Brevet FR2813355A1 — publié le 20020301

L'invention concerne un groupe structurel d'articulation à rotule, comportant une tête sphérique pivotante à l'intérieur d'une cuvette, un élément à ressort exerçant une force radiale sur la tête sphérique et la mettant ainsi sous précontrainte dans la cuvette. On connaît du document DE 42 26 986 A1 un groupe structurel d'articulation à rotule, comportant une tête sphérique pivotante à l'intérieur d'une cuvette, un élément à ressort exerçant une force radiale sur la tête sphérique et la mettant ainsi sous précontrainte dans la cuvette. L'élément à ressort est réalisé sous forme d'une rondelle-ressort qui est maintenue dans une poche de la cuvette conjointement avec une plaquette à titre de corps de support. On a réalisé deux rangées de rondelles -ressorts avec des plaquettes, les forces élastiques étant dirigées vers le centre de la tête sphérique. Le document DE-GM 77 09 622 décrit un groupe structurel d'articulation à rotule dont la cuvette est réalisée en plusieurs pièces et précontrainte au moyen d'un ressort agissant en direction axiale de la tête sphérique. Outre le nombre élevé de pièces, ce groupe structurel présente l'inconvénient que le ressort agit en direction d'extraction de la tête sphérique. On connaît du document DE 197 44 796 Al une articulation, en particulier pour un ressort pneumatique susceptible d'être bloqué, dans lequel l'articulation reçoit une tige d'articulation dans une ouverture traversante. Il est prévu un ressort à lame agencé excentriquement qui assure une compensation du jeu entre la tige et l'ouverture de l'articulation. Le document DE 31 51 747 A 1 concerne une rotule dont la cuvette est constituée par deux composants constitués chacun en matière plastique et reliés par soudage aux ultrasons. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de réaliser un groupe structurel d'articulation à rotule qui assure une compensation du jeu entre la cuvette et la tête sphérique tout en présentant des composants aussi simples que possible. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint dans une première variante du fait que l'élément à ressort est formé par un ressort à lame qui s'étend parallèlement à l'axe longitudinal de la tête sphérique, et dont la ligne d'action de force est orientée au-dessous de l'équateur de la tête sphérique en direction de la cuvette. Le ressort à lame agissant en direction de la cuvette permet une structure très simple de la cuvette, en particulier en une seule pièce. Pour l'application dans une unité à piston-et-cylindre sous la forme d'un ressort pneumatique, il existe de par le principe une précharge en direction de la cuvette. Par conséquent, on peut dimensionner le ressort à lame à l'égard de la force destinée à s'opposer à une extraction de la tête sphérique hors de la cuvette. Selon un autre développement avantageux de l'invention, la cuvette se transforme, à partir de son diamètre maximal, en un logement cylindrique sans contre-dépouille pour la tête sphérique. Une telle cuvette est particulièrement simple à réaliser par injection. Pour que le ressort à lame présente une position de montage bloquée en direction d'introduction de la tête sphérique et qu'une force si possible reproductible agisse sur la tête sphérique, la cuvette présente un blocage de maintien axial pour le ressort à lame. Selon un mode de réalisation possible du blocage de maintien, le blocage de maintien est constitué par une gorge dans laquelle vient s'introduire le ressort à lame. À cet effet, le ressort à lame comprend une moulure qui s'enclenche dans la gorge du blocage de maintien. Selon un autre développement avantageux, le ressort à lame prend appui sur une surface enveloppe du logement cylindrique. L'avantage de cette mesure est de pouvoir introduire la tête sphérique sans contre- force dans la cuvette. Ensuite, on peut introduire le ressort à lame qui exerce alors l'effort de précontrainte sur la tête sphérique. Ainsi, la force de montage est indépendante de la force d'extraction de la tête sphérique hors de la cuvette. Selon une variante de réalisation, l'élément à ressort est relié à la cuvette, et est formé par au moins un segment en matière plastique qui est constitué par une autre matière plastique que la cuvette. L'avantage de cette mesure est de pouvoir choisir une matière optimale par rapport au comportement de friction ou au pressage superficiel pour la cuvette, et de réaliser le segment en matière plastique aussi élastique que possible. Ainsi, on peut réaliser l'ensemble de la cuvette par une opération d'injection dite à deux composants. En vue d'assurer un contour le plus simple possible, le segment en matière plastique s'engage sous forme d'un tronçon de cercle dans la zone de la cuvette. Selon un autre développement, un boîtier de la cuvette comprend au moins une ouverture transversale recoupant la cuvette, qui est remplie avec la matière plastique présentant des propriétés élastiques du moins dans la zone d'intersection avec la cuvette. L'invention sera décrite plus en détail dans ce qui suit en se rapportant à la description des figures. Celles-ci montrent figure 1, un groupe structurel d'articulation à rotule comportant un ressort à lame ; et figures 2 et 3 un groupe structurel d'articulation à rotule comportant des segments injectés en matière plastique. La figure 1 montre un groupe structurel d'articulation à rotule 1 en détail. On utilise les groupes structurels d'articulation à rotule 1 dans des ressorts pneumatiques pour permettre un mouvement de basculement du ressort pneumatique dans l'espace. Une cuvette 5 est réalisée à l'intérieur d'un boîtier 3, laquelle porte une tête sphérique 7. La tête sphérique 7 est pourvue d'un filetage de fixation 9 pour la visser par exemple dans la carrosserie d'un véhicule automobile. La cuvette 5 dispose d'un contour analogue à un hémisphère qui se transforme en un logement cylindrique 11 sans contre-dépouille. Pour une introduction plus simple de la tête sphérique, un chanfrein de montage 13 est réalisé au bord du logement. La cuvette et le logement présentent un intervalle 15 dans lequel est posé un ressort à lame 17 cintré en direction de la tête sphérique. La ligne d'action du ressort à lame attaque au-dessous d'un équateur 19 de la tête sphérique 7 et elle est orientée en direction de la cuvette 5. Les extrémités du ressort à lame prennent appui contre une surface enveloppe 21 de la cuvette et du logement 11. Pour que le ressort à lame 17 ne puisse riper en aucun cas hors de la cuvette 5, la cuvette 5 dispose d'un blocage de maintien constitué par une gorge 23 dans laquelle s'engage une moulure 25 du ressort à lame 17. Lors du montage, on introduit la tête sphérique 7 dans la cuvette 5 et on l'amène dans une position angulaire qui permet un accès axial à l'intervalle pour le ressort à lame. Ensuite, on pousse le ressort à lame dans l'intervalle 15, jusqu'à ce que le blocage de maintien s'enclenche entre le ressort à lame 17 et la cuvette 5. L'avantage de cette possibilité de montage est que les forces de montage de la tête sphérique sont relativement indépendantes des forces d'extraction de la tête sphérique hors de la cuvette. Les figures 2 et 3 représentent des coupes à travers un groupe structurel d'articulation à rotule 1 dans lequel le boîtier 3 de la cuvette 5 est constitué en matière plastique choisie en vue d'une faible friction et d'une solidité élevée. En correspondance de la figure 1, un logement 11 pour la tête sphérique 7 se raccorde à la cuvette. Au-dessous de l'équateur 19 de la tête sphérique 7 sont ménagées deux ouvertures transversales 27 qui traversent le boîtier 3 et qui sont remplies complètement avec une matière plastique qui présente un comportement élastique voulu. Les ouvertures transversales 27 recoupent la cuvette 5, de sorte que des segments 29 en matière plastique sous la forme de tronçons de cercle portent la tête sphérique 7 à l'intérieur de la cuvette 5. Lors de la fabrication du groupe structurel d'articulation à rotule, on réalise tout d'abord le boîtier par injection de la première matière plastique. La cuvette 5 y compris le logement 11 et les ouvertures transversales 27 sont protégés par des éléments conformés en correspondance. Pour la suite de la fabrication, on peut imaginer deux possibilités. Soit, on introduit la tête sphérique 7 dans le boîtier 3 et on injecte le second composant en matière plastique dans les ouvertures transversales 27, afin de réaliser les éléments ressorts, soit on forme un outil de moulage en imitant une tête sphérique, on enlève l'outil de moulage et pousse ensuite la tête sphérique 7 via les segments en matière plastique dans la cuvette 5. Dans les deux cas, on obtient un montage axialement sans jeu de la tête sphérique 7 dans la cuvette 5. Revendications 1. Groupe structurel d'articulation à rotule, comportant une tête sphérique (7) pivotante à l'intérieur d'une cuvette (5), un élément à ressort (17) exerçant une force radiale sur la tête sphérique (7) et la mettant ainsi sous précontrainte dans la cuvette (5), caractérisé en ce que l'élément à ressort est formé par un ressort à lame (17) qui s'étend parallèlement à l'axe longitudinal de la tête sphérique (7), et dont la ligne d'action de force est orientée au-dessous de l'équateur (19) de la tête sphérique (7) en direction de la cuvette (5). 2. Groupe structurel d'articulation à rotule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette (5) se transforme, à partir de son diamètre maximal, en un logement cylindrique (11) sans contre- dépouille pour la tête sphérique (7). 3. Groupe structurel d'articulation à rotule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuvette (5) présente un blocage de maintien axial pour le ressort à lame (17). 4. Groupe structurel d'articulation à rotule selon la revendication 3, caractérisé en ce que le blocage de maintien est constitué par une gorge (23) dans laquelle vient s'introduire le ressort à lame (17). 5. Groupe structurel d'articulation à rotule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ressort à lame (17) comprend une moulure (25) qui s'enclenche dans la gorge (23) du blocage de maintien. 6. Groupe structurel d'articulation à rotule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort à lame (17) prend appui sur une surface enveloppe (21) du logement cylindrique (11). 7. Groupe structurel d'articulation à rotule selon le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément à ressort est relié à la cuvette (5), et est formé par au moins un segment en matière plastique (29) qui est constitué par une autre matière plastique que la cuvette (5). 8. Groupe structurel d'articulation à rotule selon la revendication 7, caractérisé en ce que le segment en matière plastique (29) s'engage sous forme de tronçon de cercle dans la zone de la cuvette (5). 9. Groupe structurel d'articulation à rotule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un boîtier (3) de la cuvette (5) comprend au moins une ouverture transversale (27) recoupant la cuvette, qui est remplie avec la matière plastique présentant des propriétés élastiques du moins dans la zone d'intersection avec la cuvette (5).