Brevet FR2487458A1 — publié le 19820129

La présente invention concerne une liaison mécanique à rotule du type comprenant un élément femelle ou bottier et un élément male ou pivot, tous deux généralement en acier, le pivot portant à une extrémité une tete sphérique montée tourillonnante à l'intérieur du boîtier, avec interposition d'un élément anti-friction. D'une manière générale,on sait qu'il a déjà été proposé d'utiliser en tant qu'élément anti-friction un coussinet dans lequel est monté un ensemble de corps tournants à la façon d'un roulement à billes. Cette solution présente toutefois plusieurs inconvénients à savoir t - Les surfaces sur lesquelles viennent rouler les corps tournants doivent être usinées avec une haute précision; - Les surfaces doivent entre en outre traitées d'une façon analogue à celles des surfaces de roulement, des roulements à billes classiques. En conséquence, le pris de revient de telles liaisons à rotule se trouve considérablement augmenté. En outre,lorsque la tête du pivot pivote dans son boitier, le coussinet sort du boîtier, ce qui ne constitue pas en soi un inconvénient, mais il ne revient ensuite à sa position initiale que si le mouvement suivant est exactement l'inverse de celui qui l'a fait sortir du bottier. I1 est clair que, dans la plupart des applications de ces liaisons à rotule, ce mouvement inverse ne se produit jamais, de sorte que le pivot risque, au mouvement suivant, de venir buter contre le coussinet, et en conséquence de le détériorer. L'invention a donc pour but de supprimer tous ces inconvénients. Elle propose à cet effet de remplir au moins une partie de la cavité intercalaire comprise entre la tAte du pivot et la surface interne du boîtier de microbilles, par exemple en verre, pouvant présenter un diamètre allant de quelques centièmes de millimètres à quelques dixièmes de millimètres. Du fait que ces billes se comportent à l'intérieur de la cavité comme un fluide hydrostatique,il estpossible de prévoir un rattrapage automatique de jeu en insérant un élément élastique précomprimé, agissant sur les billes. Une telle disposition présente l'avantage de permettre l'utilisation de pivots relativement grossiers et peu coûteux et d'obtenir une liaison à rotule pratiquement inusable sans jeu. Bien entendu,pour éviter que les microbilles puissent s'échapper par ltouverture du boîtier, l'invention prévoit, dans l'espace libre compris entre la tête du pivot et la surface interne du boîtier, dans une zone adjacente à ladite ouverture, un coussinetede préférence en une matière plastique fluocarbonée telle que du polyté trafluoréthylène. L'invention a également pour objet un ensemble de dispositions et de conformations particulières destinées à éviter toute possibilité de coincement des billes entre la surface du boîtier et la tête du pivot an cours de mouvements de ce dernier. En effet,on sait que,lorsqurelle est obtenue par forgeage à froid, la tête du pivot est formée de deux demi-sphères de mdme.diamètre, accolées par leur plan équatorial, formant en théorie une sphère parfaite. En pratique,dans les pivots obtenus par ce procédé, il existe une légère excentration de l'une des demi-sphères par rapport à l'autre dans le plan équatorial. Par ailleurs, le bottier de la liaison à rotule comprend un corps tubulaire présentant une partie cylindrique, obturée d'un côté par une calotte, et prolongé du c8té opposé à ladite calotte par une partie sphérique terminée par une ouverture coaxiale. On constate que,dans une telle liaison à rotule, un coincement risque de se produire au niveau du raccordement entre la partie cylindrique et la partie sphé- rique du boitier, en raison de la concentration des deux demi-sphères formant la tte du pivot. Pour supprimer cet inconvénient, les dispositions préconisées par l'invention consistent a) - A prévoir un diamètre de la surface interne de la partie cylindrique et de la partie sphérique du corps tubulaire de la liaison notablement plus grand que le diamètre de la tete du pivot, la partie sphèrique du corps comprenant un retour radial au niveau de l'ouver ture, et à prévoir maintenue a au moins dans un sens sur ce retour, une garniture anti -friction venant en contact avec ladite tdte et réalisée en une matière telle que, par exemple, une matière plastique fluocarbonée. b) - A prévoir, au niveau du cercle équatorial de la tête,une couronne annulaire en saillie servant à entraîner en rotation une garniture antifriction logée entre la partie sphérique du corps et ladite tette. c) - A prévoir, à la base de la tête,une butée circulaire en saillie servant à entraîner en rotation une gar niture antifriction logée entre la partie sphérique du corps et ladite tette. d) - A prévoir un pivot dans lequel la demi-sphère de la tête située du coté opposé à la queue présente un diamètre notablement inférieur au diamètre de la demi-sphère adjacente à la queue. Dans ce cas, la demi-sphère c8té queue vient porter sur la partie spherique du corps par l'intermédiaire d'une garniture anti-friction retenue A fixement sur le corps, par exemple, grâce à un rebord coopérant avec un palier d'alésage ménagé à la jonction entre la partie cylindrique et la partie sphérique. Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemplesnon limitatifs, avec référence aux dessins annexés1 dans lesquels La figure 1 est une coupe axiale d'une liaison à rotule présentant les dispositions préconisées dans le paragraphe (a) ci-dessus. La figure 2atune axpe aaxiale d'une liaison à rotule présentant les dispositions préconisées dans le paragraphe (b) ci-dessus. La figure 3 est une coupe axiale d'une liaison à rotule présentant les dispositions préconisées dans le paragraphe (c) ci-dessus. La figure 4 est une coupe axiale d'une liaison à rotule présentant les dispositions préconisées dans le paragraphe (d) ci-dessus. Dans les exemples représentés figures1 à 3,les liaisons à rotule comportent toutes un corps tubulaire 1,présentant une partie cylinilrique 2,prolongée d'un côté par une partie sphérique 3,refermée de l'autre côté par une calotte 4 à face interne sensiblement sphérique 5 directement sertie sur le corps 1. De cette calotte 4 part, coaxialement audit corps 1,un élément de liaison 6 tel qu'une biellette. Par ailleurs, la partie sphérique 3 est terminée par une ouverture circulaire coaxiale 7. A l'intérieur dudit corps 1 est logée la tette 8, au moins en partie sphérique, d'un pivot,dont la queue 9 passe au travers de l'ouverture 7. Dans la partie cylindrique 2 du corps est en outre prévu un perçage taraudé 10g à l'intérieur duquel peut venir se visser une vis 11 munie à son extrémité d'un organe élastique 12, pouvant consister par exemple en une ou plusieurs rondelles Belleville. Dans 1'exemple représenté figure 1,le diamètre intérieur de la partie cylindrique 2, de la partie sphérique 3 du corps 1, ainsi que de la face sphérique 5 de la calotte 4 est prévu notablement plus grand que le diamètre de la tête 8 du pivot. On obtient ainsi un espace intercalaire 14,dans lequel sont disposées les microbilles. Par ailleurs, la partie sphérique 3 du corps 1 comprend, au niveau de l'ouverture 7, un retour 13 radialement en saillie vers l'intérieur du corps 1, qui porte une garniture anti-friction 16 en forme de cornière, dont la face 17, orientée vers l1intérieur, présente une forme sensiblement sphérique au diamètre de la tête 8 du pivot sur lequel elle vient porter. Dans l'exemple représenté figure 2, la tête 8 du pivot comprend, au niveau de son cercle équatorial, une couronne annulaire 18 en saillie, servant à entralner en rotation une garniture anti-friction 19 logée entre la partie sphèrique 3 du corps 1 et la demi-sphère 20 de la toute 8, adjacente à la queue 9 du pivot. Dans ce cas, les microbilles remplissent essentiellement la cavité sphère que 14 comprise entre le corps 1, la calotte 4 et la demisphère 21 de la tdte 8 opposée à la queue 9. Avec référence à la figure 3, la tette 8 du pivot comprend à sa base, au voisinage de son raccordement avec la queue 8, une butée circulaire 23 radialement en saillie servant à entraîner une garniture antifriction 24 logée entre la partie sphérique 3 du corps 1 et la demi-sphère 20 de la tete 8 coté queue 9, cette garniture 24 remontat jusqu'à un niveau proche du cercle équatorial 25 de la tête 8. Le volume intercalaire 14 restant libre entre la ttte 8 du pivot et le corps 1 muni de sa calotte 4 est rempli de microbilies. La liaison à rotule représentée sur la figure 4 est une liaison à renvoi d'angle. Elle se compose d'une pièce métallique 26 munie d'une tAte plate 27 présentant un alésage cylindrique 28 d'axe 29 perpendiculaire ou incliné par rapport à celui de la pièce 29. Dans cet alésage vient s'emmancher une pièce tubulaire formant le corps 30 de la liaison à rotule et qui comprend une partie cylindrique 31 et une partie sphérique 32. La partie cylindrique 31 se trouve refermée du c8té opposé à la partie sphérique 32 par une calotte 33 sertie avec le corps sur la tete 27 de la pièce métallique 26. Cette calotte 33 comprend un orifice taraudé 34 dans lequel vient se visser une vis 35 pouvant porter, à son extrémité, un élément élastique 36 du type de celui précédemment mentionné. Cet orifice 34 sert notamment à assurer l'introduction des microbilles. A l'intérieur du corps 30 vient se loger la tête 37 d'un pivotdont la queue 38 passe au travers de l'ouverture coaxiale 39 situéeà la base de la partie sphérique 32. Cette tête 37 comprend, c8té queue,une demi-sphère 40 rotulant dans la partie sphérique 32 du corps 30, avec interposition d'une garniture anti-friction 41 retenue en rotation grace à un rebord s'engageant sur un palier d'alésage 43 ménagé à la jonction entre la partie sphérique 32 et la partie cylindrique 31 du corps 30. Du côté opposé à la queue 38, la tête comprend une demi-sphère 44 de diamètre notablement inférieur à celui de la demi-sphère 40. Cette demi-sphère 44 se trouve raccordée à la demisphère 40 par un chanfrein. Cette disposition présente l'avantage d'éviter toute possibilité de coincement due à la.décentration des deux demi-sphères 40, 44 réalisant la tête 37 du pivot. REVENDICATIONS 1.- Liaison mécanique à rotule du type comprenant un élément femelle ou boîtier 1,4 et un élément mâle ou pivot 8,9, le pivot 8, 9, portant, à une extrémité un tête 8, au moins en partie sphérique, montée tournante à l'intérieur du boîtier 1t4,caractérisée en ce que au moins une partie de la cavité intercalaire comprise entre la tête 8 du pivot et la surface interne du boîtier 1,4 est remplie de microbilles. 2.- Liaison à rotule selon la revendication 1, carac térisée en ce-que les susdites microbilles présentent un diamètre allant de quelques centièmes de millimètres à quelques dixièmes de millimètres 3.-- Liaison à rotule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément élastique 12 précomprimé,qui agit sur les microbilles en vue de réaliser un rattrapage automatique de jeu 4.- Liaison à rotule selon l'une des revendications précEdentes,caractérisée en ce que pour éviter que les iicrobilles puissent s'échapper par ltouverture 7 du boîtier 1, 4, l'invention prévoit, dans l'espace libre compris entre la tête 8 du pivot et la surface interne du boîtier 1, 4, dans une zone adjacente à ladite ouverture 7, un coussinet 16, 19, 24 ,41,de préférence en une matière plastique fluocarbonée telle que du polytétrafluor éthylène. 5.- Liaison à rotule selon l'une des revendications précédentes,danslaquelle le boîtier comprend un corps tubulaire 1 présentant une partie cylindrique 2, obturée d'un coté par une calotte 4, etprolongée du cssté opposé à ladite calotte 4, par une partie sphérique 3 terminée par une ouverture coaxialescaractérisée en ce que le diamètre de la surface interne de la partie cylindrique 2 et de la partie sphérique 3 dudit corps 1 est notablement plus grand que le diamètre de la tête 8 du pivot, la partie sphérique 3 du corps 1 comportant un retour radial 13 au niveau de ladite ouverture 7, munie d'une garniture anti-friction 16 venant en contact avec ladite tête 8, cette garniture 16 pouvant être réalisée en une matière telle qu'une matière plastique fluocarbonée. 6.- Liaison à rotule selon l'une des revendications 1 à 41dans laquelle le boîtier comprend un corps tubulaire 7 présentant une partie cylindrique 2, obturée d'un caté par une calotte 4, et prolongé du côté opposé à ladite calotte 4 par une partie sphérique 3 terminée par une ouverture coaxiale 7, caractérisée en ce que la susdite tête 8 du pivot comprend, au niveau du cercle équatorial une couronne annulaire 18 en saillie servant à entraîner en rotation une garniture antifriction 19 logée entre la partie sphérique 3 du corps 1 et ladite tête 8. 7.- Liaison à rotule selon l'une des revendications 1 à 4 dans laquelle le boîtier comprend un corps tubulaire 1 présentant une partie cylindrique 2, obturée d'un côté par une calotte 4, et prolongé du côté opposé à ladite calotte 4 par une partie sphérique 3 terminée par une ouverture coaxiale 7, caractérisée en ce que, à la base de la susdite tête est prévue une butés circulaire 23 en saillie servant à entra4ner en rotation une garniture anti-friction 24 logée entre la partie sphérique 3 du corps 1 et ladite tête 8. 8.- Liaison à rotule selon l1une des revendications 1 à 4 dans laquelle le boîtier comprend un corps tubulaire 1 présentant une partie cylindrique 2, obturée d'un côté par une calotte 4, et prolongé du côté opposé à ladite calotte 4 par une partie sphérique 3 terminée par une ouverture coaxiale 7, caractérisée en ce qu'elle comprend un pivot dans lequel la demi-sphère 44 de la tête 37 située du cSté opposé à la queue 38 présente un diamètre notablement inférieur au diamètre de la demi-sphère 40 adjacente à la queue 38 et en ce que, dans ce cas, la demi-sphère 40 côté queue 38 vient porter sur la partie sphérique 32 du corps 30 par l'intermédiaire d'une garni turne anti-friction 41 retenue fixement surle corps. 9.- Liaison à rotule selon l'une des revendications précédentes, caractérisée on ce que ledit boîtier comprend un perçage taraudé 10 à l'intérieur duquel peut venir se visser une vis 11 munie à son extrémité d'un organe élastique 12.