Brevet FR3101925A1 — publié le 20210416

L’invention concerne un montage comprenant un moyeu (3) présentant une bride radiale (7) avec une interface (10) sur laquelle un ensemble roulant (1, 2) est serré axialement au moyen d’un élément de fixation (9) dont une extrémité (9b) définit un diamètre d’interférence (D F ), et un organe fixe (4) présentant une extension (11) définissant une chambre (12) en communication avec l’extérieur au travers d’une ouverture (13), une couronne d’étanchéité (15b) étant disposée sur une paroi extérieure (11b) de ladite extension, sa face libre (18) étant pourvue d’un épaulement (18a) délimitant des secteurs interne (18b) et externe (18c), le secteur (18c) étant inscrit dans un diamètre extérieur (D E ) inférieur au diamètre d’interférence (D F ) et au diamètre (D I ) dans lequel est inscrit le secteur (18b), en étant disposé en regard radial d’une extrémité (9b) pour former avec elle un jeu (J 1 ) en communication avec l’ouverture (13) et avec l’extérieur au niveau de l’épaulement (18a). Figure 2a M ontage comprenant un ensemble roulant de véhicule automobile et un palier de guidage en rotation L’invention concerne un montage comprenant un ensemble roulant de véhicule automobile et un palier de guidage en rotation. L’ensemble roulant comprend notamment une jante de roue de véhicule automobile et un disque de frein. Le palier de guidage comprend un moyeu tournant et un organe fixe pourvu de moyens d’association à un élément de suspension du véhicule, ledit moyeu et ledit organe fixe formant entre eux un espace de roulement dans lequel des corps roulants sont disposés pour permettre la rotation dudit moyeu autour d’un axe. Selon une réalisation, le moyeu présente un fût depuis lequel s’étend radialement une bride équipée d’un dispositif de fixation de l’ensemble roulant, ledit dispositif comprenant au moins une interface, par exemple sous la forme d’un orifice, sur laquelle l’ensemble roulant est serré axialement au moyen d’un élément de fixation, par exemple sous la forme d’une vis ou d’un goujon. Pour ce faire, l’élément de fixation présente un filetage qui s’étend sur au moins une partie de sa longueur pour permettre, dans le cas d’une vis, sa fixation dans un orifice fileté de la bride ou, dans le cas d’un goujon, le vissage sur elle d’un écrou pour effectuer le serrage axial de l’ensemble roulant. Par ailleurs, pour garantir une bonne fixation de l’ensemble roulant sur le moyeu de guidage en rotation, l’élément de fixation présente une longueur qui est suffisamment importante pour permettre à ses extrémités de saillir axialement respectivement d’une face externe de l’ensemble roulant et d’une face interne de la bride. Pour empêcher d’une part les fuites de lubrifiant présent dans l’espace de roulement et d’autre part la contamination dudit espace avec des polluants extérieurs, au moins un côté de l’espace de roulement peut être équipé d’un dispositif d’étanchéité. En particulier, on connait des paliers dans lesquels l’organe fixe présente une extension qui définit, d’un côté de l’espace de roulement, une chambre annulaire qui est en communication avec l’extérieur au travers d’une ouverture annulaire, un dispositif d’étanchéité de ladite ouverture étant disposé dans ladite chambre en étant solidarisé à ladite extension. Le dispositif d’étanchéité comprend une armature solidaire de l’extension, ladite armature portant un élément d’étanchéité qui présente une couronne extérieure disposée sur une paroi extérieure de ladite extension de sorte à border l’ouverture, et ainsi limiter l’accès des polluants extérieurs par ladite ouverture. Pour satisfaire aux cahiers des charges de plus en plus sévères relativement à leur encombrement, les paliers de guidage doivent présenter des compacités axiales de plus en plus réduites et/ou des espaces de roulement de plus en plus volumineux, notamment afin de tenir la durée de vie, et ce pour une enveloppe extérieure imposée. Il en résulte une diminution de l’espace disponible entre la bride de fixation et l’extension pour implanter le dispositif d’étanchéité, ce qui pose des problèmes de fiabilité de la fonction étanchéité, et notamment en relation avec l’interaction entre ledit dispositif d’étanchéité et les éléments de fixation qui sont saillants dans ledit espace. L’invention vise à perfectionner l’art antérieur en proposant notamment un montage d’un ensemble roulant sur un palier de guidage en rotation qui est agencé pour proposer un bon compromis entre la compacité requise par les cahiers de charges et l’étanchéité de l’espace de roulement. A cet effet, l’invention propose un montage comprenant un ensemble roulant de véhicule automobile et un palier de guidage en rotation comprenant un moyeu et un organe fixe formant entre eux un espace de roulement dans lequel des corps roulants sont disposés pour permettre la rotation dudit moyeu autour d’un axe, ledit moyeu présentant un fût depuis lequel s’étend radialement une bride équipée d’un dispositif de fixation de l’ensemble roulant, ledit dispositif comprenant au moins une interface sur laquelle l’ensemble roulant est serré axialement au moyen d’un élément de fixation présentant une extrémité saillante axialement d’une face interne de ladite bride, ladite extrémité définissant un diamètre d’interférence autour de l’axe de rotation, l’organe fixe présentant une extension définissant une chambre annulaire d’un côté de l’espace de roulement, ladite chambre étant en communication avec l’extérieur au travers d’une ouverture annulaire formée entre ladite extension et la face interne de la bride, ledit palier étant équipé d’un dispositif d’étanchéité de ladite ouverture qui comprend une armature solidaire de l’extension, ladite armature portant un élément d’étanchéité présentant une couronne extérieure disposée sur une paroi extérieure de ladite extension de sorte à border l’ouverture, la couronne présentant une face libre pourvue d’un épaulement délimitant axialement de part et d’autre un secteur interne et un secteur externe de ladite face libre, ledit secteur externe étant inscrit dans un diamètre extérieur qui est inférieur au diamètre d’interférence et au diamètre dans lequel est inscrit le secteur interne, ledit secteur externe étant disposé au moins partiellement en regard radial de l’extrémité d’un élément de fixation pour former avec elle un jeu en communication, d’une part, avec l’ouverture et, d’autre part, avec l’extérieur au niveau de l’épaulement. D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : et représentent, respectivement en vue de côté (figure 1a) et en coupe radiale suivant le plan A-A (figure 1b), un palier à roulement pour un montage selon un mode de réalisation de l’invention ; représente partiellement et en coupe longitudinale le palier à roulement des figures 1a et 1b sur lequel un ensemble roulant est monté au moyen d’un élément de fixation selon un mode de réalisation de l’invention, étant une vue agrandie de la figure 2 centrée sur le dispositif d’étanchéité ; est une vue similaire à la figure 2, dans laquelle le montage de l’ensemble roulant sur le palier des figures 1a et 1b est effectuée au moyen d’un élément de fixation selon un autre mode de réalisation de l’invention, étant une vue agrandie de la figure 3 centrée sur l’interface entre la couronne du dispositif d’étanchéité et l’extrémité interne de l’élément de fixation. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un montage comprenant un ensemble roulant de véhicule automobile et un palier de guidage en rotation dudit ensemble. L’ensemble roulant comprend notamment une jante 1 de roue de véhicule automobile et un disque de frein 2. Le palier comprend un moyeu 3 tournant et un organe fixe 4 pourvu de moyens d’association à un élément de suspension du véhicule, ledit moyeu et ledit organe fixe formant entre eux un espace de roulement dans lequel des corps roulants 5 sont disposés pour permettre la rotation dudit moyeu autour d’un axe X. Le moyeu 3 présente un fût 6 qui comprend une paroi extérieure 6a sur laquelle est disposée au moins une piste de roulement 3a pour former, avec une piste de roulement 4a portée par l’organe fixe 4, un chemin pour une rangée de corps roulants 5. En particulier, une telle piste de roulement 3a peut être formée directement sur la paroi extérieure 6a, comme représenté sur les figures, ou sur une bague rapportée sur ladite paroi extérieure. Dans cette description, les termes de positionnement dans l’espace sont pris en référence à l’axe X de rotation du palier. En particulier : le terme « intérieur » est relatif à une disposition proche de cet axe X et le terme « extérieur » est relatif à une disposition à distance de cet axe X ; les termes « axial » et « radial » sont relatifs à une direction respectivement suivant cet axe X et s’éloignant ou se rapprochant de lui. Pour permettre l’association de l’ensemble roulant au palier, le moyeu 3 présente une bride 7 qui s’étend radialement autour du côté externe du fût 6, ladite bride étant équipée d’un dispositif de fixation dudit ensemble roulant sur ledit moyeu. En particulier, la bride 7 présente une extension annulaire 8 qui s’étend axialement depuis un côté externe du fût 6 en présentant une paroi interne 8a pour le centrage du disque 2 et une paroi externe 8b pour le centrage de la jante 1, la paroi externe 8b étant séparée de la paroi interne 8a par un bord radial 8c. Dans la description, les termes « externe » et « interne » sont définis par rapport au véhicule automobile pour désigner une position respectivement éloignée et proche dudit véhicule, et notamment respectivement à gauche et à droite sur les figures 2, 2a, 3 et 3a. Le dispositif de fixation comprend au moins une interface sur laquelle l’ensemble roulant 1, 2 est serré axialement au moyen d’un élément de fixation 9. Pour garantir une bonne fixation de l’ensemble roulant 1, 2 sur le moyeu 3, l’élément de fixation 9 présente une longueur qui est suffisamment importante pour permettre à ses extrémités externe 9a et interne 9b de saillir axialement respectivement d’une face externe 1a de la jante et d’une face interne 7a de la bride. En particulier, l’extrémité interne 9b définit un diamètre d’interférence D F autour de l’axe de rotation X, notamment en ce que les extrémités internes 9b sont disposées suivant le cercle de diamètre d’interférence D F . De façon avantageuse, le dispositif de fixation comprend une pluralité d’éléments de fixation 9 qui sont répartis angulairement autour de la bride 7, notamment en étant espacés deux à deux d’un pas angulaire constant. L’interface de fixation peut comprendre au moins un orifice 10 dans lequel respectivement un élément de fixation 9 est engagé, avec son extrémité interne 9b saillant axialement de la face interne 7a de la bride 7. Sur la figure 1b, la bride 7 comprend cinq orifices de fixation 10 équirépartis angulairement autour de l’axe de rotation X. L’élément de fixation 9 peut notamment être fileté, afin de former : une vis engageable dans un orifice taraudé 10 de la bride 7, comme représenté sur les figures 2 et 2a ; ou un goujon de fixation, sur l’extrémité externe 9a duquel un écrou peut être vissé après le montage de l’ensemble roulant 1, 2, comme représenté sur les figures 3 et 3a. En particulier, selon le mode de réalisation, l’extrémité interne 9b de l’élément de fixation 9 est formée par l’extrémité libre d’une vis (figures 2, 2a) ou par la tête d’un goujon (figures 3a, 3b). L’organe fixe 4 présente une extension 11 définissant une chambre annulaire 12 d’un côté de l’espace de roulement, ladite chambre étant en communication avec l’extérieur au travers d’une ouverture annulaire 13 formée entre ladite extension et la face interne 7a de la bride 7. Dans les modes de réalisation représentés, l’extension 11 est sous la forme d’un anneau de section sensiblement rectangulaire délimitée par une paroi radiale 11a d’extrémité, une paroi axiale extérieure 11b, et une paroi intérieure 11c s’étendant principalement dans la direction axiale. Pour empêcher d’une part les fuites de lubrifiant présent dans l’espace de roulement et d’autre part la contamination dudit espace avec des polluants extérieurs, notamment à base de boues, le palier est équipé d’un dispositif d’étanchéité de l’ouverture 13 et de la chambre 12. Le dispositif d’étanchéité comprend une armature 14 solidaire de l’extension 11 et porte un élément d’étanchéité 15, ladite armature pouvant être réalisée en matériau métallique, notamment par découpe et emboutissage d’une tôle. En relation avec les figures 2a et 3a, l’armature 14 présente une paroi axiale 14a qui est associée dans la paroi intérieure 11c de l’extension 11, ladite paroi axiale étant prolongée extérieurement par un repli radial 14b qui est en appui axial sur la paroi radiale d’extrémité 11a de ladite extension. Par ailleurs, la paroi axiale 14a est prolongée intérieurement par une structure 14c qui est disposée dans la chambre annulaire 12, l’élément d’étanchéité 15 comprenant un segment intérieur 15a associé à ladite structure pour assurer l’étanchéité de ladite chambre. Le segment intérieur 15a comprend au moins une lèvre 16a, 16b, 16c qui est disposée dans la chambre annulaire 12 en étant en contact frottant contre une paroi du moyeu 3, afin d’assurer une étanchéité dynamique de l’espace de roulement. Dans les modes de réalisation représentés, le segment intérieur 15a présente : une première lèvre externe 16a en contact frottant sur une section radiale 17a de la face interne 7a, afin de former obstacle à la pénétration de polluants extérieurs dans l’espace de roulement ; une deuxième lèvre interne 16b en contact frottant sur la face extérieure 6a du fût 6, notamment sur une section axiale 17b de ladite face formée dans le prolongement de la piste de roulement 3a, afin de former obstacle à la fuite de lubrifiants hors dudit espace de roulement ; et une troisième lèvre intermédiaire 16c s’étendant entre les lèvres 16a, 16b et disposée en contact frottant sur une zone de jonction 17c entre les faces interne 7a et extérieure 6a, afin d’améliorer l’étanchéité dans la chambre annulaire 12. Pour limiter la pénétration de polluants extérieurs par l’ouverture 13, l’élément d’étanchéité 15 présente : une couronne extérieure 15b disposée sur la paroi extérieure 11b de l’extension 11, de sorte à border l’ouverture 13 ; et un voile 15c de liaison entre la couronne 15b et le segment intérieur 15a, ledit voile étant agencé pour former avec la face interne 7a de la bride 7 une ouverture 13 de dimension axiale réduite, notamment inférieure à 4 mm. En particulier, le voile de liaison 15c est disposé sur le repli radial 14b de l’armature 14, ledit voile et ledit repli radial définissant ensemble une épaisseur totale d’au moins 1 mm. L’élément d’étanchéité 15 peut être associé par surmoulage à l’armature 14. En particulier, l’élément d’étanchéité 15 peut être réalisé en matériau souple, par exemple en élastomère, notamment à base de copolymère butadiène nitrile (NBR), éventuellement renforcé mécaniquement par des charges telles que du noir de carbone, de NBR hydrogéné (HNBR), de fluoropolymère ou de polyacrylate. La couronne extérieure 15b présente une face libre 18 pourvue d’un épaulement 18a délimitant axialement de part et d’autre un secteur interne 18b et un secteur externe 18c de ladite face libre, ledit secteur externe étant inscrit dans un diamètre extérieur D E qui est inférieur au diamètre d’interférence D F et au diamètre D I dans lequel est inscrit le secteur interne 18b, tout en étant disposé au moins partiellement en regard radial de l’extrémité interne 9b d’un élément de fixation 9 pour former avec elle un jeu J 1 en communication, d’une part, avec l’ouverture 13 et, d’autre part, avec l’extérieur au niveau de l’épaulement 18a. Ainsi, il est possible de réduire l’encombrement axial et radial de l’espace entre la bride 7 et l’organe fixe 4 tout en évitant les interférences spatiales entre la couronne d’étanchéité extérieure 15b et les extrémités internes 9b des éléments de fixation 9 de l’ensemble roulant 1, 2. Un tel agencement permet également de renforcer ponctuellement l’étanchéité au niveau des éléments de fixation 9. En particulier, en relation avec la figure 1b, l’interface entre les éléments de fixation 9 et la couronne extérieure 15b permet de former des zones Z de chicanage en amont de l’ouverture 13, ce qui améliore l’étanchéité conférée. En particulier, les zones Z de chicanage s’étendent sur jusqu’à 25% de la circonférence de la couronne extérieure 15b. L’interface entre les éléments de fixation 9 et la couronne extérieures 15b permet également de procurer un raclage de la face libre 18 lors de la rotation du moyeu 3, ce qui, en éjectant les polluants présents sur ladite face libre, contribue à améliorer l’étanchéité en évitant que lesdits polluants puissent couler dans l’ouverture 13 entre deux rotations dudit moyeu. Dans les modes de réalisation représentés, le secteur externe 18c – respectivement interne 18b – s’étend axialement entre l’ouverture 13 et l’épaulement 18a – respectivement entre l’épaulement 18a et l’extérieur, ce qui permet de faciliter l’éjection desdits secteurs d’éventuels polluants lors de la rotation du moyeu 3. En outre, l’épaulement 18a présente un angle α de contre dépouille, notamment compris entre 10 et 80° par rapport à l’axe de rotation X, ledit épaulement formant ainsi une pente pour faciliter l’éjection des polluants du secteur externe 18c vers l’extérieur. Pour limiter l’entrée de polluants extérieurs dans l’ouverture 13, le secteur externe 18c forme un jeu réduit d’étanchéité J 1 , notamment inférieur à 4 mm, avec une portion intérieure 19 de l’extrémité 9b de l’élément de fixation 9. De même, l’épaulement 18a forme un jeu réduit d’étanchéité J 2 avec un bord intérieur 20 de l’extrémité 9b de l’élément de fixation 9, ledit jeu présentant notamment une dimension comprise entre 0,5 et 2 mm. En particulier, le diamètre D I dans lequel est inscrit le secteur interne 18b est supérieur au diamètre d’interférence D F , ce qui permet de former un jeu J 2 axi-radial orienté vers l’extérieur afin de favoriser l’éjection centrifuge des polluants. En particulier, le bord intérieur 20 définit un plan radial P du côté externe duquel l’extrémité interne 9b de l’élément de fixation 9 est inscrite, ledit plan étant décalé axialement du côté externe du secteur interne 18b d’un jeu J 2 inférieur à 4 mm. En outre, l’angle α de contre dépouille de l’épaulement 18a forme avec le bord intérieur radial 20 un jeu J 2 qui diverge vers l’extérieur, favorisant également l’éjection centrifuge des polluants. Dans les modes de réalisation représentés, la couronne 15b présente une face intérieure 21 opposée radialement à la face libre 18, ladite face intérieure étant en contact sur la paroi extérieure 11b de l’extension 11. Ainsi, la couronne extérieure 15b est associée directement sur l’extension 11 sans interposition de l’armature métallique 14, ce qui permet de réduire davantage la dimension radiale de ladite couronne. De même, le repli radial 14b présente un diamètre extérieur D R qui est inférieur au diamètre D X dans lequel la paroi extérieure 11b de l’extension 11 est inscrite, afin de ne pas induire une surépaisseur à la couronne extérieure 15b. En outre, la face intérieure 21 présente un bourrelet 22 qui est disposé en appui sur la paroi extérieure 11b de l’extension 11 pour former une étanchéité statique. Montage comprenant un ensemble roulant (1, 2) de véhicule automobile et un palier de guidage en rotation comprenant un moyeu (3) et un organe fixe (4) formant entre eux un espace de roulement dans lequel des corps roulants (5) sont disposés pour permettre la rotation dudit moyeu autour d’un axe (X), ledit moyeu présentant un fût (6) depuis lequel s’étend radialement une bride (7) équipée d’un dispositif de fixation de l’ensemble roulant, ledit dispositif comprenant au moins une interface (10) sur laquelle l’ensemble roulant (1, 2) est serré axialement au moyen d’un élément de fixation (9) présentant une extrémité (9b) saillante axialement d’une face interne (7a) de ladite bride, ladite extrémité définissant un diamètre d’interférence (D F ) autour de l’axe de rotation (X), l’organe fixe (4) présentant une extension (11) définissant une chambre annulaire (12) d’un côté de l’espace de roulement, ladite chambre étant en communication avec l’extérieur au travers d’une ouverture annulaire (13) formée entre ladite extension et la face interne (7a) de la bride (7), ledit palier étant équipé d’un dispositif d’étanchéité de ladite ouverture qui comprend une armature (14) solidaire de l’extension (11), ladite armature portant un élément d’étanchéité (15) présentant une couronne extérieure (15b) disposée sur une paroi extérieure (11b) de ladite extension de sorte à border l’ouverture (13), ledit montage étant caractérisé en ce que la couronne (15b) présente une face libre (18) pourvue d’un épaulement (18a) délimitant axialement de part et d’autre un secteur interne (18b) et un secteur externe (18c) de ladite face libre, ledit secteur externe étant inscrit dans un diamètre extérieur (D E ) qui est inférieur au diamètre d’interférence (D F ) et au diamètre (D I ) dans lequel est inscrit le secteur interne (18b), ledit secteur externe étant disposé au moins partiellement en regard radial de l’extrémité (9b) d’un élément de fixation (9) pour former avec elle un jeu (J 1 ) en communication, d’une part, avec l’ouverture (13) et, d’autre part, avec l’extérieur au niveau de l’épaulement (18a). Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre (D I ) dans lequel est inscrit le secteur interne (18b) est supérieur au diamètre d’interférence (D F ). Montage selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’épaulement (18a) forme un jeu réduit d’étanchéité (J 2 ) avec un bord intérieur (20) de l’extrémité (9b) de l’élément de fixation (9). Montage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’épaulement (18a) présente un angle de contre dépouille (α). Montage selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le secteur externe (18c) – respectivement interne (18b) – de la couronne d’étanchéité (15b) s’étend axialement entre l’ouverture (13) et l’épaulement (18a) – respectivement entre l’épaulement (18a) et l’extérieur. Montage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’élément d’étanchéité (15) comprend au moins une lèvre (16a, 16b, 16c) disposée dans la chambre annulaire, ladite lèvre étant en contact frottant sur la face interne (7a) de la bride (7), sur la face extérieure (6a) du fût (6) ou sur une zone de jonction (17c) entre ladite face interne et ladite face extérieure. Montage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la couronne (15b) présente une face intérieure (21) opposée radialement à la face libre (18), ladite face intérieure étant en contact sur la paroi extérieure (11b) de l’extension (11). Montage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la face intérieure (21) présente un bourrelet (22) d’étanchéité statique sur la paroi extérieure (11b) de l’extension (11). Montage selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’armature (14) présente une paroi axiale (14a) qui est associée dans une paroi intérieure (11c) de l’extension (11). Montage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la paroi axiale (14a) est prolongée extérieurement par un repli radial (14b) qui est en appui axial sur une extrémité (11a) de l’extension (11). Montage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le repli radial (14b) présente un diamètre extérieur (D R ) qui est inférieur au diamètre (D X ) dans lequel la paroi extérieure (11b) de l’extension (11) est inscrite. Montage selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l’élément d’étanchéité (15) présente un voile (15c) de liaison entre la couronne (15b) et un segment intérieur (15a) dudit élément qui est disposé dans la chambre annulaire (12). Montage selon la revendication 12, caractérisé en ce que l’ouverture (13) est formée entre le voile de liaison (15c) et la face interne (7a) de la bride de fixation (7). Montage selon l’une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que la paroi axiale (14a) est prolongée intérieurement par une structure (14c) qui est disposée dans la chambre annulaire (12). Montage selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l’interface de fixation comprend au moins un orifice (10) dans lequel respectivement un élément de fixation (9) est engagé avec son extrémité interne (9b) saillant axialement de la face interne (7a) de la bride (7), ledit élément de fixation étant fileté pour former une vis ou un goujon.