Brevet FR2461147A1 — publié le 19810130

La présente invention concerne les articu- lations à rotule appropriées pour les directions et suspen- sions de véhicules automobiles. Les articulations à rotule utilisées dans de tels dispositifs comprennent normalement un ressort de compression qui sert à précharger la rotule dans une cuvette sphérique après assemblage de l'articulation. De telles arti- culations peuvent également comporter un coussinet en matière plastique "dure" disposé entre la rotule et la cuvette sphé- rique. Par l'expression matière plastique "dure", on entend ici par exemple, des matières plastiques fabriquées à partir de résines polyamides ou de résines acétal. On connait déjà des coussinets en matière plastique d'une seule pièce qui sont conçus à la fois pour précharger et pour supporter la rotule de l'axe à rotule, mais toute matière plastique utilisée pour ces coussinets consti- tue nécessairement un compromis étant donné qu'il est néces- saire d'employer une matière plastique relativement non élas- tique pour assurer le support et une matière plastique rela- tivement élastique pour assurer la précharge. L'un des buts de la présente invention est de réaliser un coussinet en matière plastique pour articula- tion à rotule qui évite l'inconvénient ci-dessus, facilite un assemblage rapide de l'articulation et soit d'une construc- tion économique. Cette invention a pour objet un coussinet support composite, en matière plastique, pour la rotule d' une articulation à rotule qui comprend un élément d'appui en matière plastique dure pour la rotule montée dans la cuvette et/un élément amortisseur en matière plastique relativement souple retenu par l'élément d'appui de façon à être compri- mé par son contact avec la rotule lors de l'assemblage de l'articulation. Un matière plastique souple convenable est, par exemple, du caoutchouc de polyuréthane ayant un degré in- ternational de dureté du caoutchouc compris entre 93 et 97. L'élément en matière plstique dure et l'élé- ment en matière plastique souple sont, de préférence verrouil- lés l'un par rapport à l'autre de façon à empêcher leur ro- tation relative.: Selon un aspect de l'invention, le coussinet support ne comprend que deux éléments, un élément d'appui en matière plastique dure et un élément amortisseur en matière plastique souple. Selon encore un autre aspect de l'invention, l'élément d'appui est un collier entourant la rotule et l'élément amortisseur est un bouchon, muni de bras radiaux, qui s'adapte dans une extrémité radialement encochée corres- pondante du collier qu'il obture. - Les caractéristiques et avantages de l'in- - vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, de mode de réalisation donnés à titre d'exemples non limita- tif et représentés aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 représente une articulation à ro-- tule classique; la Fig. 2 représente l'articulation à rotu- le de la Fig. 1 à laquelle la présente invention est appli- qué; La Fig. 3 représente l'articulation à rotu- le de la Fig. 1 comportant un mode de réalisation de l'in- vention; la Fig. 4 est une vue éclatée du coussinet en matière plastique de l'articulation représentée sur la Fig. 3; la Fig. 5 est une vue de dessous du coussi- net de la Fig. 4 à l'état assemblé; la Fig. 6 représente le coussinet assemblé, en coupe suivant la ligne A-A de la Fig. 5; la Fig. 7 est un vue en coupe suivant la ligne B-B de la Fig. 5; et la Fig. 8 est une vue en coupe diamétrale d'une articulation à rotule selon un second mode de réalisa- tion de l'invention. Sur la Fig.1 à laquelle on se référera, est représenté une articulation à rotule classique pour la direction d'un véhicule automobile. Une douille ou cuvette l1 comporte une queue filetée 12 destinée à être fixée à une barre d'accouplement (non représentée) de fusée de di- rection et un axe à rotule 13 comporte une tige lisse tron- conique 14 filetée à son extrémité extérieure pour recevoir et retenir, comme représenté, un levier 15 de commande de di- rection. La cuvette l1 fournit une surface de portée pour la moitiée supérieure (en considérant la figure) de la rotule de 1 'axe à rotule 13, un coussinet annulaire inférieur 16 en matière plastique dure étant repoussé en appui contre la tête sphérique ou rotule de l'axe 13 par un ressort de compression hélicol- dal 17 qui appui contre un organe 18 de fermeture de la cu- vette ou douille il. Un soufflet de protection, flexible, 19 sert à empêcher à la fois la pénétration des matières étran- gères dans l'articulation et la sortie du lubrifiant, et la rainure habituelle 21 sert à distribuer le lubrifiant dans l'articulation. La Fig. 2 représente l'articulation de la Fig. 1 modifiée de façon à appliquer l'invention dans son principe. Le ressort hélicoïdal 17 est remplacé par une piè- ce rapportée 22 en matière plastique qui est solidaire du coussinet inférieur 16 et est disposée de façon à faire sail- lie au dessous de la surface de portée de ce coussinet avant l'assemblage de l'articulation. La pièce rapportée 22, qui est fabriquée en une matière plastique élastique relativement "souple", telle que du caoutchouc de polyuréthane ayant un degré international de dureté du caoutchouc compris de l'or- dre 93 à 97, se'déforme lors de l'assemblage de l'articulation pour précharger la rotule de l'axe 13. Une telle construction faci- lite un assemblage rapide de l'articulation et est extrême- ment économique. Il est évident que les qualités des matières plastiques dure et souple utilisées peuvent être choisies de manière qu'elles correspondent aux caractéristiques requises de l'articulation. 246114 7 Un mode de réalisation préféré de l'inven- tion est représenté sur les Fig.3 à 7. Un coussinet composite en ma- tières plastiques entoure la tête ou rotule de l'axe à rotu- le 13 et est retenu dans la cuvette 11 par un organe de fer- meture 18. Des fentes 24 formées dans la paroi du coussinet au voisinage de son orifice 25 permettent de mettre en place l'axe à rotule 13 par enclenchement brusque avant son montage dans l'articulation. Le coussinet comprend des éléments en ma- tière plastique dure et souple, respectivement 26 et 27, ver- rouillés l'un pour l'autre, comme représenté sur la Fig. 4. L'élément 26 en matière plastique dure supporte la tête ou ro- tule de l'axe à la manière d'un collier entourant son équa- teur et l'élément 27 en matière plastique souple est inséré à l'opposé de l'orifice 25 jusqu'à son contact avec la rotu- le de l'axe de sorte que, lors de l'assemblage del'articula- tion, cet élément 27 est sous contrainte et précharge la ro- tule de l'axe 13. Dans ce mode de réalisation préféré, l'élé- ment en matière plastique souple 27 comporte quatre doigts 28, régulièrement espacés qui sont logés dans des gorges for- mées dans la paroi de l'élément en matière plastique dure 26, et précharge la rotule de l'axe 13 sur sa moitié éloignée de la tige 14 de cet axe à rotule. Une caractéristique avantageuse de cette disposition emboîtée est un élément en matière plastique sou- ple 27 ne modifie pas le centrage sur de la rotule de l'axe, assuré par l'élément en matière plastique dure 26 qui entou- re la rotule. Un second mode de réalisation préféré de l'invention est représenté sur la Fig. 8. Une rotule sphéri- que 31 comportant des bras diamétralement opposés 32 est por- té dans-unlogement 33 par un coussinet composite en matières plastiques. Cet agencement est utilisé, par exemple à l'em- placement des jambes de force des essieux arrière d'un véhi- cule utilitaire. Le coussinet en matières plastiques com- prend un élément annulaire 34, en matière plastique dure, dans lequel la rotule sphérique 31 est monté par enclenche- ment brusque de façon à être retenu dans le logement 33. Des organes annulaires 35 en matière plastique -souple sont in- sérés par dessus les bras 32 de façon à se verrouiller dans l'élément en matière plastique dure 34 et à précharger la rotule sphérique 31 de la manière précédemment décrite. Dans le mode de réalisation de la Fig. 8, chaque élément en matière plastique souple 35 comporte trois doigts 36 régulièrement espacés logés dans des évidements correspondants de l'élément en matière plastique dure 34. Bien que sur les Fig. 2 et 3, la rainure de graissage 21 représentée soit formée dans la rotule de 1' axe à rotule 13, il peut être désirable, suivant une variante de former une telle rainure dans le coussinet support, selon les matières choisies pour le coussinet. Dans un autre mode de réalisation, chacun des éléments en matières plastiques dure et souple, verrouil- lés entre eux, comporte une seule paire de bras diamétalement opposés. Un tel agencement est particulièrement utile pour une articulation à rotule, qui travaille dans un plan fixe, dans laquelle l'élément en matière plastique dure supporte la rotule de l'axe dans le plan de travail et tandis que les doigts de l'élément en matière plastique souple sont situés en dehors de ce plan. De nombreuses autres formes de coussi- nets emboîtés, pour articulation à rotule, peuvent être réa- lisées et il est bien entendu que l'invention n'est pas li- mitée aux agencements qui ont été décrits ici. 246114? REVENDICATIONS 1. Un coussinet support composite en matiè- res plastiques pour la rotule d'une articulation à rotule (13) et à cuvette (11) caractérisé ence qu'il comprend un élément en matière plastique dure d'appui (26) pour la rotule (13) disposée dans la cuvette (11) et un élément amortisseur (27) en matière plastique relativement souple, retenu par l'élé- ment d'appui (26) de façon à être contraint par son contact avec la rotule (13) lors de l'assemblage de l'articulation. 2. Coussinet selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que l'élément en matière plastique dure (26) et l'élément en matière plstique souple (27) sont verrouil- lés entre eux pour empêcher leur rotation relative. 3. Coussinet selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il ne comprend que deux éléments un élément d'appui en matière plastique dure (26) et un élé- ment amortisseur en matière plastique souple (27). 4. Coussinet selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que l'élément d'appui (26) et un collier en- tourant la rotule (13) tandis que l'élément amortisseur (27) est un bouchon, muni de bras radiaux, qui s'adapte dans une extrémité radialement encochée correspondante du collier, qu'il obture. 5. Coussinet selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément d'appui en matière plastique dure (26) est en résine polyamide ou en résine acé- tal et en ce que l'élément amortisseur en matière plastique souple (27) est en un caoutchouc de polyuréthane ayant un degré international de dureté du caoutchouc de l'ordre de 93 à 97.