Brevet FR2576374A1 — publié le 19860725

"Articulation à rotule" L'invention concerne une articulation à ro- tule avec une rotule d'articulation logée dans le vo- lume intérieur d'un carter, avec deux cuvettes en ma- tière synthétique élastique et dure insérées entre le carter d'articulation et la rotule d'articulation et avec deux bagues de pression en matière synthétique élastique et molle s'appliquant par leur surface inté- rieure sur la surface extérieure des cuvettes, les cuvettes présentant, dans la zone d'appui des bagues de pression, des surfaoes coniques se retrécissant vers l'extérieur de l'articulation, les bagues de pression s'appliquant, par deux zones de contact étroites s'étendant sur la périphérie de leur surface extérieure, sur la paroi intérieure du carter d'arti- culation, ces bagues de pression S' appliquant, par deux zones de contact étroites s'étendant sur la périphérie de leur surface extérieure, sur la paroi intérieure du carter d'articulation, ces bagues de pression s'appuyant par des faces frontales sur des butées entre lesquelles l'ensemble formé par les:ba- gues de pression et les cuvettes est serré dans la direction axiale du volume intérieur du carter. D'après le Modèle d'Utilité allemand 19 37 933, on connatt une articulation à rotule du type décrit précédemment. Cette articulation à rotule a pour inconvénient que la forme compacte de la section des bagues de pression ne permet qu'une faible défor- mation de la matière en cas de ahargement. Il faut donc appliquer des forces importantes pour effectuer le montage, même si l'on respecte des tolérances ser- rées pour les cotes de la surface latérale extérieure des bagues de pression et du diamètre intérieur du carter d'articulation. Ces forces provoquent une pré- contrainte élevée des cuvettes et développent des couples élevés lors du fonctionnement de l'articulation à rotule. Pour des domaines de tolérances donnés des éléments de construction intéressés, on obtient des tolérances élevées pour les couples. Les fluctuations des charges en service ont pour conséquence des couples fortement variables et ne sont pas amorties. Partant de cela, l'invention a pour but de créer une articulation à rotule présentant des pro- priétés améliorées demDntage et de fonctionnement, les couples développés par cette articulation étant affec- tés de tolérances réduites. A cet effet, l'invention concerne une articulation du type ci-dessus caractérisée en ce que les bagues de pression présentent une surface exté- rieure à courbure concave sur laquelle s'étend, en direction périphérique, une nervure présentant une rainure de chaque côté, les bagues de pression s'appli- quant aussi par le pourtour de leurs nervures sur la paroi intérieure du carter d'articulation. Cette articulation à rotule a pour avantage que l'amélioration de la capacité de déformation des bagues de pression fait que les forces de serrage dé- veloppées lors du montage sont plus réduites. La ner- vure périphérique absorbe élastiquement les forces développées en direction radiale, le choix de la lar- geur de la nervure et la profondeur des rainures per- mettant d'agir sur la caractéristique élastique des bagues de pression. Les surfaces d'appui réduites de la surface latérale extérieure des bagues de pression favorisent l'introduction simple des bagues de pression dans le carter d'articulation. Les propriétés que l'on vient de mentionner pour les bagues de pression per- mettent la fabrication d'articulations à rotule déve- loppant des couples affectés de plus faibles domaines de tolérances. Suivant une forme de réalisation préféren- tielle, les surfaces latérales intérieures des bagues de pression sont agencées sous forme de surfaces de pression à courbure convexe qui s'appliquent lors du montage sur les surfaces coniques des cuvettes et per- mettent de compenser de faibles imprécisions de fabri- cation en direction axiale. Il est proposé par l'invention d'équiper l'articulation à rotule de cuvettes de construction identique et de bagues de pression de construction identique. Cette réalisation a pour avantage de donner les mêmes propriétés de chargement à tous les éléments de construction.. Par l'invention, il est enfin proposé de donner aux rainures une largeur et une profondeur telles qu'en cas de déformation élastique des bagues de pression les flancs des nervures puissent renfler sans être gênés. Cette réalisation a pour avantage que les bagues de pression peuvent, dans un large do- maine, se déformer proportionnellement à la précon- trainte. D'autres particularités et avantages de l'in- vention résulteront de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention. Dans ces dessins: - la Fig. 1 est une vue en coupe longitudi- nale éclatée de l'articulation à rotule; - la Fig.2 est une vue en coupe longitudinale de l'articulation à rotule assemblée; - la Fig. 3 représente une bague de pression en coupe et à plus grande échelle; - la Fig.4 est une vue en coupe d'une bague de pression encore agrandie. Une articulation à rotule comporte une rotule d'articulation 1 avec un pivot incorporé 2. La rotule 1 est montée dans des cuvettes identiques en matière plas- tique constituée par du polyoxyméthylène, de sorte que les surfaces de glissement 4 des cuvettes 3 s'appliquent entièrement sur la surface de la rotule d'articulation 1. Une partie des surfaces latérales des cuvettes 3 est réalisée sous forme de surfaces coniques 5 sur lesquel- les s'appliquent des bagues de pression 6 de construc- tion identique. Les surfaces de pression intérieures 7 des bagues de pression 6 présententune courbure convexe. Les bagues de pression 6 assurent l'appui des cuvettes 3 dans le carter d'articulation 8 en s'appliquant par leurs surfaces latérales extérieures 9 sur une paroi intérieure 10 et par leurs faces frontales planes 11 sur une collerette annulaire 12 du carter d'articula- tion 8 ou sur une bague de butée 13. La bague de butée 13 s'applique sur une bague d'arrêt 14 maintenue dans une rainure annulaire 15 du carter d'articulation 8. Les bagues de pression 6 sont réalisées en polyuréthane qui est une matière synthétique élastique et molle; Elles présentent une surface latérale exté- rieure 9 à courbure concave sur laquelle s'étend en direction périphérique une nervure 16 présentant des rainures 17 d'un côté et de l'autre. Les cotes des ba- gues de pression sont déterminées de manière qu'elles s'appliquent sur la paroi intérieure 10 par le pourtour de la nervure 16 et suivant deux lignes de contact 18, 19 s'étendant sur la périphérie de leur surface laté- rale extérieure 9. Ces cotes sont déterminées également pour que les baguesde-pression s 'appliquent par leur face frontale 11 sur une collerette annulaire 12 du carter d'articulation 8 ou sur une bague de butée 13, cette bague de butée 13 étant maintenue par une bague d'arrêt 14 retenue dans une rainure annulaire 15 du carter d'articulation 8, de manière que les bagues de pression 6 se déforment élastiquement. La fig. 4 montre comment les bagues de pres- sion 6 se déforment élastiquement sous l'action d'une force de précontrainte axiale P1, d'une force P2 agis- sant dans les zones d'appui de la surface latérale extérieure 9 des bagues de pression 6 et d'une force P3 agissant dans la surface de pression 7. La nervure 16 voit, comme un ressort, ses flancs s'évaser en remplissant partiellement les.nervures périphériques 17. Des zones de déformation préférentielles compren- nentégalement la surface latérale extérieure 9 des bagues de pression 6 qui est déformée de la même fa- çon qu'une poutre fléchie reposant sur trois points, et la surface de pression 7 qui s'applique sur la surface conique 5 de la cuvette 3. Les explications qui précèdent montrent que l'invention divulgue la construction d'une articula- tion à rotule constituée d'un petit nombre d'éléments de construction et qui remplit des existences sévères en ce qui concerne l'élasticité et le maintien du cpuple à une valeur constante. REVENDICATIONS 1 . Articulation à rotule avec une rotule d'articulation logée dans le volume intérieur d'un carter, avec deux cuvettesen matière synthétique élas- tique et dure insérées entre le carter d'articulation et la rotule d'articulationet avec deux bagues de pres- sion en matière synthétique élastique et molle s'ap- pliquant par leur surface intérieure sur la surface extérieure des cuvetes, les cuvettes présentant, dans la zone d'appuides bagues de pression, des surfaces coniques se rétrécissant vers l'extérieur de l'articu- lation, les bagues de pression s'appliquant, par deux zones de contact étroites s'étendant sur la périphé- rie de leur surface extérieure, sur la paroi intérieure du carter d'articulation, ces bagues de pression s'appuyant par des faces frontales sur des butées entre lesquelles l'ensemble formé par les bagues de pression et les cuvettes est serré dans la direction axiale du volume intérieur du carter, caractérisée en ce que les bagues de pression (6) présentent une sur- face latérale extérieure (9) à courbure concave sur laquelle s'étend, en direction périphérique, une nervure (16) présentant des rainures adjacentes (17) d'un côté et de l'autre, les bagues de pression (6) s'appliquant aussi par le pourtour de leurs nervures sur la paroi intérieure (10) du carter d'articulation. 2 . Articulation à rotule selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce que les surfaces inté- rieures des bagues de pression (6) sont agencées sous forme de surfaces de pression (7) à courbure convexe. 3 . Articulation à rotule selon l'une quel- conque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les.cuvettes (3) sont de construction identique, de même que les bagues de pression (6). 4 .- Articulation à rotule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la largeur et la profondeur des rainures (17) des bagues de pression (6) sont déterminées pour qu'en cas de déformation élastique des bagues de pression (6), les flancs des nervures (16) puissent s'évaser sans être gênés.