Brevet FR3151531A1 — publié le 20250131

Ensemble de moyeu de roue de véhicule (1), comportant un flasque de fixation d’une roue de véhicule (2), au moins un chemin de roulement intérieur (11), et une zone intermédiaire entre le flasque (2) et le chemin de roulement, la zone intermédiaire formant un siège de joint (3) annulaire centré sur un axe de référence du moyeu de roue (4), caractérisé en ce que le siège de joint (3) comporte au moins une surface rectifiée tronconique (29). moyeu de roue de véhicule comprenant un SIÈGE DE joint d'étanchéité, ENSEMBLE DE ROULEMENT DE ROUE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION ASSOCIÉS Domaine technique de l’invention L’invention se rapporte à un moyeu de roue de véhicule comportant un siège de joint d’étanchéité, ainsi qu’à un roulement de roue intégrant un tel moyeu et à un procédé de fabrication d’un tel moyeu. état de la technique antérieure Dans le document JP2022190415 A2 est décrit un dispositif de roulement de roue de véhicule comprenant une bague extérieure de roulement, un moyeu de roue monobloc formant une bague intérieure de roulement, et un joint d'étanchéité fixé sur la bague extérieure et venant au contact d’un siège de joint situé entre un flasque et un chemin de roulement intérieur formés sur le moyeu de roue. La fonction du joint est d’empêcher une matière étrangère telle qu'une eau boueuse de pénétrer à l'intérieur d'un volume intérieur du roulement. Le siège de joint présente un profil concave en arc de cercle dans tout plan contenant l’axe de rotation du dispositif de roulement. On constate avec ce type de dispositif de roulement de roue de véhicule, un phénomène, non expliqué dans la littérature, de dépressurisation du volume intérieur du roulement et/ou du volume interne du joint, qui conduit à une augmentation de la pression de contact du joint sur le siège de joint et à un couple de traînée non maîtrisé, modifiant les caractéristiques techniques initiales de l’ensemble du dispositif de roulement. Le document WO22059685 A1 divulgue un dispositif de roulement de roue de véhicule qui diffère du précédent par l’adjonction d’une frette en tôle emboutie, frettée sur le moyeu de roue, pour constituer un siège de joint rapporté sur lequel viennent glisser une ou plusieurs lèvres du joint d’étanchéité fixé à la bague extérieure du dispositif de roulement de roue. Ce type de montage ne semble pas poser le problème de dépressurisation évoqué précédemment, mais nécessite d’ajouter une pièce supplémentaire, d’où un surcoût de fabrication et de montage. Par ailleurs, l’interface entre la frette et le moyeu constitue également un passage possible pour des polluants et doit lui-même être protégé par l’adjonction de joints statiques ou de pâtes étanchéifiantes. L’invention vise à remédier aux inconvénients de l’état de la technique et à proposer des moyens permettant d’augmenter la durée de vie d’un dispositif de roulement de roue de véhicule comprenant un joint d'étanchéité. Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un moyeu de roue de véhicule, constitué d’une pièce métallique et comportant : un flasque de fixation d’une roue de véhicule, au moins un chemin de roulement définissant un axe de référence du moyeu de roue , le chemin de roulement étant tourné radialement à l’opposé de l’axe de référence du moyeu de roue, et une zone intermédiaire entre le flasque et le chemin de roulement, la zone intermédiaire formant un siège de joint annulaire centré sur l’axe de référence du moyeu de roue, le siège de joint comportant au moins une surface rectifiée tronconique. La conicité du siège de joint permet de mieux maîtriser sa rectification, et d’obtenir un état de surface tel qu’on ne constate plus ni phénomène d’aspiration, ni écrasement non maîtrisé du joint contre le siège de joint, ni augmentation du couple de traînée. Elle permet notamment de réaliser la rectification à l’aide d’une meule tournant autour d’un axe parallèle à une génératrice de la surface rectifiée tronconique, et présentant une surface de rectification cylindrique centré sur son axe de rotation. Selon un mode de réalisation, le flasque présente une face de flasque tournée axialement vers le chemin de roulement. Selon un mode de réalisation, le flasque présente une gorge annulaire débouchant sur la face de flasque tournée axialement vers le chemin de roulement et séparant une partie distale de la face de flasque tournée axialement vers le chemin de roulement d’une partie proximale de la face de flasque tournée axialement vers le chemin de roulement, la partie proximale de la face de flasque tournée axialement vers le chemin de roulement étant située entre la gorge annulaire et le siège de joint. Selon un mode de réalisation, la face de flasque tournée axialement vers le chemin de roulement est raccordée au siège de joint par une portion de jonction de profil concave dans tout plan de coupe contenant l’axe de référence du moyeu de roue, et située en regard d’un espace annulaire délimité par le siège de joint et le chemin de roulement. Selon un mode de réalisation, la surface rectifiée tronconique du siège de joint a une génératrice présentant une ou plusieurs des caractéristiques dimensionnelles suivantes : la génératrice présente une inclinaison supérieure ou égale à 15° par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue , de préférence supérieure ou égale à 20° ; et/ou la génératrice présente une inclinaison inférieure ou égale à 50° par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue , de préférence inférieure ou égale à 40° ; et/ou la génératrice a une longueur supérieure à 2 mm, de préférence 3 mm ; et/ou la génératrice a une longueur inférieure à 15 mm, de préférence 8 mm. L’inclinaison et la longueur de la génératrice du siège de joint permettent alors de positionner une, et de préférence au moins deux lèvres de joint, sans toutefois augmenter de façon importante la dimension axiale du moyeu de roue, que l’on cherche à minimiser. Suivant un mode de réalisation, le siège de joint comporte au moins une surface rectifiée tronconique supplémentaire, ayant une génératrice présentant une inclinaison par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue, égale à l’inclinaison de la génératrice de la surface rectifiée tronconique, par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue. Cette disposition spécifique permet d’obtenir la surface rectifiée tronconique et la surface rectifiée tronconique supplémentaire par une même opération de rectification par une meule présentant deux surfaces de rectification cylindriques. Selon un mode de réalisation, le siège de joint est plus éloigné de l’axe de référence du moyeu de roue que le chemin de roulement intérieur. Suivant un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un ensemble de roulement de roue de véhicule, comportant un moyeu de roue de véhicule selon l’aspect précédent de l’invention et une bague extérieure de roulement portant un joint qui possède au moins une première lèvre de joint venant au contact de la surface rectifiée tronconique du siège de joint. Selon un mode de réalisation, le joint comporte au moins une deuxième lèvre de joint venant au contact de la surface rectifiée tronconique du siège de joint. Dans l’hypothèse où le siège de joint comporte une surface rectifiée tronconique supplémentaire, on prévoit une bague extérieure de roulement portant un joint qui possède au moins une première lèvre de joint venant au contact de la surface rectifiée tronconique du siège de joint et une lèvre de joint supplémentaire venant au contact de la surface rectifiée tronconique supplémentaire du siège de joint. Dans l’hypothèse où le flasque présente une gorge annulaire débouchant sur la face de flasque tournée axialement vers le chemin de roulement et séparant une partie distale de la face de flasque tournée axialement vers le chemin de roulement d’une partie proximale de la face de flasque tournée axialement vers le chemin de roulement, le joint peut avantageusement comporter au moins une lèvre de labyrinthe pénétrant dans la gorge annulaire, sans contact avec le moyeu de roue. Le labyrinthe permet de créer une première défense contre les polluant extérieur en amont du siège de joint. Selon un mode de réalisation, des corps roulants sont disposés de façon à rouler sur au moins un chemin de roulement extérieur formé sur la bague extérieure et sur un chemin de roulement intérieur. Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un procédé de fabrication d’un moyeu de roue de véhicule constitué d’une pièce métallique, notamment tel que précédemment décrit, le procédé comportant un formage d’une ébauche de moyeu de roue de véhicule comportant une ébauche de flasque de fixation d’une roue de véhicule, au moins une ébauche de chemin de roulement intérieur définissant un axe de référence de l’ébauche de moyeu , et une zone intermédiaire entre l’ébauche de flasque et l’ébauche de chemin de roulement , et une étape de rectification par une meule présentant une surface de rectification cylindrique autour d’un axe de référence de la meule , l’axe de référence de la meule étant coplanaire avec un axe de référence de l’ébauche de moyeu et faisant un angle avec l’axe de référence de l’ébauche de moyeu , la meule tournant autour de l’axe de référence de la meule et l’ébauche de moyeu tournant autour de l’axe de référence de l’ébauche de moyeu , pour former, avec la surface de rectification cylindrique , au niveau de la zone intermédiaire, un siège de joint présentant au moins une surface rectifiée tronconique dont toute génératrice présente avec l’axe de référence de l’ébauche de moyeu un angle égal à l’angle entre l’axe de référence de la meule et l’axe de référence de l’ébauche de moyeu. L’état de surface obtenu après rectification avec une telle meule se caractérise par l’absence de stries de rectification non perpendiculaires aux génératrices de la surface rectifiée tronconiques. Les stries de rectification, si elles existent, sont essentiellement perpendiculaires aux génératrices de la surface rectifiée tronconique qu’elles croisent. L’expérience montre que cette orientation contribue à éviter l’apparition d’une différence de pression de part et d’autre de la lèvre de joint qui vient au contact de la surface rectifiée tronconique. Selon un mode de réalisation, la meule comporte une surface de rectification convexe dans tout plan de coupe contenant l’axe de référence de la meule, l’étape de rectification comportant la rectification d’un chemin de roulement par la surface de rectification convexe. Ainsi, le procédé proposé permet dans une même étape de rectification, sans modifier l’orientation de la meule, de générer à la fois la surface rectifiée tronconique du siège de joint et la surface rectifiée du chemin de roulement intérieur. Selon un mode de réalisation, l’angle formé par l’axe de référence de l’ébauche de moyeu avec l’axe de référence de la meule est : supérieur ou égal à 15°, de préférence supérieur ou égal à 20° ; et/ou inférieur ou égal à 50°, de préférence inférieur ou égal à 40°. brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la , une coupe d’un ensemble de moyeu de roue de véhicule ; la , procédé de fabrication d’un ensemble de moyeu de roue de véhicule selon la même coupe ; Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures. description DÉTAILLÉE de modes de réalisation Sur la est illustré un ensemble de roulement de roue de véhicule, comportant une bague extérieure de roulement 9 , un moyeu de roue 1 formant une bague intérieure de roulement, et des corps roulants 12 , qui peuvent être des billes ou des rouleaux, venant au contact d’au moins un chemin de roulement extérieur 10 formé sur la bague extérieure 9 et d’au moins un chemin de roulement intérieur 11 formé directement sur le moyeu de roue 1 . Le moyeu de roue est constitué d’une pièce métallique comportant un flasque 2 de fixation d’une roue de véhicule, le chemin de roulement 11 , et, reliant ces deux zones, une zone intermédiaire formant un siège de joint 3 annulaire centré sur un axe de référence du moyeu de roue 4 . Le flasque de fixation 2 possède une face de flasque 5 , tournée axialement vers le chemin de roulement 11 , et s’étendant en direction radiale par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue 4 . Le flasque de fixation 2 est pourvu, de façon connue, de trous de fixation 30 permettant la fixation d’une jante de roue (non illustrée) d’un côté du flasque opposé à la face de flasque 5 . Selon un mode de réalisation, cette face de flasque 5 est séparée en deux parties par une gorge annulaire 6 . Les deux parties de la face de flasque 5 étant d’un côté de la gorge annulaire 6 , la face de flasque distale 7 , et de l’autre côté de la gorge annulaire 6 , située entre la gorge annulaire 6 et le siège de joint 3 , la face de flasque proximale 8 . La face de flasque 5 , la bague extérieure de roulement 9 , le siège de joint 3 ainsi que les chemins de roulement 10 , 11 délimitent un espace annulaire 13 . Celui-ci est exposé à un environnement pouvant accélérer l’usure des chemins de roulement 10 , 11 et des corps roulants 12 . Il est donc protégé par un joint 14 qui peut comporter une armature 15 rigide et un élément d’étanchéité souple 16 , par exemple en matériau élastomère, le tout fretté sur la bague extérieure de roulement 9 . Selon un mode de réalisation, l’élément d’étanchéité 16 possède une lèvre de labyrinthe 17 s’insérant dans la gorge annulaire 6 sans entrer en contact avec la surface de cette gorge annulaire 6 . Cette disposition forme un labyrinthe 18 permettant de minimiser l’entrée de polluants extérieurs dans l’espace annulaire 13 . Selon un mode de réalisation, au niveau du siège de joint 3 , l’élément d’étanchéité 16 forme une lèvre de contact 19 en contact glissant avec le siège de joint 3 . Selon un mode de réalisation, au niveau du siège de joint 3 , l’élément d’étanchéité 16 forme plusieurs lèvres de contact 19 en contact glissant avec le siège de joint 3 . Le siège de joint 3 débouche d’une part sur la face de flasque proximale 8 par une jonction présentant un profil concave 20 dans tout plan de coupe contenant l’axe de référence du moyeu de roue et située en regard de l’espace annulaire 13 , et d’autre part sur le chemin de roulement intérieur 11 par une autre jonction de profil concave 20 en regard de l’espace annulaire 13 . De façon remarquable, le siège de joint 3 comporte au moins une surface rectifiée tronconique 29 par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue 4 . Cette surface rectifiée tronconique 29 est générée par une génératrice 21 dont l’inclinaison par rapport à l’axe de référence de l’ensemble de moyeu 4 est de préférence supérieure à 15° et inférieure à 50° et mesurant de préférence au moins 2 mm et au plus 15 mm. Cette largeur de bande générée par la génératrice 21 permet d’accueillir une ou de préférence deux, voire trois lèvres de contact 19 selon le mode de réalisation choisi, sans augmenter trop la distance axiale entre la face de flasque 5 et le chemin de roulement intérieur 11 . De façon remarquable, aucune des lèvres 17 , 19 de l’élément d’étanchéité 16 n’est en contact avec une surface du moyeu de roue de véhicule 1 autre que la surface rectifiée tronconique 29 . Selon une variante non illustrée sur les figures, le siège de joint peut présenter plusieurs surfaces tronconiques étagées, qui présentent avec l’axe de référence du moyeu de roue 4 le même angle . Sur la est illustré un procédé de fabrication de l’ensemble de moyeu de roue de véhicule 1 . Le procédé de fabrication d’un ensemble de moyeu de roue de véhicule 1 comporte un formage d’une ébauche de moyeu de roue 22 comportant un flasque de fixation d’une roue de de véhicule 2 , un chemin de roulement intérieur 11 , et une zone intermédiaire entre le flasque 2 et le chemin de roulement 11 . De façon remarquable, ce procédé comporte une étape de rectification par une meule 23 présentant au moins une première surface de rectification cylindrique 24 autour d’un axe de référence de la meule 25 , l’axe de référence de la meule 25 étant coplanaire avec un axe de référence de l’ébauche de moyeu 26 et faisant un angle constant avec l’axe de référence de l’ébauche de moyeu 26 . La meule 23 tourne autour de l’axe de référence de la meule 25 et l’ébauche de moyeu de roue 22 tourne autour de l’axe de référence de l’ébauche de moyeu 26 , pour former la surface rectifiée tronconique 29 du siège de joint 3 rectifié tronconique, dont les génératrices 21 font avec l’axe de référence 26 un angle égal à . L’angle est donc, comme l’angle , de préférence compris entre 15° et 50°. L’égalité entre les angles et permet d’assurer que les éventuelles stries générées par la meule de rectification au niveau de la surface rectifiée tronconique 29 présentent une orientation perpendiculaire aux génératrices de la surface rectifiée tronconique 29 qu’elles croisent. La meule 23 comporte une deuxième surface de rectification convexe 27 dans tout plan de coupe contenant l’axe de référence de la meule 25 , et qui permet, dans une même passe de la meule lors de l’étape de rectification, de rectifier le chemin de roulement intérieur 11 . Les zones de jonction 20 peuvent être rectifiées dans la même étape de rectification. La meule 23 est constituée de préférence de grains fins ainsi que de grades tendres afin d’obtenir la meilleure rectification possible de la surface du siège de joint 3 tronconique, et est montée sur une rectifieuse. Moyeu de roue de véhicule (1), constitué d’une pièce métallique et comportant : un flasque (2) de fixation d’une roue de véhicule, au moins un chemin de roulement intérieur (11) définissant un axe de référence du moyeu de roue (4), le chemin de roulement intérieur (11) étant tourné radialement à l’opposé de l’axe de référence du moyeu de roue (4), et une zone intermédiaire entre le flasque (2) et le chemin de roulement intérieur (11), la zone intermédiaire formant un siège de joint (3) annulaire centré sur l’axe de référence du moyeu de roue (4), caractérisé en ce que le siège de joint (3) comporte au moins une surface rectifiée tronconique (29). Moyeu de roue de véhicule (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flasque (2) présente une face de flasque (5) tournée axialement vers le chemin de roulement (11), raccordée au siège de joint (3) par une portion de jonction de profil concave (20) dans tout plan de coupe contenant l’axe de référence du moyeu de roue (4), et située en regard d’un espace annulaire (13) délimité par le siège de joint (3) et le chemin de roulement intérieur (11). Moyeu de roue de véhicule (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface rectifiée tronconique (29) du siège de joint (3) a une génératrice (21) présentant une ou plusieurs des caractéristiques dimensionnelles suivantes : la génératrice (21) présente une inclinaison supérieure ou égale à 15° par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue (4), de préférence supérieure ou égale à 20° ; et/ou la génératrice (21) présente une inclinaison inférieure ou égale à 50° par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue (4), de préférence inférieure ou égale à 40° ; et/ou la génératrice (21) a une longueur supérieure à 2 mm, de préférence 3 mm ; et/ou la génératrice (21) a une longueur inférieure à 15 mm, de préférence 8 mm. Moyeu de roue de véhicule (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le siège de joint (3) comporte au moins une surface rectifiée tronconique supplémentaire, ayant une génératrice présentant une inclinaison par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue (4), égale à l’inclinaison de la génératrice (21) de la surface rectifiée tronconique, par rapport à l’axe de référence du moyeu de roue (4). Moyeu de roue de véhicule (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le siège de joint (3) est plus éloigné de l’axe de référence du moyeu de roue (4) que le chemin de roulement intérieur (11). Ensemble de roulement de roue de véhicule, caractérisé en ce qu’il comporte un moyeu de roue de véhicule (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 et une bague extérieure de roulement (9) portant un joint (14) qui possède au moins une première lèvre de joint (19) venant au contact de la surface rectifiée tronconique (29) du siège de joint (3). Ensemble de roulement de roue de véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que le joint (14) comporte au moins une deuxième lèvre de joint (19) venant au contact de la surface rectifiée tronconique (29) du siège de joint (3). Ensemble de roulement de roue de véhicule, caractérisé en ce qu’il comporte un moyeu de roue de véhicule (1) selon la revendication 4 et une bague extérieure de roulement (9) portant un joint (14) qui possède au moins une première lèvre de joint (19) venant au contact de la surface rectifiée tronconique (29) du siège de joint (3) et une lèvre de joint supplémentaire venant au contact de la surface rectifiée tronconique supplémentaire du siège de joint. Ensemble de roulement de roue de véhicule selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que des corps roulants (12) sont disposés de façon à rouler sur au moins un chemin de roulement extérieur (10) formé sur la bague extérieure (9) et sur un chemin de roulement intérieur (11). Procédé de fabrication d’un moyeu de roue de véhicule constitué d’une pièce métallique, notamment d’un moyeu selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, le procédé comportant un formage d’une ébauche de moyeu de roue de véhicule (22) comportant une ébauche de flasque (2) de fixation d’une roue de véhicule, au moins une ébauche de chemin de roulement intérieur (11) définissant un axe de référence de l’ébauche de moyeu (26), et une zone intermédiaire entre l’ébauche de flasque (2) et l’ébauche de chemin de roulement intérieur (11), caractérisé en ce qu’il comporte une étape de rectification par une meule (23) présentant une surface de rectification cylindrique (24) autour d’un axe de référence de la meule (25), l’axe de référence de la meule (25) étant coplanaire avec l’axe de référence de l’ébauche de moyeu (26) et faisant un angle avec l’axe de référence de l’ébauche de moyeu (26), la meule (23) tournant autour de l’axe de référence de la meule (25) et l’ébauche de moyeu (22) tournant autour de l’axe de référence de l’ébauche de moyeu (26), pour former, avec la surface de rectification cylindrique (24), au niveau de la zone intermédiaire, un siège de joint (3) présentant au moins une surface rectifiée tronconique (29) dont toute génératrice présente avec l’axe de référence de l’ébauche de moyeu (26) un angle égal à l’angle entre l’axe de référence de la meule (25) et l’axe de référence de l’ébauche de moyeu (26). Procédé de fabrication d’un ensemble de moyeu de roue de véhicule (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que la meule (23) comporte une surface de rectification convexe (27) dans tout plan de coupe contenant l’axe de référence de la meule (25), l’étape de rectification comportant la rectification d’un chemin de roulement intérieur (11) par la surface de rectification convexe (27). Procédé de fabrication d’un ensemble de moyeu de roue de véhicule selon l’une quelconque des revendications 10 à 11, caractérisé en ce que l’angle formé par l’axe de référence de l’ébauche (26) de moyeu avec l’axe de référence de la meule (25) est : supérieur ou égal à 15°, de préférence supérieur ou égal à 20° ; et/ou inférieur ou égal à 50°, de préférence inférieur ou égal à 40°.