieur au diamètre dudit bord intérieur. Le palier comprend deux cages de rétention 8a, 8b qui sont agencées pour 5 assurer le maintien des rouleaux 3 de respectivement une rangée 3a, 3b dans le chemin de roulement conique lors de la rotation du palier. Pour ce faire, les cages de rétention 8a, 8b sont identiques en étant notamment pourvues de logements dans lesquels respectivement un rouleau 3 est retenu en pouvant tourner autour de son axe propre, suivant un angle prédéterminé par rapport à l'axe X de 10 roulement du palier. De façon conventionnelle, chacune des cages de rétention 8a, 8b présente une couronne extérieure 9, une couronne intérieure 10 et une pluralité de ponts 11 s'étendant entre lesdites couronnes de sorte à former entre deux ponts 11 15 adjacents et un segment de chacune desdites couronnes un logement dans lequel un rouleau 3 est retenu. Dans les modes de réalisation représentés, la couronne intérieure 10 est inscrite dans un diamètre qui est inférieur au diamètre dans lequel est inscrite la 20 couronne extérieure 9, chaque couronne 9, 10 étant disposée en regard axial de respectivement une face latérale 7 d'un rouleau 3. Pour assembler le palier à roulement, en raison de la présence des collets 4a, 4b sur l'organe extérieur 1, l'invention prévoit un procédé dans lequel, pour chaque 25 rangée 3a, 3b, les rouleaux 3 sont disposés à l'intérieur de la piste de roulement extérieure 1 a, 1 b avant de monter la cage de rétention 8a, 8b sur ladite rangée. Ensuite, l'organe intérieur 2 est monté dans l'organe extérieur 1 en disposant les rouleaux 3 retenus par les cages 8a, 8b sur les pistes de roulement intérieures 2a, 2b respectives. 30 En outre, le procédé prévoit de retenir les rouleaux 3 d'au moins une rangée 3a, 3b en butée axiale lors du montage de la cage 8a, 8b sur ladite rangée, afin de pouvoir fiabiliser la disposition de chacun des rouleaux 3 dans son logement de 3051235 7 rétention respectif. En particulier, cette fiabilisation est obtenue lorsque la cage de rétention 8a, 8b est montée sur la rangée 3a, 3b de rouleaux 3 par translation axiale relative de ladite cage de rétention par rapport à l'organe extérieur 1. 5 En effet, lors de cette translation, la couronne intérieure 10 vient en appui sur la périphérie des rouleaux 3 pour pouvoir disposer lesdits rouleaux dans leur logement de rétention, ledit appui devant être suffisant pour contraindre ladite couronne à venir se disposer en regard de la face latérale 12 des rouleaux 3. 10 Pour ce faire, le bord interne d'au moins une piste extérieure 1 a, 1 b est équipé d'un élément de maintien 13 qui s'étend radialement entre les pistes extérieures 1 a, 1 b, ledit élément étant agencé pour former une butée de retenue axiale de la rangée 3a, 3b de rouleaux 3 à l'intérieur de ladite piste extérieure. En particulier, l'élément de maintien 13 comprend au moins une portée 13a, 13b qui est 15 disposée en interférence axiale avec les faces latérales 12 des rouleaux 3 d'une rangée 3a, 3b. Ainsi, les rouleaux 3 d'au moins une rangée 3a, 3b étant retenus axialement sur l'élément de maintien 13, ils peuvent être disposés dans leur logement de 20 rétention respectif d'une cage 8a, 8b même si les rouleaux 3 de l'autre rangée 3b, 3a ont été préalablement disposés dans les logements de rétention de l'autre cage 8b, 8a. En particulier, chacune des pistes extérieures 1 a, 1 b peut être équipée d'un 25 élément de maintien 13, en une pièce ou séparé, ou seule une piste extérieure 1 a, 1 b peut en être équipée, les rouleaux 3 pouvant être maintenus sur l'autre piste 1 a, lb par un outil lors du montage de la cage 8a, 8b. Dans les modes de réalisation représentés, la portée d'interférence 13a, 13b est 30 disposée radialement en définissant avec le collet extérieur 4a, 4b la piste extérieure 1 a, 1 b sur laquelle la périphérie tronconique des rouleaux 3 est disposée en appui. En particulier, la distance entre le collet 4a, 4b et la portée d'interférence 13a, 13b est légèrement supérieure à la longueur des rouleaux 3 3051235 8 afin de permettre leur disposition à l'intérieur de la piste extérieure 1 a, lb avec le collet 4a, 4b et la portée d'interférence 13a, 13b en regard axial de respectivement une face latérale 7, 12 desdits rouleaux. 5 De façon avantageuse, le bord interne de chacune des pistes extérieures 1 a, lb est équipé d'un élément de maintien 13 qui est agencé pour former une butée de retenue axiale pour respectivement une rangée 3a, 3b de rouleaux 3. Ainsi, chaque rangée 3a, 3b étant retenue axialement, il est possible de s'exonérer de l'utilisation d'un outil de maintien de la première rangée 3a, 3b lors du montage 10 de la cage 8a, 8b. En relation avec les figures 1, l'élément de maintien 13 est formé dans l'organe extérieur 1, notamment en prévoyant d'équiper le bord interne des pistes extérieures 1 a, 1 b d'un collet respectif. Plus précisément, un épaulement 14 est 15 formé entre les pistes extérieures 1 a, 1 b, les collets s'étendent axialement de part et d'autre dudit épaulement. En particulier, comme les collets extérieurs 4a, 4b, les collets intérieurs peuvent être obtenus par usinage de l'organe extérieur 1, notamment en présentant une 20 portée radiale 13a, 13b s'étendant entre un bord extérieur et un bord intérieur en présentant une géométrie tronconique, sur laquelle les rouleaux 3 d'une rangée 3a, 3b sont retenus axialement par l'intermédiaire de leur face latérale 12. En relation avec les figures 2 et 3, l'élément de maintien 13 est rapporté dans 25 l'organe extérieur 1. En particulier, les bords internes peuvent être équipés d'un même élément de maintien 13 (figure 3) ou de deux éléments de maintien 13 qui sont associés entre eux (figure 2). Dans les modes de réalisation représentés, l'élément de maintien 13 comprend 30 au moins une armature 15, par exemple réalisée en tôle, présentant une portée 13a, 13b sensiblement radiale formant butée de retenue axiale de la rangée 3a, 3b de rouleaux 3. En variante non représentée, l'élément de maintien 13 peut être réalisé par un cordon de matière polymérique, par exemple présentant des 3051235 9 propriétés lubrifiantes, ledit cordon pouvant se détériorer en cours de fonctionnement du palier. En outre, l'organe extérieur 1 présente une rainure 16 dans laquelle l'élément de 5 maintien 13 est immobilisé axialement, l'armature 15 comprenant une extension 17 engagée dans la rainure 16 pour assurer l'immobilisation axiale de l'élément de maintien 13. En variante non représentée, l'élément de maintien 13 peut être disposé en appui axial sur une rangée 3a, 3b de rouleaux 3 sur laquelle la cage 8a, 8b a été préalablement montée. Selon une autre variante, l'armature 15 peut 10 être emmanchée dans l'organe extérieur 1. Dans le mode de réalisation des figures 2, deux armatures annulaires 15 sont prévues en présentant chacune une extension extérieure 17a sensiblement axiale qui est engagée dans la rainure 16 en assurant l'association desdites 15 armatures pour former l'élément de maintien 13. Sur la figure 3, l'élément de maintien 13 comprend une armature annulaire 15 de section en U renversé dont la base présente des pattes 17b sensiblement radiales d'encliquetage dans la rainure 16 de l'organe extérieur 1. 20 Dans les modes de réalisation représentés, l'organe extérieur 1 est monobloc et l'organe intérieur 2 présente deux bagues 18a, 18b distinctes sur lesquelles respectivement une piste intérieure 2a, 2b est formée, l'élément de maintien 13 étant en outre agencé pour solidariser les bagues 18a, 18b entre elles pour 25 former l'organe intérieur 2. En particulier, cette réalisation permet, en montant chacune des bagues 18a, 18b dans l'organe extérieur 1 en les solidarisant entre elles au moyen de l'élément de maintien 13 pour former l'organe intérieur 2, d'assurer la cohésion du palier à 30 roulement avant son montage dans son application, notamment lors du transport ou des manipulations. 3 0 5 1 2 3 5 10 Pour ce faire, chacune des bagues 18a, 18b présente une rainure 19a, 19b formée dans une extension interne 20a, 20b du bord interne de la piste intérieure 2a, 2b, l'élément de maintien 13 présentant deux pattes 21a, 21b engagées dans respectivement une desdites rainures pour assurer la tenue axiale desdites 5 bagues. Plus précisément, sur les figures 2, une extension intérieure de chacune des armatures 15 est engagée dans une des rainures 19a, 19b et, sur la figure 3, les branches du U sont engagées respectivement dans une desdites rainures. En 10 particulier, la cohésion de l'élément de maintien 13 permet un effet de pince pour solidariser axialement les bagues intérieures 18a, 18b entre elles. Par ailleurs, le mode de réalisation des figures 1 prévoit que la couronne intérieure 10 des cages 8a, 8b présente une saillie annulaire 22, par exemple 15 sous la forme d'une série de crochets équirépartis ou non, qui est disposée dans une rainure 23a, 23b de l'extension interne 20a, 20b du bord interne de la piste intérieure 2a, 2b des bagues 18a, 18b, afin d'assurer un encliquetage desdites cages sur lesdites bagues. REVENDICATIONS1. Palier à roulement comprenant un organe extérieur (1) et un organe intérieur (2) pourvus chacun de deux pistes annulaires (1a, 1 b ; 2a , 2b) de roulement qui sont espacées axialement de sorte à former entre lesdits organes deux chemins de roulement dans lesquels est disposée respectivement une rangée (3a, 3b) de rouleaux coniques (3) pour permettre la rotation relative desdits organes autour d'un axe (X), les rouleaux (3) de chacune des rangées (3a, 3b) étant retenus respectivement dans un logement d'une cage de rétention (8a, 8b) en pouvant tourner autour de leur axe propre, chacune desdites pistes présentant une géométrie tronconique s'étendant entre un bord externe et un bord interne et sur laquelle les rouleaux coniques (3) sont en appui par l'intermédiaire de leur périphérie tronconique, le bord interne de chacune des pistes (1a, 1 b ; 2a , 2b) présentant un diamètre qui est inférieur au diamètre de son bord externe afin que les rangées (3a, 3b) de rouleaux coniques (3) soient en contact oblique dans les chemins de roulement suivant un montage en O, l'organe extérieur (2) présentant deux collets (4a, 4b) formés respectivement sur le bord externe d'une piste extérieure (1a, 1b) en s'étendant radialement entre le diamètre externe dudit bord et un diamètre de collet qui est inférieur audit diamètre externe, ledit palier étant caractérisé en ce que le bord interne d'au moins une piste extérieure (1a, 1 b) est équipé d'un élément de maintien (13) qui s'étend radialement entre les pistes extérieures (1a, 1b), ledit élément étant agencé pour former une butée de retenue axiale de la rangée (3a, 3b) de rouleaux (3) à l'intérieur de ladite piste extérieure. 2. Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord interne de chacune des pistes extérieures (1a, 1 b) est équipé d'un élément de maintien (13) qui est agencé pour former une butée de retenue axiale pour respectivement une rangée (3a, 3b) de rouleaux (3). 3. Palier à roulement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément de maintien (13) comprend au moins une portée (13a, 13b) qui est disposée en interférence axiale avec les faces latérales (12) des rouleaux (3) d'une rangée (3a, 3b). 3051235 12 4. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de maintien (13) est formé dans l'organe extérieur (1). 5 5. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de maintien (13) est rapporté dans l'organe extérieur (1). 10 6. Palier à roulement selon la revendication 5 lorsqu'elle dépend de la revendication 2, caractérisé en ce que les bords internes de chacune des pistes extérieures (1a, 1b) sont équipés d'un même élément de maintien (13). 7. Palier à roulement selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce 15 que l'élément de maintien (13) comprend au moins une armature (15) présentant une portée (13a, 13b) sensiblement radiale formant butée de retenue axiale de la rangée (3a, 3b) de rouleaux (3). 8. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, 20 caractérisé en ce que l'organe extérieur (1) présente une rainure (16) dans laquelle l'élément de maintien (13) est immobilisé axialement. 9. Palier à roulement selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l'armature (15) comprend une extension (17, 17a, 17b) engagée dans la rainure (16) pour assurer l'immobilisation axiale de l'élément de maintien (13). 10. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe intérieur (2) présente deux bagues (18a, 18b) sur lesquelles respectivement une piste intérieure (2a, 2b) est formée. 11. Palier à roulement selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'élément de maintien (13) est agencé pour solidariser les bagues (18a, 18b) entre elles pour former l'organe intérieur (2). 3051235 13 12. Palier à roulement selon la revendication 11, caractérisé en ce que chacune des bagues (18a, 18b) présente une rainure (19a, 19b) formée dans une extension interne (20a, 20b) du bord interne de la piste intérieure (2a, 2b), 5 l'élément de maintien (13) présentant deux pattes (21a, 21b) engagées dans respectivement une desdites rainures pour assurer la tenue axiale desdites bagues. 13. Procédé d'assemblage d'un palier à roulement selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 12, ledit procédé prévoyant, pour chaque rangée (3a, 3b), de disposer les rouleaux (3) à l'intérieur de la piste de roulement extérieure (1a, 1b) avant de monter la cage de rétention (8a, 8b) sur ladite rangée, puis de monter l'organe intérieur (2) dans l'organe extérieur (1) en disposant les rouleaux (3) retenus par les cages (8a, 8b) sur les pistes de roulement intérieures respectives 15 (2a, 2b), ledit procédé prévoyant de retenir les rouleaux (3) d'au moins une rangée (3a, 3b) en butée axiale sur l'élément de maintien (13) lors du montage de la cage (8a, 8b) sur ladite rangée. 14. Procédé selon la revendication 13 d'assemblage d'un palier à roulement 20 selon la revendication 11, dans lequel chacune des bagues (18a, 18b) est montée dans l'organe extérieur (1) en les solidarisant entre elles au moyen de l'élément de maintien (13) pour former l'organe intérieur (2). 15. Procédé d'assemblage selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé 25 en ce que la cage de rétention (8a, 8b) est montée sur la rangée (3a, 3b) de rouleaux (3) par translation axiale relative de ladite cage de rétention par rapport à l'organe extérieur (1).