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FR2727062A1 - Unite de palier de roue - Google Patents

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FR2727062A1
FR2727062A1 FR9513771A FR9513771A FR2727062A1 FR 2727062 A1 FR2727062 A1 FR 2727062A1 FR 9513771 A FR9513771 A FR 9513771A FR 9513771 A FR9513771 A FR 9513771A FR 2727062 A1 FR2727062 A1 FR 2727062A1
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FR
France
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seal body
flange
wheel
bearing unit
rolling
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FR9513771A
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English (en)
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Werner Jacob
Manfred Niederhufner
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GKN Driveline Deutschland GmbH
Original Assignee
Loehr and Bromkamp GmbH
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Abstract

Le palier 9 sert à monter une roue entraînée sur un support 10 autour d'un axe 15. Un roulement à portée oblique avec bague extérieure 20 et plan médian de palier 24 sert pour la fixation sur le support 10. Les voies de roulement intérieures 16, 17 sont usinées dans la surface extérieure 19 d'un corps extérieur 11. Dans le corps extérieur 11 sont formées les rainures extérieures 30 en vis-à-vis des rainures intérieures 35 d'un corps intérieur 34 et qui guident avec une cage 36 des billes 37 pou transmettre le couple. Le corps intérieur 34 bascule par rapport au corps extérieur 11 autour du centre 42. Le plan médian 24 est décalé aussi loin du centre 42 que le cercle de roulement a un diamètre minimum. L'unité est légère et aucune influence négative n'est exercée lors de la transmission du couple sur le montage dans le support 10.

Description

L'invention se rapporte à une unité de palier de roue pour le montage en
rotation d'une roue entraînée sur un support de roue d'un véhicule automobile autour d'un axe de rotation, comportant une bague de palier extérieure pour la fixation sur le support de roue, qui présente deux voies de roulement extérieures parallèles l'une à l'autre pour des corps de roulement, comportant un joint homocinétique en rotation qui comprend un corps de joint extérieur creux et un corps de joint intérieur reçu dans ce dernier en basculement vers tous les côtés autour du centre de joint, les corps présentant des rainures de roulement extérieures et intérieures s'étendant chacune dans des plans méridiens et situées en vis-à-vis, avec des billes reçues entre les deux pour la transmission du couple de rotation, qui sont retenues par une cage, et le corps de joint extérieur possède sur sa surface extérieure deux voies de roulement intérieures parallèles pour les corps de roulement, qui se trouvent en vis-à-vis des voies de roulement extérieures et entre lesquelles sont reçus en roulement les corps de roulement et qui représentent des paires de voies de roulement, et de plus, le plan situé au milieu entre les paires de voies de roulement forme le plan central de palier par rapport auquel le centre de joint est agencé de façon écartée avec un décalage, et le corps de joint extérieur est pourvu d'une bride qui est dirigée radialement vers l'extérieur en éloignement de l'axe de rotation et qui sert à la fixation de la roue et le cas échéant de parties d'un frein de roue, et les rainures de roulement extérieures du corps de joint extérieur sont réalisées sans
contre-dépouille en partant d'une première ouverture voisine de la bride.
Une telle unité de palier de roue est décrite dans le document DE 32 09 690 C1. Dans ce cas, les voies de roulement intérieures sont agencées pour le montage dans le support de roue dans une région axiale de la surface extérieure du corps de joint extérieur, dans laquelle se trouvent également ses rainures de roulement extérieures. Ceci signifie que le cercle de roulement pour les corps de roulement maintenant le corps de joint extérieur dans le support de roue a un diamètre relativement important. Ceci signifie en outre une vitesse périphérique élevée pour les corps de roulement et, en raison de la réalisation en une seule pièce également de la bague de palier extérieure, un faible degré de
remplissage, pour pouvoir assurer le montage des corps de roulement.
En outre, on a besoin par conséquent d'un espace structurel relativement important en direction radiale. Un tel agencement convient uniquement dans le cas o l'on peut utiliser des roues ayant un espace libre radial important. Etant donné que le corps de joint extérieur est en outre fortement sollicité sous le couple de rotation, et qu'il résulte en direction radiale des déformations élastiques de celui-ci, le fonctionnement du palier est ainsi influencé, ou bien, il est nécessaire de prévoir une
épaisseur de matériau relativement importante.
De plus, le document DE-OS 19 02 942 décrit un montage d'une roue de véhicule, dans lequel sur un tronçon de collet cylindrique d'un moyeu est fixée la bague intérieure d'un roulement à billes à portée oblique en deux rangées, dont la bague extérieure est reçue dans le support de roue. Le moyeu possède un talon en forme de bride, depuis lequel dépassent axialement des boulons de roue. Le corps de joint extérieur dun joint homocinétique séparé est fixé sur les boulons de roue. De plus, on a fixé sur ceux-ci en raccordement axial un disque de frein et ensuite le voile de la jante d'une roue. Un tel agencement mène à un nombre considérable de pièces individuelles et à un grand diamètre du corps de joint extérieur. Le poids est relativement élevé à cause de ce mode de construction. L'objectif sous-jacent à l'invention est de réaliser une unité de palier de roue qui présente un faible nombre de composants et un faible poids, qui permet un petit diamètre du cercle de roulement pour les corps de roulement maintenant la roue, et qui exclut une influence de la fonction
de maintien par la transmission du couple de rotation.
Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que le centre de joint est agencé de façon décalée en direction de la bride par rapport au plan central de palier, par le fait qu'un tenon de raccordement ou un arbre relié au corps de joint intérieur sort par une ouverture voisine des voies de roulement intérieures hors du corps de joint extérieur, et par le fait que le décalage est dimensionné de telle sorte que la première voie des deux voies de roulement intérieures est agencée au voisinage de l'extrémité intérieure des raminures de roulement extérieures du corps de
joint exténrieur.
L'avantage de cette solution est que grâce au décalage du centre de joint vers l'extérieur, c'est-à-dire qu'à l'état monté dans un véhicule, il résulte la possibilité de prolonger, en éloignement du différentiel vers la bride de roue, l'arbre intermédiaire entre les centres de flexion de joint des deux joints d'un arbre de joint monté entre la roue et le différentiel, de sorte que pour le même rabattement et débattement maximum de la roue, il s'établit un angle inférieur au niveau des joints. Le décalage est choisi de telle sorte que les voies de roulement du palier de roulement, réalisé sous la forme d'un palier à billes à portée oblique en deux rangées, sont agencées, pour le montage dans le support de roue, sensiblement axialement à côté des rainures de roulement extérieures du corps de joint extérieur, de sorte qu'aucune influence des propriétés de roulement du palier de roulement ne peut apparaître à cause du joint. En outre, grâce à un tel agencement, on peut réduire le diamètre du cercle de roulement du palier à billes à portée oblique en deux rangées. I en résulte dans l'ensemble une unité structurelle légère, et de plus, un montage axial du joint est possible parce qu'on peut introduire le corps de joint intérieur dans le corps de joint extérieur depuis l'extérieur, c'est-à-dire depuis le côté de la bride. Il résulte une application particulièrement avantageuse dans des véhicules à traction arrière par rapport à une réalisation habituelle telle qu'elle est représentée par exemple à l'état de la technique selon le document DE-OS 19 02 942. Dans un tel mode de réalisation, on a prévu des joints homocinétiques à déplacement. En utilisant une unité de palier de roue selon l'invention comportant un joint homocinétique en rotation réalisé sous forme d'un joint fixe dans un mode de construction intégré, le joint du côté transmission peut également être réalisé sous forme de joint fixe, et on choisit un déplacement séparé qui peut être agencé par exemple vers le joint du côté transmission. De telles solutions sont décrites par exemple dans les demandes de brevet allemand P 44 19 373.4 et P 44 19 341.6. En effet, en règle générale, on peut dimensionner des joints homocinétiques fixes plus avantageusement en diamètre que dans le cas de joints homocinétiques qui sont destinés à permettre tant une flexion qu'un déplacement. Grâce aux mesures citées ci-dessus, il est possible de mettre à la disposition suffisamment de place pour l'agencement d'un frein de blocage qui est agencé à l'intérieur d'un pot qui porte le disque de frein pour le frein de service. De préférence, le corps de joint extérieur est réalisé avec la bride en tant que pièce massive, de préférence au cours du formage sans enlèvement de matière avec formage des rainures de roulement extérieures. En variante, il est possible de réaliser le corps de joint extérieur avec la bride en tant que pièce formée en tôle. La bride assure une solidité suffisante du tronçon du corps de joint, dans lequel sont formées les rainures de roulement extérieures. Un tel renforcement est donné en particulier lorsque les rainures de roulement extérieures du corps de joint extérieur sont menées jusque dans une région du corps de joint extérieur, qui est représentée par l'épaisseur de la bride. Les propriétés de solidité peuvent encore être améliorées dans une pièce massive, lorsque la surface extérieure du corps extérieur s'étend en montant en courbe en partant de la première voie de roulement intérieure la plus proche de la bride vers la surface intérieure de la bride en
éloignement de l'axe de rotation.
De préférence, les deux voies de roulement intérieures font partie d'une gorge tournée dans la masse dans la surface extérieure du corps de joint extérieur. Dans ce cas, le diamètre minimum de la gorge tournée dans la masse est égal ou inférieur au diamètre d'un cercle imaginaire qui touche en tangente le fond des rainures de roulement extérieures dans la région
de la première ouverture, depuis laquelle partent lesdites rainures.
Le diamètre du cercle de roulement des corps de roulement du roulement à billes à portée oblique en deux rangées peut encore être réduit par le fait que la bague de palier extérieure présente dans un plan transversal au moins une ligne de séparation réalisée par éclatement. Grâce à la séparation de la bague de palier extérieure, on peut obtenir un degré de remplissage supérieur, de sorte le nombre des points de support du palier est supérieur. Grâce à ceci, on peut réduire le diamètre du palier dans l'ensemble. Afin d'assurer la liberté de mouvement nécessaire du tenon ou de l'arbre raccordé au corps de joint intérieur du joint homocinétique par rapport au corps de joint extérieur lors de la flexion, la chambre creuse du corps de joint extérieur est élargie vers sa seconde ouverture éloignée de la
bride.
De préférence, le corps de joint intérieur est réalisé en une seule pièce avec un tenon de raccordement ou un arbre. La liaison avec l'autre tronçon d'arbre qui mène au second joint de l'arbre latéral ou qui fait partie d'un élément de déplacement, procure un diamètre inférieur, de sorte que ceci mène également à une unité de palier de roue ayant dans l'ensemble un diamètre réduit par rapport à l'état de la technique, dans lequel l'emplacement de séparation s'effectue entre l'arbre raccordé au corps de joint intérieur et le corps de joint intérieur directement au niveau du corps de joint, l'arbre étant enfilé dans un perçage du corps de joint intérieur. Une telle solution mène à une augmentation du diamètre
du corps de joint intérieur.
Un exemple de réalisation et d'application préféré de l'unité de palier de roue conforme à l'invention est illustré schématiquement dans les dessins. Les figures montrent: fig. 1 une vue schématique du système d'entraînement d'un véhicule automobile; fig. 2 une coupe longitudinale à travers une unité de palier de roue, le corps de joint intérieur n'étant pas fléchi par rapport au corps de joint extérieur; et fig. 3 une section transversale 1I-mI selon la fig. 1, le support de roue
n'étant cependant illustré que partiellement.
La fig. 1 illustre le système d'entraînement d'un véhicule automobile 1, par exemple d'une voiture particulière. Celle-ci possède les deux roues avant 2 et les roues arrières 3 associées à l'essieu arrière entraîné. On a agencé dans la région de l'essieu avant le moteur d'entraînement 4 qui entraîne une transmission 5 qui se trouve en liaison via l'arbre longitudinal 6 avec le différentiel 7 de l'essieu arrière. On a raccordé aux deux sorties du différentiel 7 un arbre de joint respectif sous forme des arbres latéraux 8 qui comprennent un premier joint homocinétique agencé près du différentiel 7 et un second joint intégré dans l'unité de palier de roue 9 dans la région de la roue arrière 3 à entraîner. Les deux joints homocinétiques sont reliés par un arbre intermédiaire. Les deux joints homocinétiques peuvent être réalisés sous la forme de joints fixes, de sorte qu'ils permettent seulement des mouvements angulaires, mais non pas des déplacements axiaux, et l'on prévoit alors un élément de déplacement séparé qui est associé à l'arbre intermédiaire agencé entre les deux joints, ou bien qui est intégré partiellement dans le joint
homocinétique appartenant au différentiel 7.
Les figs. 2 et 3 montrent un détail de la fig. I à échelle agrandie, comportant l'unité de palier de roue 9 qui est montée sur le support de roue 10. Le corps de joint extérieur 11 possède une bride 12 à laquelle est raccordé via des boulons de roue 14 un tambour 13 qui reçoit un
frein de blocage ou qui porte le disque de frein pour le frein de service.
Le corps de joint extérieur 11 est agencé en rotation par rapport au support de roue 10 autour de l'axe de rotation 15. A cet effet sert un roulement à billes à portée oblique en deux rangées dont les deux voies de roulement intérieures 16, 17 agencées parallèlement l'une à l'autre
sont usinées dans la surface extérieure 19 du corps de joint extérieur 11.
A cet effet, celui-ci présente une gorge tournée dans la masse 18 présentant le diamètre 33. On a agencé coaxialement autour de la partie du corps de joint extérieur 11, qui présente la gorge 18, une bague de palier extérieure 20 dont la surface extérieure 21 est reçue dans le perçage 25 du support de roue 10. La bague de palier extérieure 20 possède également deux voies de roulement extérieures 22, 23 qui sont agencées parallèlement l'une à l'autre. Des corps de roulement 27 sous forme de billes sont reçus en répartition sur la périphérie par rapport à l'axe de rotation 15 entre une voie de roulement extérieure 22, 23 et une voie de roulement intérieure 16, 17 respectivement. Ceci s'effectue de telle sorte qu'il résulte des lignes de contact agencées sous un angle par
rapport à l'axe de rotation 15.
Les corps de roulement 27 sont maintenus à distance dans une cage 26.
Les deux voies de roulement 16, 22 forment une première paire de voies de roulement, et les deux voies de roulement 17, 23 forment une seconde paire. Au milieu entre les deux paires de voies de roulement 16, 22 et 17, 23 s'étend le plan médian de palier 24. La bague de palier extérieure peut être séparée à un emplacement par exemple par application d'une pression, après qu'elle a été usinée à ses dimensions finales, de sorte qu'il se produit la ligne de séparation 53. Un tel mode d'opération est appelé éclatement. Une unité de palier de roue comportant une bague de palier extérieure éclatée dans un plan radial qui comporte l'axe de rotation 15,
est décrit par exemple dans le document DE 36 43 484 Ai.
Le corps de joint extérieur 11 est réalisé de façon creuse, c'est-à-dire qu'il possède une chambre creuse 32 présentant une première ouverture 28 voisine de la bride 12 et une seconde ouverture 46 éloignée de la bride. On a formé dans la chambre creuse 32 du corps de joint extérieur 11 des rainures de roulement extérieures 30 situées dans des plans méridiens en partant de la première ouverture 28. Les rainures de roulement extérieures 30 présentent dans la région de la première ouverture 28 leur largeur d'ouverture maximale. Le fond des rainures de roulement extérieures 30 est touché en tangente dans la région de la première ouverture 28 par un cercle qui présente le diamètre 29. Les rainures de roulement extérieures 30 s'étendent en partant de la première face d'ouverture 28 en direction de la seconde ouverture 46 sans contre- dépouille, c'est-à-dire que leur fond se rapproche de l'axe de rotation 15. L'extrémité intérieure des rainures de roulement extérieures est désignée par la référence 31. On voit que l'extrémité intérieure 31 se termine, vue en direction axiale depuis la première ouverture 28, devant la gorge 18 dans la surface extérieure 19 du corps de joint
extérieur 11, ou qu'il existe seulement un faible chevauchement.
Cependant, étant donné que le fond se rapproche dans cette région de l'axe de rotation 15, il existe une épaisseur suffisamment grande du matériau entre le fond des raminures de roulement extérieures 30 et de la première voie de roulement intérieure 16 qui se trouve près de la bride 12. La chambre creuse 32 se transforme au niveau du raccordement à l'extrémité 31 des rainures de roulement extérieures 30 tout d'abord en
une région réduite en diamètre, pour subir ensuite un élargissement.
L'élargissement 47 est mené jusqu'à la seconde ouverture 46 du corps de joint extérieur 11. De préférence, le diamètre 33 de la gorge 18 est réalisé de façon égale ou inférieure au diamètre 29 du cercle qui touche en tangente le fond des rainures de roulement extérieures 30 dans la
région de la première ouverture 28.
Le corps de joint intérieur 34 est reçu conjointement avec la cage 36 dans la chambre creuse 32. Le corps de joint intérieur 34 possède des rainures de roulement intérieures 35 qui sont agencées également dans des plans méridiens et qui se trouvent en vis-à-vis d'une rainure de roulement extérieure 30 respective du corps de joint extérieur 11. Toutes les deux reçoivent conjointement une bille 37 respective qui est retenue et guidée par la cage 36. La bille dépasse radialement vers l'extérieur et vers l'intérieur hors des fenêtres de la cage 36. La cage 36 est guidée unilatéralement par une surface de calotte sphérique creuse sur une surface de calotte sphérique du corps de joint intérieur 34. La cage 36 est maintenue par les billes 37 en appui contre le corps de joint intérieur 34. De plus, le corps de joint intérieur 34 présente une surface de commande 38 réalisée sous forme de surface de calotte sphérique creuse dont le centre est centré sur l'axe de rotation 15 ou sur le centre de joint 42. Sur cette surface de commande 38 est guidé un élément de commande 39 qui est réalisé sous forme de tronc de sphère par sa surface extérieure sphérique. L'élément de commande 39 présente en outre une surface plane au moyen de laquelle il est guidé sur une surface d'appui 45 correspondante d'un élément d'appui 40. L'élément d'appui 40 est reçu de façon centrée dans une gorge tournée dans la masse 44 dans la région de la première ouverture 28. De plus, on prévoit un écran d'étranglement 52 qui est réalisé sous forme d'un disque annulaire et qui sert à retenir la graisse dans la région entre le corps de joint extérieur I 1
et le corps de joint intérieur 34 ainsi que les billes 37.
On voit en outre que le corps de joint intérieur 34 peut basculer par le tenon de raccordement 41 raccordé en une seule pièce avec celui-ci autour du centre de joint 42. L'axe longitudinal du tenon de raccordement 41 est désigné par la référence 43. L'axe 43 peut ainsi
prendre une position angulaire par rapport à l'axe de rotation 15.
Un décalage 48 se produit entre le plan médian de palier 24 et le centre de joint 42. Ce décalage est dimensionné de telle sorte que d'une part, la flexion nécessaire du tenon de raccordement 41 peut s'établir par rapport au corps de joint extérieur 11, et ainsi également du corps de joint intérieur 34 par rapport au corps de joint extérieur 11, et que d'autre part, on obtient pour la gorge 18 un diamètre 33 le plus petit possible, afin
d'atteindre une unité structurelle la plus légère possible.
Les rainures de roulement extérieures 30 pénètrent jusque dans la région de l'épaisseur 49 de la bride 12, de sorte que l'on dispose d'une partie de matériau considérable radialement à l'extérieur ou au-dessus du fond des rainures de roulement extérieures 30. De plus, la surface extérieure 19 du corps de joint extérieur 11 est réalisée de telle sorte qu'il en résulte une montée en courbe en partant de la gorge 18 jusqu'à la surface intérieure 50 de la bride 12. Pour étancher l'unité structurelle entre le corps de joint extérieur 11 et le tenon de raccordement 41 sert par
exemple un soufflet 51 qui est seulement suggéré.

Claims (10)

Revendications
1. Unité de palier de roue (9) pour le montage d'une roue entraînée (3) sur un support de roue (10) d'un véhicule automobile (1) en rotation autour d'un axe de rotation (15), comportant une bague de palier extérieure (20) pour la fixation sur le support de roue (10), qui présente deux voies de roulement extérieures (22, 23) parallèles l'une à l'autre pour des corps de roulement (27), comportant un joint homocinétique en rotation qui comprend un corps de joint extérieur creux (11) et un corps de joint intérieur (34) reçu dans ce dernier en basculement vers tous les côtés autour du centre de joint (42), lesdits corps présentant des rainures de roulement extérieures et intérieures (30, 35) s'étendant chacune dans des plans méridiens et situées en vis-à- vis, avec des billes (37) reçues entre les deux pour la transmission du couple de rotation, lesdites billes étant retenues par une cage (36), et le corps de joint extérieur (11) possède sur sa surface extérieure (19) deux voies de roulement intérieures parallèles (16, 17) pour les corps de roulement (27), qui se trouvent en vis-à-vis des voies de roulement extérieures (22, 23) et entre lesquelles sont reçus en roulement les corps de roulement (27) et qui représentent des paires de voies de roulement (16, 22; 17, 23), et o de plus, le plan situé au milieu entre les paires de voies de roulement (16, 22; 17, 23) forme le plan central de palier (24) par rapport auquel le centre de joint (42) est agencé de façon écartée avec un décalage (48), et le corps de joint extérieur (11) est pourvu d'une bride (12) qui est dirigée radialement vers l'extérieur en éloignement de l'axe de rotation (15) et qui sert à la fixation de la roue et le cas échéant de parties d'un frein de roue, et les rainures de roulement extérieures (30) du corps de joint extérieur (11) sont réalisées sans contre-dépouille en partant d'une première ouverture (28) voisine de la bride (12), caractérisée en ce que le centre de joint (42) est agencé de façon décalée (décalage 48) en direction de la bride (12) par rapport au plan central de palier (24), en ce qu'un tenon de raccordement (41) ou un arbre relié au corps de joint intérieur (34) sort par une ouverture (46) voisine des voies de roulement intérieures (16, 17) hors du corps de joint extérieur (11), et en ce que le décalage (48) est dimensionné de telle sorte que la première voie (16) des deux voies de roulement intérieures (16, 17) est agencée au voisinage de l'extrémité intérieure (31) des rainures de roulement
extérieures (30) du corps de joint extérieur (11).
2. Unité de palier de roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de joint extérieur (11) est réalisé avec la bride (12) en tant que partie massive au cours du formage sans enlèvement de matière avec
formation des rainures de roulement extérieures (30).
3. Unité de palier de roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de joint extérieur (11) est réalisé avec la bride (12) en tant
que partie formée en tôle.
4. Unité de palier de roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que les rainures de roulement extérieures (30) du corps de joint extérieur (11) sont menées jusque dans une région du corps de joint extérieur (11),
qui est représentée par l'épaisseur de bride (49).
5. Unité de palier de roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface extérieure (19) du corps de joint extérieur (11) s'étend en montant en courbe en partant de la première voie de roulement intérieure (16) la plus proche de la bride (12) vers la surface intérieure (50) de la
bride (12) en éloignement de l'axe de rotation (15).
6. Unité de palier de roue selon l'une quelconque des revendications 1 à
, caractérisée en ce que les deux voies de roulement intérieures (16, 17) font partie d'une gorge tournée dans la masse (18) dans la surface
extérieure (19) du corps de joint extérieur (11).
7. Unité de palier de roue selon la revendication 5, caractérisée en ce que le diamètre minimum (33) de la gorge tournée dans la masse (18) est égal ou inférieur au diamètre (29) d'un cercle imaginaire qui touche en tangente le fond des rainures de roulement extérieures (30) dans la région de la première ouverture (28) depuis laquelle partent lesdites ramures.
8. Unité de palier de roue selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 6,
caractérisée en ce que la bague de palier extérieure (20) présente dans un plan transversal au moins une ligne de séparation (53) réalisée par éclatement.
9. Unité de palier de roue selon l'une quelconque des revendications 1 à
8, caractérisée en ce que la chambre creuse (32) du corps de joint extérieur (11) s'étend en élargissement en direction de sa seconde
ouverture (46) éloignée de la bride (12).
10. Unité de palier de roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de joint intérieur (34) est réalisé en une seule pièce avec un
arbre ou un tenon de raccordement (41).
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