Brevet FR2498494A1 — publié le 19820730

L'invention concerne un procédé et un appareil pour la fabri- cation d'une rotule ainsi qu'une rotule obtenue par la mise en oeuvre de ce procédé. Une rotule du type concerné par l'invention comprend un pivot sphérique prolongé par une tige, un boîtier ou corps de rotule sensible- ment cylindrique, abritant le pivot et prolongé par une autre tige, ainsi qu'un coussinet à serrage élastique intercalé entre le pivot et la paroi interne du boîtier. Une rondelle de fermeture est immobilisée dans le boîtier pour servir de butée au coussinet et le maintenir avec une certaine précontrainte appliquée suivant une direction prédéterminée. La précontrainte détermine la force de serrage entre le coussinet et le pivot sphérique, c'est-à-dire la raideur de l'articulation. La rondelle de fermeture est le plus souvent immobilisée dans le bottier par ser- tissage, c'est-à-dire en déformant la paroi dudit bottier. On a constaté des difficultés, notamment au stade de la fabrication en grande série, pour obtenir des rotules avec une raideur de l'articulation de valeur désirée. En effet, à une précontrainte donnée, appliquée au coussinet avant immobilisation de la rondelle de fermeture, correspond une certaine position dudit coussinet à l'intérieur du bottier. Or, le sertissage de la rondelle en contact avec ce coussinet peut s'accompagner d'un dépla- cement de ladite rondelle et donc d'une modification de la précontrainte appliquée au coussinet. L'invention a pour but de supprimer cet inconvénient et, par voie de conséquence, d'améliorer la reproductibilité des caractéristiques mécaniques des rotules fabriquées en série. Dans ce but, l'invention concerne en premier lieu un procédé de fabrication d'une rotule comprenant un pivot sphérique, un bottier métalli abritant ledit pivot, un coussinet à serrage élastique intercalé entre ledit pivot et ledit bottier et une rondelle de fermeture immobi- 3o lisée dans le bottier pour maintenir ledit coussinet avec une précon- trainte appliquée suivant une direction prédéterminée, caractérisé en ce qu'il consiste à exercer une précontrainte de serrage prédéterminée sur ledit coussinet et à déformer radialement vers l'intérieur la por- tion de la paroi dudit bottier située au voisinage de ladite rondelle suivant deux zones d'action circonférentielles situées de part et d'autre de ladite rondelle jusqu'à envelopper au moins la partie radialement la plus externe de celle-ci. L'invention concerne également une machine pour la fabrication d'une rotule notamment pour la mise en oeuvre du procédé défini ci- dessus, du type comprenant un support pour boîtier métallique, une butée de positionnement d'une rondelle de ferme- ture dudit boîtier, ledit support et ladite butée étant déplaçablesl'un par rapport à l'autre suivant une direction prédéterminée et plusieurs outils de sertissage montés sur le même bâti que ladite butée de posi- tionnement, répartis autour d'un emplacement réservé audit boîtier et assujettisà se déplacer vers cet emplacement, caractérisé en ce que chaque outil présente un poinçon double dont les deux parties actives sont parallèles et espacées de façon à déformer ledit boîtier sensiblement radialement vers l'intérieur et de part et d'autre de l'emplacement de ladite rondelle défini par ladite butée de positionnement. Enfin, l'invention concerne toute rotule du type défini ci-dessus et caractériséeen ce que la paroi dudit boîtier situéaau voisinage de ladite rondelle est déformée radialement vers l'intérieur suivant deux zones sensiblement circonférentielles, sensiblement parallèles et situées respectivement de part et d'autre de ladite rondelle pour envelopper au moins la partie radialement la plus externe de celle-ci. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre d'une machine selon l'invention, pour la fabrication d'une rotule ainsi que du mode opératoire de cette machine.donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence auxdessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une demi-section d'une machine selon l'in- vention sur laquelle on a placé les éléments constitutifs d'une rotule et - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 illustrant une opération de sertissage de la rondelle de fermeture de cette rotule. En se reportant plus particulièrement à la figure 1, les éléments constitutifs de la rotule 11 qui est sur le point d'être assemblée sur la machine 12 sont: un pivot sphérique 13 prolongé par une tige 14, un boîtier métallique 15 sensiblement cylindrique,prolongé par une autre tige 16 et comportant une portion tubulaire ouverte abritant le pivot 13, un coussinet à serrage élastique 17, par exemple en matière plas- tique et une rondelle de fermeture 18. Le coussinet 17, conformé inté- rieurement pour présenter une certaine surface de contact avec le pivot 13 est intercalé entre ce dernier et la paroi interne du bottier 15. Il est muni d'un certain nombre de fentes 19 s'étendant à sa partie in- férieure et réparties régulièrement. Cette structure lui permet donc de se contracter sous l'effet d'une force tendant à le repousser vers le fond du boîtier et par conséquent, d'enserrerplus ou moins le pivot sphérique de façon à donner une certaine raideur ou couple de frottement à l'ensemble de l'articulation. La rondelle de fermeture 18 comporte dans le mode de réalisation décrit deux surfaces tronconiques externes 20a et 20b, adjacentes, se coupant dans un plan 21 perpendicu- laire à la direction suivant laquelle on doit exercer une force R pour engendrer une précontrainte de serrage voulue au niveau du coussinet 17, comme il sera expliqué plus loin. En pratique, on obtient une telle forme de rondelle par emboutissage central préalable d'un anneau en forme de portion tubulaire. La rondelle 18 repose par une autre surface tronconique 22 sur une portion tronconique correspondante 23 du coussi- net 17. La machine 12 comporte un support 25 pour le bottier 15 et une bu- tée de positionnement 26, en forme de virole, pour donner une référence de position à la rondelle de fermeture 18 avec laquelle elle peut ren- trer en contact. Le support 25 est mobile dans la direction de la butée 26 suivant la flèche F, pour engendrer une force de réaction R mentionnée plus haut, s'exerçant sur le coussinet 17 par l'intermédiaire de la ron- delle 18 et déterminant la précontrainte de serrage du coussinet 17. La butée 26 est solidaire d'un bâti 27 sur lequel sont aussi montés coulis- sants plusieurs outils de sertissage 28 répartis régulièrement autour de l'emplacement réservé au bottier 15 et au niveau de la position prévue pour la rondelle 18. Chaque outil de sertissage 28 embrasse un certain secteur angulaire d'action, par exemple de l'ordre de 600 dans le cas o on prévoit six outils de sertissage, pour que l'opération de sertissage s'effectue simultanément et uniformément tout autour de la périphérie du bottier 15. Les outils 28 sont assujettis à se déplacer radialement vers l'intérieur (suivant la direction de la flèche F1) c'est-à-dire vers ledit emplacement réservé au bottier 15. Selon une caractéristique importante de l'invention, chaque outil présente un poinçon double 30 dont les deux parties actives 30a, 30b, faisant saillie dans la direction de l'emplacement du bottier 15, sont parallèles et espacées de façon àdéformer le bottier sensiblement radialement vers l'intérieur et de part et d'autre de l'emplacement de la rondelle 18, cet emplacement étant défini avec précision par rapport au poinçon 30 dès lors qu'il y a contact entre la rondelle 18 et la butée 26, puisque cette dernière est solidaire du bâti des outils 28. L'opération de sertissage aboutissant à l'assemblage définitif des éléments constitutifs de la rotule s'effectue de la façon suivante: Le boîtier 15 contenant le pivot 13, le coussinet 17 et la rondelle 18 est placé sur son support 25. Ce dernier est déplacé dans la direc- tion du bâti 27 jusqu'à ce que la butée 26 entre en contact avec la ron- delle 18 et provoque par l'intermédiaire de celle-ci un certain enfonce- ment du coussinet 17 dans le boîtier qui se traduit par une certaine précontrainte de serrage entre le pivot 13 et le coussinet. Lorsque l'ensemble de l'articulation est pourvu d'une raideur ou couple de frot- tement voulu, le support 25 est immobilisé et sera maintenu dans cette position jusqu'à la fin du processus. La situation est à ce moment telle que représentée sur la figure 1. Le sertissage est alors achevé en commandant le déplacement simultané de tous les outils 28 radialement (direction de la flèche F1) dans la direction du boîtier 15. Les deux parties actives 30a, 30b déforment alors la paroi du boîtier 15 suivant deux zones d'action annulaires situées de chaque côté du plan 21, jus- qu'à envelopper les surfaces tronconiques 20a, 20b de la rondelle 18. On a constaté que ce mode de sertissage ne se traduit par aucun ef- fort sensible sur la rondelle 18. Celle-ci garde donc la position qui lui a été assignée au moment du positionnement des éléments constitutifs de la rotule. Elle ne peut donc modifier en aucune façon la précon- trainte appliquée au coussinet 17. Le résultat est celui qui est illus- tré à la figure 2. Il est à noter que la distance radiale _ entre les deux parties actives 30a, 30b dépend de la forme de la rondelle 18 et en particulier de l'inclinaison des surfaces tronconiques 20a et 20b par rapport au plan 21. A titre d'exemple, la distance d est nulle lorsque l'inclinaison de chaque surface tronconique est de 450 par rapport au plan 21. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une rotule comprenant un pivot sphérique (13), un bottier métallique (15) abritant ledit pivot, un coussinet (17) à serrage élastique intercalé entre ledit pivot et le- dit bottier et une rondelle de fermeture (18) immobilisée dans le boîtier pour maintenir ledit coussinet avec une précontrainte (R) appliquée suivant une direction prédéterminée, caractérisé en ce qu'il consiste à exercer une précontrainte de serrage prédéterminée sur ledit coussi- net et à déformer radialement vers l'intérieur la portion de la paroi dudit bottier (17) située au voisinage de ladite rondelle (18), suivant deux zones d'action circonférentiellessituées de part et d'autre de la- dite rondelle jusqu'à envelopper au moins la partie radialement la plus externe (20a, 20b) de celle-ci. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caracté- risé en ce que,ladite rondelle comportant deux surfaces tronconiques externes adjacentes (20a, 20b) se coupant dans un plan (21) perpendicu- laire à ladite direction prédéterminée, on déforme la paroi dudit boî- tier suivant deux zones d'action situées de chaque côté dudit plan, jusqu'à envelopper au moins en partie lesdites surfaces tronconiques (20a, 20b). 3. Machine pour la fabrication d'une rotule, notamment pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, du type comprenant un support (25) pour bottier métallique, une butée de posi- tionnement (26) d'une rondelle de fermeture (18) dudit bottier (15), ledit support et ladite butée étant déplaçables l'un par rapport à l'autre suivant une direction prédéterminée et plusieurs outils de ser- tissage (28) montés sur le même bâti (27) que ladite butée de position- nement, répartis autour d'un emplacement réservé audit bottier (15) et assujettis à se déplacer vers cet emplacement, caractérisée en ce que chaque outil présente un poinçon double (30) dont les deux parties actives (30a, 30b) sont parallèles et espacées de façon à déformer le- dit bottier sensiblement radialement vers l'intérieur et de part et d'autre de l'emplacement de ladite rondelle défini par ladite butée de positionnement (26). 4. Rotule du type comportant un pivot sphérique (13), un bot- tier métallique (15) abritant ledit pivot, un coussinet (17) à serrage élastique intercalé entre ledit pivot et ledit bottier et une rondelle de fermeture (18) immobilisée dans ledit bottier pour maintenir ledit coussinet avec une précontrainte (R) appliquée suivant une direction prédéterminée, caractérisée en ce que la paroi dudit boîtier situéeau voisinage de ladite rondelle est déformée radialement vers l'intérieur suivant deux zones sensiblement circonférentielles, sensiblement parallèles et situées respectivement de part et d'autre de ladite rondelle (18) pour envelopper au moins la partie radialement la plus externe de celle-ci.