Brevet FR2487457A1 — publié le 19820129

La présente invention concerne une liaison mécanique à rotule, à renvoi angulaire, c'est-à-dire une liaison a' rotule dans laquelle le pivot oscille autour d'un axe perpendiculaire ou oblique par rapport à 1'axe de la pièce dans laquelle i;L se trouve monté. Elle a plus particulièrement pour but de permettre l'obtention de pièces présentant une précision accrue, une diminution importante de leur prix de revient, et la possibilité de production à cadences rapides. Pour parvenir à ce résultat, elle propose une liaison à rotule dont les piéces métalliques qui la constituent sont toutes réalisables par forgeage à froid. A cet effet, la liaison à rotule selon l'invention se compose donc : - d'une pièce métallique telle qu'une biellette, comprenant une tige éventuellement cylindrique, munie à l'une de ses extrémités d'une te'tende préférence plate, comportant un alésage d'axe perpendiculaire à celui de la tige t - d'un corps métallique tubulaire,dont la surface interne présente d'un côté une forme sensiblement sphérique, ce corps venant s'engager à force dans l'alésage de ladite pièce métallique t - d'un pivot comprenant une-queue, de préférence en acier, se terminant par une tête au moins en partie sphérique au voisinage de la queue, ladite tête tourillonnant dans le corps et venant porter par sa partie sphérique, sur la forme sphérique dudit corps, avec interposition d'une garniture anti-friction, et - d'une calotte venue de matière avec ladite pièce métallique ou bien venant se fixer sur celle-ci ou sur ledit corps dont elle obture l'ouverture à l'opposé de la partie sphérique. D'une façon plus précise, la susdite pièce métallique peut être obtenue par le procédé de forgeage à froid décrit dans le certificat d'utilité n0 2 384 567 au nom du Demandeur, qui consiste - à réaliser, au cours d'une première étape, une pièce comprenant, d'une part, une queue cylindrique, à un ou plusieurs étages,par filage à froid sur une presse transfert par exemple à partir de fils phosphatés et globulisés et, d'autre part, une tête obtenue par refoulement en un ou plusieurs postes sur la même presse, cette tête pouvant présenter une forme quelconque, par exemple une forme cylindrique ou sphérique ; - à recuire la pièce pour éliminer l'écrouissage et aplatir la tête : et - à découper ou à percer, soit par usinage,soit par poinçonnage, un alésage dans la tête précédemment aplatie. La rotule peuttquant à elle,être réalisée conformément au procédé de forgeage à froid décrit en détail dans la demande de brevet français nO 72 13 469 déposée le 17 Avril 1972 et ses quatre certificats d'addition nO 72 20 348 du 6 Juin 1972, nO 73 01 196 du 12 Janvier 1973, nO 78 11 135 du 14 Avril 1978 et nO 78 20 995 du 13 Juillet 1978 au nom du Demandeur. Le corps de la liaison est également réalisable par un classique forgeage à froid d'un lopin. Selon une autre caractéristique de l'invention, la fixation dudit corps dans l'alésage de la susdite pièce métallique, ainsi qu'éventuellement la fixation de la susdite calotte sur ledit corps et/ou sur la susdite pièce métallique s'effectuent par sertissage ou par soudage. Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs1 avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est une coupe axiale d'une liaison à rotule dans laquelle le sertissage du corps et de la calotte sur la pièce métallique s'effectue par refoulement métallique de la bordure du corps opposé à la partie sphérique t La figure 2 est une coupe axiale d'une liaison à rotule dans laquelle le susdit sertissage s'effectue par refoulement d'un surplus de matière ménagé à la périphérie de l'alésage de la pièce métallique ; La figure 3 est une coupe axiale d'une liaison à rotule dans laquelle le susdit sertissage s'effectue au moyen d'une pièce annulaire intercalaire de section sensiblement en forme de S une fois sertie ;; La figure 4 est une coupe axiale d'une liaison à rotule dans laquelle la fixation du corps s'effectue par un sertissage de la calotte sur la pièce métallique t La figure 5 est une coupe axiale d'une liaison à rotule dans laquelle la fixation du corps sur la pièce métallique, indépendante de celle de la calotte, est obtenue par refoulement du métal de la pièce métallique dans une cavité annulaire du corps : La figure 6 est une coupe axiale d'une liaison à rotule dans laquelle la calotte est venue de matière avec la pièce métallique, le sertissage du corps s'effectuant par refoulement d'un surplus de matière ménagé à la périphérie de l'alésage de la pièce métallique. Comme précédemment mentionné, les liaisons à rotule selon l'invention comprennent toutes - une pièce métallique 1 (partiellement représentée sur les dessins), comprenant une tige 1' munie à l'une de ses extrémités d'une tête 2 en forme de couronne, aplatie sur ses deux faces opposées 3, 4, et comportant un alésage 5 d'axe 6 perpendiculaire ou incliné par rapport à celui 7 de la tige 1' - un corps métallique tubulaire 8,présentant d'un coté une partie cylindrique 9, prolongée, de l'autre côté, par une partie sphérique 10 t - un pivot 11, comprenant une queue 12, de préférence en acier, se terminant par une tête 13,comprenant au moins, côté queue, une partie sphérique 14, cette tête étant montée tourillonnante dans ledit corps 8 et venant porter sur la forme sphérique 14 dudit corps 8 avec interposition d'une garniture anti-friction 15 : et - une calotte 16 venant refermer le corps 8 du côté opposé à la partie sphérique 10, cette calotte 16 pouvant être venue de matière avec la pièce métallique ou bien être fixée sur ledit corps 8 ou sur ladite pièce métallique. Dans l'exemple représenté figure 1, la partie cylindrique 9 du corps 8 présente une surface cylindrique extérieure 17 d'un diamètre sensiblement égal au diamètre de l'alésage 5 de la pièce ainsi que, au niveau du raccordement entre la partie cylindrique 9 et la partie sphérique 10, une butée 18 radialement en saillie. Cette partie cylindrique 17 peut donc venir s'emmancher dans l'alésage 5 jusqu'à ce que la butée 18 vienne porter en fin de course contre la face 4 de la pièce 1. Par ailleurs, la surface interne 19 de la partie cylindrique 9 comprend, du côté opposé à la partie sphérique 10, un décrochement d'alésage 20, de diamètre sensiblement égal au diamètre de la bordure périphérique de la calotte 16, et de hauteur sensiblement supérieure à l'épaisseur de la calotte 16.Cette calotte 16 vient donc s'engager dans le décrochement d'alésage 20dont la position est prévue à unehlSxur telle que la face supérieure de la bordure périphérique de la calotte 16 et la face supérieure 3 de la tette 2 soient sensiblement à même hauteur, au-delà de laquelle s'élève en saillie la partie supérieure émincée 21 (en traits interrompus) du fait du décrochement d'alésage 20 de-la partie cylindrique 9 du corps 80 Le sertissage de la calotte 16 et du corps 8 sur la pièce s'effectue en écrasant cette partie en saillie 21 du corps 8, qui vient alors en retour sur la calotte 16 et sur la face supérieure 3 de la tête 2e Dans l'exemple représenté figure 2, l'alésage 3r de la pièce métallique 1 est terminé a d'un cAté,par un épaulement 22 et est prolongé, de l'autre cStéa par un surplus de matière annulaire 23 (en traits interrompus). Par ailleurs, le corps 8 de la liaison à rotule présente, a' 11 extrémité de sa partie cylindrique 9 dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur de l'épaulement 22, un rebord radial 24,dont le diamètre extérieur est sensiblement égal a' celui de l'alésage 5. Le corps 8 s'engage donc dans l'alésage 5 jusqu a ce que le rebord 24 vienne en butée sur l'épaulement d'alésage 22. Sur la surface circulaire formée par la tranche du corps 8 prolongée par le rebord 24 vient se disposer une calotte 16 présentant, à sa périphérie, un diamètre sensiblement égal au diamètre de l'alésage 5. La fixation de l'ensemble s'obtient alors en écrasant le surplus de matière 23,de manière à faire fluer le métal sur la périphérie de la calotte 16. Les principaux éléments constitutifs de la liaison à rotule représentée figure 3 présentent une forme analogue à ceux de la figure 2,excepté le fait que - la pièce métallique 1 ne comprend pas de surplus de matière 23, et que - entre la calotte 16, le rebord 24 du corps 8 et l'alésage 5 de la pièce 1, il est prévu un espace libre. En effet, dans cet espace est disposé un élément annulaire intercalaire 25, en forme de S dont les deux extrémités 26 et 26' ne sont retournées qu'après l'assemblage de la liaison, de manière à assurer la fixation de l'ensemble. Dans l'exemple représenté figure 4, la partie cylindrique 9 du corps 8 de la liaison présente un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre de l'alésage 5 et comprend à son extrémité libre un rebord 27 radialement en saillie destiné a venir en retour sur l'une des faces 3 de la tête 2 de la pièce métallique 1. Dans ce cas, la calotte 16 présente une jupe cylindrique 28,d'un diamètre sensiblement égal à celui de la tête 2, qui porte un évidement latéral 29 d'une largeur au moins égale à la largeur ou au diamètre de la tige 1'. Cette calotte est destinée à venir coiffer la tête 2 munie du corps 8. La fixation de cet ensemble s'effectue en rabattant l'extrémité libre de la jupe 24 sur l'autre face 4 de la tête 2. A cet effet, la longueur de la jupe doit être prévue superieure à la somme de l'épaisseur de la tête 2 et du rebord 27. Dans la liaison à rotule représentée figure 5, le corps 8 présente,à sa partie supérieure,un décrochement d'alésage 30,dans lequel vient se sertir la calotte 16, et sur la paroi extérieure de la partie cylindrique 9, une gorge annulaire 31. Cette partie cylindrique 9 est sensiblement de même diamètre que le diamètre interne de l'alésage 5 de la pièce métallique 1, dans laquelle elle vient s'emmancher. La fixation de cet ensemble s'obtient en exerçant sur les deux faces opposées 3, 4 de la tête 2 de la pièce 1 une pressionde manière à faire fluer le métal dans la gorge annulaire 31. Dans l'exemple représente figure 6, la calotte 16 est venue de matière avec la tête 2 de la pièce métallique 1 et referme d'un côté l'alésage 5. Autour de cet alésage 5, sur la face 4 de la tête 2 opposée à la calotte 16 est prévu un surplus de matière 330 Le corps 8 présente, au niveau de la bordure libre de la partie cylindrique 9, un rebord radial 34 dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre de l'alésage 5, à l'intérieur duquel il vient s'emmancher. La fixation du corps sur la tête s'obtient en écrasant le surplus de matière de manière à faire fluer le métal sous le rebord radial 34 de la partie cylindrique du corps. Dans les liaisons à rotule précédemment décrites, on n'a représenté que la garniture anti-friction située entre la tête du pivot et la partie sphérique du corps. Par contre, la ou les garnitures anti-friction situées au niveau de la partie cylindrique et sous la calotte n'ont pas été représentées,du fait qu'elles n'interviennent pas dans la présente invention. On notera que ces garnitures peuvent être de nature et de conception très variées. Elles peuvent par exemple consister en celles qui se trouvent décrites dans la demande de brevet nO 78 22 993, déposée le 3 Août 1978, au nom du Demandeur, REVEDICATIONS 1.- Liaison mécanique à rotule à renvoi angulaire, caractérisée en ce qu'elle comprend - une pièce métallique 1 telle qu'une biellette, comprenant une tige 1' éventuellement cylindrique, munie à l'une de ses extrémités d'une tête 2,de préférence plate, comportant un alésage 5 d'axe perpendiculaire ou oblique par rapport à celui de la tige 1' s - un corps métallique tubulaire 8,dont la surface interne présente, d'un côté, une forme sensiblement sphérique 10, ce corps 8 venant s'engager dans l'alésage 5 de ladite pièce métallique 1 t - un pivot 11,comprenant une queue 12, de préférence en acier se terminant par une tête 13,au moins en partie sphérique, au voisinage de la queue 12, ladite tête 13 tourillonnant dans le corps 8 et venant porter,par sa partie sphérique 14, sur la forme sphérique 10 dudit corps 8, avec interposition d'une garniture anti-friction 15, et - une calotte 16,venue de matière avec ladite pièce métallique 1 ou bien venant se fixer sur celle-ci ou sur ledit corps 8,dont elle obture l'ouverture à l'opposé de la partie sphérique 10. 2.- Liaison mécanique à rotule selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fixation dudit corps 8 dans l'alésage 5 de la susdite pièce métallique 1, ainsi qu'éventuellement la fixation de la susdite calotte 16 sur ledit corps 8 etXou sur la susdite pièce métallique 1, s'effectuent par sertissage ou par soudage. 3.- Liaison mécanique à rotule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la partie cylindrique du corps 8 présente une surface cylindrique extérieure 17 d'un diamètre sensiblement égal au diamètre de l'alésage 5 de la pièce 1 ainsi que, au niveau du raccordement entre la partie cylindrique 9 et la partie sphérique 10, une butée 18 radialement en sailLiee et en ce que la surface interne 19 de la partie cylindrique 9 comprend un décrochement d'alésage 20,dans lequel la calotte vient s'engager, le sertissage s'obtenant en écrasant la partie du décrochement d'alésage 20 dépassant de la tête 2 et de la calotte 16. 4.- Liaison mécanique à rotule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'alésage 5 de la pièce métallique 1 est terminé,d'un côté,par un épaulement 22 et est prolongé, de l'autre côté,par un surplus de matière 23, sur la face supérieure 3 de la tête 2 de la pièce métallique 1, en ce que le corps 8 de la liaison à rotule présente,à l'extrémité de sa partie cylindrique 9 dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur de l'épaulement 22, un rebord radial 24, dont le diamètre extérieur est sensiblement égal à celui de l'alésage 5,de telle manière que le corps puisse s'engager dans l'alésage 5 jusqu'à ce que le rebord 24 vienne en butée sur l'épaulement d'alésage 22, et en ce que sur la surface circulaire formée par la tranche du corps 8 prolongée par le rebord 24 vient se disposer une calotte 16,présentant à sa périphérique un diamètre sensiblement égal au diamètre de l'alésage 5, la fixation de l'ensemble s'obtenant alors en écrasant le surplus de matière 23, de manière à faire fluer le métal sur la périphérie de la calotte 16. 5.- Liaison mécanique à rotule selon la revendication 4, dans laquelle la pièce métallique ne comprend pas de surplus de matière 23, caractérisée en ce qu'entre le rebord du corps 8, le bord de la calotte et l'alésage 5 de la pièce 1, il est prévu un espace libre dans lequel est disposé un élément annulaire intercalaire en forme de S,dont les deux extrémités ne sont retournées qu'après l'assemblage de la liaison afin d'assurer la fixation de l'ensemble. 6.- Liaison mécanique à rotule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la partie cylindrique 9 du corps 8 de la liaison présente un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre de l'alésage 5 et présente à son extrémité libresun rebord 27 radialement en saillie,destiné à venir en retour sur l'une des faces 3 de la tête 2 de la pièce métallique 1, et en ce que la calotte 16 présente une jupe cylindrique 28 d'un diamètre sensiblement égal à celui de la tête 2, qui porte un évidement latéral 29 d'une largeur au moins égale à la largeur ou au diamètre de la tige 1', ladite calotte 16 étant destinée à venir coiffer la texte 2 munie du corps 8, la fixation de cet ensemble s'effectuant en rabattant l'extrémité libre de la jupe sur l'autre face 4 de la tête 2. 7.- Liaison mécanique à rotule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le corps 8 présente, à sa partie supérieure, un décrochement d'alésage 30ldans lequel vient se sertir la calotte 16, et,sur la paroi extérieure de la partie cylindrique 9, une gorge annulaire 31, et en ce que cette partie cylindrique 9 est sensiblement de meme diamètre que le diamètre interne de l'alésage 5 de la pièce métallique 1 dans laquelle elle vient s'emmancher, la fixation de cet ensemble s'obtenant en exerçant sur les deux faces opposées 3, 4 de la tette 2 de la pièce 1 une pression pour.faire fluer le métal dans la gorge annulaire 310 8.- Liaison mécanique à rotule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la calotte 16 est venue de matière avec la tête 2 de la pièce métallique 1 et referme d'un côté l'alésage 5, en ce que, autour de cet alésage S,sur la face 4 de la tête 2 opposée à la calotte 16, est prévu un surplus de matière 33 et en ce que le corps 8 présente au niveau de la bordure libre de la partie cylindrique 9 un rebord radial 34,dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre de l'alésage 5, à l'intérieur duquel il vient s'emmancher, la fixation du corps 5 sur la tete 2 s'obtenant en écrasant le surplus de matière 35 de manière à faire fluer le métal sur le rebord radial 34 de la partie cylindrique 9 du corps 8,