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WO2012001323A1 - Dispositif de suspension de roue pour vehicule automobile a bague de protection du roulement de roue - Google Patents

Dispositif de suspension de roue pour vehicule automobile a bague de protection du roulement de roue Download PDF

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Publication number
WO2012001323A1
WO2012001323A1 PCT/FR2011/051542 FR2011051542W WO2012001323A1 WO 2012001323 A1 WO2012001323 A1 WO 2012001323A1 FR 2011051542 W FR2011051542 W FR 2011051542W WO 2012001323 A1 WO2012001323 A1 WO 2012001323A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheel
bearing
wheel bearing
hub
ring
Prior art date
Application number
PCT/FR2011/051542
Other languages
English (en)
Inventor
Thierry Laigneau
Pascal Marconot
Original Assignee
Peugeot Citroën Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroën Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroën Automobiles SA
Publication of WO2012001323A1 publication Critical patent/WO2012001323A1/fr

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0005—Hubs with ball bearings
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
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    • F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
    • F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
    • F16C33/7886—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted outside the gap between the inner and outer races, e.g. sealing rings mounted to an end face or outer surface of a race
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    • F16C33/805—Labyrinth sealings in addition to other sealings, e.g. dirt guards to protect sealings with sealing lips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors

Definitions

  • the present invention relates to a wheel suspension device for a vehicle, such as a motor vehicle.
  • Such a train generally comprises a cradle on which is fixed on each side, that is to say for each wheel, one or two suspension triangles for supporting a pivot through which a bore bore a hub by the intermediate wheel bearing, for example of the ball type.
  • a transmission shaft carrying the front wheel, through the hub being secured in rotation to the latter.
  • a shock absorber assembly and a steering control arm are also attached to the suspension pivot.
  • Figure 1 shows the suspension pin 1, the hub 2, the ball bearing 3 housed in the bore 4 of the suspension pivot 1 and the transmission shaft 5 carrying the wheel, not shown, described above.
  • the bore 4 of the suspension pivot 1 and a portion of the transmission shaft 5 located opposite this bore define between them a gap or gap E located on the inner side of the bearing 3 opposite the wheel.
  • This space is a route for the passage of substances or foreign matter, in particular water, to the bearing 3.
  • one solution is to use a sealing lip seal positioned the inner side of the bearing to protect it from water infiltration as described for example in the patent application US 2007/0031077.
  • the present invention aims to overcome the above disadvantages, or at least to limit the effects.
  • the invention proposes a wheel suspension device for a vehicle, such as a motor vehicle, comprising a hub support comprising a bore in which a hub is mounted by means of a wheel bearing and a transmission shaft carrying the wheel, passing through the hub being secured in rotation to the latter, and which is characterized in that it comprises a wheel bearing protection ring against foreign substances or materials, such as water, arranged near the inner side of the wheel bearing opposite the wheel and in the space defined between the bore of the hub support and the transmission shaft concentrically to the latter to limit the passage of foreign substances or materials to the wheel bearing.
  • the protective ring has its face opposite to the inner side of the wheel bearing having a frustoconical shape constituting a deflector.
  • the protective ring is fixed by tight fitting in the bore of the hub support.
  • the protection ring has in the lower part a discharge orifice including water may be present in the space between the inner side of the wheel bearing and the protective ring.
  • the protection ring further comprises a radially outer tab secured by its end to the hub support.
  • the protective ring is integral with the transmission shaft.
  • the protective ring is made of a rigid plastic material based on polyamide or polypropylene.
  • the wheel bearing has in its inner side a seal mounted between the two outer and inner rings of the bearing.
  • the hub support is a suspension pivot when the wheel is steering.
  • the invention also relates to a protection ring for a wheel bearing of a vehicle, such as a motor vehicle, characterized in that it has one of its faces having a frustoconical shape constituting a deflector, it comprises an orifice opening at its outer circular edge and a radially outer leg.
  • the invention is further directed to a vehicle undercarriage, such as a motor vehicle, characterized in that it comprises a suspension device for each front wheel of the vehicle as defined above.
  • the invention finally relates to a vehicle, such as a motor vehicle, which is characterized in that it comprises a front undercarriage as defined above.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a wheel suspension pivot device comprising a protective ring according to the invention.
  • FIG. 3 is a perspective view along the arrow III of the device of Figure 2 without the transmission shaft.
  • the reference 1 designates a wheel suspension pivot forming part of a front wheel drive of a motor vehicle and which is called hub carrier in the case of a rear axle of a motor vehicle.
  • the suspension pivot 1 comprises a bore 4 in which is mounted a hub 2 by means of a bearing 3, for example of the ball type.
  • the bearing 3 has its outer ring 7 mounted tightly fit in the bore 4 of the suspension pin 1 and its inner ring 8 mounted tight fit on a tubular portion 2a of the hub 2 coaxially with it.
  • the bearing 3 comprises two internal seals 6 mounted on each side of the bearing 3 between its two outer rings 7 and inner 8, as is known per se.
  • a transmission shaft 5 coaxially crosses the hub 2 and is secured in rotation to this hub for example by splines.
  • the transmission shaft 5 protrudes outside the hub and carries the front wheel, not shown. In this way, the assembly with hub 2 and transmission shaft 5 is rotatably mounted in the suspension pivot 1.
  • the means 2 comprises a plate 2b for mounting a brake disc, not shown.
  • the bearing 3 is immobilized axially relative to the pivot 1 and to the transmission shaft 5 by two abutments, a stopper bl constituted by a circlip positioned in a groove of the bore 4 and a stopper b2 constituted by a shoulder of the transmission shaft 5.
  • the wheel suspension pivot device 1 comprises a ring 9 for protecting the bearing 3 against foreign substances or materials, in particular water, and which is arranged close to the inside of the wheel bearing 3 opposite the wheel and in the space E delimited between the bore 4 of the suspension pivot 1 and the transmission shaft 5 concentrically with the latter to limit the passage of substances or foreign matter to the wheel bearing 3 .
  • the protective ring 9 is in a way a means of obstructing the path of passage of substances or foreign matter to the wheel bearing 3.
  • the protective ring 9 is fixed by tight fitting of its outer circular peripheral face in the bore 4 of the suspension pivot 1.
  • the protective ring 9 has its face 9a facing the abutment and the bearing 3 which is flat and transverse to the longitudinal axis of the transmission shaft 5 and the face 9b of the ring 9 opposite to the 9a face and, therefore, the bearing 3, has a frustoconical shape constituting a deflector.
  • the protective ring 9 comprises in the lower part thereof an orifice 9c passing through the wall of the ring and opening out at the circular edge of the ring 9.
  • the orifice 9c is intended to allow the evacuation, in particular of water which may be present in the space between the inner side of the bearing 3 and the protective ring
  • the protective ring 9 also comprises a radially outer leg 9d whose end has a bore 9e in which is engaged a pin 1a of the suspension pin 1 so as to correctly orient the protection ring 9 so that the discharge orifice 9c is arranged downwards with respect to FIG. 2 and to lock the protective ring 9 in rotation relative to the suspension pivot 1.
  • the protective ring 9 is made of a relatively rigid plastic material, for example based on polyamide or polypropylene.
  • the protective ring 9 could be made of metal.
  • the protection ring 9 When water enters the space E between the suspension pivot 1 and the transmission shaft 5, the protection ring 9 deviates, by its deflecting wall 9b, the water towards the outside of the bearing 3 and the small quantity of water likely to penetrate into the space between the protective ring 9 and the bearing 3 through the radial clearance present between the inner circular edge of the ring 9 and the corresponding outer peripheral face of the transmission shaft 5, is evacuated through the orifice 9c.
  • the protective ring 9 reduces as much as possible the space between the suspension pivot and the transmission shaft 5 to considerably reduce the volume of water that can damage the wheel bearing 3 and behaves in a manner as a limiting baffle the water inlets.
  • the transmission shaft 5 may comprise a frustoconical bearing surface 5a located facing the frustoconical face 9b of the transmission ring 9 in order to reduce the space between this ring and the drive shaft 5.
  • the protective ring 9 can be secured to the shaft of transmission 5.
  • the transmission ring 9 will be mounted by tight fitting on the transmission shaft 5 and the outer peripheral edge of the ring 9 will define a radial clearance with the bore 4 of the suspension pivot 1.
  • the invention thus effectively protects wheel bearings mounted on suspension pivots or hub gates forming part of a front axle or a rear axle of a motor vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de suspension de roue pour véhicule automobile à bague de protection du roulement de roue. Selon l'invention, le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend une bague de protection (9) du roulement de roue (3) contre des substances ou matières étrangères, telles que de l'eau, disposée à proximité du côté intérieur du roulement de roue (3) opposé à la roue et dans l'espace (E) entre l'alésage (4) du support de moyeu (1) et l'arbre de transmission (5) concentriquement à ce dernier pour limiter le passage des substances ou matières étrangères vers le roulement de roue (3). L'invention trouve application dans le domaine de l ' automobile.

Description

"Dispositif de suspension de roue pour véhicule automobile à bague de protection du roulement de roue"
La présente invention concerne un dispositif de suspension de roue pour un véhicule, tel qu'un véhicule automobile .
Elle s'applique en particulier, mais de manière non limitative, à un train roulant avant du véhicule.
Un tel train comprend généralement un berceau sur lequel est fixé de chaque côté, c'est-à-dire pour chaque roue, un ou deux triangles de suspension destinés à supporter un pivot traversé par un alésage dans lequel est monté un moyeu par l'intermédiaire d'un roulement de roue, par exemple du type à billes. Un arbre de transmission portant la roue avant, traverse le moyeu en étant solidarisé en rotation à ce dernier. Un ensemble ressort-amortisseur et un bras de commande de direction sont également fixés au pivot de suspension.
La figure 1 représente le pivot de suspension 1, le moyeu 2, le roulement à billes 3 logé dans l'alésage 4 du pivot de suspension 1 et l'arbre de transmission 5 portant la roue, non représentée, décrits précédemment.
L'alésage 4 du pivot de suspension 1 et une partie de l'arbre de transmission 5 située en regard de cet alésage définissent entre eux un espace ou interstice E situé du côté interne du roulement 3 à l'opposé de la roue. Cet espace constitue une voie de passage de substances ou de matières étrangères, notamment de l'eau, vers le roulement 3.
L'entrée d'eau dans cette voie de passage provoque une détérioration rapide par grippage du roulement de roue 3 malgré la présence de ses deux joints internes d'étanchéité 6 disposés de chaque côté du roulement 3 entre la bague extérieure 7 et la bague intérieure 8 du roulement.
Pour résoudre ce problème, une solution consiste à utiliser un joint à lèvres d'étanchéité positionné du côté intérieur du roulement pour le protéger des infiltrations d'eau comme décrit par exemple dans la demande de brevet US 2007/0031077.
Cependant, cette solution connue a pour inconvénients d'une part que l'efficacité du joint à lèvres est de relativement courte durée du fait que les lèvres sont en contact glissant sur le moyeu tournant de support de l'arbre transmission de roue et d'autre part d'aboutir à un joint d'étanchéité d'une structure relativement complexe et coûteuse.
La présente invention a pour but de palier les inconvénients ci-dessus, ou au moins d'en limiter les effets .
A cet effet, l'invention propose un dispositif de suspension de roue pour un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, comprenant un support de moyeu comportant un alésage dans lequel est monté un moyeu par l'intermédiaire d'un roulement de roue et un arbre de transmission portant la roue, traversant le moyeu en étant solidarisé en rotation à ce dernier, et qui est caractérisé en ce qu'il comprend une bague de protection du roulement de roue contre des substances ou matières étrangères, telles que de l'eau, disposée à proximité du côté intérieur du roulement de roue opposé à la roue et dans l'espace délimité entre l'alésage du support de moyeu et l'arbre de transmission concentriquement à ce dernier pour limiter le passage des substances ou matières étrangères vers le roulement de roue.
De préférence, la bague de protection a sa face opposée au côté interne du roulement de roue présentant une forme tronconique constituant un déflecteur.
Avantageusement, la bague de protection est fixée par emmanchement serré dans l'alésage du support de moyeu .
La bague de protection comporte en partie inférieure un orifice d'évacuation notamment d'eau pouvant être présente dans l'espace entre le côté interne du roulement de roue et la bague de protection.
La bague de protection comporte en outre une patte radialement externe solidarisée par son extrémité au support de moyeu.
Selon une variante de réalisation, la bague de protection est solidaire de l'arbre de transmission.
De préférence, la bague de protection est réalisée en une matière plastique rigide à base de polyamide ou de polypropylène .
Le roulement de roue comporte dans son côté interne un joint d'étanchéité monté entre les deux bagues extérieure et intérieure du roulement.
Le support de moyeu est un pivot de suspension lorsque la roue est directrice.
L'invention vise également une bague de protection pour roulement de roue d'un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle a l'une de ses faces présentant une forme tronconique constituant un déflecteur, elle comporte un orifice débouchant à son bord circulaire externe et une patte radialement externe.
L'invention vise en outre un train roulant avant de véhicule, tel qu'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de suspension de chaque roue avant du véhicule tel que défini précédemment.
L'invention vise enfin un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, qui est caractérisé en ce qu'il comprend un train roulant avant tel que défini précédemment .
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif à pivot de suspension de roue de l'art antérieur ;
- la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif à pivot de suspension de roue comprenant une bague de protection conforme à l'invention ; et
- la figure 3 est une vue en perspective suivant la flèche III du dispositif de la figure 2 sans l'arbre de transmission .
En se reportant aux figures 2 et 3, la référence 1 désigne un pivot de suspension de roue faisant partie d'un train roulant avant d'un véhicule automobile et qui est appelé porte moyeu dans le cas d'un train arrière de véhicule automobile.
Le pivot de suspension 1 comprend un alésage 4 dans lequel est monté un moyeu 2 par l'intermédiaire d'un roulement 3, par exemple du type à billes.
Le roulement 3 a sa bague extérieure 7 montée à ajustement serré dans l'alésage 4 du pivot de suspension 1 et sa bague intérieure 8 montée à ajustement serré sur une partie tubulaire 2a du moyeu 2 coaxialement à celui- ci .
Le roulement 3 comprend deux joints internes d'étanchéité 6 montés de chaque côté du roulement 3 entre ses deux bagues extérieure 7 et intérieure 8, comme cela est connu en soi.
Un arbre de transmission 5 traverse coaxialement le moyeu 2 et est solidarisé en rotation à ce moyeu par exemple par des cannelures. L'arbre de transmission 5 fait saillie à l'extérieur du moyeu et porte la roue avant, non représentée. De la sorte, l'ensemble à moyeu 2 et arbre de transmission 5 est monté tournant dans le pivot de suspension 1. Le moyen 2 comporte un plateau 2b permettant le montage d'un disque de frein, non représenté.
Le roulement 3 est immobilisé axialement relativement au pivot 1 et à l'arbre de transmission 5 par deux butées, une butée bl constituée par un circlips positionné dans une gorge de l'alésage 4 et une butée b2 constituée par un épaulement de l'arbre de transmission 5.
Le dispositif à pivot de suspension ci-dessus décrit est identique au dispositif de l'art antérieur décrit en référence à la figure 1.
Selon l'invention, le dispositif à pivot de suspension de roue 1 comprend une bague 9 de protection du roulement 3 contre des substances ou matières étrangères, notamment de l'eau, et qui est disposée à proximité du côté intérieur du roulement de roue 3 à l'opposé de la roue et dans l'espace E délimité entre l'alésage 4 du pivot de suspension 1 et l'arbre de transmission 5 concentriquement à ce dernier pour limiter le passage des substances ou matières étrangères vers le roulement de roue 3.
La bague de protection 9 constitue en quelque sorte un moyen d'obstruction de la voie de passage des substances ou matières étrangères vers le roulement de roue 3.
De préférence, la bague de protection 9 est fixée par emmanchement serré de sa face périphérique circulaire externe dans l'alésage 4 du pivot de suspension 1.
En outre, la bague de protection 9 a sa face 9a située en regard de la butée et du roulement 3 qui est plane et transversale à l'axe longitudinal de l'arbre de transmission 5 et la face 9b de la bague 9 opposée à la face 9a et, par conséquent, au roulement 3, présente une forme tronconique constituant un déflecteur.
La bague de protection 9 comporte en partie inférieure de celle-ci un orifice 9c traversant la paroi de la bague et débouchant au bord circulaire de la bague 9. L'orifice 9c est destiné à permettre l'évacuation notamment d'eau pouvant être présente dans l'espace entre le côté interne du roulement 3 et la bague de protection La bague de protection 9 comprend également une patte radialement externe 9d dont l'extrémité comporte un perçage 9e dans lequel est engagé un pion la du pivot de suspension 1 de manière à orienter correctement la bague de protection 9 pour que l'orifice d'évacuation 9c soit disposé vers le bas au regard de la figure 2 et à bloquer en rotation la bague de protection 9 relativement au pivot de suspension 1.
De préférence, la bague de protection 9 est réalisée en une matière plastique relativement rigide, par exemple à base de polyamide ou de polypropylène . Cependant, la bague de protection 9 pourrait être réalisée en métal.
Lors d'entrée d'eau dans l'espace E entre le pivot de suspension 1 et l'arbre de transmission 5, la bague de protection 9 dévie, par sa paroi déflectrice 9b, l'eau vers l'extérieur du roulement 3 et la faible quantité d'eau susceptible de pénétrer dans l'espace entre la bague de protection 9 et le roulement 3 au travers du jeu radial présent entre le bord circulaire interne de la bague 9 et la face périphérique externe correspondante de l'arbre de transmission 5, est évacuée au travers de 1 ' orifice 9c .
La bague de protection 9 réduit autant que possible l'espace entre le pivot de suspension et l'arbre de transmission 5 pour diminuer considérablement le volume d'eau pouvant venir endommager le roulement de roue 3 et se comporte en quelque sorte comme une chicane limitant les entrées d'eau.
Pour limiter davantage l'entrée d'eau vers le roulement 3, l'arbre de transmission 5 peut comporter une portée tronconique 5a située en regard de la face tronconique 9b de la bague de transmission 9 afin de réduire l'espace entre cette bague et l'arbre de transmission 5.
Selon une variante de réalisation, la bague de protection 9 peut être solidaire de l'arbre de transmission 5. A cet effet, la bague de transmission 9 sera montée par emmanchement serré sur 1 ' arbre de transmission 5 et le bord périphérique externe de la bague 9 définira un jeu radial avec l'alésage 4 du pivot de suspension 1.
L'invention permet ainsi de protéger efficacement les roulements de roues montés sur des pivots de suspension ou portes moyeux faisant partie d'un train avant ou d'un train arrière d'un véhicule automobile.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Dispositif de suspension de roue pour un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, comprenant un support de moyeu (1) comportant un alésage (4) dans lequel est monté un moyeu (2) par l'intermédiaire d'un roulement de roue (3) et un arbre de transmission (5) portant la roue, traversant le moyeu (2) en étant solidarisé en rotation à ce dernier, ledit dispositif comprenant aussi une bague (9) de protection du roulement de roue (3) contre des substances ou matières étrangères, telles que de l'eau, disposée à proximité du côté intérieur du roulement de roue (3) opposé à la roue et dans l'espace (E) délimité entre l'alésage (4) du support de moyeu (1) et l'arbre de transmission (5) concentriquement à ce dernier pour limiter le passage des substances ou matières étrangères vers le roulement de roue (3), la bague de protection (9) étant fixée par emmanchement serré dans l'alésage (4) du support de moyeu (1) de manière à conserver une orientation privilégier, caractérisé en ce que ladite bague comporte en partie inférieure un orifice (9c) d'évacuation notamment d'eau pouvant être présente dans l'espace entre le côté interne du roulement de roue (3) et la bague de protection (9) .
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de protection (9) a sa face (9b) opposée au côté interne du roulement de roue (3) présentant une forme tronconique constituant un déflecteur .
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bague de protection (9) comporte une patte radialement externe (9d) solidarisée par son extrémité au support de moyeu (1) .
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague de protection (9) est réalisée en une matière plastique rigide à base de polyamide ou de polypropylène .
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le roulement de roue (3) comporte dans son côté interne un joint d ' étanchéité (6) monté entre les deux bagues extérieure (7) et intérieure (8) du roulement (3) .
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support de moyeu (1) est un pivot de suspension lorsque la roue est directrice .
7. Bague de protection (9) pour roulement de roue (3) d'un véhicule, tel qu'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle a l'une (9b) de ses faces (9a, 9b) présentant une forme tronconique constituant un déflecteur et en ce qu'elle comporte un orifice (9c) débouchant à son bord circulaire externe et une patte radialement externe (9d) .
8. Train roulant avant de véhicule, tel qu'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de suspension de chaque roue avant du véhicule tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6.
9. Véhicule, tel qu'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un train roulant avant tel que défini dans la revendication 8.
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