Brevet FR2518674A1 — publié le 19830624

La présente invention-est relative en général à des paliers étanches et plus particulièrement à-des articulations à genouillère ou à des joints à rotule hermétiquement étanches du type joint à rotule sphérique. Les articulations à genouillère ou à rotule du type joint à rotule sphérique sont utilisées en géné- ral dans les assemblages de tirants de direction des véhicules automobiles pour les barres de traction, les barres de torsion, les stabilisateurs de suspension et les amortisseurs de types divers, par exemple Dans les gros camions, les véhicules militaires, les véhicules tous terrains et les véhicules de chemin de fer;il faut des articulations à genouillère ou des joints à rotule qui puissent s'adapter à des conditions de service sévères pendant une longue période et avec un minimum d'entretien et de réparations, le matériel étant souvent soumis à des vibrations intenses et à des efforts consi- dérables orientés en tous sens. L'invention décrite dans la demande française N 082 12894 est relative à des joints du type à rotule sphérique constitués par des dispositifs complètement étanches lubrifiés une fois pour toutes et-particulière- ment adaptés aux conditions de service envisagées, c'est-à-dire à l'absorption de vibrations et de chocs, ou capables de supporter de fortes charges, sans déforma- tions ni dislocations, avec compensation de l'usure, et faciles à réaliser avec de larges tolérances de fabrica- tion Les joints en question ne sont cependant pas faciles à démonter pour une recharge en lubrifiant ou pour la réparation ou le remplacement de pièces endommagées. La présente invention a pour objet une modifi- cation des articulations à genouillère ou à rotule décrites dans la demande de brevet ci-dessus qui permet notamment le démontage de tous les dispositifs décrits - 2518674 pour le renouvellement du lubrifiant ou le remplacement de pièces en- doemagées ou usées. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples, aux dessins annexés. La fig 1 est une coupe longitudinale partielle d'un exemple de joint à genouillère ou à rotule du type joint à rotule sphérique suivant la présente invention. La fig 2 est une vue d'extrémité suivant la ligne 2-2 de la fig 1. La fig 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la fig 1. La fig 4 est une vue analogue à celle de la fig 1, mais représentant une variante. La fig 5 est une vue analogue à celle de la fig 1, mais représentant un joint à rotule sphérique à une seule tête d'assem- blage réalisé suivant l'invention. La fig 6 est une modification du dispositif représenté à la fig 5. Comme le montrent les dessins et plus particulièrement les fig 1 à 3 relatives à un mode de réalisation de la présente invention, le joint à rotule sphérique 10 à double tête d'assemblage représenté à titre d'exemple comprend une enveloppe 12 ayant la forme d'un élément de tube à la surface extérieure duquel on a fixé, par exemple par soudage, une barre ou tube 14 portant à celle de ses extrémités qui n'est pas représentée un autre joint analogue à rotule sphérique ou tout autre dispositif nécessaire à la construction. L'enveloppe 12 délimite une ouverture cylin- drique 16 dans laquelle est montée une bille 18 compor- tant, aux extrémités opposées de l'un de ses diamètres, deux têtes d'assemblage 20 et 22 -situées dans l'alignement l'une de l'autre Chacune de ces têtes qui font par- tie intégrante de la bille 18, ayant été -obtenues par exemple par repoussage à froid, présente un alésage 24 orienté diamétralement et permettant le montage d'un autre élément de construction non représenté Le joint à rotule 10 représenté est du type que l'on utilise par exemple à l'une des extrémités d'un tube de torsion ou d'une barre de traction dans les systèmes de suspension de gros camions ou de remorques. La bille 18, qui comporte de préférence une rainure de graissage équatoriale 26, peut tourner par rapport à une enveloppe support mince 28 dont la surface d'appui 30 s'applique, tout en la laissant tourner, contre la surface sphérique 32 de la bille 18 La sur- face sphérique 30 de l'enveloppe support 28 comporte de préférence deux cannelures de graissage 34 disposées symétriquement par rapport à la rainure de graissage 26 de la surface sphérique 32 de la bille 18 lorsque le joint à rotule 10 se trouve dans la position o il n'y a pas de pivotement,c'est-à-dire dans la position neutre, représentée à la fig 1, o l'axe de la barre ou du tube 14 est à peu près à angle droit par rapport à l'axe des têtes d'attache 20 et 22. Un anneau métallique plein ou fendu 36 est intercalé entre la paroi intérieure de l'ouverture 16 de l'enveloppe 12 et la surface extérieure de l'enve- loppe support 28 Le diamètre extérieur de cet anneau 36 est légèrement inférieur au diamètre intérieur de-l'ou- verture 16 de l'enveloppe 12 de sorte qu'il y a un espace libre étroit 38 entre la surface extérieure de l'anneau 36 et la surface intérieure de l'ouverture 16 de l'enveloppe 12. Comme le montre bien la fig 3, l'enveloppe support 28 et l'anneau 36 peuvent comporter des fentes indiquées respectivement par les références 40 et 42 et permettant à l'enveloppe support 28 et à l'anneau 36 de s'élargir élastiquement pour être glissés sur la bille 18 avant son insertion dans l'ouverture 16 de l'enveloppe 12 pour le montage du joint 10, bien que l'anneau 36 puisse être plein - L'assemblage partiel constitué par la bille 18 comportant les têtes d'assemblage 20 et 22 qui en font partie intégrante, par l'enveloppe support 28 qui entoure la bille 18 et par l'anneau 36 qui entoure l'enveloppe support 28, est maintenu élastiquement à l'intérieur de l'ouverture 16 de l'enveloppe 12 par deux anneaux fendus élastiques amovibles 44 et 46, qui sont des bagues de retenue à mise en place rapide, l'anneau 44 s'insérant dans une rainure 48 et l'anneau 46 s'insérant dans une rainure 50, les rainures 48 et 50 étant découpées dans la surface intérieure de l'ouverture 16 de l'enveloppe 12 Le bourrelet 52 d'un joint à soufflet 54 forme un anneau déformable élastiquement qui est maintenu et com- primé entre la bague de retenue 44 et une partie de la surface de l'anneau 36, le joint à soufflet'54 compor- tant un autre rebord élastique qui entoure en la compri- mant, la partie 58 de la tête d'assemblage 20 qui consti- tue la zone de transition entre la tête d'assemblage et la bille 18 De même, la bague de retenue 46 'maintient en le comprimant le bourrelet 52 d'un deuxième joint à soufflet 54 qui forme un deuxième anneau déformable élastiquement inséré entre la bague de retenue 46 et l'autre partie de surface de l'anneau 36 Ce joint à soufflet 54 comporte également un rebord élastique 56 qui entoure et comprime la partie 60 formant- transition entre la tête d'assemblage 22 et la bille 18. Les joints à soufflet 54 sont constitués par un élastomère convenable et chacun de leurs bourrelets d'extrémité 52 agit comme un anneau de compression défor- mable élastiquement qui se moule sur chacune des saillies annulaires 62 formées à la surface périphérique de l'enve- loppe annulaire 28 lors de la formation par estampage des cannelures de graissage 34 au moment de la fabrication de l'enveloppe support 28 Les bourrelets annulaires 52 du joint à soufflet 54, comprimés élastiquement, maintiennent donc l'enveloppe support fendue 28 et l'anneau 36 dans une position essentiellement centrale entre les bagues de re- tenue 44 et 46 Les chocs et les vibrations de faible importance sont absorbés élastiquement par les anneaux de compression constitués par les bourrelets 52 du joint annulaire à soufflet, et les efforts plus importants, tendant à déplacer dans le sens latéral l'axe des têtes d'assemblage 20 et 22, sont absorbés par la masse de l'anneau métallique solide 36 quand la surface périphé- rique de l'anneau 36 est poussée contre la surface inté- rieure de l'ouverture 16 de l'enveloppe 12 après qu'une partie de l'effort dû à la charge ait été absorbée élasti- quement dans une direction radiale par les anneaux de compression constitués par les bourrelets annulaires 52 des joints à soufflet 54. Il est préférable que tout l'espace intérieur délimité par la surface interne des'joints à souf- flet 54 soit rempli de lubrifiant, par exemple par de la graisse, lors du montage du joint à genouillère ou à rotule 10 Lorsqu'on veut renouveler le lubrifiant o remplacer un joint à soufflet 54 endommagé, une-enveloppe support 28 usée ou un anneau 36 endommagé, il est fa- cile de démonter le joint à genouillère ou à rotule 10 en enlevant simplement l'une des bagues de retenue à démontage et à montage rapides 44 ou 46, ou les deux, en comprimant élastiquement la bague, suivant un procédé très connu dans la technique, de manière à dégager sa partie périphérique de la rainure 48 ou 50 correspon- dante. Le mode de réalisation représenté à la fig 4 est identique à celui qui vient d'être décrit avec-la seule différence que l'une des bagues de retende est supprimée et que l'ouverture 16 de l'enveloppe 12 comporte, près de l'une de ses extrémités, une partie de moindre diamètre 64 qui présente une surface ann- laire 66 constituant une butée latérale pour le bourrelet annulaire comprimé 52 de l'un des joints à soufflet 54 pour le montage du joint à genouillère ou à rotule 10 les divers éléments étant maintenus assemblés par une seule bague de retenue, par exemple par la bague de retenue 44, engagée élastiquèment dans la rainure 48 ménagée dans la paroi intérieure de l'ouverture 16 de l'enveloppe 12. La fig 5 représente un-mode de réalisation de l'invention dans lequel le joint à genouillère ou à rotule 10 ' né comporte qu'une seule tête d'assemblage 64 faisant partie intégrante de l'un des côtés de la bille- 18 L'autre côté de la bille 18 comporte une surface plane 66 et l'extrémité correspondante de l'ouverture 16 de l'enveloppe 12 est hermétiquement fermée par un couvercle 68 en forme de dôme Ce couvercle en forme de dôme 68 com- porte une bride annulaire; 70 qui s'adapte à une partie élargie 72 de l'ouverture 16, une partie annulaire 74 constituant un rentrant dans le sens radial étant ménagée dans la zone de raccord entre l'ouverture 16 et la partie élargie 72 de cette ouverture La partie rentrante annu laire 74 offre une surface de butée à la bride annulaire du couvercle de fermeture 68 et les différents éléments sont maintenus assemblés, comme dans le cas précédent, par deux bagues de retenue, 44 et 46, à montage et démontage rapides, la bague de retenue 44, ayant un diamètre légère- ment supérieur à celui de la bague de retenue 46, et s'engageant élastiquement au niveau de sa périphérie dans la rainure de maintien 48 ménagée dans la surface de la partie la plus large 72 de l'ouverture 16 de l'enveloppe près de son extrémité fermée par le couvercle de fermeture 68, l'autre bague de retenue-s'engageant dans la rainure 50 ménagée près de l'autre extrémité de l'ouverture 16 d'o sort la tête d'assemblage 64 Un joint à soufflet 54 est monté de telle manièré que son rebord 56 qui l'entoure enserre élastiquement la tête d'assemblage et que le bour- relet annulaire 52, agissant comme anneau de compression, soit maintenu entre la bague de retenue 46 et une surface latérale de l'anneau 36 Un anneau de compression 76, fabriqué en élastomère approprié, est monté entre-l'autre surface latérale de l'anneau 36 et la bride 74 du cou- vercle de fermeture 68 Comme dans les modes de réali- sation représentés aux fig 1 à 4, les dimensions respec- tives des éléments et la distance qui sépare, dans le sens longitudinal, les rainures 48 et 50 ménagées dans la surface intérieure de l'ouverture 16 de l'enveloppe-12 sont telles que les anneaux de compression en élasto- mère sont maintenus en compression latérale et radiale. On-peut constater que l'intérieur du joint à genouillère ou à rotule 10 ' est hermétiquement fermé et isolé de l'extérieur par le joint à soufflet 54 à l'une de ses extrémités et par le couvercle de couverture 68 à son autre extrémité et que tous les espaces intérieurs et les surfaces d'appui du joint peuvent être remplis par un lubrifiant approprié, par exemple par de la graisse. Lorsqu'on veut recharger le joint en lubrifiant, ou rem- placer une pièce usée ou endommagée, on peut démonter le joint en enlevant simplement l'une ou l'autre des bagues de retenue 44 ou 46, ou les deux. Le mode de réalisation du joint à genouillère ou à rotule 10 ' représenté à la fig 6 est identique à celui de la fig 5, à la différence qu'il ne comporte qu'une seule bague de retenue, à montage et démontage rapides, la bague de retenue 46 qui maintient par compression le bourrelet annulaire 52 du joint à soufflet 54 Le cou- vercle de fermeture 68 est maintenu fixé dans l'ouverture 16 de l'enveloppe 12 du fait que sa bride annulaire périphérique 70 est retenue par une surface de butée 78 ménagée dans le sens radial vers l'extrémité de l'ou- verture 16 de l'enveloppe 12 entre la surface inférieure de l'ouverture 16 et la partie 80 de cette ouverture dont le diamètre est réduit Dans le mode de réalisation représenté à la fig 6, le démontage peut s'effectuer simplement en enlevant la bague de retenue 46. On peut constater que, dans certains modes de réalisation-de joints-à genouillère ou à rotule, l'espace libre 38 existant entre la surface périphérique de l'an- neau 36 et la surface intérieure de l'ouverture 16 de l'enveloppe 12 peut être très étroit ou même inexistant, le résultat étant que les anneaux qui peuvent se déformer élastiquement, comme la bride 52 des joints à soufflet 54 des figures 1 à 6 et l'anneau de compression élastique 76 des figures 5 à 6,ne supportent, s'ils le font, qu'une très faible partie des efforts transmis par la bille 18 à l'enveloppe 12 On peut également constater que, bien que dans - les exemples de modes de réalisation représentés et décrits ci-dessous on utilise l'association d'une enveloppe support 28 fendue et d'un anneau fendue 36 qui constitue l'un des modes de réalisation décrits dans la demande rappelée ci-dessus, le principe de la présente invention permettant de réaliser un joint à qenouillère ou à rotule-que l'on peut démonter pour la recharge de lubri- fiant ou pour une réparation est applicable-à tous les modes de réalisation décrits dans cette demande et dans beaucoup d'autres modes de réalisation possibles d'un joint à genouillère ou à rotule du type joint à rotule sphérique. 18674 REVENDICATIONS 1 Palier étanche comprenant une pièce inté- rieure ayant une surface périphérique de contour régulier déterminé, une enveloppe tubulaire et, dans cette enve- loppe, un anneau-de support présentant une surface s'appliquant, sans l'empêcher de glisser, sur la surface périphérique de la pièce intérieure, cetanneau de support ayant une surface périphérique de forme correspondant à celle de la surface intérieure de l'enveloppe et s'y adaptant, deux anneaux ou bagues, qui sont déformables élastiquement, étant fabriqués en élastomère, et sont placés chacun d'un côté de l'anneau de support, des dis- positifs montés dans l'enveloppe pour maintenir en com- pression des anneaux déformables de telle manière que les anneaux déformables et une partie de l'anneau de sup- port s'engagent contre la paroi périphérique de la pièce intérieure, un joint à soufflet èn élastomère comportant à l'une de ses extrémités un rebord en bourrelet main- tenu par l'un des dispositifs montés dans l'enveloppe pour maintenir en compression l'un au moins des anneaux déformables, le joint à soufflet comportant, à son autre extrémité, un rebord entourant et serrant une partie de la surface périphérique de la pièce intérieure, et des dispositifs de fermeture hermétique montés à l'autre extrémité de l'enveloppe pour fermer hermétiquement et isoler de l'extérieur l'intérieur de l'enveloppe et les surfaces de support, caractérisé en ce que l'enveloppe comporte une rainure ménagée dans sa surface intérieure et que l'un des dispositifs de maintien est constitué par une bague de retenue susceptible d'être enlevée-par ex- tension élastique et montée dans la rainure. 2 Palier étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs de fermeture her- métique comprennent un deuxième joint à soufflet compor- tant, à l'une de ses extrémités 1 un rebord maintenu par l'autre dispositif monté dans l'enveloppe pour maintenir en compression les anneaux déformables, ce joint à soufflet comportant un rebord entourant et serrant élastiquement une partie de la surface périphérique de la pièce inté- rieure. 3 Palier étanche selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un au moins des anneaux déformables élastiquement est une bride ou bourrelet annulaire faisant partie intégrante du joint à soufflet. 4 Palier étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intérieure fait saillie hors de l'enveloppe au niveau de l'une des extrémités de cette enveloppe et que les dispositifs de fermeture hermétique situés à l'autre extrémité de l'enveloppe comprennent un couvercle en forme de dôme convexe vers l'extérieur fermant cette autre extrémité de l'enveloppe et comportant une bride -de rebord en prise avec l'autre anneau déformable élastiquement. Palier étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un rebord de maintien faisant partie intégrante de l'enveloppe et constituant l'autre dispositif de maintien. 6 Palier étanche selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un rebord de maintien faisant partie intégrante de l'enveloppe et constituant l'autre dispositif de maintien. 7 Palier étanche selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un rebord de maintien faisant partie intégrante de l'enveloppe et constituant l'autre dispositif de maintien. 8 Palier étanche selon la revendication-4, caractérisé en ce qu'il comprend un rebord de maintien faisant partie intégrante de l'enveloppe et constituant l'autre dispositif de maintien. 9 Palier étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième rainure ménagée dans la surface intérieure de l'enveloppe et-une 18674 deuxième bague de retenue susceptible d'être enlevée par extension élastique et montée dans la deuxième rainure. Palier étanche selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième-rainure ménagée dans la surface intérieure de l'enveloppe et une deuxième bague de retenue susceptible d'être enlevée par extension élastique et montée dans la deuxième rainure. 11 Palier étanche selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième rainure ménagée dans la surface intérieure de l'enveloppe et une deuxième bague de retenue susceptible d'être enlevée par extension élastique et montée dans la deuxième rainure. 12 Palier étanche selon-la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième rainure ménagée dans la surface intérieure de l'enveloppe et une deuxième bague de retenue susceptible d'être enlevée par extension élastique et montée dans la deuxième rainure.