Brevet FR2775740A1 — publié le 19990910

ARTICULATION A ROTULE, EN PARTICULIER POUR EMBOUT DE CABLE OU POUR TRINGLERIE DE COMMANDE. L'invention concerne une articulation à rotule, telle par exemple que celles utilisées sur des embouts de câbles ou dans les tringleries de commande pour véhicules automobiles. De façon connue, une articulation de ce type comprend un coussinet formé avec un logement de réception de la rotule et un boîtier ou une cage dans lequel le10 coussinet est monté coulissant et est chargé par un ressort vers une position de service ou d'utilisation normale o le bord du coussinet est en appui sur un rebord du boîtier pour s'opposer à l'extraction de la rotule.15 Cette configuration permet un montage facile de la rotule par poussée dans le coussinet, ce qui provoque le déplacement du coussinet vers le fond du boîtier en comprimant le ressort précité, le bord du coussinet étant alors écarté du rebord du boîtier et20 pouvant être expansé radialement sous l'effet de la poussée appliquée par la rotule. Inversement, une traction sur la rotule a pour effet de coincer le bord du coussinet entre la rotule et le rebord du boîtier de sorte que le bord du coussinet ne peut plus être expansé25 radialement par la rotule et s'oppose à l'extraction de celle-ci. Cette articulation connue a donc pour avantage de permettre un montage facile de la rotule dans le coussinet par application d'une force de poussée30 relativement faible à la rotule et de garantir le maintien en place de la rotule dans le coussinet lors de l'utilisation normale de l'articulation. Par contre, lorsqu'il devient nécessaire d'extraire la rotule du coussinet, la force de traction qu'il faut appliquer à la35 rotule est relativement très élevée et l'extraction de la rotule peut provoquer un arrachement ou une détérioration du bord du coussinet. De plus, lorsque le boîtier de l'articulation est monté sur un élément de tringlerie par l'intermédiaire d'une couche de caoutchouc destinée à amortir les vibrations et à empêcher leur transmission, l'extraction de la rotule provoque souvent l'arrachement de cette couche de caoutchouc. L'invention a notamment pour but d'éviter les inconvénients précités, grâce à une solution simple, efficace et peu coûteuse. Elle a pour objet une articulation à rotule du type précité, permettant un montage de la rotule dans le coussinet avec un effort faible, s'opposant à15 l'extraction de la rotule dans des conditions normales d'utilisation de l'articulation et comprenant des moyens particuliers facilitant l'extraction de la rotule lorsque cela est nécessaire. Elle propose, à cet effet, une articulation à rotule du type décrit, comprenant un coussinet formé avec un logement de réception d'une rotule et un boîtier dans lequel le coussinet est monté coulissant et est pousse par un ressort dans une position de service o il s'oppose à l'extraction de la rotule, caractérisé en ce25 qu'elle comprend des moyens pour déplacer le coussinet dans le boîtier à l'encontre de l'action du ressort et pour le maintenir à distance de sa position de service dans une position d'extraction de la rotule. Dans cette position, le bord du coussinet délimitant l'orifice d'introduction de la rotule dans le logement précité est écarté de la paroi interne du boîtier et est radialement expansible par traction sur la rotule. L'invention permet donc un montage facile de la rotule par poussée à l'intérieur du coussinet avec un effort relativement faible, un maintien de la rotule à l'intérieur du coussinet dans des conditions normales d'utilisation de l'articulation, et une extraction facile de la rotule par traction, lorsque le coussinet est amené et maintenu dans une position particulière.5 Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens précités de déplacement du coussinet sont formés sur le coussinet et sur le boîtier et comprennent des rampes hélicoïdales permettant d'écarter le coussinet de sa position de service par10 simple rotation autour de son axe. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les rampes hélicoïdales sont formées sur une queue axiale du coussinet qui s'étend à l'opposé de la rotule à travers un orifice du fond du boîtier et elles15 coopèrent avec le bord de cet orifice. Avantageusement la queue axiale du coussinet est à section transversale non circulaire, l'orifice du fond du boîtier ayant une forme non circulaire conjuguée de celle de la section transversale du coussinet.20 De cette façon, le coussinet peut être déplacé de sa position de service dans sa position d'extraction de la rotule par rotation d'un quart de tour autour de son axe. Une rotation d'un quart de tour dans le sens opposé suffit pour ramener le coussinet en position de service. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la30 description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale partielle d'une articulation à rotule selon l'invention;35 - la figure 2 est une vue de dessus de cette articulation. L'articulation à rotule représentée schématiquement aux figures 1 et 2 est destinée à être montée sur un embout de câble ou dans une tringlerie de commande, par exemple de boîte de vitesses pour véhicule5 automobile et comprend essentiellement un boîtier ou une cage 10 solidaire d'un élément 12, un coussinet 14 monté coulissant à l'intérieur du boîtier 10 et une rotule 16 (représentée en traits fantômes en figure 1) montée dans le coussinet 14 et solidaire d'une tige 18. Le boîtier 10 est réalisé par exemple en métal ou éventuellement en matière plastique et est de forme cylindrique ouverte à ses deux extrémités, son extrémité opposée à la rotule 16 étant fermée par un couvercle rapporté 20, par exemple métallique, monté à force à15 l'intérieur du boîtier 10 et bloqué dans celui-ci par déformation d'une partie de l'extrémité correspondante du boîtier 10. Un ressort conique 22 est interposé entre le couvercle 20 et le fond du coussinet 14 pour pousser ce dernier vers l'extrémité opposée du boîtier 10, en appui sur un rebord radialement interne 24 de cette extrémité du boîtier. Comme on le voit en figure 1, le bord 26 du coussinet, qui entoure l'orifice du logement formé dans le coussinet pour la réception de la rotule 16, comporte25 sur sa face extérieure une rainure ou un décrochement périphérique 28 qui vient s'engager sur l'arête du rebord 24 du boîtier et qui définit ainsi une position d'appui stable du coussinet 14 sur le rebord 24, le coussinet étant poussé et maintenu dans cette position par le ressort 22. Par ailleurs, pour augmenter l'élasticité du bord 26 du coussinet, une gorge périphérique 30 est formée dans la face extérieure du coussinet, au niveau d'un plan diamétral transversal de la rotule 16.35 L'extrémité du coussinet qui est opposée au bord 26 précité et sur laquelle s'appuie le ressort 22, est reliée par une tige cylindrique 31 à une queue axiale 32 qui s'étend à l'extérieur du boîtier 10 à travers un orifice 34 du couvercle 20. La queue axiale 32 est à section transversale non circulaire, par exemple sensiblement rectangulaire comme représenté en figure 2, l'orifice 34 du couvercle ayant une forme similaire conjuguée de la forme en section transversale de la queue axiale 32, et la tige cylindrique 31 ayant un diamètre ou une dimension10 transversale légèrement inférieure à la largeur ou plus petite dimension transversale de l'orifice 34 pour pouvoir tourner dans cet orifice. Une rampe hélicoidale 36 est formée sur deux faces opposées de la queue axiale 32, par exemple sur un peu plus de 90 autour de l'axe 38 du coussinet, et est destinée à coopérer avec le bord de l'orifice 34 du couvercle 20 en prenant appui sur ce bord du côté extérieur au boîtier 10. Pour cela, chaque rampe 36 s'étend sur la queue axiale 32 du coussinet entre un point 40 qui se trouve au niveau de la face extérieure du couvercle 20 quand le coussinet est dans sa position de service représentée en figure 1, et un point 42 qui se trouve à l'intérieur du boîtier 10 à la jonction avec la tige 3125 et qui est axialement écarté du point 40 d'une distance de quelques millimètres, correspondant à la distance dont il faut déplacer le coussinet 14 le long de son axe 38 à l'encontre de l'action du ressort 22 pour dégager le bord 26 du coussinet du rebord 24 du boîtier. Ainsi, lorsque l'on fait tourner la queue axiale 32 d'un quart de tour environ autour de l'axe 38 du coussinet, chaque rampe 36 prend appui (sous l'action du ressort 22) sur le bord de l'orifice 34 du couvercle 20 pour déplacer le coussinet 14 à l'intérieur du boîtier 10 en rotation de son axe 38 et en translation le long de cet axe pour l'amener dans une position o le ressort conique 22 est partiellement comprimé et o le bord 26 du coussinet est dégagé du rebord 24 du boîtier pour permettre l'extraction de la rotule 10 par traction sur la tige 18.5 Le montage de cette articulation est des plus simples: On place le coussinet 14 et le ressort 22 à l'intérieur du boîtier 10, on pose le couvercle 20 en place et on le bloque, puis on présente la rotule 1610 devant l'ouverture délimitée par le bord 26 du coussinet et on pousse la rotule 16 à l'intérieur du coussinet le long de l'axe 38 de celui-ci. Sous l'effet de cette poussée, le coussinet se déplace en translation à l'intérieur du boîtier 10 en comprimant le ressort 22,15 par exemple jusqu'à ce que l'extrémité correspondante du coussinet 14 vienne en butée sur le rebord du couvercle 20. Dans cette position, le rebord 26 du coussinet est dégagé du rebord 24 du boîtier et peut s'expanser vers l'extérieur sous l'effet de la poussée de la rotule,20 cette expansion étant facilitée par la gorge périphérique de la face extérieure du coussinet. Lorsque la rotule 16 est en place à l'intérieur du coussinet comme représenté en figure 1, le coussinet peut être ramené dans sa position de service25 par le ressort 22. Dans cette position, une traction sur la tige 18 de la rotule dans le sens indiqué par la flèche F en figure 1 va avoir pour effet d'appliquer encore plus fermement le bord 26 du coussinet sur le rebord 24 du30 boîtier, tout élargissement radial de ce bord 26 étant empêché. L'extraction de la rotule 16 hors du coussinet est ainsi rendu impossible ou très difficile dans les conditions d'utilisation normale de l'articulation. Lorsqu'il faut, pour une raison de maintenance ou autre, démonter la rotule 16, il suffit d'exercer un couple sur la queue axiale 32 du coussinet pour faire tourner celui-ci d'environ 90 autour de son axe 38. L'appui des rampes hélicoïdales 36 sur les bords de l'orifice 34 du couvercle 20 a pour effet de déplacer axialement le coussinet 14 à l'intérieur du boîtier 10, sur une distance suffisante pour dégager le bord 26 du rebord 24. Le coussinet 14 étant maintenu dans cette position par les rampes hélicoïdales 36 qui sont en appui sur le bord extérieur de l'orifice 34 du couvercle10 20, on peut tirer sur la rotule dans le sens indiqué par la flèche F et l'extraire sans difficulté du coussinet 14 dont le bord 26 peut être déformé radialement vers l'extérieur de la même façon que pour le montage de la rotule dans le coussinet.15 Par exemple, l'effort de montage de la rotule à l'intérieur du coussinet peut être inférieur à 5-10 daN environ, l'effort d'extraction de la rotule dans la position de service du coussinet représentée en figure 1 peut être compris entre 50 et 150 daN, l'effort20 d'extraction de la rotule quand le coussinet a été amené dans sa position d'extraction par rotation d'un quart de tour étant du même ordre que l'effort de montage de la rotule. De façon connue, le coussinet 14 peut être fendu parallèlement à son axe 38 en un point de sa périphérie, pour éviter tout risque de blocage par dilatation thermique différentielle à l'intérieur du boîtier 10. Par ailleurs, le boîtier 10 peut être relié à la tringle 12 par l'intermédiaire d'une enveloppe de caoutchouc ou de matière analogue permettant d'amortir les vibrations et d'éviter leur transmission. Les moyens qui ont été décrits et représentés pour le déplacement du coussinet 14 de sa position de service dans sa position d'extraction de la rotule peuvent être modifiés de façon évidente pour l'homme du métier, sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, lorsque la force développée par le ressort 22 n'est pas trop élevée, les rampes hélicoidales 36 peuvent être supprimées. Dans ce cas, on fait passer le coussinet 14 de sa position de service dans sa position d'extraction de la rotule par traction sur la queue axiale 32 puis par rotation d'un quart de tour autour de l'axe 38 du coussinet. REVENDICATIONS 1) Articulation à rotule, comprenant un coussinet (14) formé avec un logement de réception d'une rotule (16) et un boîtier (10) dans lequel le coussinet5 est monté coulissant et est poussé par un ressort (22) dans une position de service o il s'oppose à l'extraction de la rotule (16), caractérisé en ce qu'elle comprend des moyens (32, 34, 36) pour déplacer le coussinet (14) dans le boîtier (10) à l'encontre de10 l'action du ressort (22) et pour le maintenir à distance de sa position de service dans une position d'extraction de la rotule. 2) Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans la position d'extraction de la rotule, le bord (26) du coussinet délimitant l'orifice d'introduction de la rotule dans le logement précité est écarté de la paroi interne du boîtier (10) et est radialement expansible par traction sur la rotule. 3) Articulation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens précités de déplacement sont formés sur le coussinet (14) et sur le boîtier (10) et comprennent des rampes hélicoidales (36) permettant d'écarter le coussinet de sa position de service par rotation du coussinet autour de son axe (38).25 4) Articulation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les rampes hélicoidales (36) sont formées sur le coussinet (14) et sont appliquées sur une partie fixe du boîtier (10) par le ressort (22) précité. 5) Articulation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les rampes hélicoidales (36) sont formées sur une queue axiale (32) du coussinet qui s'étend à l'opposé du logement de la rotule (16) à travers un orifice (34) du couvercle (20) du boîtier, et coopèrent avec le bord de cet orifice.35 6) Articulation selon la revendication 5, caractérisée en ce que la queue axiale (32) du coussinet est à section transversale non circulaire, par exemple sensiblement rectangulaire, l'orifice (34) du couvercle du boîtier ayant une forme non circulaire conjuguée de celle de la section transversale de la queue du5 coussinet. 7) Articulation selon la revendication 6, caractérisée en ce que la queue axiale (32) du coussinet est relié à ce dernier par une tige cylindrique (31) dont la dimension transversale est inférieure à la plus faible10 dimension transversale de l'orifice (34) du couvercle (20) du boîtier. 8) Articulation selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le coussinet (14) est déplacé de sa position de service dans une position d'extraction de la rotule par rotation d'un quart de tour environ autour de son axe (38). 9) Articulation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'effort d'extraction de la rotule (16) quand le coussinet (14) est dans sa20 position d'extraction est sensiblement du même ordre que l'effort de montage de cette rotule dans le coussinet.