Brevet FR2576648A1 — publié le 19860801

L'invention concerne des mécanismes de joints articulés destinés à relier entre eux deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre faisant partie d'une machine. Elle est particulièrement utile aux engins de terrassement, mais n'est pas limitée à une telle utilisation. La demande de brevet des Etats-Unis d'Améri- que N 06/553 456, déposée par Siewert et collaborateurs le 21 Novembre 1983, décrit un mécanisme de joint arti- culà qui utilise deux verrous du type conique aux extré- mités respectives d'une broche d'articulation, lesquels verrous peuvent être aisément montés pour maintenir en position des pièces internes. Chaque verrou du type à cône comprend un élément mile intérieur et un élément femelle extérieur et les deux verrous peuvent être blo- qués au moyen d'un seul boulon passant dans un trou de la broche, et d'un écrou monté sur ce boulon. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 243 341 décrit un joint articulé qui comporte une broche à diamètre épaulé, dont une première extrémité est fixée à l'un des éléments de structure et dont l'autre extrémité est reçue dans un chapeau extrême qui est destiné à précharger un palier à rouleaux coniques monté sur l'autre élément de structure. Le mécanisme de retenue d'un palier de joint articulé selon l'invention comprend une ouverture épaulée ménagée à travers un élément de structure intérieur, la section de plus faible diamètre formant une bride s'étendant vers l'intérieur à une extrémité de l'ouver- ture. Une section intermédiaire de l'ouverture présente une paroi cylindrique. La partie de plus grand diamètre, située à l'autre extrémité de l'ouverture épaulée, est filetée. Un élément de retenue et au moins un élément de palier sont retenus entre la bride, à une extrémité, et une bague de retenue vissée dans les filets à l'autre extrémité de l'ouverture. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nulle- ment limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale, hormis la broche, d'une forme de réalisation du mécanisme de retenue de palier de joint articulé selon l'invention; et la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, d'une seconde forme de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un mécanisme 10 de retenue de palier conforme à l'invention, articulant entre eux deux éléments 12 et 14, mobiles l'un par rap- port à l'autre, afin de former un joint articulé 15. L'élément 12 est en forme de fourche et comprend deux ailes espacées 12a et 12b qui peuvent faire partie d'un tirant d'un godet de chargeuse. L'autre élément 14 est un bâti qui est disposé en partie entre les ailes 12a et 12b et il peut être relié à un levier coudé faisant pivoter le godet. Chacune des ailes 12a et 12b et le bâti 14 sont traversés par une ouverture circulaire, désignés par les références numériques 16a et 16b, res- pectivement, pour les 'deux ailes et par la référence numérique 13 qui désigne une ouverture épaulée traversant le bâti 14, les centres de ces ouvertures étant situés sur un axe 20 s'étendant transversalement aux plans coïncidant avec les éléments mobiles. L'ouverture épaulée 13 traversant le bâti 14 comprend une bride 26 s'étendant vers l'intérieur, à une première extrémité, une section 27 de diamètre intermédiaire et une troisième section 28 de plus grand diamètre qui est filetée. Une fois monté, le joint 15 comprend une bague 32 de retenue comportant une partie épaulée 34 qui bute contre la bride 26; cette bague de retenue porte un joint d'étanchéité dynamique 29. Un palier 36 comporte une bague ou coupelle extérieure 36a qui bute contre la bague 32 de retenue et un ensemble conique 36d qui comprend des rouleaux 36b et un cône 36c. Une entretoise 40 bute contre la bague 36a. La bague ou coupelle extérieure 42a d'un palier 42 est en butée contre l'entretoise 40, et une bague 48 de retenue est en butée contre la bague 42a. Le palier 42 comporte également un ensemble conique 42d qui com- prend des roues 42b et un c6ne 42c. La bague 48 de rete- nue comporte une partie extérieure filetée 48a qui s'ac- couple avec une partie intérieure filetée 28a du bâti 14 et elle porte un joint d'étanchéité dynamique 49. Les deux joints d'étanchéité 29 et 49 sont comprimés en position avant le montage du mécanisme de retenue de palier comme décrit ci-dessous. Une broche cylindrique 22 d'articulation, qui est l'élément structurel principal du joint articulé , est logée dans les ouvertures 16a, 13 et 16b, de façon à être centrée sur l'axe 20, et constitue la pièce sur laquelle le bâti 14 tourillonne pour effectuer un mouvement pivotant oscillant. Lors du montage du joint articulé selon l'invention, les premières opérations sont réalisées alors que le bâti 14 est séparé des ailes 12a et 12b. La première étape consiste à introduire la bague 32 de retenue dans l'ouverture 13 jusqu'à ce que l'épaule- ment 34 de la bague de retenue bute contre la bride 26. Ensuite, dans l'ordre, la bague extérieure 36a du palier 36, l'ensemble conique 36d, l'entretoise 40, l'ensemble conique 42d du palier 42 et la bague exté- rieure 40a du palier 42 sont montés dans le bâti 14. Puis la bague 48 de retenue, présentant des filets exté- rieurs 48a destinés à entrer en prise avec les filets 28a de la section 28, est montée de façon à retenir les paliers et les pièces associées en position, et de précharger les paliers. Puis des entretoises 50 et 54, qui portent des joints d'étanchéité 52 et 56, respectivement, sont insérées à travers les joints d'étanchéité 29 et 49, respectivement, jusqu'à ce que lesdites entretoises butent contre les c6nes 36c et 42c, respectivement. Le bâti 14, sur lequel sont montés le mécanisme 10 de retenue de paliers et les paliers, ainsi que les entre- toises 50 et 54, est aligné de façon que l'axe de l'ou- verture 13 coïncide avec l'axe 20 et passe donc par le centre des ouvertures 16a et 16b de l'élément 12 de chaâssis en forme de fourche. La broche 22 est alors introduite à travers les éléments 12a, 14 et 12b, respec- tivement, et peut être fixée à l'un ou l'autre des élé- ments 12a et 12b, ou aux-deux éléments, par tout procédé de retenue souhaité, afin que la broche ne puisse tourner et qu'elle soit bloquée axialement en position. La figure 2 représente une autre forme de réalisation 115 de la présente invention qui diffère de celle de la figure 1 par le fait que le mécanisme de retenue de palier comprend deux parties séparées Oa et 110Ob, ce mécanisme correspondant au mécanisme de retenue de palier de la première forme de réalisa- tion. La partie 110b, non représentée sur la figure 2, est symétrique par rapport à la partie 110a qui est montrée sur la figure 2. L'élément 112 de structure est en forme de fourche et comprend des parties séparées 112a et 112b; la partie 112b n'apparaft pas sur la figure 2. Une partie 114 correspond à l'élément de struc- ture 14 de la figure 1 et est suffisamment longue pour porter les parties séparées 110a et 110Ob du mécanisme de retenue de palier. La broche d'articulation, qui est désignée par la référence numérique 122 sur la figure 2, est plus longue afin de convenir aux deux parties 110a et 110Ob 'du mécanisme de retenue de palier, aux extrémités opposées de ce mécanisme 110. Un palier 136 et ses pièces constitutives 136a, 136b, 136c et 136d, et un palier 142 et ses pièces constitutives 142a, 142b, 142c et 142d correspondent aux paliers 36 et 42, respectivement, de la figure 1 et à leurs pièces consti- tutives. Des ouvertures épaulées 113a et 113b (non repré- sentées sur la figure 2) ménagées dans la partie 114 correspondent à l'ouverture épaulée 13 de la partie 14 de la figure 1. La présente invention a trait essentiellement à un dispositif et à un procédé pour fixer ou retenir un palier sur l'un de deux éléments de structure arti- culés entre eux, et, dans le présent mémoire, cet élément est,.soit le bâti 14 de la figure 1, soit le bâti 114 de la figure 2o Il est également nécessaire, évidemment, de fixer la broche d'articulation à l'autre élément de structure. Il est avantageux que les filets 28a et 48a soient des filets trapézoïdaux, mais l'invention n'est pas limitée à de tels filets et d'tautres types de filets peuvent 9tre utilisés pour sa mise en oeuvre. Les deux formes de réalisation de l'invention présen- tent des ouvertures de lubrification 61 et 161, respecti- vement, communiquant avec des espaces compris entre les rangées de rouleaux afin de conduire un lubrifiant vers les paliers. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au joint articulé décrit et repré- senté, ainsi qu'à son meilleur mode de réalisation, montré sur la figure 1, sans sortir du cadre de l'inven- tion. Par exemple, on appréciera qu'un seul palier anti- friction puisse être utilisé dans certains joints articulés, à la place de deux rangées de paliers à rouleaux comme décrit ici et que, en outre, l'invention ne soit pas limitée à des paliers à rouleaux coniques, mais qu'elle convienne également à d'autres types de paliers. REVENDICATIONS 1. Joint articulé (15, 115) pour relier entre eux deux éléments de structure (12, 112 et 14, 114) afin de permettre un mouvement relatif de ces élé- ments (12, 112) autour d'un axe commun (22, 122), l'un desdits éléments de structure (12, 112) comportant deux parties (12a, 112a et 12b, 112b) espacées latéralement et présentant chacune une ouverture circulaire (16a et 116b) dont le centre est situé sur ledit axe, l'autre desdits éléments de structure (14, 114) étant disposé en partie entre lesdites -parties espacées, ledit autre élément de structure présentant une ouverture circulaire épaulée (13, 113a) dont le centre est situé sur ledit axe, une broche- cylindrique (22, 122) passant dans les trois ouvertures, et un mécanisme (10) de retenue de palier étant interposé partiellement entre ladite broche et l'ouverture circulaire épaulée, le joint articulé étant caractérisé en ce qu'il comporte une bride (26) s'étendant vers l'intérieur à une première extrémité de l'ouverture épaulée, une section intermédiaire (27) de l'ouverture épaulée, ayant un diamètre supérieur à celui du bord intérieur de la bride, une troisième section (28) de ladite ouverture épaulée ayant un dia- _ ___ mètre supérieur à celui de la section intermédiaire, cette troisième section présentant des filets intérieurs (28a), une bague de retenue (32) étant en butée contre la bride, une seconde bague (48) de retenue étant vissée dans les filets intérieurs, et au moins un palier (36) étant retenu entre les deux bagues de retenue. 2. Joint articulé selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux bagues extérieures (36a et 42a) de palier et une entretoise intermédiaire (40) sont retenues entre les deux bagues de retenue. 3. Joint articulé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filets intérieurs et les filets correspondants sont des filets trapézoïdaux. 4. Joint -articulé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente deux ouvertures circulaires épaulées (113a et 113b), la broche cylindri- que (122) passant dans les deux ouvertures circulaires, et deux mécanismes (110a et 110b) de retenue de paliers étant interposés partiellement entre la broche et les deux ouvertures épaulées, chaque mécanisme comprenant, pour chacune des ouvertures épaulées, toutes les pièces caractéristiques de la revendication 1. 5. Joint articulé selon la revendication 4, caractérisé en ce que deux bagues extérieures (136a et 142a) de paliers et une entretoise intermédiaire sont retenues entre chaque bague de retenue et une secon- de bague correspondante de retenue, respectivement. 6. Procédé de montage d'un joint articulé (15) entre un bâti (14) et un élément (12) de structure, le bâti étant traversé par une ouverture épaulée (13) qui comprend une bride (26) faisant saillie vers l'inté- rieur à une première extrémité, une section (27) de diamètre intermédiaire et une troisième section (28) située à l'autre extrémité, de plus grand diamètre et qui est filetée, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à placer une bague (32) de-retenue dans l'ouverture, en butée avec la bride, à placer une partie (36a) d'un palier dans l'ouverture, en contact avec la bague de retenue, à visser une bague filetée (48) de retenue dans la section filetée de l'ouverture, et à retenir ladite partie du palier entre la bride et la bague filetée de retenue. 7. Procédé- selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il comprend l'étape intermédiaire consis- tant à placer une entretoise (40) entre ladite partie du palier et la bague filetée de retenue. 8. Procédé selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il consiste à placer une entretoise et une seconde partie de palier (42a) entre ladite pre- mière partie de palier et la bague filetée de retenue. 9. Procédé selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il comprend les étapes intermédiaires consistant à placer une première coupelle (36a) de palier en butée contre la bague de retenue, à mettre en place un premier ensemble conique (36d) comportant des premiers rouleaux (36b) et un premier cène (36c) afin que les premiers rouleaux portent contre la première coupelle de palier, à placer une entretoise (40) en butée avec la première coupelle de palier, à mettre en place un second ensemble conique (42d) comportant un second cône (42c) et des seconds rouleaux (42b) afin que le second cône bute contre le premier cône, à placer une seconde coupelle de palier (42a) en butée avec l'entretoise et en contact avec les seconds rouleaux, et à retenir les deux coupelles de paliers et l'entretoise entre la bague filetée de retenue et la première bague de retenue en serrant la bague filetée de retenue contre la seconde coupelle de palier, le serrage appliquant également une précharge auxdites parties de paliers. 10. Procédé de montage d'un joint articulé entre un bâti et un autre élément de structure, le bâti étant traversé de deux ouvertures épaulées comme décrit pour l'ouverture unique de la revendication 6, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend chacune des étapes de la revendication 6, réalisées pour chacune des deux ouvertures épaulées.