FR3001509A1 - Palier a roulement notamment pour systeme d’entrainement en rotation d’une roue de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un palier à roulement comprenant un organe extérieur (1) et un organe intérieur (2) montés en rotation relative par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants (3) qui est disposée dans un espace de roulement (4) formé entre lesdits organes, ledit palier comprenant en outre un codeur (18) qui est solidarisé à un organe (2) en étant disposé d'un côté (4a) de l'espace de roulement (4), un organe (1) étant équipé d'un déflecteur (20) recouvrant latéralement le codeur (18) en s'étendant entre un bord (21) de fixation audit organe et un bord d'étanchéité (22) disposé en regard d'une paroi d'étanchéité (23) de l'autre organe (2) en formant un jeu restreint (j) qui est agencé pour limiter l'introduction de polluants dans ledit espace de roulement.

Description

L'invention concerne un palier à roulement ainsi qu'un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile comprenant un tel palier à roulement et un bol de transmission d'un couple moteur de rotation.

Le palier présente un organe tournant monté en rotation par rapport à un organe fixe par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants qui est disposée dans un espace de roulement formé entre lesdits organes. Pour permettre le montage en rotation d'une roue de véhicule automobile, l'organe tournant comprend des moyens d'association de la roue et l'organe fixe comprend des moyens d'association à la structure du véhicule. Dans le cas du montage d'une roue motrice, l'organe tournant peut être entraîné en rotation par un bol de transmission qui est actionné en rotation par le moteur du véhicule, ledit bol comprenant notamment un joint homocinétique (CVJ) par exemple de type Rzeppa. Le palier comprend également un codeur qui est solidarisé à l'organe tournant en étant disposé d'un côté de l'espace de roulement. Un tel palier, lorsqu'il est équipé d'un système capteur de vitesse de rotation, de position angulaire et/ou de sens de rotation, peut notamment être employé pour le montage d'une roue de véhicule automobile qui est pourvu d'un système embarqué d'antiblocage de ladite roue et/ou de contrôle global du châssis. En effet, les informations délivrées par le codeur peuvent alors être utilisées par un calculateur d'un tel système ainsi que par tout autre système embarqué utilisant la mesure de vitesse des roues comme donnée d'entrée. Un des problèmes qui se pose avec un tel palier est celui de la protection du codeur tout en permettant la lecture des informations qu'il délivre, en combinaison avec la protection de l'espace de roulement vis-à-vis de la pollution du milieu environnant. Pour assurer l'étanchéité d'un côté de l'espace de roulement, il est connu de disposer un joint d'étanchéité entre l'organe fixe et l'organe tournant afin d'empêcher le passage des polluants extérieurs ainsi que la fuite du lubrifiant présent dans l'espace de roulement. Toutefois, les joints utilisés ne permettent pas de combiner de façon satisfaisante la protection du codeur avec la lecture des informations qu'il délivre. En outre, les joints comprennent classiquement au moins une lèvre frottante qui induit un couple supplémentaire lors de la rotation du palier. Pour éviter ce couple de frottement, on a proposé de remplacer le joint d'étanchéité par un capot qui est solidarisé, notamment par emmanchement, à l'organe fixe pour recouvrir latéralement l'espace de roulement et donc empêcher toute pénétration de polluants dans ledit espace. Cette solution présente également l'avantage de pouvoir protéger le codeur en le disposant derrière le capot, les informations délivrées par ledit codeur devant alors être lues à travers ledit capot. Toutefois, cette solution ne donne pas entièrement satisfaction relativement à la fiabilité de l'étanchéité au niveau de la zone de montage entre le capot et l'organe fixe, notamment au regard des tests de brouillard salin avec cyclage thermique (test CCT) auxquels doivent satisfaire les paliers automobiles. Par ailleurs, outre l'espace de roulement, le capot recouvre latéralement l'organe tournant ce qui, dans le cas d'un palier moteur, rend impossible l'utilisation d'un capot sur le côté de l'espace de roulement en regard duquel l'organe tournant est entraîné en rotation. L'invention a pour but de résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant notamment un palier à roulement dans lequel le compromis entre l'étanchéité de l'espace de roulement, la protection du codeur et le couple de frottement est optimisé, et ce notamment pour un palier d'un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile.

A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un palier à roulement comprenant un organe extérieur et un organe intérieur montés en rotation relative par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants qui est disposée dans un espace de roulement formé entre lesdits organes, ledit palier comprenant en outre un codeur qui est solidarisé à un organe en étant disposé d'un côté de l'espace de roulement, un organe étant équipé d'un déflecteur recouvrant latéralement le codeur en s'étendant entre un bord de fixation audit organe et un bord d'étanchéité disposé en regard d'une paroi d'étanchéité de l'autre organe en formant un jeu restreint qui est agencé pour limiter l'introduction de polluants dans ledit espace de roulement. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile, ledit système comprenant un tel palier à roulement et un bol de transmission d'un couple moteur à un organe, ledit organe comprenant des moyens d'association de la roue et des moyens aptes à coopérer avec des moyens moteurs portés par ledit bol. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un système d'entraînement en rotation selon un mode de réalisation de l'invention, la figure la étant une vue agrandie de la figure 1. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile comprenant un palier à roulement permettant le montage en rotation de ladite roue sur la structure dudit véhicule. Pour ce faire, le palier présente un organe extérieur 1 et un organe intérieur 2 montés en rotation relative par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants 3 qui est disposée dans un espace de roulement 4 formé entre lesdits organes. Dans la description, les termes « extérieur » et « intérieur » sont définis par rapport à l'axe A de rotation du palier, respectivement pour une localisation éloignée et proche dudit axe. Dans le mode de réalisation représenté, l'organe extérieur 1 est destiné à être fixe en étant associé par exemple à un élément de suspension du véhicule et l'organe intérieur 2 est destiné à être tournant avec la roue. Toutefois, l'invention peut s'appliquer à une autre configuration de palier à roulement comprenant deux organes 1, 2 en rotation relative, éventuellement destiné à une autre application que le montage d'une roue de véhicule automobile.

Le palier représenté comprend deux rangées de billes 3 qui sont espacées axialement, lesdites rangées étant chacune disposées entre deux pistes de roulement formées sur respectivement un organe 1, 2 pour guider la rotation de l'organe tournant 2. Plus précisément, l'organe tournant 2 comprend une bague intérieure 5 rapportée sur laquelle la piste de roulement interne est formée, les termes « interne » et « externe » étant définis respectivement à droite et à gauche sur la figure 1. Par ailleurs, l'organe tournant 2, par exemple réalisé en acier comme l'organe fixe 1, présente un alésage 6 et comprend des moyens d'association de la roue qui, sur la figure 1, comprennent une bride 7 sur laquelle sont formés des trous 8 de fixation de la roue par vissage ou boulonnage. L'organe fixe 1 comprend des moyens d'association à la structure du véhicule, par exemple des moyens d'association à un élément de suspension dudit véhicule, qui comprennent une bride 9 sur laquelle sont formés des trous de fixation par vissage ou boulonnage. Dans le cas du montage d'une roue motrice, l'entraînement en rotation de ladite roue peut être réalisé par un bol 10 de transmission d'un couple moteur à l'organe tournant 2, ledit bol étant actionné en rotation par le moteur du véhicule et comprenant notamment un joint homocinétique (CVJ) par exemple de type Rzeppa.

Sur la figure 1, seule la coquille extérieure 11 du joint est représentée, ladite coquille étant de façon connue destinée à recevoir une noix par l'intermédiaire de corps roulants qui sont disposés dans des gorges 12 pour permettre une variation de l'angle entre les axes de ladite coquille et de ladite noix.

La coquille 11 présente un arbre 13 qui est bordé par une portée radiale 14, les termes « radial » et « axial » étant définis par rapport à l'axe A d'entrainement en rotation, respectivement perpendiculairement et suivant cet axe. L'arbre 13 est disposé dans l'alésage 6 de l'organe intérieur 2, la portée radiale 14 étant mise en appui axial sur une portée radiale interne 15 de la bague rapportée 5, notamment par serrage d'un boulon sur l'extrémité externe filetée 16 de l'arbre 13 qui dépasse de l'alésage 6. Pour assurer la transmission du couple de rotation entre le bol 10 et l'organe tournant 2, ledit organe tournant comprend des moyens aptes à coopérer avec des moyens moteurs portés par ledit bol. Dans le mode de réalisation représenté, l'arbre 13 et l'alésage 6 comprennent respectivement un ensemble de cannelures axiales 17 qui sont engagées les unes dans les autres lors du montage dudit arbre dans ledit alésage afin de les solidariser en rotation. En variante, les portées radiales 14, 15 de la coquille 11 et/ou de la bague rapportée 5 peuvent comprendre des moyens d'engrenage, par exemple des dentures, qui coopèrent lors du serrage axial afin de transmettre le couple. Le palier comprend un codeur 18 qui est solidarisé à l'organe tournant 2 en étant disposé sur le côté interne 4a de l'espace de roulement 4. En effet, lorsque l'on veut connaître la vitesse de rotation, le sens de déplacement et/ou la position angulaire de l'organe tournant 2 par rapport à l'organe fixe 1, il est connu d'utiliser un système comprenant un codeur tournant 18 générateur d'informations et un capteur fixe muni d'au moins un élément sensible apte à détecter lesdites informations. Dans un exemple de réalisation, le codeur 18 intègre un moyen générateur d'impulsions magnétiques, par exemple formé d'un aimant multipolaire en matériau synthétique chargé de particules magnétiques de sorte à former une pluralité de pôles contigus à direction d'aimantation inversée d'un pôle par rapport aux deux pôles contigus. A titre d'exemple, le codeur 18 peut être réalisé en un copolymère butadiène nitrile-acrylique (NBR), éventuellement renforcé mécaniquement par des charges telles que du noir de carbone, les particules magnétiques pouvant être à base de ferrite. En relation avec ce type de codeur 18, un ou plusieurs éléments sensibles comprenant des sondes à effet Hall ou des magnétorésistances permettent de délivrer un ou plusieurs signaux analogiques sinusoïdaux qui sont notamment représentatifs de la vitesse de rotation du codeur 18 et donc de l'organe tournant 2. Le codeur 18 représenté est associé à l'organe tournant 2 par l'intermédiaire d'une armature 19, par exemple réalisée en tôle emboutie, qui comprend une portée axiale 19a d'emmanchement sur le diamètre extérieur d'une portée axiale de la bague rapportée 5, et une portée radiale 19b sur la face avant de laquelle ledit codeur est disposé, notamment par surmoulage du moyen générateur.

Pour protéger le codeur 18, un organe 1 est équipé d'un déflecteur 20, par exemple réalisé en tôle emboutie, recouvrant latéralement le codeur 18 en s'étendant entre un bord de fixation 21 audit organe et un bord d'étanchéité 22 disposé en regard d'une paroi 23 d'étanchéité de l'autre organe 2.

Un jeu restreint j est formé entre le bord 22 et la paroi 23 d'étanchéité, ledit jeu étant agencé pour limiter l'introduction de polluants dans l'espace de roulement 4 afin de contribuer à son étanchéification vis-à-vis de la pollution du milieu environnant, notamment en limitant l'introduction de boue au voisinage du codeur 18. De façon avantageuse, la paroi d'étanchéité 23 présente une gorge 24 dans laquelle le bord d'étanchéité 22 du déflecteur 20 est disposé pour former une chicane entre ledit bord et ladite gorge. En particulier, la gorge 24 est annulaire en présentant une section en U, le bord d'étanchéité 22 étant courbé axialement pour former une chicane en forme de U entre ledit bord et les parois de ladite gorge.

Le côté interne 4a de l'espace de roulement 4 est formé entre deux extensions axiales la, 2a appartenant respectivement à un organe 1, 2, le bord de fixation 21 étant monté sur une extension la et la paroi d'étanchéité 23 étant formée sur l'autre extension 2a. En particulier, le bord de fixation 21 présente une portée d'emmanchement du déflecteur 20 sur l'extension la. Dans le mode de réalisation représenté, le bord de fixation 21 est monté sur l'organe extérieur 1 par l'intermédiaire d'une portée axiale qui est emmanchée autour de l'extension axiale la de l'organe extérieur 1. La paroi d'étanchéité 23 est formée sur l'organe intérieur 2 afin notamment de laisser l'alésage 6 ouvert du côté interne de sorte à permettre l'introduction de l'arbre 13 de transmission. Plus précisément, la paroi d'étanchéité 23 est formée sur la portée radiale 15 de la bague rapportée 5, la gorge 24 entourant la portée radiale 14 de la coquille 11.

Le déflecteur 20 présente un disque radial 25 qui s'étend entre les bords de fixation 21 et d'étanchéité 22. En particulier, le disque 25 est annulaire et présente une dimension radiale qui n'est que légèrement supérieure à celle séparant les extensions 1 a, lb afin que ledit disque ne vienne pas interférer avec le montage du bol 10 de transmission. Le codeur 18 est disposé derrière le disque 25 à une distance axiale qui est suffisamment réduite pour permettre la lecture au travers dudit disque des informations délivrées par ledit codeur. Le disque 25 peut être réalisé en matériau amagnétique pour permettre la lecture d'impulsions magnétiques au travers de lui. En particulier, le codeur 18 est disposé légèrement en retrait du plan radial bordant les extensions la, lb, le disque 25 étant disposé dans ledit plan radial.

L'armature 19 d'association du codeur 18 délimite une ouverture 26 d'entrée dans le côté interne 4a de l'espace de roulement 4, ladite ouverture étant disposée radialement à l'opposé du jeu j formé entre le bord 22 et la paroi 23 d'étanchéité. Ainsi, une deuxième chicane est formée entre le jeu j et l'ouverture 26 afin d'améliorer l'étanchéité de l'espace de roulement 4, toujours sans induire de couple de frottement supplémentaire. Dans le mode de réalisation représenté, le côté interne 4a de l'espace de roulement 4 est également équipé d'un joint d'étanchéité 27, ledit joint présentant au moins une lèvre 28 qui est solidaire d'un organe 1 en étant en contact frottant sur une portée solidaire de l'autre organe 2. En particulier, le joint d'étanchéité 27 protège l'espace de roulement 4 des polluants et évite la fuite vers le codeur 18 du lubrifiant présent dans ledit espace de roulement.

En variante non représentée, le côté externe de l'espace de roulement 4 peut également être équipé d'un joint d'étanchéité ou d'un autre type de dispositif d'étanchéité, par exemple présentant un chicanage pour ne pas induire de couple de frottement supplémentaire.

Le joint d'étanchéité 27 est disposé derrière le déflecteur 20 afin, en cas de passage de polluants au-delà dudit déflecteur, d'empêcher leur introduction dans l'espace de roulement 4. En outre, le déflecteur 20 limite le risque de colmatage du joint d'étanchéité 27 par accumulation de polluants, notamment de boue. En particulier, au moins une lèvre 28 du joint 27 est en contact frottant sur une portée 19a, 19b de l'armature 19 d'association du codeur 18. En relation avec les figures, le joint 27 comprend au moins une lèvre 28a qui est en contact frottant sur la face arrière de la portée radiale 19b de l'armature 19. Plus précisément, le joint 27 comprend une armature 29 présentant une portée axiale 29a emmanchée dans l'extension la de l'organe fixe 1, ladite armature présentant également une portée radiale 29b sur laquelle un élément d'étanchéité est surmoulé. Ainsi, les portées radiales 19b, 29b de chaque armature 19, 29 sont disposées tête-bêche en formant entre elles une chambre annulaire 30 équipée de l'ouverture 26 d'entrée dans le côté interne 4a de l'espace de roulement 4, le joint d'étanchéité 27 comprend une lèvre 28a s'étendant dans ladite chambre en étant en contact frottant sur la face arrière de la portée 19b et une lèvre intérieur 28b en contact frottant sur la portée axiale 19a.

De façon avantageuse, l'élément d'étanchéité 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.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Palier à roulement comprenant un organe extérieur (1) et un organe intérieur (2) montés en rotation relative par l'intermédiaire d'au moins une rangée de corps roulants (3) qui est disposée dans un espace de roulement (4) formé entre lesdits organes, ledit palier comprenant en outre un codeur (18) qui est solidarisé à un organe (2) en étant disposé d'un côté (4a) de l'espace de roulement (4), ledit palier étant caractérisé en ce qu'un organe (1) est équipé d'un déflecteur (20) recouvrant latéralement le codeur (18) en s'étendant entre un bord (21) de fixation audit organe et un bord d'étanchéité (22) disposé en regard d'une paroi d'étanchéité (23) de l'autre organe (2) en formant un jeu restreint (j) qui est agencé pour limiter l'introduction de polluants dans ledit espace de roulement.
2. 2. Palier à roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi d'étanchéité (23) présente une gorge (24) dans laquelle le bord d'étanchéité (22) du déflecteur (20) est disposé pour former une chicane entre ledit bord et ladite gorge.
3. 3. Palier à roulement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le côté (4a) de l'espace de roulement (4) est formé entre deux extensions axiales (1a, 2a) appartenant respectivement à un organe (1, 2), le bord de fixation (21) étant monté sur une extension (1a) et la paroi d'étanchéité (23) étant formée sur l'autre extension (2a).
4. 4. Palier à roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bord de fixation (21) présente une portée d'emmanchement du déflecteur (20) sur l'extension (1a).
5. 5. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le déflecteur (20) présente un disque radial (25) qui s'étend entre les bords de fixation (21) et d'étanchéité (22), le codeur (18) étantdisposé derrière ledit disque à une distance axiale qui est suffisamment réduite pour permettre la lecture au travers dudit disque des informations délivrées par ledit codeur.
6. 6. Palier à roulement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le codeur (18) intègre un moyen générateur d'impulsions magnétiques, le disque (25) étant réalisé en matériau amagnétique pour permettre la lecture desdites impulsions au travers de lui.
7. 7. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le codeur (18) est associé à l'organe (2) par l'intermédiaire d'une armature (19) qui délimite une ouverture (26) d'entrée dans le côté (4a) de l'espace de roulement (4), ladite ouverture étant disposée radialement à l'opposé du jeu (j) formé entre le bord (22) et la paroi (23) d'étanchéité.
8. 8. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le côté (4a) de l'espace de roulement (4) est également équipé d'un joint d'étanchéité (27) qui est disposé derrière le déflecteur (20), ledit joint présentant au moins une lèvre (28) qui est solidaire d'un organe (1) en étant en contact frottant sur une portée (19a, 19b) solidaire de l'autre organe (2).
9. 9. Palier à roulement selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'au moins une lèvre (28) du joint (27) est en contact frottant sur une portée (19a, 19b) de l'armature (19) d'association du codeur (18).
10. 10. Palier à roulement selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'armature (19) d'association du codeur (18) présente une portée radiale (19b) sur la face avant de laquelle ledit codeur est disposé, le joint (27) comprend au moins une lèvre (28a) qui est en contact frottant sur la face arrière de ladite portée radiale.
11. 11. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le bord de fixation (21) est monté sur l'organe extérieur (1), la paroi d'étanchéité (23) étant formée sur l'organe intérieur (2).
12. 12. Palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'organe extérieur (1) est destiné à être fixe, l'organe intérieur (2) étant destiné à être tournant.
13. 13. Système d'entraînement en rotation d'une roue de véhicule automobile, ledit système comprenant un palier à roulement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 et un bol (10) de transmission d'un couple moteur à un organe (2), ledit organe comprenant des moyens d'association (7, 8) de la roue et des moyens aptes à coopérer avec des moyens moteurs portés par ledit bol.