FR3034152A1 - Palier comprenant une bague d'usure surmoulee, et procede de fabrication associe - Google Patents

Palier comprenant une bague d'usure surmoulee, et procede de fabrication associe Download PDF

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Abstract

Le palier comprend une bague intérieure 14, une bague extérieure 16 et une bague d'usure 24 réalisée en matériau synthétique et fixée sur l'une desdites bagues 16. La bague d'usure 24 est surmoulée sur au moins une face 26 de ladite bague. Ladite face comprend au moins un moyen de retenue 28 recouvert par le matériau synthétique de la bague d'usure 24 et conformé pour permettre à la fois la retenue axiale et la retenue angulaire de la bague d'usure relativement à ladite bague par complémentarité de forme avec ladite bague d'usure.

Description

1 Palier comprenant une bague d'usure surmoulée, et procédé de fabrication associé La présente invention concerne le domaine des paliers, notamment celui des paliers à roulement utilisés dans les dispositifs de butée de débrayage destinés à agir sur le diaphragme d'un embrayage, en particulier pour véhicule automobile.
De tels dispositifs comportent un palier à roulement dont une des bagues est tournante et l'autre est fixe, la bague tournante étant munie d'une surface d'attaque radiale destinée à venir en contact avec l'extrémité des doigts du diaphragme de l'embrayage. Un élément de manoeuvre non tournant supporte le palier à roulement et, sous l'action d'un organe de commande (mécanique, électrique ou hydraulique), vient déplacer axialement le palier pour faire appuyer la surface d'attaque de la bague tournante contre le diaphragme de l'embrayage et actionner le mécanisme d'embrayage. Afin de limiter l'usure par frottement entre les doigts du diaphragme et la bague tournante lors de manoeuvres de débrayage et d'embrayage, il est possible de fixer sur ladite bague tournante une bague d'usure en matière polymère. Pour plus de détails sur une telle bague d'usure, on pourra par exemple se référer à la demande de brevet FR-A1-2 883 347.
Dans le palier décrit dans ce document antérieur, un flasque serti sur la bague tournante est prévu pour assurer la retenue de la bague d'usure sur ladite bague. Toutefois, cette solution présente l'inconvénient d'augmenter le nombre de composants du palier à fabriquer, à stocker et à assembler.
La présente invention vise à remédier à cet inconvénient.
3034152 2 Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un palier pour dispositif de butée de débrayage présentant un nombre de composants réduit et facile à fabriquer. La présente invention vise encore à prévoir un palier présentant 5 une bonne sûreté de fonctionnement. Dans un mode de réalisation, le palier comprend une bague intérieure, une bague extérieure et une bague d'usure réalisée en matériau synthétique et fixée sur l'une desdites bagues. La bague d'usure est surmoulée sur au moins une face de ladite bague. Ladite 10 face de ladite bague comprend au moins un moyen de retenue recouvert par le matériau synthétique de la bague d'usure et conformé pour permettre à la fois la retenue axiale et la retenue angulaire de la bague d'usure relativement à ladite bague par complémentarité de forme avec ladite bague d'usure.
15 Le surmoulage de la bague d'usure sur ladite bague favorise l'obtention d'une bonne solidarisation entre ces deux bagues. En outre, le ou les moyens de retenue de la face de ladite bague assurent la retenue axiale et la retenue angulaire de la bague d'usure relativement à ladite bague. Chaque moyen de retenue assure donc une double 20 fonction de retenue ou d'accrochage dans le sens axial et de dans le sens circonférentiel. Le risque de désolidarisation axiale et de rotation de la bague d'usure relativement à ladite bague est limité. De préférence, ledit moyen de retenue comprend deux bords latéraux opposés pour la retenue angulaire de la bague d'usure et au 25 moins une face frontale pour la retenue axiale de ladite bague d'usure, lesdits bords latéraux et ladite face frontale étant recouverts par le matériau synthétique de la bague d'usure. Ledit moyen de retenue peut être obtenu par déformation locale de matière de ladite bague. Ledit moyen de retenue peut être formé sur 30 ladite face de ladite bague en étant réalisé monobloc avec ladite bague. Dans un mode de réalisation, ledit moyen de retenue comprend une nervure s'étendant en saillie par rapport à ladite face de ladite bague et noyée à l'intérieur du matériau synthétique de ladite bague 3034152 3 d'usure. La nervure peut s'étendre radialement en saillie par rapport à ladite face de ladite bague. Dans un mode de réalisation, ledit moyen de retenue est ménagé sur une portion axiale de ladite bague.
5 Dans un mode de réalisation, ledit moyen de retenue est ménagé sur face externe de ladite bague. Ladite face de ladite bague peut comprendre en outre au moins une encoche non débouchante s'étendant à partir dudit moyen de retenue et à l'intérieur de laquelle pénètre le matériau synthétique de 10 la bague d'usure. De préférence, ladite encoche comprend deux bords latéraux recouverts par le matériau synthétique de la bague d'usure. Ladite face de ladite bague peut également comprendre une gorge annulaire à partir du fond de laquelle s'étend ledit moyen de retenue et à l'intérieur de laquelle pénètre le matériau synthétique de 15 la bague d'usure. Le palier peut comprendre au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre lesdites bagues. L'invention concerne également un ensemble comprenant un palier tel que défini précédemment et un élément de manoeuvre 20 supportant le palier. L'ensemble peut être un dispositif de butée de débrayage. L'ensemble peut encore être un véhicule automobile comprenant le dispositif de butée de débrayage. L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'un palier du type comprenant une bague intérieure et une bague 25 extérieure, dans lequel une bague d'usure est fixée sur l'une desdites bagues. Au moins un moyen de retenue est formé localement sur une face de ladite bague par repoussage local de matière. La bague d'usure est surmoulée au moins sur ladite face de ladite bague de sorte à recouvrir entièrement ledit moyen de retenue 30 La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d'un palier à roulement selon un exemple de réalisation de l'invention, 3034152 4 - la figure 2 est une vue en perspective d'une bague extérieure du palier de la figure 1, et - la figure 3 est une vue de détail de la figure 2. Sur la figure 1, un palier à roulement, référencé 10 dans son 5 ensemble, est destiné à être utilisé dans un dispositif de butée de débrayage prévu pour agir sur le diaphragme 12 d'un embrayage, en particulier pour véhicule automobile. Sur la figure, le diaphragme 12 est illustré partiellement et représenté en pointillés. Le diaphragme 12 comprend une pluralité de doigts 12a espacés dans le sens 10 circonférentiel. Le palier 10 à roulement est destiné à être monté sur un élément de manoeuvre (non représenté) du dispositif de butée de débrayage associé et est prévu pour se déplacer axialement. Le palier 10 à roulement, d'axe 10a, comprend une bague intérieure 14 non tournante, une bague extérieure 16 tournante, une 15 rangée d'éléments roulants 18, réalisés ici sous forme de billes, et disposés radialement entre des chemins de roulement ménagés sur lesdites bagues, une cage 20 pour le maintien de l'espacement circonférentiel régulier des éléments roulants 18, et un joint d'étanchéité 22 annulaire fixé sur la bague extérieure. Un espace de 20 roulement (non référencé) est délimité radialement entre les bagues intérieure 14 et extérieure 16. A l'intérieur de l'espace de roulement sont logés les éléments roulants 18 et la cage 20 de maintien associée. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le palier 10 comprend en outre une bague d'usure 24 surmoulée sur la bague 25 extérieure 16 et prévue pour venir axialement en contact contre le diaphragme 12 de l'embrayage. La bague intérieure 14, d'axe 10a, à paroi mince peut avantageusement être réalisée par emboutissage d'une tôle, par exemple en acier. La bague intérieure 14 est réalisée en une seule 30 pièce. La bague intérieure 14 comprend une portion toroïdale 14a présentant en section droite un profil interne concave en quart de cercle formant la piste ou chemin de roulement de ladite bague pour les éléments roulants 18. La bague intérieure 14 comprend également une portion axiale 14b annulaire prolongeant un bord de grand 3034152 5 diamètre de la portion toroïdale 14a axialement à l'opposé de la bague extérieure 16. La bague intérieure 14 comprend encore une portion radiale 14c annulaire prolongeant un bord de petit diamètre de la portion toroïdale 14a et s'étendant radialement vers l'intérieur. La 5 portion radiale 14c est située axialement à l'opposé de la portion axiale 14b par rapport à la portion toroïdale 14a. La bague extérieure 16, d'axe 10a, à paroi mince peut également être avantageusement réalisée par emboutissage d'une tôle, par exemple en acier. La bague extérieure 16 est réalisée en une seule 10 pièce. La bague extérieure 16 comprend une portion toroïdale 16a présentant en section droite un profil interne concave en quart de cercle formant la piste ou chemin de roulement de ladite bague pour les éléments roulants 18. La portion toroïdale 16a est prolongée à chaque extrémité par des portions axiales 16b, 16c annulaires. La 15 portion axiale 16b prolonge un bord de grand diamètre de la portion toroïdale 16a et entoure radialement la portion toroïdale 14a de la bague intérieure. La portion axiale 16c prolonge un bord de petit diamètre de la portion toroïdale 16a axialement à l'opposé de la portion axiale 16b. La bague extérieure 16 comprend également une 20 portion radiale 16d annulaire prolongeant radialement vers l'intérieur la portion axiale 16c. La bague extérieure 16 comprend une face externe 26 qui est orientée vers l'extérieur du palier, i.e. du côté opposé aux éléments roulants 18, et contre laquelle est montée en appui la bague d'usure 25 24. La face externe 26 est formée par la surface extérieure des portions 16a à 16c de la bague extérieure et la surface frontale de la portion radiale 16d qui est orientée du côté du diaphragme 12. La bague extérieure 16 comprend une pluralité de nervures 28 ménagées sur la portion axiale 16c et s'étendant vers l'extérieur. Les 30 nervures 28 s'étendent radialement vers l'extérieur par rapport à la surface extérieure de la portion axiale 16c. Les nervures 28 sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, de préférence de manière régulière. Les nervures 28 sont identiques entre elles. Les nervures 28 peuvent par exemple être au nombre de 3034152 6 quatre. En variante, il est possible de prévoir un nombre différent de nervures, par exemple une, deux, ou trois voire cinq ou plus. Comme illustré plus visiblement aux figures 2 et 3, chaque nervure 28 forme localement une protubérance s'étendant radialement 5 par rapport à la face externe 26 de la bague extérieure, et plus précisément par rapport à la surface extérieure de la portion axiale 16c. Les nervures 28 sont venues de matière avec la bague extérieure 16, i.e. réalisées monoblocs. Chaque nervure 28 comprend une surface externe 28a décalée radialement vers l'extérieur par rapport à la 10 surface extérieure de la portion axiale 16c, et deux bords latéraux 28b, 28c opposés délimitant dans le sens circonférentiel ladite surface externe et ladite nervure. Les bords latéraux 28b, 28c sont en saillie par rapport à la surface extérieure de la portion axiale 16c. Chaque nervure 28 s'étend sur un secteur angulaire limité, par exemple 15 compris entre 5° et 10°. Chaque nervure 28 comprend également deux faces frontales 28d, 28e opposées délimitant dans le sens axial la surface externe 28a et ladite nervure. Les faces frontales 28d, 28e délimitent l'épaisseur axiale de la nervure 28. Les faces frontales 28d, 28e sont en saillie par 20 rapport à la surface extérieure de la portion axiale 16c. La face frontale 28d forme une face avant de la nervure et la face frontale 28e forme une face arrière de ladite nervure. On entend ici par « face avant », la face de la nervure 28 orientée axialement du côté extérieur du palier, i.e. du côté du diaphragme 12, et par « face arrière », la face 25 de la nervure axialement opposée à la face avant. La bague extérieure 16 comprend encore une pluralité d'encoches 30 non débouchantes ménagées sur la portion axiale 16c et s'étendant chacune axialement vers l'extérieur à partir d'une des nervures 28. Les encoches 30 sont identiques entre elles. Comme cela 30 sera décrit plus en détail par la suite, chaque encoche 30 et la nervure 28 associée sont obtenues lors d'une opération de repoussage local de la matière de la bague extérieure 16. Chaque encoche 30 s'étend axialement vers l'extérieur à partir de la face frontale 28d avant de la nervure associée. Chaque encoche 3034152 7 30 s'étend radialement à partir de la face externe 26 de la bague extérieure, et plus précisément à partir de la surface extérieure de la portion axiale 16c. Chaque encoche 30 s'étend radialement dans l'épaisseur de la bague extérieure sans déboucher sur une face interne 5 de ladite bague opposée à la face externe. Chaque encoche 30 comprend une paroi de fond 30a décalée radialement vers l'intérieur par rapport à la face externe 26 de la bague extérieure, et deux bords latéraux 30b, 30c opposés délimitant dans le sens circonférentiel ladite paroi de fond et ladite encoche. Les bords latéraux 30b, 30c relient la 10 paroi de fond 30a à la face externe 26. Les bords latéraux 30b, 30c sont en retrait par rapport à la face externe 26. Les bords latéraux 30b, 30c de chaque encoche prolongent axialement respectivement les bords latéraux 28b, 28c de la nervure associée. Dans l'exemple de réalisation illustré, la bague extérieure 16 15 comprend également une gorge 32 annulaire ménagée sur la portion axiale 16c et dirigée radialement vers l'extérieur. Les nervures 28 s'étendent radialement vers l'extérieur à partir d'une paroi de fond (non référencée) de la gorge 32. En variante, la bague extérieure 16 pourrait être dépourvue d'une telle gorge.
20 En se référant de nouveau à la figure 1, le joint d'étanchéité 22 est fixé sur la bague extérieure 16 et exerce une étanchéité dynamique avec la bague intérieure 14. On entend par « étanchéité dynamique », une étanchéité entre deux pièces ayant un mouvement relatif. Le joint d'étanchéité 22 est ici fixé dans l'alésage de la portion axiale 16b de 25 la bague extérieure et vient frotter contre la surface extérieure de la portion axiale 14b de la bague intérieure. La bague d'usure 24 est prévue pour coopérer par contact avec le diaphragme 12. La bague d'usure 24 est réalisée monobloc. La bague d'usure 24 est réalisée dans un matériau synthétique. A titre 30 indicatif, la bague d'usure 24 peut être réalisée par exemple en polyamide chargé ou non de fibres minérales ou de carbone. La bague d'usure 24 comprend un corps 24a annulaire monté en appui contre la face externe 26 de la bague extérieure 16. Le corps 24a recouvre partiellement la face externe 26. Dans l'exemple de 3034152 8 réalisation illustré, le corps 24a recouvre la portion radiale 16d, la portion axiale 16c et la portion toroïdale 16a de la bague extérieure du côté extérieur du palier. Le corps 24a recouvre entièrement les nervures 28. Le corps 24a délimite une surface d'attaque ou d'appui 5 frontale prévue pour coopérer axialement par contact avec les doigts 12a du diaphragme. Le diaphragme 12 vient en appui contre le corps 24a de la bague d'usure axialement du côté opposé à la bague extérieure 16. Comme indiqué précédemment, la bague d'usure 24 est 10 surmoulée sur la bague extérieure 16. Il en résulte une excellente solidarisation de ces deux pièces, qui est en outre renforcée grâce aux nervures 28 de la bague extérieure qui sont recouvertes par le matériau synthétique de la bague d'usure 24. Lors du surmoulage, une pluralité de rainures 24b en complémentarité de forme avec les nervures 28 est 15 formée dans l'alésage de la bague d'usure 24. Chaque nervure 28 s'engage à l'intérieur de la rainure 24b complémentaire associée. Les bords latéraux 28b, 28c de chaque nervure sont recouverts par le matériau synthétique de la bague d'usure 24 lors du surmoulage. Les bords latéraux 28b, 28c de chaque nervure assurent la retenue 20 angulaire de la bague d'usure 24 par rapport à la bague extérieure 16. Les bords latéraux 28b, 28c de chaque nervure forment des bords de blocage ou d'anti-rotation de la bague d'usure 24. Chaque nervure 28 est noyée à l'intérieur du matériau synthétique de la bague d'usure 24. En outre, lors du surmoulage, la matière synthétique de la 25 bague d'usure pénètre à l'intérieur des encoches 30 de la bague extérieure et forme dans l'alésage de la bague d'usure 24 une pluralité de protubérances (non référencées) par complémentarité de forme. Les bords latéraux 30b, 30c de chaque encoche recouverts par le matériau synthétique de la bague d'usure 24 participent également à l'anti- 30 rotation de ladite bague d'usure. Par ailleurs, la face frontale 28e arrière de chaque nervure également recouverte par le matériau synthétique de la bague d'usure 24 assure la retenue axiale de ladite bague d'usure sur la bague extérieure 16. Lors du surmoulage de la bague d'usure 24, un rebord 3034152 9 24c annulaire est formé dans l'alésage de ladite bague. Le rebord 24c recouvre la face frontale 28e de chaque nervure et s'étend radialement en saillie vers l'intérieur par rapport à la surface externe 28a de ladite nervure. La retenue axiale de la bague d'usure 24 sur la bague 5 extérieure 16 est assurée par complémentarité de forme entre le rebord 24c annulaire d'accrochage de la bague d'usure et les nervures 28 de la bague extérieure. La face frontale 28e de chaque nervure assure l'anti-extraction de la bague d'usure 24 relativement à la bague extérieure 16. La gorge 32 de la bague extérieure remplie par le 10 matériau synthétique de la bague d'usure 24 participe également à la retenue axiale de ladite bague d'usure. Pour réaliser l'assemblage de la bague d'usure 24 sur la bague extérieure 16, on procède de la manière suivante. Au préalable, les nervures 28 sont formées sur la bague extérieure 16. Les nervures 28 15 sont formées par repoussage axial de matière sans enlèvement de copeaux de sorte à provoquer localement un fluage de matière radialement vers l'extérieur. Les nervures 28 sont obtenues par déformations plastiques locales de la face externe 26 de la bague extérieure. Dans l'exemple de réalisation illustré, les nervures 28 sont 20 obtenues par déformations locales de la portion axiale 16c de la bague extérieure. Les encoches 30 sont formées lors de cette étape de repoussage axial de matière. Les nervures 28 et les encoches 30 sont de préférence formées lors des opérations d'emboutissage prévues pour réaliser la bague extérieure 16. Ensuite, lors d'une étape ultérieure, la 25 bague d'usure 24 est surmoulée sur la bague extérieure 16 de sorte à recouvrir en partie la face externe 26 de ladite bague et à recouvrir les nervures 28, les encoches 30 et la gorge 32 comme indiqué précédemment. Dans l'exemple de réalisation illustré, les nervures 28 sont 30 formées par repoussage axial de matière. En variante, les nervures 28 peuvent être formées par repoussage radial de matière, par exemple par encochage de l'intérieur vers l'extérieur de la portion axiale 16c de la bague extérieure. Dans un autre mode de mise en oeuvre, il pourrait être possible de prévoir des déformations locales de la portion radiale 3034152 10 16d de la bague extérieure par repoussage axial de sorte à former également des nervures s'étendant radialement vers l'extérieur sur la portion axiale 16c de ladite bague. Dans ces deux derniers modes de mise en oeuvre, la bague extérieure 16 est dépourvue des encoches 30.
5 Dans l'exemple de réalisation illustré, les moyens de retenue de la bague d'usure 24 sur la bague extérieure sont réalisés sous la forme des nervures 28 s'étendant en saillie par rapport à la face externe 26 de ladite bague extérieure. Alternativement ou en combinaison, les moyens de retenue peuvent comprendre des rainures débouchantes ou 10 non débouchantes formées sur la face externe 26 qui peuvent être pourvues chacune de deux bords latéraux opposés délimitant dans le sens circonférentiel ladite rainure et deux faces frontales avant et arrière opposées délimitant dans le sens axial ladite rainure. Dans ce cas, lors du surmoulage de la bague d'usure, il se forme une pluralité 15 de nervures dans l'alésage de ladite bague d'usure qui s'engagent chacune dans la rainure associée de la bague extérieure. La face frontale avant de chaque rainure assure la retenue axiale de la bague d'usure sur la bague extérieure et les bords latéraux la retenue angulaire sur ladite bague. Les rainures peuvent être obtenues par des 20 repoussages locaux de matière de la bague extérieure dans le sens radial. Dans les exemples de réalisation décrits, les moyens de retenue de la bague d'usure 24 sur la bague extérieure sont ménagés sur la face externe de ladite bague extérieure. En variante, il pourrait être 25 possible de prévoir les moyens de retenue de la bague d'usure sur la face interne de ladite bague extérieure. Dans les exemples de réalisation décrits, la bague extérieure comprend une pluralité de moyens de retenue coopérant avec la bague d'usure. En variante, la bague extérieure peut comprendre un unique 30 moyen de retenue. L'invention a été illustrée sur la base d'un palier à roulement dans lequel la bague d'usure est surmoulée sur la bague extérieure. En variante, la bague d'usure peut être surmoulée sur la bague intérieure lorsque ladite bague intérieure est prévue tournante. L'invention a été 3034152 11 illustrée sur la base d'un palier à roulement pourvu d'une première bague, d'une seconde bague et d'au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre les bagues. En variante, le palier pourrait être un palier lisse ou une rotule.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Palier comprenant une bague intérieure (14), une bague extérieure (16) et une bague d'usure (24) réalisée en matériau synthétique et fixée sur l'une desdites bagues (16), caractérisé en ce que la bague d'usure (24) est surmoulée sur au moins une face (26) de ladite bague, ladite face (26) comprenant au moins un moyen de retenue (28) recouvert par le matériau synthétique de la bague d'usure (24) et conformé pour permettre à la fois la retenue axiale et la retenue angulaire de la bague d'usure relativement à ladite bague par complémentarité de forme avec ladite bague d'usure.
  2. 2. Palier selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen de retenue (28) comprend deux bords latéraux (28b, 28c) opposés pour la retenue angulaire de la bague d'usure et au moins une face frontale (28e) pour la retenue axiale de ladite bague d'usure, lesdits bords latéraux et ladite face frontale étant recouverts par le matériau synthétique de la bague d'usure (24).
  3. 3. Palier selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit moyen de retenue (28) est obtenu par déformation locale de matière de ladite bague.
  4. 4. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen de retenue (28) comprend une nervure s'étendant en saillie par rapport à ladite face (26) de ladite bague et noyée à l'intérieur du matériau synthétique de ladite bague d'usure.
  5. 5. Palier selon la revendication 4, dans lequel la nervure s'étend radialement en saillie par rapport à ladite face (26) de ladite bague.
  6. 6. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen de retenue (28) est ménagé sur une face externe (26) de ladite bague.
  7. 7. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite face (26) de ladite bague comprend en outre au moins une encoche (30) non débouchante s'étendant à partir 3034152 13 dudit moyen de retenue (28) et à l'intérieur de laquelle pénètre le matériau synthétique de la bague d'usure (24).
  8. 8. Palier selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite face (26) de ladite bague comprend une 5 gorge (32) annulaire à partir du fond de laquelle s'étend ledit moyen de retenue et à l'intérieur de laquelle pénètre le matériau synthétique de la bague d'usure (24).
  9. 9. Ensemble comprenant un palier selon l'une quelconque des revendications précédentes et un élément de manoeuvre supportant le 10 palier.
  10. 10. Procédé de fabrication d'un palier du type comprenant une bague intérieure et une bague extérieure, dans lequel une bague d'usure est fixée sur l'une desdites bagues, caractérisé en ce qu'au moins un moyen de retenue est formé localement sur une face de ladite 15 bague par repoussage local de matière, et en ce que la bague d'usure est surmoulée au moins sur ladite face de ladite bague de sorte à recouvrir entièrement ledit moyen de retenue.
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