FR3021719A1 - BEARING BEARING HUB - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un moyeu (1) de palier à roulement comprenant un fût (2) et un flasque (3) de fixation qui est associé autour dudit fût, ledit flasque présentant une paroi externe (10) sur laquelle s'étend une structure (15) de centrage sur au moins une portée (16a-16c) de laquelle un élément est destiné à être monté pour être fixé audit moyeu, ledit flasque étant équipé d'un manchon (17) qui est fixé sur la paroi externe (10) en s'étendant au moins autour de la portée (16a-16c) de la structure (15) de centrage.The invention relates to a hub (1) for rolling bearing comprising a shaft (2) and a flange (3) for fixing which is associated around said shaft, said flange having an outer wall (10) on which a structure extends. (15) for centering on at least one bearing surface (16a-16c) of which an element is intended to be mounted to be fixed to said hub, said flange being equipped with a sleeve (17) which is fixed on the outer wall (10). ) extending at least around the span (16a-16c) of the centering structure (15).
Description
1 L'invention concerne un moyeu de palier à roulement ainsi qu'un palier à roulement comprenant un tel moyeu et un organe extérieur disposé autour dudit moyeu pour le montage en rotation relative de deux éléments.The invention relates to a rolling bearing hub and a rolling bearing comprising such a hub and an outer member disposed around said hub for the relative rotational mounting of two elements.
L'invention s'applique plus particulièrement au montage d'un élément roulant d'un véhicule automobile sur un élément de suspension dudit véhicule, ledit élément roulant comprenant notamment une roue et un disque de frein. Pour le montage d'un tel élément roulant, on connaît des paliers dans lesquels l'organe extérieur et le moyeu portent chacun au moins une piste de roulement qui sont disposées en regard pour réaliser au moins un chemin de roulement dans lequel une rangée de corps roulants est disposée afin de permettre la rotation relative du moyeu et de l'organe extérieur.The invention applies more particularly to the mounting of a rolling element of a motor vehicle on a suspension element of said vehicle, said rolling element comprising in particular a wheel and a brake disc. For the mounting of such a rolling element, there are known bearings in which the outer member and the hub each carry at least one raceway which are disposed facing to provide at least one raceway in which a row of bodies wheels is arranged to allow the relative rotation of the hub and the outer member.
Selon une réalisation, le moyeu comprend un fût autour duquel l'organe extérieur est monté en rotation et un flasque de fixation qui est disposé autour dudit fût. Ainsi, en associant l'organe extérieur à un élément de suspension du véhicule automobile, on peut monter en rotation l'élément roulant en le fixant au flasque.In one embodiment, the hub comprises a barrel around which the outer member is rotatably mounted and a fixing flange which is arranged around said barrel. Thus, by associating the outer member with a suspension element of the motor vehicle, the rolling element can be rotated by fixing it to the flange.
Par ailleurs, une structure de centrage peut être prévue sur le flasque, par exemple sous la forme d'un tube s'étendant axialement depuis une paroi externe dudit flasque, l'élément roulant étant monté sur au moins une portée de ladite structure pour assurer une concentricité parfaite du montage dudit élément roulant sur ledit flasque.Furthermore, a centering structure may be provided on the flange, for example in the form of a tube extending axially from an outer wall of said flange, the rolling element being mounted on at least one bearing surface of said structure to ensure a perfect concentricity of mounting said rolling element on said flange.
De par l'intégration des différentes fonctions et des sollicitations mécaniques qui en résultent, les paliers à roulement sont relativement massifs, ce qui pose des problèmes de poids, d'encombrement et de coûts.Due to the integration of the various functions and the resulting mechanical stresses, the rolling bearings are relatively massive, which poses problems of weight, size and cost.
Pour résoudre ces problèmes, on a proposé d'utiliser un matériau plus léger que l'acier à roulement qui est classiquement utilisé, par exemple à base de matériau composite. Mais, ce remplacement se fait au détriment de la résistance mécanique et il n'est donc envisageable qu'au niveau des parties du palier les 3021719 2 moins contraintes mécaniquement, tel que le flasque de fixation lorsqu'il n'est pas sollicité par les pressions de roulement des corps roulants. Toutefois, même pour le flasque de fixation, l'utilisation d'un matériau composite 5 pose problème en ce qu'il est susceptible de fluer sous l'effet de la pression de l'élément roulant sur lui, ce qui nuit à la fiabilité dans le temps de la fixation et/ou du centrage sur ledit flasque. L'invention a pour but de perfectionner l'art antérieur en proposant notamment 10 un moyeu de palier à roulement dont le compromis entre la masse et la résistance mécanique est optimisé pour l'application considérée, notamment relativement à la fiabilité dans le temps de la fixation et/ou du centrage d'un élément roulant sur le flasque dudit moyeu.To solve these problems, it has been proposed to use a material lighter than rolling steel which is conventionally used, for example based on composite material. However, this replacement is to the detriment of the mechanical strength and it is therefore only possible at the level of the parts of the bearing 3021719 2 less mechanically constrained, such as the flange attachment when not requested by the rolling pressures of rolling bodies. However, even for the fixing flange, the use of a composite material 5 is problematic in that it is likely to flow under the effect of the pressure of the rolling element on it, which affects the reliability in the time of fixing and / or centering on said flange. The object of the invention is to improve the prior art by proposing in particular a rolling bearing hub whose compromise between the mass and the mechanical strength is optimized for the application in question, particularly with regard to the reliability over time of the fixing and / or centering a rolling element on the flange of said hub.
15 A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose un moyeu de palier à roulement comprenant un fût et un flasque de fixation qui est associé autour dudit fût, ledit flasque présentant une paroi externe sur laquelle s'étend une structure de centrage sur au moins une portée de laquelle un élément est destiné à être monté pour être fixé audit moyeu, ledit flasque étant équipé d'un manchon qui 20 est fixé sur la paroi externe en s'étendant au moins autour de la portée de la structure de centrage. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un palier à roulement pour le montage en rotation relative de deux éléments, ledit palier comprenant un tel 25 moyeu et un organe extérieur disposé autour dudit moyeu, ledit organe extérieur et ledit moyeu portant chacun au moins une piste de roulement qui sont disposées en regard pour réaliser au moins un chemin de roulement dans lequel une rangée de corps roulants est disposée afin de permettre la rotation relative du moyeu et de l'organe extérieur.To this end, according to a first aspect, the invention proposes a rolling bearing hub comprising a barrel and an attachment flange which is associated around said barrel, said flange having an outer wall on which a centering structure extends. on at least one span of which an element is intended to be mounted to be fixed to said hub, said flange being provided with a sleeve which is fixed on the outer wall extending at least around the bearing surface of the centering. According to a second aspect, the invention proposes a rolling bearing for the relative rotational mounting of two elements, said bearing comprising such a hub and an outer member disposed around said hub, said outer member and said hub each bearing at least one rolling track which are disposed facing to achieve at least one raceway in which a row of rolling bodies is arranged to allow the relative rotation of the hub and the outer member.
30 Selon un troisième aspect, l'invention propose un montage d'un élément roulant de véhicule automobile au moyen d'un tel palier à roulement, ledit élément étant fixé au moyeu en présentant un alésage qui est disposé sur la structure de 3021719 3 centrage avec au moins une partie du manchon interposée entre ladite structure et ledit alésage. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui 5 suit, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 représente en perspective un moyeu d'un palier à roulement selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 1 a étant une vue agrandie d'une partie de la figure 1 ; - la figure 2 représente en perspective le manchon équipant le moyeu de la 10 figure 1 ; - la figure 3 représente en coupe longitudinale le moyeu de la figure 1. En relation avec ces figures, on décrit ci-dessous un palier à roulement pour le montage en rotation relative de deux éléments, ledit palier comprenant un moyeu 15 1 et un organe extérieur disposé autour dudit moyeu. Dans la description, les termes « extérieur » et « intérieur » sont définis par rapport à l'axe de rotation du palier, respectivement pour une localisation éloignée et proche dudit axe. Dans le mode de réalisation représenté, le palier est destiné au montage d'un 20 élément roulant de véhicule automobile sur un élément de suspension dudit véhicule, ledit élément roulant comprenant notamment une roue et un disque de frein. Pour ce faire, le moyeu 1 comprend un fût 2 monté tournant dans l'organe 25 extérieur et autour duquel est associé un flasque 3 de fixation de l'élément roulant, l'organe extérieur présentant des moyens d'association à un élément de suspension du véhicule. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à une telle application et peut s'appliquer à un montage dans lequel l'organe extérieur est tournant et le moyeu 1 est fixe.According to a third aspect, the invention proposes a mounting of a motor vehicle rolling element by means of such a rolling bearing, said element being fixed to the hub by having a bore which is arranged on the centering structure. with at least a portion of the sleeve interposed between said structure and said bore. Other objects and advantages of the invention will appear in the description which follows, with reference to the appended figures, in which: FIG. 1 represents in perspective a hub of a rolling bearing according to an embodiment of the invention. the invention, Figure 1a being an enlarged view of a portion of Figure 1; - Figure 2 shows in perspective the sleeve equipping the hub of Figure 1; FIG. 3 represents in longitudinal section the hub of FIG. 1. In relation to these figures, a rolling bearing is described below for the relative rotational mounting of two elements, said bearing comprising a hub 1 and an element exterior disposed around said hub. In the description, the terms "outside" and "inside" are defined relative to the axis of rotation of the bearing, respectively for a remote location and close to said axis. In the embodiment shown, the bearing is intended for mounting a motor vehicle rolling element on a suspension element of said vehicle, said rolling element comprising in particular a wheel and a brake disk. To do this, the hub 1 comprises a shaft 2 rotatably mounted in the outer member and around which is associated a flange 3 for fixing the rolling element, the outer member having means of association with a suspension element of the vehicle. However, the invention is not limited to such an application and can be applied to a mounting in which the outer member is rotatable and the hub 1 is fixed.
30 De façon avantageuse, la périphérie du fût 2 est agencée pour permettre le montage en rotation autour d'elle d'au moins un organe extérieur du palier à roulement. En particulier, la périphérie du fût 2 et l'organe extérieur portent 3021719 4 chacun au moins une piste de roulement 4 qui sont disposées en regard pour réaliser au moins un chemin de roulement dans lequel une rangée de corps roulants est disposée afin de permettre la rotation relative du moyeu 1 dans l'organe extérieur.Advantageously, the periphery of the barrel 2 is arranged to allow the rotational mounting around it of at least one outer member of the rolling bearing. In particular, the periphery of the barrel 2 and the outer member each carry at least one rolling track 4 which are arranged facing each other to make at least one raceway in which a row of rolling bodies is arranged in order to allow the relative rotation of the hub 1 in the outer member.
5 Dans le mode de réalisation représenté, le fût 2 présente une piste de roulement externe 4 et une portée interne 5 destinée à recevoir une bague sur laquelle une piste de roulement interne est formée, le bord libre 6 de ladite portée pouvant être replié pour former une collerette de précharge axiale de ladite bague sur la 10 périphérie du fût 2. Dans la description, les termes « externe » et « interne » sont définis par rapport au montage du palier sur le véhicule, respectivement à gauche et à droite sur la figure 3. Le fût 2 et le flasque 3 de fixation sont réalisés en deux pièces qui peuvent être 15 chacune optimisées, notamment au niveau du matériau les constituant, relativement aux efforts mécaniques auxquels elles doivent résister. De façon avantageuse, le fût 2 peut être réalisé dans un matériau métallique, notamment en acier à roulement de type 100Cr6, pour supporter les pressions de contact de roulement, et, pour optimiser le poids du palier tout en supportant les contraintes 20 mécaniques venant de l'élément roulant, le flasque 3 de fixation peut être réalisé à base d'un matériau composite formé d'une résine polymère chargée, par exemple à base d'une résine époxy chargée en fibres de carbone. En outre, le flasque 3 peut présenter des évidements qui sont agencés pour diminuer son poids sans compromettre sa tenue mécanique.In the embodiment shown, the drum 2 has an outer raceway 4 and an inner bearing surface 5 for receiving a ring on which an inner raceway is formed, the free edge 6 of said bearing being foldable to form an axial precharge collar of said ring on the periphery of the barrel 2. In the description, the terms "external" and "internal" are defined relative to the mounting of the bearing on the vehicle, respectively left and right in the figure 3. The barrel 2 and the fixing flange 3 are made in two pieces which can each be optimized, especially at the material constituting them, relative to the mechanical forces to which they must resist. Advantageously, the barrel 2 can be made of a metallic material, in particular of 100Cr6 type bearing steel, to withstand the rolling contact pressures, and, to optimize the weight of the bearing while supporting the mechanical stresses coming from the rolling element, the fixing flange 3 can be made based on a composite material formed of a filled polymer resin, for example based on an epoxy resin loaded with carbon fibers. In addition, the flange 3 may have recesses which are arranged to reduce its weight without compromising its mechanical strength.
25 Selon une réalisation, le fût 2 présente une bride 7 d'association sur laquelle le flasque 3 est surmoulé, ledit fût présentant un alésage 8 dans lequel une extension interne 9 du flasque 3 est associée afin d'améliorer la cohésion du moyeu 1. Dans le cas du montage d'un élément roulant comprenant une roue 30 motrice, l'alésage 8 peut être équipé de cannelures d'entraînement en rotation du moyeu 1 par l'intermédiaire d'un arbre moteur.According to one embodiment, the barrel 2 has a flange 7 of association on which the flange 3 is overmolded, said barrel having a bore 8 in which an internal extension 9 of the flange 3 is associated to improve the cohesion of the hub 1. In the case of mounting a rolling element comprising a driving wheel, the bore 8 may be provided with splines for rotating the hub 1 by means of a motor shaft.
3021719 5 Le flasque 3 s'étend radialement entre une paroi externe 10 et une paroi interne 11 en présentant des conduits 12 de fixation de l'élément roulant au moyeu 1, lesdits conduits débouchant de part et d'autre dans lesdites parois. La bride 7 s'étend radialement depuis le bord interne du fût 2 en présentant d'une seule 5 pièce des inserts 13a qui sont surmoulés dans les conduits 12, au moins certains desdits inserts portant des moyens de fixation de l'élément roulant. Dans le mode de réalisation représenté, la bride 7 présente cinq inserts 13a de fixation par vissage de l'élément roulant et un insert 13b d'indexation de la 10 position angulaire de l'élément roulant sur ledit flasque, lesdits inserts étant répartis angulairement sur la paroi externe 10 et l'insert 13b étant rapporté dans un conduit 12. De façon avantageuse, chacun des inserts 13a, 13b présente un jonc extérieur 14 qui est agencé pour fiabiliser l'accrochage axial des conduits 12 autour desdits inserts, et donc la cohésion du moyeu 1.The flange 3 extends radially between an outer wall 10 and an inner wall 11 having ducts 12 for fixing the rolling element to the hub 1, said ducts opening on either side into said walls. The flange 7 extends radially from the inner edge of the barrel 2 by presenting in one piece inserts 13a which are overmolded in the ducts 12, at least some of said inserts carrying means for fixing the rolling element. In the embodiment shown, the flange 7 has five inserts 13a for fixing the rolling element by screwing and an insert 13b for indexing the angular position of the rolling element on said flange, said inserts being angularly distributed on the outer wall 10 and the insert 13b being attached in a duct 12. Advantageously, each of the inserts 13a, 13b has an outer ring 14 which is arranged to make the axial fastening of the ducts 12 more reliable around said inserts, and thus the Cohesion of the hub 1.
15 Le flasque 3 comprend une structure 15 de centrage qui s'étend sur la paroi externe 10, ladite structure présentant au moins une portée 16a-16c sur laquelle l'élément roulant est destiné à être monté pour être fixé au moyeu 1. En particulier, la structure 15 de centrage présente une géométrie tubulaire qui 20 s'étend axialement autour de l'alésage 8, l'élément roulant présentant un alésage qui est disposé sur ladite structure en assurant une concentricité parfaite du montage dudit élément roulant sur le flasque 3 avant sa fixation par vissage dans les inserts 13a.The flange 3 comprises a centering structure 15 which extends on the outer wall 10, said structure having at least one bearing surface 16a-16c on which the rolling element is intended to be mounted to be fixed to the hub 1. In particular the centering structure 15 has a tubular geometry which extends axially around the bore 8, the rolling element having a bore which is disposed on said structure ensuring a perfect concentricity of the mounting of said rolling element on the flange 3 before fixing it by screwing into the inserts 13a.
25 Dans l'application considérée, la structure 15 de centrage peut présenter deux portées annulaires respectivement distale 16a et proximale 16b qui s'étendent axialement suivant respectivement un diamètre en étant raccordées par une portée radiale 16c, la portée distale 16a de plus petit diamètre permettant le centrage de la jante et la portée proximale 16b celui du disque de frein.In the application under consideration, the centering structure 15 may have two respectively distal 16a and proximal annular bearing surfaces 16b which extend axially respectively along a diameter while being connected by a radial bearing surface 16c, the smaller diameter distal bearing surface 16a allowing the centering of the rim and the proximal bearing 16b that of the brake disc.
30 Le flasque 3 est équipé d'un manchon 17 qui est fixé sur la paroi externe 10 du flasque 3, ledit manchon s'étendant au moins autour de la portée 16a-16c de la 3021719 6 structure 15 de centrage. Ainsi, au moins une partie du manchon 17 est interposée entre la structure 15 de centrage et l'alésage de l'élément roulant. En prévoyant que le manchon 17 soit réalisé dans un matériau résistant, par 5 exemple à base d'une tôle en matériau métallique, on garantit ainsi la stabilité dimensionnelle de la structure 15 de centrage relativement aux contraintes subies, notamment de fluage du matériau composite formant ladite structure, afin de fiabiliser dans le temps la fixation et/ou le centrage de l'élément roulant sur le flasque 3, et ce en limitant l'augmentation de poids du fait du caractère localisé 10 du manchon 17. Dans le mode de réalisation représenté, le manchon présente deux parties tubulaires 17a, 17b qui recouvrent respectivement les portées 16a, 16b et une couronne de liaison 17c recouvrant la portée radiale 16c. En outre, le manchon 15 17 présente une couronne extérieure 18 qui recouvre au moins une zone de la paroi externe 10 qui s'étend autour de la structure 15 de centrage. Ainsi, lorsque l'élément roulant est fixé en appui sur la paroi externe 10 du flasque 3, au moins une partie du manchon 17 est interposée entre ledit élément et ladite 20 paroi externe pour pouvoir protéger ladite paroi, notamment relativement aux risques de déformations par fluage. En particulier, la couronne extérieure 18 peut s'étendre sur sensiblement toute la paroi externe 10 en prévoyant qu'elle présente des échancrures 19 dans lesquelles respectivement un conduit 12 de fixation débouche.The flange 3 is provided with a sleeve 17 which is fixed on the outer wall 10 of the flange 3, said sleeve extending at least around the bearing surface 16a-16c of the centering structure. Thus, at least a portion of the sleeve 17 is interposed between the centering structure 15 and the bore of the rolling element. Providing that the sleeve 17 is made of a resistant material, for example based on a sheet of metallic material, the dimensional stability of the centering structure 15 is thus guaranteed with respect to the stresses undergone, in particular the creep of the composite material forming said structure, in order to make reliable in time the fixing and / or the centering of the rolling element on the flange 3, and this by limiting the increase in weight due to the localized nature of the sleeve 17. In the embodiment shown, the sleeve has two tubular portions 17a, 17b which respectively cover the bearing surfaces 16a, 16b and a connecting ring 17c covering the radial bearing surface 16c. In addition, the sleeve 17 has an outer ring 18 which covers at least one area of the outer wall 10 which extends around the centering structure. Thus, when the rolling element is fixed bearing on the outer wall 10 of the flange 3, at least a portion of the sleeve 17 is interposed between said element and said outer wall in order to protect said wall, particularly with respect to the risk of deformation by creep. In particular, the outer ring 18 can extend over substantially the entire outer wall 10 by providing that it has notches 19 in which respectively a conduit 12 fastening opens.
25 Par ailleurs, cette réalisation permet, lorsque le manchon 17 est réalisé en matériau métallique, de pouvoir utiliser un outillage aimanté pour prendre en charge le moyeu 1 au niveau de la paroi externe 10 du flasque 3, notamment en vue de sa manipulation sur la chaine de fabrication du palier à roulement, par 30 exemple pour réaliser les opérations de rectification de la périphérie du fût 2. Le manchon 17 peut être surmoulé sur le flasque 3, notamment lors de la même étape de surmoulage que celle du fût 2 par ledit flasque. De façon avantageuse, 3021719 7 le manchon 17 présente une paroi interne dont l'état de surface est agencé pour améliorer sa fixation au flasque 3 par ancrage de la matière dudit flasque sur ladite paroi. En particulier, au moins la surface interne du manchon 17 peut avoir subi au moins un traitement choisi parmi le fraisage, le grenaillage, le meulage, 5 le sablage, le tournage.Moreover, this embodiment makes it possible, when the sleeve 17 is made of metallic material, to be able to use a magnetized tooling to support the hub 1 at the level of the outer wall 10 of the flange 3, in particular with a view to its manipulation on the production line of the rolling bearing, for example to carry out the grinding operations of the periphery of the barrel 2. The sleeve 17 may be molded onto the flange 3, in particular during the same overmolding step as that of the barrel 2 by said flange. Advantageously, the sleeve 17 has an inner wall whose surface state is arranged to improve its attachment to the flange 3 by anchoring the material of said flange on said wall. In particular, at least the inner surface of the sleeve 17 may have undergone at least one treatment selected from milling, shot blasting, grinding, sanding, turning.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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