Brevet FR2844849A1 — publié le 20040326

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une bague intérieure d'une rotule métallique, ainsi qu'une rotule réalisée selon ce procédé. Les rotules métalliques sont en particulier utilisées 5 dans l'industrie aéronautique, afin d'immobiliser en translation un organe, tel qu'une bielle, par rapport à une pièce de structure de la construction, tout en permettant leur mouvement relatif en rotation. De manière connue, une telle rotule métallique comprend 10 une bague intérieure, dont la surface intérieure est adaptée pour être montée sur un arbre. A cet effet, cette surface intérieure peut être pourvue de gorges coopérant avec des cannelures réalisées sur la surface extérieure de l'arbre, de manière à garantir une meilleure liaison mutuelle. Cette bague intérieure possède une surface extérieure sphérique tronquée, définissant ainsi deux parois latérales, aptes à coopérer avec la surface intérieure correspondante d'une bague extérieure. La bague intérieure et la bague extérieure possèdent donc trois degrés de liberté mutuels en 20 rotation, alors qu'elles sont assujetties l'une à l'autre en translation. On connaît différents procédés de réalisation d'une telle rotule métallique. L'un de ceux-ci consiste à réaliser tout d'abord la 25 bague intérieure selon ses dimensions définitives, puis à rapporter autour de la périphérie externe un manchon métallique qui est embouti contre la surface extérieure de la bague intérieure. Le manchon est alors usiné au niveau de sa périphérie extérieure, de manière à constituer la bague 30 extérieure définitive. Une autre solution, qui est plus spécifiquement visée par l'invention, consiste à réaliser la bague intérieure en deux éléments en forme de C. Ce mode de fabrication est connu du brevet français 2 35 770 597, au nom de la Demanderesse. Selon ce document, on réalise une ébauche d'un seul tenant, possédant des surfaces extérieure et intérieure sensiblement identiques aux surfaces définitives de la bague intérieure, puis on effectue une découpe de cette ébauche, de manière à réaliser les deux éléments précités, en forme de C. En service, il existe ainsi entre ces deux éléments constitutifs un espace intercalaire, correspondant à 5 l'épaisseur de la découpe précitée. Un tel espace, qui n'est nullement préjudiciable à la bonne tenue mécanique de la bague intérieure, permet de définir un volume au sein duquel peut être admis le fluide de graissage. Les rotules métalliques équipées d'une bague 10 intérieure, réalisées selon le procédé décrit ci-dessus, se révèlent très satisfaisantes à l'usage. Cependant, elles ne sont pas adaptées à certaines utilisations, dans lesquelles il est nécessaire de maintenir une étanchéité entre les deux éléments constitutifs de la 15 bague intérieure. Il s'agit, entre autres, d'articulations qui sont situées dans des zones étanches, comme par exemple dans un carter, ou qui sont exposées à des conditions extrêmes de pollution. Ceci étant posé, l'invention vise à mettre en oeuvre un 20 procédé permettant de conférer, de façon simple et peu onéreuse, une étanchéité satisfaisante à la bague intérieure décrite ci-dessus. A cet effet, elle a pour objet un procédé de fabrication d'une bague intérieure d'une rotule métallique, 25 cette bague possédant une surface extérieure sphérique tronquée, apte à coopérer avec la surface intérieure sphérique tronquée d'une bague extérieure, et une surface intérieure adaptée pour coopérer avec un arbre, procédé dans lequel on réalise une ébauche d'un seul tenant, 30 qui possède des surfaces extérieure et intérieure sensiblement identiques aux surfaces définitives de la bague intérieure, et on effectue une découpe de cette ébauche, ce manière à réaliser deux pièces primaires, dont des surfaces d'extrémités en regard délimitent un espace intercalaire, caractérisé en ce qu'on rapporte, sur au moins une surface d'extrémité d'au moins une pièce primaire, une matière de remplissage dudit espace intercalaire, de manière à réaliser au moins une couche rapportée permettant de combler ledit espace intercalaire, et à former deux éléments constitutifs de la bague intérieure. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - on rapporte la matière de remplissage par dépôt physico-chimique; - on rapporte la matière de remplissage par dépôt électrolytique; - la matière de remplissage est un matériau métallique, en particulier le matériau constitutif des 10 pièces primaires - on rapporte la matière de remplissage sur les deux surfaces d'extrémité d'une unique pièce primaire. L'invention a également pour objet une rotule métallique comprenant une bague intérieure et une bague 15 extérieure coopérant par leurs surfaces de contact sphériques respectives, la bague intérieure étant destinée à être montée sur un arbre et étant constituée de deux éléments complémentaires présentant, en coupe transversale, une forme de C, caractérisée en ce que la bague intérieure 20 est réalisée selon le procédé tel que défini cidessus. L'invention va être décrite ci-après, en faisant référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, dans lesquels: - La figure 1 est une vue en coupe transversale 25 d'une rotule conforme à l'invention, montée sur un arbre; - La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II à la figure 1; et - Les figures 3 et 4 sont des vues extérieures, illustrant deux étapes de mise en oeuvre du procédé de 30 fabrication de la rotule de la figure 1. La rotule conforme à l'invention, représentée aux figures 1 et 2 et désignée dans son ensemble par la référence 2, se compose d'une bague extérieure 4 et d'une bague intérieure 6. La bague extérieure présente une surface 35 extérieure 4A cylindrique, et une surface intérieure 4B sphérique tronquée se raccordant à la surface extérieure 4A par des parois latérales 4C. La bague intérieure 6 présente une surface intérieure 6A sensiblement cylindrique, disposée contre la périphérie extérieure d'un arbre 8 cylindrique correspondant. La surface extérieure 6B de la bague intérieure 6 présente un profil sphérique correspondant à celui de la surface 5 intérieure 4B de la bague extérieure 4, de sorte que la bague intérieure et la bague extérieure possèdent, l'une par rapport à l'autre, trois degrés de liberté en rotation. Des parois latérales GC relient les surfaces intérieure 6A et extérieure 6B de la bague intérieure 6. Ces parois 1a latérales 6C font saillie, en coupe axiale, de part et d'autre des parois latérales 4C de la bague extérieure 4 dans la position de la figure 2, dans laquelle la surface cylindrique 4A est coaxiale à l'arbre 8. La bague intérieure 6 est réalisée en deux éléments 15 complémentaires 10, et 102 présentant, en coupe transversale, à peu près une forme de C. Le premier 10, de ces éléments comprend une pièce primaire 121, dont chaque surface d'extrémité 141, en regard de l'autre élément 102, est revêtue d'une couche rapportée 16 20 respective. En revanche, l'autre 102 de ces éléments est uniquement constitué par une pièce primaire 122, de sorte qu'il s'étend selon un secteur angulaire inférieur à celui de l'élément 10,. On va maintenant décrire le procédé de fabrication de 25 la bague intérieure 6, en faisant référence aux figures 3 et 4. Il s'agit tout d'abord d'exécuter une ébauche annulaire, réalisée d'un seul tenant, puis d'en exécuter une découpe, de manière à réaliser les deux pièces primaires 12, 30 et 122. Ces opérations sont mises en ouvre conformément à l'enseignement du brevet français 2 770 597, dont le contenu est incorporé par référence dans la présente description. Comme le montre plus particulièrement la figure 3, une fois cette découpe menée à bien, les surfaces d'extrémité en 35 regard 14, et 142, appartenant aux pièces primaires 12, et 122, sont mutuellement séparées par un espace intercalaire 18. Puis, comme le montre la figure 4, il s'agit de traiter la pièce primaire 121. Pour ce faire, on rapporte, sur chaque surface d'extrémité 141, un matériau de remplissage de l'espace intercalaire 18. Ce matériau peut être métallique, et en particulier 5 être identique à celui de la pièce primaire 121. Ce matériau est par exemple rapporté par dépôt électrolytique, notamment en faisant appel au procédé connu, dénommé dépôt au tampon. Cette phase de dépôt électrolytique permet alors l'obtention de l'élément 101, alors que l'élément 102 est 10 uniquement constitue de la pièce primaire 122. L'insertion de ces deux éléments dans le volume intérieur de la bague extérieure 4 s'effectue ensuite de façon connue en soi. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. Ainsi, on peut revêtir les surfaces d'extrémité 14, et 142 de chaque pièce primaire 12, et 122. Par ailleurs, le matériau de remplissage peut ne pas être métallique. Enfin, les couches rapportées 16 peuvent ne pas être réalisées par dépôt électrolytique. On citera notamment, à 20 titre d'alternative, le dépôt en phase vapeur, encore dénommé PVD, ou encore l'ajout d'un élastomère surmoulé. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une bague intérieure (6) 5 d'une rotule métallique (2), cette bague possédant une surface extérieure (6B) sphérique tronquée, apte à coopérer avec la surface intérieure sphérique tronquée (4B) d'une bague extérieure (4), et une surface intérieure (6A) adaptée pour coopérer avec un arbre (8), procédé dans lequel on réalise une ébauche d'un seul tenant, qui possède des surfaces extérieure et intérieure sensiblement identiques aux surfaces définitives (6A, 6B) de la bague intérieure, et on effectue une découpe de cette ébauche, de manière à réaliser deux pièces primaires (121, 15 122), dont des surfaces d'extrémités (141, 142) en regard délimitent un espace intercalaire (18), caractérisé en ce qu'on rapporte, sur au moins une surface d'extrémité (14i) d'au moins une pièce primaire (121), une matière de remplissage dudit espace intercalaire (18), de manière à réaliser au moins une couche rapportée (16) permettant de combler ledit espace intercalaire, et à former deux éléments (101, 102) constitutifs de la bague intérieure (6). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 25 qu'on rapporte la matière de remplissage par dépôt physicochimique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on rapporte la matière de remplissage par dépôt électrolytique. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière de remplissage est un matériau métallique, en particulier le matériau constitutif des pièces primaires (121, 122). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce qu'on rapporte la matière de remplissage sur les deux surfaces d'extrémité (141) d'une unique pièce primaire (121). 6. Rotule métallique (2) comprenant une bague intérieure (6) et une bague extérieure (4) coopérant par des surfaces de contact sphériques (6B, 4B) respectives, cette bague intérieure étant destinée à être montée sur un arbre (8) et étant constituée de deux éléments (101, 102) présentant, en coupe transversale, une forme de C, caractérisée en ce que la bague intérieure (6) est réalisée selon le procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.