Brevet FR2507712A1 — publié le 19821217

La présente invention se rapporte à une articu- lation à rotule, notamment pour timoneries de direction de véhicules automobiles, dans laquelle une rotule solidaire d'une broche articulée ou organe analogue est logée dans une cuvette située du côté de ladite broche, à l'inté- rieur d'une enveloppe fermée par un couvercle du côté tourné vers ladite rotule, un organe élastique compensateur de jeu étant intercalé entre ledit couvercle et une cuvette d'appui associée à ladite rotule. Une articulation à rotule connue de ce type (îodèle d'utilité DE-,7 14 920) comporte, en guise de moyen élastique, un ressort hélicoïdal coopérant avec un moyen élastique supplémentaire qui, fa- briqué en une matière plastique de type caoutchouc, est interposé entre la cuvette d'appui et le couvercle Etant donné qu'un ressort hélicoïdal incorporé dans cette zone ne peut pas absorber plus d'efforts qu'il n'en exerce lui- même, il est évident lqu'aux dimensions usuelles de montage, un ressort hélicoïdal ne peut pas supporter une grande char- charge Certes, un élément inter:;édiaire en matière plastique peut absorber les chocs, amortir les bruits et assurer tout d'abord une compensation des tolérances et du jeu, mais l'action d'éléments en matière plastique se re- lâche après une assez longue période de contrainte. L'invention a par conséquent pour objet une arti- culation à rotule du type précité, réalisée de telle sorte que des tolérances de fabrication, même grossières, ainsi qu'une usure se manifestant en service, puissent être com- pensées même après une assez longue durée Des forces axiales considérables peuvent ainsi être absorbées sans jeu La forme de réalisation est simple, peu onéreuse et elle se prête à une production en grandes séries Les dimensions d'incorporation sont faibles et elles n'excèdent pas celles que présentent les articulations à rotule courantes dans le commerce. Selon les caractéristiques essentielles de l'ar- ticulation de l'invention, la face de la cuvette d'appui tournée vers le couvercle est inclinée par rapport à l'axe 2 2507712 longitudinal de l'enveloppe; l'angle d'inclinaison de cette face, mesuré par rapport à une perpendiculaire à l'axe lon- gitudinal et par rapport à cet axe lui-même, est à chaque fois plus grand qu'un angle provoquant un autoblocage; et le moyen élastique consiste en une bague élastique fendue. L'avantage d'un tel agencement réside dans le fait que, par un choix approprié des angles d'inclinaison, la bague élastique exerce une force considérable sur la cuvette d'appui, mais que, inversement, une force considérablement plus grande est nécessaire pour déformer ladite bague élas- tique de manière à produire un jeu. Certes, le brevet DE-715 826 a proposé en principe d'équiper une articulation-a rotule démontable d'un moyen de fixation élastique dans le sens radial Ce moyen de fixa- tion consiste en un circlip qui, introduit dans une gorge annulaire ménagée dans l'ouverture de l'enveloppe, s'élargit dans cette gorge annulaire lors de l'insertion de la rotu- le et revient élastiquement après le passage de cette ro- tule, empêchant ainsi un déboîtement de cette dernière Etant donné que la gorge annulaire part obligatoirement d'une ou- verture correspondant au diamètre de la rotule, le circlip doit obligatoirement entourer la région du plan équatorial de cette rotule lorsqu'il reprend élastiquement sa forme initiale Cela signifie que le circlip doit, certes, exercer une action de retenue, mais qu'il n'est cependant pas appro- prié pour agir avec une force correspondante sur la rotule ou pour opposer à une force axiale une résistance corres- pondante, pour compenser des tolérances et une usure dans le sens de l'invention Ainsi, jusqu'à présent, des circlips et moyens de fixation analogues n'ont pas pu apporter une solution satisfaisante au problème posé. Selon d'autres caractéristiques de l'articulation de l'invention: l'angle d'inclinaison de la face inclinée-de la cuvette d'appui, mesuré par rapport à l'axe longitudinal, est plus grand que celui mesuré par rapport à la perpendicu- laire audit axe; l'angle d'inclinaison mesuré par rapport à la perpendiculaire à l'axe longitudinal mesure entre 100 et , en particulier d'environ 200 à 300; et la face de ladite cuvette d'appui peut être inclinée vers l'intérieur et le diamètre de la bague élastique réduit lors du montage; ou ladite-face peut être inclinée vers l'extérieur et le diamètre de ladite bague élastique augmenté lors du montage. L'invention va a présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure l est une demi-vue demi-coupe d'une articulation à rotule dont la cuvette d'appui présente une face inclinée vers l'extérieur; et la figure 2, correspondant à la figure 1, repré- sente ladite articulation dont la cuvette d'appui comporte une face inclinée vers l'intérieur. Une rotule 2 forme un seul bloc avec une broche articulée 1 La région de ladite rotule tournée vers la broche l est engagée dans une cuvette 3 à l'intérieur d'une enveloppe 4 La région de ladite rotule 2 opposée à ladite broche l vient au contact d'une cuvette d'appui 5, qui pré- sente une face externe périphérique 6 inclinée vers l'exté- rieur Sur cette face 6, se trouve une bague élastique fen- due 7, maintenue par ailleurs en place axialement par un couvercle 8 in- corporé dans l'enveloppe 4 Ce couvercle 8 est à son tour maintenu en place par un rebord rabattu 9 de l'enveloppe 4. L'angle d'inclinaison de la face 6,mesuré par rapport à l'axe A-A de l'articulation, porte la référence a L'angle d'inclinaisonmesuré par rapport à une perpendiculaire A-B audit axe A-Aest référencé par I Chacun de ces angles a et 3 est plus grand qu'un angle provoquant un autoblocage. L'angle a est supérieur à l'angle Le montage de l'articulation à rotule a lieu de la façon suivante: après que la rotule 2 a été introduite, la cuvette d'appui 5 et la bague élastique 7 sont position- nés ensemble et le couvercle 8 est enfoncé à l'aide d'un outil Lors- que ce couvercle 8 a atteint sa position adéquate, le rebord 9 est rabattu. Lorsque le couvercle 8 est enfoncé, une contrainte est imposée axialement sur la bague 7 Il résulte de l'in- clinaison de la face 6 une composante radiale qui provoque un écartement de ladite bague 7 La force nécessaire pour provoquer cet écartement de la bague est relativement grande (à condition que a > B) et, dans tous les cas, elle est plus grande que la force exercée par ladite bague 7 à l'état monté sur la cuvette d'appui 5. Donc, par un choix approprié des angles d'in- clinaison, il est possible d'obtenir, d'une part, une arti- culation à rotule facilement mobile et, d'autre part, une absence de jeu,même en présence de grandes forces axiales. Judicieusement, l'angle B est choisi dans une plage de 10 à 400 On obtient des résultats particulièrement favorables lorsque cetdangle mesure entre 20 et 30 . La forme de réalisation selon la figure 2 est identique à celle de la figure 1, à cette différence près qu'une cuvette d'appui 5 ' présente une face 6 ' inclinée vers l'intérieur, sur laquelle agit une bague élastique 7 '. Lors du montage, cette bague 7 ' glisse le long de la face 6 ' et, de ce fait son diamètre diminue Bien évidemment, la fente de cette bague élastique 7 ' doit être dimensionnée de telle sorte que les extrémités opposées de cette bague ne butent pas l'une contre l'autre Une fois le montage achevé, la bague 7 ' a tendance à reprendre sa forme initiale, c'est- à-dire à se déployer dans le sens radial La composante axiale qui se manifeste alors provoque une pression sans jeu de la cuvette 5 ' sur la rotule 2 Là encore, la force néces- saire pour provoquer une-déformation de la bague élastique 7 ' est considérablement plus grande que la force exercée par ladite bague. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'articulation décrite et représen- tée, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Articulation à rotule, notamment pour timoneries de direction de véhicules automobiles, dans laquelle une rotule solidaire d'une broche articulée ou élément analogue est engagée dans une cuvette située du côté de ladite bro- che, à l'intérieur d'une enveloppe qui est fermée par un couvercle du côté de ladite rotule, un moyen élastique com- pensateur de jeu étant intercalé entre ledit couvercle et une cuvette d'appui associé à ladite rotule, articulation caractérisée par le fait que la face ( 6; 6 ') de la cuvette d'appui ( 5; 5 ') tournée vers ledit couvercle ( 8) est in- clinée par rapport à l'axe longitudinal (A-A) de l'enveloppe ( 4); par le fait que l'angle d'inclinaison (a; S) de la- dite face ( 6; 6 '), mesuré par rapport à une perpendiculaire (A-B) audit axe longitudinal (A-A) et par rapport audit axe (A-A) lui-même, est à chaque fois supérieur à un angle provoquant un autoblocage; et par le fait que le moyen élas- tique consiste en une bague élastique fendue ( 7; 7 '). 2 Articulation à rotule selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'angle d'inclinaison (a) de la face ( 6; 6 '), mesuré par rapport à l'axe longitudinal (A-A), est plus grand que l'angle ( 8) mesuré par rapport à la perpendiculaire (A-B) audit axe longitudinal (A-A). 3 Articulation à rotule selon la revendication 2, caractériséepar le fait que l'angle d'inclinaison (M), me- suré par rapport à la perpendiculaire (A-B) à l'axe longi- tudinal (A-A), mesure entre 100 et 40 , en particulier entre environ 20 et 30 . 4 Articulation à rotule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la face ( 6 ') est inclinée vers l'intérieur et le diamètre de la bague élastique ( 7 ') est diminué lors du montage. Articulation à rotule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la face ( 6) est inclinée vers l'extérieur et que le diamètre de la bague élastique ( 7) est agrandi lors du montage.