Brevet FR2796110A1 — publié le 20010112

L'invention a trait à une rotule d'articulation et à un procédé de fabrication d'une telle rotule. Il est connu de réaliser une rotule d'articulation comprenant une bague extérieure pourvue d'une surface interne globalement sphérique et une bague intérieure pourvue d'une surface externe globalement sphérique, ces deux surfaces étant sensiblement de même rayon, de façon à permettre un mouvement de rotation dans toutes les directions de la bague intérieure dans la bague extérieure. On appelle rotule "formée" une rotule dont la bague extérieure est emboutie sur la bague intérieure, ce qui permet, en particulier, de créer la surface interne de la bague extérieure. Dans les rotules de grandes dimensions, c'est-à-dire dans l'exemple les rotules dont les surfaces sphériques ont un rayon supérieur à 50 millimètres, l'épais seur de la bague extérieure doit être relativement importante pour que la rotule résiste efficacement aux efforts mécaniques auxquels elle est soumise. La partie de la bague extérieure qui doit être emboutie présente donc une épaisseur relativement importante et l'opération d'emboutissage nécessite des efforts intenses qui doivent être appliqués avec des outils spécifiques, d'où une augmentation importante du coût de fabrication de ces rotules "formées". En outre, les efforts importants précités ont tendance à se répercuter sur la noix de la bague intérieure qu'ils déforment, ce qui nécessite le plus souvent une reprise en usinage de cette noix et majore d'autant le prix de revient de la rotule. Par ailleurs, compte tenu de l'épaisseur de la partie emboutie de la bague extérieure, la surface interne créée n'est pas réellement sphérique mais irrégulière, d'où une mauvaise conformité des deux surfaces en contact des bagues intérieure et extérieure. Il n'est pas possible de réduire arbitrairement l'épais seur de la bague extérieure d'une rotule car les faces latéra les de cette bague extérieure servent au positionnement de la rotule par rapport à son environnement, notamment au sertis sage de la bague extérieure dans un logement prévu à cet effet. En outre, les rotules sont des produits standard ayant un encombrement pré-défini et doivent être interchangeables. Une diminution pure et simple de l'épaisseur de la bague extérieure reviendrait à diminuer l'encombrement d'une rotule de rayon donné, de sorte qu'elle ne pourrait être montée en lieu et place d'une rotule de l'état de la technique. C'est à ces inconvénients qu'entend particulièrement remédier l'invention en proposant une nouvelle rotule dont l'emboutissage ou formage peut être réalisé dans des condi tions satisfaisantes, alors qu'elle demeure interchangeable avec les rotules de l'état de la technique. Dans cet esprit, l'invention concerne une rotule d'articulation comprenant une bague intérieure et une bague extérieure pourvues respectivement d'une surface externe et d'une surface interne sensiblement sphériques, caractérisée en ce que la bague extérieure porte, sur sa surface radiale externe et au niveau d'une partie emboutie, une bague de sertissage. Grâce à l'invention, la partie emboutie de la bague extérieure peut avoir une épaisseur sensiblement plus faible que celle des rotules de l'état de la technique, à rayon de courbure équivalent des surfaces sphériques, ce qui facilite le formage et permet d'utiliser des outillages classiques. La bague de sertissage permet d'augmenter le diamètre externe apparent de la bague extérieure et de respecter ainsi les cotes habituelles d'une telle rotule, la rotule de l'invention étant ainsi interchangeable avec celles de l'état de la technique. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, la rotule incorpore une ou plusieurs des caracté ristiques suivantes . - La bague de sertissage est reçue dans un logement de forme complémentaire formé sur la surface radiale externe de la bague extérieure, au niveau d'un bord de celle-ci. Ce logement permet d'immobiliser efficacement la bague de sertissage en position. Il est avantageusement formé par enlèvement de matière sur la surface radiale externe précitée. - Des moyens d'indexation de la position de la bague de sertissage sur la bague extérieure sont prévus. Ces moyens peuvent être des pions ou équivalents et ils permettent d'immobiliser la bague extérieure par rapport à l'environne ment de la rotule lorsque la bague de sertissage est sertie dans un logement de réception de la rotule. - La bague de sertissage est montée de façon amovible sur la bague extérieure. Cet aspect de l'invention permet d'envisager la récupération de la bague extérieure de la rotule après démontage de celle-ci, par exemple pour une opération de maintenance. Dans les rotules de l'état de la technique, le démontage de la rotule avait lieu en matant une gorge de sertissage prévue directement sur la bague extérieu re, de telle sorte que la bague extérieure n'était pas réutilisable après avoir été démontée. Avec la rotule de l'invention, il suffit de changer la bague de sertissage pour pouvoir réutiliser la bague extérieure de la rotule, c'est-à- dire pour pouvoir réutiliser la rotule quasi complète. - La bague de sertissage est pourvue d'une gorge de sertissage ménagée sur une face de la bague prolongeant une face latérale de la bague extérieure. Cette gorge de sertis sage permet donc de remplir la fonction des gorges de sertissage des rotules de l'état de la technique. - La bague de sertissage est apte à exercer une effort de frettage sur la bague extérieure. Grâce à cet aspect de l'invention, la bague de sertissage assiste ou maintient le formage de la bague extérieure par rapport à la bague intérieure. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une rotule telle que précédemment décrite et, plus spécifi quement, un procédé dans lequel on emboîte une bague inté rieure dans une bague extérieure et on emboutit cette bague extérieure autour de cette bague intérieure qui est caracté risé en ce qu'on installe une bague de sertissage autour de la bague extérieure après son emboutissage. Ce procédé comprend avantageusement une étape de création d'un logement de réception de la bague de sertissage sur la surface radiale externe de la bague extérieure, après emboutissage de cette bague extérieure. On peut également prévoir que le procédé consiste à indexer la position de la bague de sertissage dans un logement de réception prévu sur la surface radiale externe de la bague extérieure. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une rotule conforme à l'invention et d'une rotule conforme à l'état de la technique, donnée uniquement à titre d'exemple et fait en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une demi-coupe transversale d'une rotule conforme à l'invention lors d'une première étape de fabrication soit avant emboutissage ; la figure 2 est une demi-coupe analogue à la figure 1 lors d'une seconde étape de fabrication ; la figure 3 est une demi-coupe analogue à la figure 1 lors d'une troisième étape de fabrication ; la figure 4 est une demi-coupe analogue à la figure 1 de la rotule au terme de sa fabrication et la figure 5 est une demi-coupe analogue à la figure 1 pour une rotule conforme à l'état de la technique. En se reportant tout d'abord à la figure 5, la rotule 101 de l'état de la technique comprend essentiellement une bague extérieure 102 pourvue d'une surface interne sensiblement sphérique 103 et une bague intérieure 104 pourvue d'une surface externe sensiblement sphérique 105. Les surfaces 103 et 105 ont un rayon R sensiblement identique et l'on note X1 un axe de symétrie de révolution des bagues 102 et 104. Sur le côté gauche de la figure, la bague 102 est pourvue d'une bordure 106 prévue pour coopérer avec le bord d'un logement non représenté dans lequel peut être insérée la rotule 10l. Du côté opposé, la bague 102 est pourvue d'une gorge de sertissage 107 définissant une bande 108 apte à être déformée vers l'extérieur pour immobiliser la rotule 101 dans le logement précité. La bague extérieure 102 a été conformée par emboutissage autour de la bague 104. On a représenté en traits mixtes la trace de la bague 102 immédiatement après son formage par emboutissage, c'est-à-dire avant enlèvement de matière pour créer sa surface radiale externe 109 et sa face latérale 110 dans laquelle est ménagée la gorge 107. On note 111 l'arête de jonction entre la surface 109 et la face 110. On note H la hauteur de la face 110 et E l'épaisseur de la partie 102a de la bague 102 emboutie avant son usinage pour créer les surfaces 109 et 110. La hauteur H dépend de l'épais seur E, de telle sorte que l'épaisseur E ne peut pas être réduite sans réduire proportionnellement la hauteur H, ce qui ne serait pas admissible pour les questions d'interchangeabi lité précédemment évoquées. La rotule 1 représentée aux figures 1 et 4 est conforme à l'invention et comprend une bague extérieure 2 pourvue d'une surface interne 3 et une bague intérieure 4 pourvue d'une surface externe 5. Comme précédemment, on note X1 l'axe de symétrie des bagues 2 et 3, et R le rayon des surfaces 3 et 5 dans la partie gauche de la figure 1. Le montage de la rotule a lieu en insérant la bague intérieure 4 dans la bague extérieure 2 dans le sens de la flèche F1, de telle sorte que les surfaces 3 et 5 viennent en butée l'une contre l'autre. La bague 2 comprend une partie 2a dont la surface interne 3a est sensiblement cylindrique, ce qui permet le mouvement d'emboîtement de la bague 4 dans la bague 2. L'épaisseur e de la partie 2a est relativement faible, en particulier plus faible que l'épaisseur E de la bague 101 de l'état de la technique. Comme représenté à la figure 2, il est possible d'exercer sur la partie 2a un effort d'emboutissage ou de formage représenté par les flèches F2, cet effort étant relativement peu important du fait de la valeur relativement faible de l'épaisseur e. On obtient ainsi une bonne coopération de formes entre les surfaces 3 et 5 sans utilisation d'outillage spécifique. Comme représenté à la figure 3, il est alors possible d'usiner la partie externe de la bague 2 pour créer une surface radiale externe 9 bordée par une bordure 6 et formant un décrochement 12 à proximité d'une face latérale 10. On note que cette opération d'usinage est possible car la hauteur h de la face latérale 10 est inférieure à l'épaisseur e, du fait de l'existence du décrochement 12. L'arête de jonction 11 entre la face 10 et le logement 12 est effectivement contenue dans l'enveloppe représentée en traits mixtes à la figure 3. Une bague 13 est prévue pour être montée dans le décrochement 12, qui constitue ainsi un logement de réception de cette bague, par un mouvement de translation F3 selon l'axe X1. En position montée de la bague 13 représentée à la figure 4, la surface radiale externe 14 de la bague 13 prolonge la surface 9. On note 11' l'arête de la bague 13 définie entre la surface 14 et la face latérale 16 de la bague 13 qui prolonge la surface 10 dans la position de la figure 4. L'arête il' est située en dehors de l'enveloppe représentée en traits mixtes à la figure 3 et sa position correspond sensiblement à celle de l'arête 111 de la rotule 101. Ainsi, l'encombrement total de la rotule 1 est sensiblement égal à celui de la rotule 101 de l'état de la technique, la hauteur apparente H' de la face 10 étant égale à la hauteur h augmentée de l'épaisseur e' de la bague 13. L'invention permet donc de créer une bague extérieure de rotule de hauteur H' sensiblement égale à la hauteur H alors que l'épaisseur e de la partie 2a de la bague extérieure 2ç emboutie sur la bague intérieure 4 est sensiblement inférieure à l'épaisseur E de la partie équivalente d'une rotule de l'état de la technique. Sur la face latérale 16, la bague 13 est pourvue d'une gorge de sertissage 17 définissant une bande 18 équivalente à la bande 108 de l'état de la technique. Il est ainsi possible de déformer la bande 18 pour immobiliser ou sertir la rotule 1 dans un logement représenté en traits mixtes à la figure 4. Plusieurs pions 19 sont prévus pour pénétrer partielle ment dans la bague 2 en traversant la bague de sertissage 13, ce qui permet une indexation de la bague 13 par rapport à la bague 2 en rotation autour de l'axe X1. Ainsi, lorsque la bague 13 est déformée par sertissage de la bande 18, on obtient une immobilisation efficace de la bague 2 dans le logement correspondant. Lorsqu'il est nécessaire de démonter la rotule 1 par rapport à son logement, il suffit de rabattre la bande 18 vers la gorge 17 pour pouvoir dégager la bague 2 par rapport à ce logement. Il est alors possible de démonter la bague 13 en extrayant les pions 19 pour procéder à un échange standard de cette bague de sertissage, de telle sorte que la rotule 1 peut être réutilisée, sans changement ou démontage de la bague extérieure 2. L'invention permet donc un gain substantiel en ce qui concerne la maintenance des rotules conformes à l'invention. Le décrochement 12, qui constitue en fait un logement de réception de la bague 13, a une forme complémentaire de cette bague, de telle sorte que l'immobilisation relative des éléments 2 et 13 est obtenue par coopération de formes. Selon un aspect avantageux de l'invention, les dimensions et le matériau de la bague 13 peuvent être choisis pour que celle-ci constitue une frette de la bague extérieure 2, en ce sens qu'elle est apte à exercer un effort centripète, repré senté par la flèche F4 à la figure 4 et tendant à refermer la bague extérieure 2 sur la bague intérieure 4. REVENDICATIONS 1. Rotule d'articulation (1) comprenant une bague inté rieure (4) et une bague extérieure (2) pourvues respectivement d'une surface externe (5) et d'une surface interne (3) sensi blement sphériques, caractérisée en ce que ladite bague extérieure porte, sur sa surface radiale externe (9) et au niveau d'une partie emboutie (2a) , une bague de sertissage (13). 2. Rotule selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite bague de sertissage (13) est reçue dans un logement (12) de forme complémentaire formé sur ladite surface radiale externe (9), au niveau d'un bord (10) de ladite bague extérieure (2) . 3. Rotule selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit logement (12) est formé par enlèvement de matière sur ladite surface radiale externe (9) au niveau dudit bord (10). 4. Rotule selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (19) d'indexa tion de la position de ladite bague de sertissage (13) sur ladite bague extérieure (2). 5. Rotule selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite bague de sertissage (13) est montée de façon amovible sur ladite bague extérieure (2). 6. Rotule selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite bague de sertissage est pourvue d'une gorge de sertissage (17) ménagée sur une face (16) de ladite bague prolongeant une face latérale (10) de ladite bague extérieure (2). 7. Rotule selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite bague de sertissage (13) est apte à exercer un effort de frettage (F4) sur ladite bague extérieure. 8. Procédé de fabrication d'une rotule d'articulation comprenant une bague intérieure (4) et une bague extérieure (2), pourvues respectivement d'une surface externe (5) et d'une surface interne (3) sensiblement sphériques, dans lequel on emboîte (F1) la bague intérieure (4) dans la bague exté rieure (2) et on emboutit (F2) la bague extérieure autour de la bague intérieure, caractérisé en ce qu'il consiste à installer (F3) une bague de sertissage (13) autour de la bague extérieure (2) après son emboutissage. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de création d'un logement (12) de réception de ladite bague de sertissage (13), sur la surface radiale externe (9) de ladite bague extérieure (2), après emboutissage (F2) de ladite bague extérieure. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il consiste à indexer la position de ladite bague de sertissage (13) dans un logement de réception (12) prévu sur la surface radiale externe (9) de ladite bague extérieure (2).