Brevet FR2012564A1 — publié le 19700320

- 1 - 2012564 La présente invention se rapporte à un procédé pour fabriquer des joints à rotules. Suivant la technique antérieure, la fabrication des joints à rotules nécessitait 'beaucoup de complications et de ce fait, 5 les joints à rotules résultants étaient non seulement d'un prix de fabrication très élevé mais encore ils fonctionnaient d'une manière insuffisante. En conséquence, la présente invention a pour but de fournir d'une manière facile et économique des joints à rotules de 10 construction simple et de fonctionnement excellent.- Suivant la présente invention, le procédé pour fabriquer les joints à rotules consiste à préparer un moule constitué par une moitié supérieure et une moitié inférieure servant à former la partie joint ou tige extérieure du joint à rotule, à disposer dans 15 le moule une sphère d'acier portant une pellicule mince d'étain, de cuivre ou de plomb appliquée en partie sur sa _surface, de telle sorte que la sphère d'acier repose,comme un noyaujsur la moitié inférieure du moule, à couler une charge d'aluminium fondu dans le moule de façon à former une tige extérieure comportant une tête 20 sphérique constituée par la matière coulée qui maintient étroitement la dite sphère d'acier intérieure, à former simultanément une partie d'alliage d1aluminium coulé présentant des caractéristiques de fonctionnement élevées,comme support simple dans la dite partie sphérique de la tige extérieure, à enlever la tige extérieure ainsi 25 formée et la sphère d'acier du moule, à former ion alésage taraudé intérieurement suivant lfexe de la tige extérieure vers son extrémité extérieure, à réunir par soudage par friction un boulon spécial ou tige intérieure portant -un filet extérieur et une bride hexagonale à la surface à découvert de la sphère d'acier maintenue étroi-30 tement dans la tête de la tige extérieure, à frapper la tête sphérique de cette tige extérieure par l'extérieur de manière à ménager un jeu entre la surface intérieure de la tête sphérique et la surface de la sphère d'acier qui y est maintenue étroitement à l'intérieur de celle-ci, de sorte que la sphère d'acier à laquelle est 35 réunie la tige intérieure peut tourner à l'intérieur de la tête de la tige extérieure qui la maintient. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivrej faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre 40 explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. 69 23166 - 2 - i 2012564 Sur ces dessins, La Fig. 1 est une vue latérale, en coupe longitudinale, du joint à rotule réalisé à l'aide du procédé suivant la présente invention ; 5 La Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Fig.'! 1 ; La Pig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la Figé* 1 i La Pig. 4 est une coupe longitudinale, représentant le 10 moule utilisé au cours du processus de coulée selon la présente invention, et dans lequel la sphère d'acier porte une pellicule 1 mince d'étain, de cuivre eu de plomb, qui est appliquée partiellement sur sa surface ; La Pig.- 5 est une vue latérale, en partie en coupe, 15 représentant la manière de réunir la tige intérieure par soudage par friction à la sphère d'acier portant sa pellicule d'étain, de cuivre ou de plomb mélangée avec 13aluminium fondu pour former une pellicule d'alliage d'aluminium coulé présentant des caractéristiques de fonctionnement élevées j 20 La Fig. 6 est une vue partielle, à grande échelle, en partie en coupe, représentant la manière de former un jeu dans la partie sphérique du joint à rotule; et La Fig. 7 est une vua représentant le principe du mode opératoire de la Fig. 6. 25 En se reportant maintenant aux dessins, un moule indiqué d'une manière générale par la lettre a sur la Fig. 4 est préparé auparavant pour former la partie joint d'un joint à rotule, tel que celui qu'on voit sur la Fig. 1. Le moule a peut,d'une manière commode,, 8tre un moule de coulée en coquille permettant une prodwc-30 tion en série et qui est constitué par -une moitié supérieure et une moitié inférieure et comportant intérieurement une cavité de moulage 2 comprenant un espace sphérique 3 découpé par dessous formant la tête du joint à rotule;1 A 11 intérieur de l'espace sphérique 3 du moule, est mise .en place une sphère d'acier 4 dont 35 la surface est revêtue partiellement d'une pellicule mince A d'étain, de cuivïe ou de plomb,(Fig. 4),d'une manière telle que la sphère d'acier repose comme"noyau" sur la moitié inférieure du moule, comme on le voit sur la Fig. 4. Une charge d'aluminium fondu est introduite dans la cavité dé moulage 2, après, quoi la 40 pellicule mince d'étain, de cuivre ou de plomb dont le point de 69 231*6 - 3 - 2012564 fusion est faible , est mélangée avec l'aluminium fondu de-façon à former une pellicule d'un alliage d'aluminium présentant des caractéristiques de fonctionnement comme palier qui sont élevées, (Fig. 5)«De cette manière, dans le moule est formée une partie du 5 joint qui entoure une sphère d'acier dans sa tête. La partie du joint qui est ainsi formée et dans laquelle est entourée la sphère d'acier est ensuite refroidie pendant qu'elle se trouve dans le moule, après quoi elle est enlevée de ce dernier. Après avoir été eilevée du moule, la partie joint ou tige extérieure 1 maintient 10 rigidement en place la sphère d'acier 4 à l'intérieur de sa tête 5. A ce point; la tige extérieure 1 occupe une position relative par rapport à la sphère d'acier 4»telle qu'elle serre cette dernière du fait de la différence entre les coefficients de contraction entre les deux éléments, de sorte que la sphère d'acier 4 ne 15 peut tourner dans la tige extérieure 1. En utilisant cette différence de coefficients de contraction, on réunit un boulon sphérique ou tige intérieure 8$par soudage par friction,à la sphère d'acier 4, le boulon spécial ou tige intérieure 8 étant pourvu d'un filet extérieur et d'une bride hexagonale 7, comme on le voit sur la 20 . Pig» 5. Cette opération de soudage par friction est impossible dans le cas où la matière utilisée pour la tige extérieure présente un faible coefficient de contraction qui permettrait à la sphère d'acier de tourner/ Dans ce cas, la sphère d'acier 4 et le boulon sphérique ou tige intérieure 8 peuvent être soudés ensemble par friction avant 25 l'opération de moulage; après quoi on peut commencer celle-ci de la manière décrite plus haut. Ensuite, de la manière représentée sur la Pig. 6; la tôte 1 de la tige extérieure 1; c'est à dire la partie sphérique qui contient la sphère d'acier est frapp.ée de l'extérieur sur sa 30 surface, de sorte que cette partie sphérique de la tige extérieure est amenée à un état de laminage et de telle sorte qu'un jeu £ est ménagé en 12 entre la surface intérieure de la partie sphérique et la surface extérieure de la sphère d'acier. On va expliquer le principe de la formation de ce jeu en 35 se reportant à la Pig. 7. On suppose qu'une plaque de base 10 d'une épaisseur prédéterminée est soumise à un laminage. La plaque de base 10 se dilate alors dans le sens de la longueur et dans le sens de la largeur, de la manière représentée par les flèches x et de sorte qu'elle est laminée et prend la forme qui est repré-40 sentée par les lignes en traits mixtes^1 Ceci aide à comprendre com 69 23166 - 4 - 2012564 ment le jeu indiqué plus haut est formé entre la tête sphérique et la sphère d'acier. Ensuite; la tige extérieure ou partie 1 du joint formé est soumise à l'enlèvement des bavures de coulée et de soudage formées sur elle, et un alésage taraudé intérieurement 5 11 (Pig. 1) est formé axialement dans la tige extérieure 1, d'une manière connue,de façon à obtenir un produit final qui est celui qu'on voit sur les Fig. 1 et 3. Dans le joint à rotule ainsi produit, la dureté de la sphère d'acier 4 qui, normalement est comprise entre HrC 60 à 66 10 tombe à une valeur de l'ordre de HrC 40 à 45', du fait que la sphère d'acier est exposée à une température élevée pendant la coulée de la tige extérieure 1. Cependant, la tige extérieure 1 conserve des caractéristiques de fonctionnement suffisantes comme métal du fait que le contact entre cette tige et la sphère d'acier 4 est un 15 contact de surface et du fait que la partie sphérique de la tige extérieure 1 qui contient la sphère d'acier est en un alliage d'aluminium coulé qui présente des caractéristiques de fonctionnement élevées comme palier simple. De plus, l'utilisation du soudage par friction pour 20 réunir la tige intérieure 8 à la sphère d'acier 4 présente l'avantage que la sphère d'acier utilisée peut être une sphère de faible prix qu'on trouve dans le commerce et qui présente une grande sphéricité et une surface extrêmement lisse. De plus, la pellicule qui forme le revêtement sur une 25 partie de la surface de la sphère d'acier aide à maintenir la matière coulée ajustée facilement sur la surface de 3a sphère en empêchant la formation de pores ou de défauts semblables sur la tige extérieure, tandis que sa partie sphérique peut être d'une qualité élevée. 30 De plus encore, le jeu £ ménagé entre la partie sphérique de la tige extérieure 1 et la sphère d'acier 3 peut être déterminé facilement en réglant la manière suivant laquelle la partie sphérique qui contient la sphère d'acier est frappée de l'extérieur, et de ce fait le produit final obtenu peut présenter une grande 35 précision et fonctionner d'une manière excellente tout en étant léger et peu déformable/ De plus, le joint à rotule produit suivant le procédé de la présente invention permet de réduire le nombre d'éléments nécessaires et simplifie les opérations du procédé, ce qui à son tour conduit à un prix de fabrication plus faible. 40 \ Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais■ nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son. cadre« 69 23166 - 5 - 2012564 REVENDICATION Procédé pour fabriquer des joints à rotules, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : préparer un moule constitué par une moitié supérieure et une moitié inférieure servant à former la partie joint ou tige extérieure d'un joint à rotule, disposer dans ledit moule une sphère en acier portant une pellicule mince d'étain, de cuivre ou de plomb appliquée en partie sur sa surface, d'une manière telle que la sphère d'acier repose comme un noyau sur la moitié inférieure du moule, couler une charge d'aluminium fondu dans le moule de façon à former une tige extérieure comportant une tête sphérique constituée par la matière coulée qui maintient étroitement ladite sphère d'acier intérieure, former simultanément une partie d'alliage d'aluminium coulé présentant une caractéristique de fonctionnement élevée comme palier simple dans ladite partie sphérique de la tige extérieure, enlever la tige formée et la sphère d'acier du moule, former un alésage taraudé intérieurement suivant l'axe de la tige extérieure vers son extrémité extérieure, réunir par soudage par friction un boulon spécial ou tige intérieure présentant un filet extérieure et une bride hexagonale à la surface à découvert de la sphère d*acier maintenue étroitement dans la tête de la tige extérieure, frapper ladite tête sphérique de la tige extérieure par sa surface extérieure de manière à ménager un jeu entre la surface intérieure de la tête sphérique et la surface de la sphère d'acier qu'elle maintient étroitement, de sorte que la sphère d'acier à laquelle est réunie la tige intérieure peut tourner à l'intérieur de la tête de la tige extérieure qui la contient.