Brevet FR2522748A1 — publié le 19830909

La présente invention concerne les articulations à rotule. Plus précisément, elle se rapporte à des articulations à rotule du type dans lequel une rotule est enfoncée à force dans un bottier et est ensuite retenue dans celui-ci d'une manière telle que la force nécessaire à son arrachement est supérieure à la force d'introduction. Le type précité d'articulation à rotule est particulièrement avantageux dans les montages mécaniques exécutés en grandes séries car il ne nécessite pas d'opérations complexes de montage. En effet, la rotule est simplement introduite à force dans un bottier. Il faut cependant que la force d'arrachement soit très élevée. En effet, si celleci n'est pas suffisante, le mécanisme associé peut se démonter intempestivement. Etant donné qu'on utilise de telles articulations à rotule dans des mécanismes de changement de vitesse ou de commande d'accélérateurs par exemple, une séparation intempestive de la rotule et du boîtier peut être catastrophique et doit donc être évité. Par contre, il est important que le montage ne nécessite pas une force importante afin qu'il puisse être réalisé facilement dans les channes de fabrication. On connatt déjà une articulation à rotule de ce type. En effet, le brevet français nO 2 286 971 décrit une telle articulation qui comporte un boîtier rigide contenant un coussinet fixe et une bague mobile en translation, le coussinet et la bague délimitant ensemble un logement de forme sphérique. Lorsqu'une rotule doit être introduite dans ce logement, elle repousse la bague contre le coussinet, car ces deux éléments sont séparés par une certaine distance. Lorsque la rotule a pénétré entièrement dans le coussinet, la bague revient à distance de celui-ci. Lorsqu'une force d'arrachement est ensuite appliquée à la rotule, la bague est serrée. entre la rotule et le boîtier si bien que l'arrachement de la rotule est très difficile. L'articulation précitée présente des inconvénients car sa fabrication est relativement délicate. En effet, une variation très faible des dimensions après sertissage fait varier dans de grandes proportions la force d'arrachement. Le sertissage réalisé doit donc être exécuté de manière qu'il donne une force minimale d'arrachement supérieure à une valeur considérée comme sûre, c'est-à-dire comme évitant une séparation de la rotule et du boîtier lors de l'utilisation. La force moyenne d'arrachement est alors très élevée. Etant donné le rapport de la force d'introduction à la force d'arrachement, la force moyenne d'introduction est alors élevée si bien que le montage de ces articulations présente souvent des difficultés. L'invention concerne une articulation à rotule, du type précité, c'est-à-dire dans laquelle l'introduction de la rotule est effectuée par application d'une force modérée et l'arrachement de la rotule nécessite au contraire une force très importante. L'invention met en oeuvre à cet effet des moyens tout à fait différents de ceux qui sont décrits dans le brevet précité. Ainsi, l'invention supprime tout déplacement longitudinal de la bague, constituant la caractéristique essentielle de l'arti culation du brevet précité. Plus précisément, l'invention concerne une articulation à rotule montée par introduction à force, du type qui comprend - une rotule, - un boîtier rigide ayant une paroi d'introduction de rotule qui a une ouverture de dimension suffisamment grande pour le passage de la rotule dans une direction d'introduction dans le boîtier, - un coussinet logé dans le boîtier et retenu en position sensiblement fixe dans celui-ci, et - une bague logée dans le boîtier, - le coussinet et la bague délimitant ensemble un logement en forme de partie de sphère. Selon l'invention, - la bague est simultanément au contact du coussinet et de la paroi d'introduction, - la bague et le boîtier délimitent une cavité entre eux et à la périphérie externe de la bague, et - la bague et le boîtier comportent, autour de l'ouverture du boîtier, un dispositif d'accrochage mutuel qui a tendance à se débloquer lorsque la rotule exerce une force dirigée vers le coussinet et à se bloquer lorsque la rotule exerce une force dirigée en sens inverse. Ainsi, selon l'invention, lorsque la rotule exerce une force dirigée vers le coussinet, elle débloque le dispositif d'accrochage si bien que la bague peut se déformer élastiquement en direction latérale, en se déformant dans la cavité. Au contraire, lorsqu'une force est exercée dans l'autre sens, la rotule a tendance à bloquer le dispositif d'accrochage si bien que la matière de la bague est serrée directement entre la rotule et la paroi du boîtier. Dans un mode de réalisation avantageux, la cavité est délimitée par une gorge formée à la périphérie externe de la bague. Celle-ci est avantageusement formée d'une matière plastique plus molle que celle du coussinet, par exemple de polyuréthanne, ayant notamment une dureté de l'ordre de 90" Shore A. Le dispositif d'accrochage comporte avantageusement le bord de l'ouverture formée dans la paroi d'introduction du boîtier et une saillie dépassant de la face coopérante de la bague, la saillie empêchant la déformation latérale de la bague lorsque la rotule exerce une force dirigée à l'opposé du coussinet. Le boîtier est avantageusement serti. La force de sertissage et les dimensions du boîtier après sertissage influent relativement peu sur la force d'introduction de la rotule et sur sa force d'arrachement. En effet, les tolérances de sertissage sont déterminées en direction parallèle à la direction d'introduction. Au contraire, le fonctionnement de la bague s'effectue par déplacement latéral. Le blocage et le déblocage du dispositif d'accro chage correspondent toujours à un déplacement sur une distance égale à la dimension de la saillie qui dépasse de la face de la bague. Cette dimension ne dépend pas du sertissage. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe axiale d'un boîtier d'articulation à rotule selon l'invention ; et la figure 2 est une coupe partielle correspondant à la figure 1, représentant une étape de l'introduction de la rotule dans le boîtier. La figure 1 est une coupe d'un exemple d'articulation à rotule selon l'invention, sous une forme très agrandie étant donné que son diamètre et sa hauteur sont par exemple de l'ordre de 20 mm. L'articulation comporte un boîtier 10 formé à partir d'un tube métallique, ayant une première paroi 12 d'extrémité qu a un trou 14 en son centre. Ce trou n'est pas indispensable mais il facilite la fabrication à partir d'un tube. A l'autre extrémité, le corps du boîtier 10 a une seconde paroi 16 qui délimite un orifice central 18 destiné à l'introduction d'une rotule. Le diamètre de cet orifice circulaire 18 est donc au moins égal à celui de la rotule qui doit être introduite dans le boîtier. Le bord de l'orifice 18, vers l'intérieur, forme une saillie ou un coin 20. Le boîtier 10 contient un coussinet 22, délimitant une cavité 24 en forme de couronne sphérique et une cavité éventuelle 26, destinée à faciliter les opérations de moulage et qui peut être utilisée par exemple pour la disposition d'une réserve d'un lubrifiant. A l'extrémité opposée, le coussinet 22 se termine par une lèvre 28. Celle-ci dépasse de préférence le niveau du centre 30 de la cavité sphérique 24 de manière qu'elle ait tendance d'elle-même à rester accrochée sur une rotule de diamètre correspondant. Le coussinet 22 est avantageusement formé d'une matière plastique de moulage facile et relativement dure,par exemple de "Nylon" chargé de fibres de verre. Le boîtier 10 contient aussi une bague 32. Celleci a une partie inférieure 34 destinée à entourer la lèvre 28 du coussinet 22. Elle délimite dans sa partie centrale, au-dessus de cette lèvre 28, une partie de surface sphérique qui prolonge la surface de la cavité 24. La partie 38 de la bague proche de l'ouverture 18 du boîtier délimite un orifice 40 de forme sensiblement cylindrique. Selon une caractéristique importante de l'invention, la bague 32 a une gorge 42 à sa périphérie externe de manière qu'un espace 44 soit délimité entre le boîtier 10 et la bague 32. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie externe 38 de la bague 32 a une saillie 46 de petite dimension, par exemple de 0,5 mm de hauteur, qui pénètre dans l'orifice 18 de la paroi 16 du boîtier 10. Le bord 20 de l'ouverture 18 du boîtier et la saillie 46 de la bague 32 forment le dispositif d'accrochage selon l'invention. Ce dispositif d'accrochage, actif lorsqu'une rotule 48 est introduite dans le boîtier ou en est extraite, comprend ainsi un coin 50 formé dans la bague 32 et destiné à coopérer avec le coin 20 du bord de l'ouverture 18. Lorsqu'une rotule 48 est introduite à force dans le boîtier représenté sur la figure 1, sa surface commence par prendre appui contre la face externe de la bague 32, c'est-d-dire la saillie 46. Pendant cet enfoncement de la rotule 48, la bague qui est formée d'une matière facilement déformable s'enfonce légèrement vers l'intérieur du boîtier et dégage la saillie 46 du coin 20. Après ce dégagement, la rotule qui continue à être enfoncée, par exemple avec une force de 5 daN, déforme la matière de la bague 32 et celle-ci peut occuper l'espace formé par la cavité 44, en prenant sensiblement la configuration représentée sur la figure 2. Celle-ci montre clairement que le coin 50 a été déplacé latéralement à une distance très importante du coin 20 de la paroi du boîtier.Grâce à cette déformation élastique latérale de la bague 32, la rotule peut pénétrer dans le coussinet. Lorsque la rotule a été enfoncée complètement, la bague 32, étant donné son élasticité et la forme inclinée de la surface de la rotule, a tendance à reprendre la position représentée sur la figure 1, c'est-à-dire que la saillie 46 pénètre dans l'ouverture 18 et la pièce 32 n'est presque plus déformée. Si une force d'arrachement est alors appliquée à la rotule, compte tenu de l'inclinaison des surfaces de coopération de la rotule et de la bague 32 à proximité de l'ouverture 40, la force résultante est dirigée latéralement et vers le haut sur la figure 1, comme indiqué par la flèche 52 en traits interrompus. En conséquence, la matière qui se trouve entre la rotule et le bord du boîtier est comprimée et doit donc résister à l'écrasement. Ainsi, lors de l'introduction de la rotule, la bague 32 formée d'une matière molle travaille au cisaillement et se déforme donc facilement si bien que la force qu'elle applique est modérée. Au contraire, lors de l'arrachement de la rotule, elle travaille à la compression et exerce alors une force de réaction bien plus grande. La résistance à l'arrachement est donc bien plus grande. Dans un exemple dans lequel la matière de la bague 32 est un polyuréthanne de dureté Shore A de 900, l'orifice 40 ayant un diamètre de 11 mm, la force d'introduction est de 5 daN et la force d'arrachement de 30 daN. La modification des valeurs de la force d'introduction et de la force d'arrachement est facilement réalisable. La force d'arrachement peut être accrue par utilisation d'une matière moins molle, résistant mieux à l'écrasement. La force d'introduction est alors déterminée par fixation du diamètre du trou 40 d'introduction de la rotule. Bien entendu, la cavité 44 peut être formée de diverses manières. Par exemple, la gorge 42 de la bague peut avoir des configurations très diverses. En outre, la bague 32 peut avoir une forme extérieure sensiblement cylindrique et le boîtier peut délimiter alors la cavité. La caractéristique essentielle est la présence d'un volume libre permettant la déformation latérale de la bague lors de l'introduction de la rotule. Le dispositif d'accrochage de la bague et du bord de l'ouverture 16 peut être modifié. Par exemple, comme il doit se bloquer sous l'action de forces dirigées comme indiqué par la flèche 52, il suffit que la bague et la paroi 16 aient des surfaces sensiblement perpendiculaires à cette direction. Une telle disposition peut suffire, lorsque les forces de frottement de la bague sur le boîtier sont suffisantes. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Articulation à rotule montée par introduction à force, du type qui comprend -une rotule (48), - un boîtier rigide (10) ayant une paroi (16) d'introduction de rotule qui a une ouverture (18) de dimension suffisamment grande pour le passage de la rotule dans une direction d'introduction dans le boîtier, - un coussinet (22) logé dans le boîtier et retenu en position sensiblement fixe dans celui-ci, et - une bague (32) logée dans le boîtier, - le coussinet et la bague délimitant ensemble un logement ayant la forme d'une partie de sphère, caractérisée en ce que - la bague (32) est simultanément au contact du coussinet (22) et de la paroi d'introduction (16), - la bague (32) et le boîtier (10) délimitent une cavité (44) entre eux et à la périphérie externe de la bague, et - la bague (32) et le boîtier (10) comportent, autour de l'ouverture du boîtier, un dispositif d'accrochage mutuel (20, 50) qui a tendance à se débloquer lorsque la rotule exerce une force dirigée vers le coussinet et à se bloquer lorsque la rotule exerce une force dirigée en sens inverse. 2. Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif d'accrochage comporte un bord (20) de l'ouverture (18) du boîtier coopérant avec une saillie (46) formée sur une face de la bague (32). 3. Articulation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la cavité (44) est délimitée par une gorge (42) formée à la périphérie externe de la bague (32). 4. Articulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la-bague (32) est formée d'une matière plastique plus molle que la matière du coussinet. 5. Articulation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la bague est formée de polyuréthanne. 6. Articulation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la bague a une dureté Shore A de 90" environ. 7. Articulation selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisée en ce que le boîtier (10) est serti autour de la bague et du coussinet.