Brevet FR2889269A1 — publié le 20070202

B7711 - 05-210 GOUPILLE DE LIAISON ET PROCEDE DE FABRICATION Domaine technique La présente invention concerne une goupille de liaison et son procédé de fabrication. Plus particulièrement elle concerne une goupille de liaison pour relier deux ou plusieurs éléments d'un engin de chantier. Exposé de l'art antérieur Les engins de chantier tels que les chargeuses à chenille, les excavatrices, et analogue utilisent couramment des goupilles métalliques pour relier deux parties de l'engin l'une à l'autre. Ceci peut être fait pour diverses raisons, par exemple pour créer un montage à pivotement ou pour permettre un enlèvement et un montage simplifié de composants tel que des bras hydrauliques qui sont spécifiquement munis d'extrémités ouvertes pour recevoir ces goupilles. Des goupilles de ce type sont souvent exposées à une large gamme sévère de charges différentes telles que des charges en torsion, longitudinales et latérales. Pour maintenir la goupille à la position désirée, une forme courante de maintien consiste à prévoir un bras de levier qui est typiquement une plaque métallique fixée perpendi- culairement à une broche. Une extrémité du bras de levier est fixée à la broche tandis que l'autre extrémité forme une partie qui peut être vissée ou bloquée pour empêcher le déplacement du B7711 - 05-210 bras de levier et donc de la broche. Le bras de levier peut être fixé de façon à éviter sensiblement tout déplacement mais on préfère qu'un certain degré de déplacement puisse être autorisé. Des broches ayant une structure telle que décrite cassent souvent prématurément, la connexion entre le bras de levier et la broche étant en particulier sujette à fatigue. On préfère souvent munir les composants d'un traite-ment de surface tel qu'un revêtement de protection anticorrosion. Le procédé de fabrication de telles goupilles serait très amélioré si les composants individuels recevaient ce traitement avant d'être assemblés, mais les processus couramment utilisés tels que la soudure endommagent le revêtement et nécessitent que le montage soit revêtu après assemblage. La présente invention vise à pallier un ou plusieurs 15 des inconvénients ci-dessus. Résumé de l'invention Selon un premier aspect de la présente invention il est prévu une goupille de liaison ayant une broche munie d'un bossage allongé à une première extrémité, le bossage allongé définissant un premier axe longitudinal. La goupille de liaison comprend en outre un bras de levier qui est muni d'une ouverture correspondant au bossage allongé d'où il résulte que le bras de levier définit un second axe longitudinal. La broche est reliée de façon fixe au bras de levier de sorte que le bossage allongé est disposé dans l'ouverture correspondante et que les premier et second axes longitudinaux sont sensiblement parallèles l'un à l'autre. Un autre aspect de la présente invention réside dans un procédé de fabrication d'une goupille de liaison comprenant 30 les étapes suivantes: a) former une broche munie d'un bossage allongé à une première extrémité, le bossage allongé définissant un premier axe longitudinal; B7711 - 05210 b) former un bras de levier et munir le bras de levier d'une ouverture qui correspond au bossage allongé, le bras de levier définissant ainsi un second axe longitudinal; c) disposer le bossage allongé dans l'ouverture 5 correspondante; et d) fixer la broche au bras de levier de sorte que les premier et second axes longitudinaux sont sensiblement parallèles l'un à l'autre. Un troisième aspect de la présente invention prévoit une goupille de liaison comportant une broche avec un premier axe longitudinal et un bossage allongé à une première extrémité qui définit un second axe longitudinal. La goupille de liaison comporte en outre un bras de levier muni d'une ouverture correspondant au bossage allongé d'où il résulte que le bras de levier définit un troisième axe longitudinal. La broche et le second bras de levier sont reliés de façon fixe d'où il résulte que le bossage allongé est disposé dans l'ouverture et que les premier et troisième axes longitudinaux font un angle a. La broche est adaptée à être soumise à des forces dans une direc- tion qui influence essentiellement l'angle a, les premier et troisième axes longitudinaux étant sensiblement parallèles l'un à l'autre. D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite en 25 relation avec les figures jointes. Brève description des dessins La figure 1 est une vue en perspective schématique d'une goupille de liaison selon la présente invention. La figure 2 est une vue explosée de la goupille de liaison de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe schématique de la goupille de liaison des figures 1 et 2 appliquée à une structure de liaison typique. B7711 - 05-210 La figure 4 est une vue partielle et explosée des interfaces d'un bras de levier et d'une broche selon la présente invention. La figure 5 est une représentation partielle de 5 l'ensemble monté de broches et de bras de levier de la figure 4. Description détaillée Comme l'illustrent les figures 1, 2 et 3, une goupille de liaison 10 comporte une broche 12 et un bras de levier 14. La broche 12 est représentée comme un corps sensiblement cylin- drique mais peut également comporter un corps non cylindrique et peut avoir une forme irrégulière telle qu'une forme étagée ou conique si on le préfère. La broche 12 définit un axe longitudinal 13. La figure 3 représente une application typique d'une goupille de liaison 10 dans laquelle celle-ci forme une liaison entre un premier élément 16 et un second élément 18. Les premier et second éléments 16 et 18 peuvent être par exemple des segments de bras de chargeuse d'un engin de chantier tel qu'une excavatrice ou analogue. Quand la goupille de liaison 10 est conçue pour fonctionner comme un point de pivotement pour les deux éléments 16 et 18, la broche 12 peut être au moins partiellement cylindrique pour permettre le mouvement de rotation du premier élément par rapport au deuxième élément. Toutefois, la broche 10 peut également être étagée ou avoir un diamètre variable sur sa longueur si cela est adapté à l'application. L'un des éléments 16 et 18 ou les deux peut être muni d'un certain type de structure formant support de charge et pièce d'usure telle qu'un coussinet 20. En relation avec la figure 2, la broche 12 est munie à une extrémité d'une saillie telle qu'un bossage 22 ayant un axe longitudinal 24. Ce bossage peut être formé par meulage de deux faces radialement opposées d'une extrémité de la broche 12 de sorte qu'une saillie allongée reste en place. Les parties d'extrémité 26 et 28 du bossage qui coupent l'axe longitudinal 24 peuvent être laissées intactes de sorte que la longueur du bossage 22 est sensiblement identique au diamètre de la broche B7711 - 05-210 12 mais, à titre de variante, les extrémités peuvent être usinées pour définir par exemple un bord droit. Munir la broche 12 du bossage 22 conduit également à la formation d'un épaule-ment 30 sur la broche 12. L'extrémité de la broche 12 opposée à l'extrémité munie du bossage 22 peut être rendue conique pour faciliter la mise en place. Le bras de levier 14 peut être une plaque d'acier plate ayant diverses formes et définit un axe longitudinal 32. Le bras de levier 14 est en outre muni d'une ouverture telle qu'une fente 34. La fente 34 définit un axe longitudinal 35 qui est sensiblement parallèle à l'axe 32 du bras de levier 14 et peut même coïncider avec celui-ci. Bien sûr on notera que, en raison des tolérances de fabrication, un parallélisme parfait peut ne pas être obtenu. Dans un mode de réalisation, le bras de levier 14 peut être muni d'une seconde ouverture 36 pour recevoir un moyen de fixation tel qu'un boulon 38. L'axe longitudinal 32 du bras de levier 14 et l'axe longitudinal 13 de la broche 12 peuvent se trouver dans le même plan ou dans des plans différents mais se coupent à un angle a quand on les voit du côté illustré en figure 3. Dans un mode de réalisation, a est sensiblement égal à 90 mais d'autres relations angulaires peuvent être adoptées si on le préfère. Le bras de levier 14 et la broche 12 sont reliés en disposant le bossage 22 dans la fente 34. Les dimensions du bossage 22 et de la fente 34 sont adaptées de façon à fournir un bon montage. Le bras de levier 14 et la broche 12 sont alors engagés selon une fixation permanente ou semi-permanente par une opération telle qu'un collage, une soudure, un matriçage, ou en utilisant un moyen de fixation tel qu'une vis sans tête. Les figures 4 et 5 représentent un mode de réalisation pour obtenir une fixation du bras de levier 14 et de la broche 12. Le bras de levier 14 a une première surface 39 et une seconde surface 40. La hauteur du bossage 22 telle que mesurée à partir de l'épaulement 30 est supérieure à la distance entre les surfaces 39 et 40. Le bras de levier 14 étant placé autour du B7711 - 05-210 bossage 22 de sorte que la surface 40 bute contre l'épaulement 30, le bossage 22 s'étend alors dans et au-delà de la surface 39. La partie du bossage 22 qui s'étend au-delà de la surface est alors déformée mécaniquement par un processus tel qu'un matriçage par un poinçon 44 pour créer une portion de maintien. Comme on peut le voir à partir des figures 4 et 5, la zone de contact entre la broche 12 et le bras de levier 14 peut être augmentée en munissant au moins une partie de la circonférence de la fente 34 d'un bord chanfreiné 42. Ceci permet à une plus grande partie de la broche 12 d'être déformée tout en obtenant une forme plus élaborée pour former une jonction plus forte. Application industrielle La broche 12 et le bras de levier 14 peuvent être fabriqués séparément. Une fois que toutes les caractéristiques préférées ont été prévues pour la broche 12 et le bras de levier 14, les deux peuvent subir un traitement de protection pour les protéger de la corrosion et d'autres types d'endommagement dans un but fonctionnel ou esthétique. Le traitement peut inclure un processus tel qu'un revêtement électrolytique de zinc ou un dépôt de phosphate. Une fois traités, la tige 12 et le bras de levier 14 sont assemblés et un processus de matriçage peut être réalisé pour obtenir une fixation permanente. Les formes allongées de la fente 34 et du bossage 22 en combinaison avec la partie d'extrémité matrice et de la broche 12 empêchent les deux parties de se déplacer l'une par rapport à l'autre. Le matriçage des composants ne perturbe pas ou très peu le revêtement de protection et ne nécessite donc pas que le revêtement soit réappliqué après l'opération d'assemblage. La goupille peut ensuite être montée dans un engin de chantier comme cela a été décrit précédemment. L'ouverture 36 peut être alignée avec une partie filetée du premier élément 16 et un moyen de fixation au moins partiellement fileté 38 peut être disposé dans l'ouverture 36 et fixé par vissage avec le premier élément 16. Ceci maintiendra la goupille à sa position B7711 - 05-210 désirée et empêche un déplacement latéral ou une rotation de la goupille par rapport à l'élément 16. Un autre moyen de maintien peut bien sûr être utilisé. Il est par exemple connu dans la technique d'appliquer un procédé de maintien semi-fixe dans lequel on peut autoriser un certain degré de déplacement en rotation de la goupille 10. Ceci peut par exemple être obtenu en munissant le bras de levier d'une ouverture surdimensionnée et en prévoyant une structure à espaceur et rondelle d'où il résulte que la goupille 10 peut tourner d'une quantité limitée. Un autre moyen de maintien connu dans la technique consiste à munir la surface 16 d'une ou plusieurs saillies auxquelles une plaque de maintien peut être fixée pour former une "cage" dans laquelle le bras de levier peut être totalement ou partiellement verrouillé. Une fois assemblée dans un engin de chantier, la goupille 10 est exposée à une grande plage de forces. Par exemple, la goupille 10 peut être utilisée dans des applications dans lesquelles elle assure une fonction d'articulation, c'est-à-dire qu'elle est fixée à une position par rapport à l'élément 16 tandis que l'élément 18 peut tourner autour de la goupille 10. Si la lubrification entre les surfaces de la goupille 10 et l'élément 18 ou son coussinet 20 est insuffisante, le frottement peut augmenter même au point que la goupille de liaison 10 et le coussinet 20 sont soudés à froid l'un à l'autre. Quand les deux éléments sont actionnés pour pivoter l'un par rapport à l'autre et que le frottement est élevé, une force de torsion est produite dans la goupille 10 tandis qu'une extrémité est limitée par le bras de levier 14. On agit contre cette force de torsion par la forme non cylindrique ou allongée de la fente 34 et du bossage 22. Dans un mode de réalisation, plusieurs forces externes agissant dans des directions identiques ou différentes agissent sur la goupille 10. Une force ou un ensemble particulier de forces est identifié comme étant des forces dites primaires car elles ne sont pas la contribution principale à une flexion du B7711 - 05-210 bras de levier 14 par rapport à la broche 12 ou inversement. L'angle a peut être décrit comme étant l'angle entre la goupille 10 et le bras de levier 14 qui se trouve sensiblement dans le plan des forces primaires agissant sur la goupille ou parallèlement à ce plan. Par exemple, les forces primaires peuvent agir que la goupille 10 ou sur le bras de levier 14 de façon à augmenter ou à réduire l'angle a. En utilisant une goupille 10 telle que décrite et en alignant les axes longitudinaux du bossage 22 et de la fente 34 avec la direction de flexion, la robustesse de la liaison entre la broche 12 et le bras de levier 14 est notablement accrue. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. B7711 - 05-210 9 REVENDICATIONS 1. Goupille de liaison (10) comprenant: une broche (12) comportant un bossage allongé (22) à une première extrémité, le bossage allongé définissant un premier axe longitudinal (24) ; un bras de levier (14) muni d'une ouverture (34) correspondant au bossage allongé, le bras de levier définissant un second axe longitudinal (35) ; la broche étant reliée de façon fixe au bras de levier de sorte que le bossage allongé est disposé dans l'ouverture correspondante et que les premier et second axes longitudinaux sont sensiblement parallèles l'un à l'autre. 2. Goupille de liaison selon la revendication 1, dans laquelle le bras de levier (14) a un premier côté (40) et un second côté (39), le bossage (22) faisant saillie à travers l'ouverture à partir du premier côté et s'étendant au-delà du second côté. 3. Goupille de liaison selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la broche (12) est munie d'un épaulement (30) et le bras de levier (14) bute contre cet épaulement. 4. Goupille de liaison selon la revendication 2, dans laquelle la liaison entre la broche (12) et le bras de levier (14) est constituée par déformation mécanique d'au moins une partie du bossage. 5. Goupille de liaison selon la revendication 4, dans laquelle l'ouverture a une circonférence chanfreinée au niveau du second côté du bras de levier (14) et le bossage est au moins partiellement déformé pour correspondre à la circonférence chanfreinée (42). 6. Goupille de liaison selon la revendication 1, dans 30 laquelle la liaison est formée par un processus de soudure. 7. Goupille de liaison selon la revendication 1, dans laquelle la liaison est formée par un adhésif. 8. Procédé de fabrication d'une goupille de liaison (10) comprenant les étapes suivantes: B7711 - 05-210 a) former une broche (12) comportant un bossage allongé à une première extrémité, le bossage allongé définissant un premier axe longitudinal; b) former un bras de levier (14) et munir le bras de levier d'une ouverture (34) qui correspond au bossage allongé, le bras de levier définissant un second axe longitudinal; c) disposer le bossage allongé dans l'ouverture correspondante; et d) fixer la broche au bras de levier de sorte que les 10 premier et second axes longitudinaux sont sensiblement parallèles l'un à l'autre. 9. Procédé de fabrication d'une goupille de liaison (10) selon la revendication 8, dans lequel le processus comprend l'étape consistant à munir l'ouverture d'une circonférence chan-15 freinée (42). 10. Procédé de fabrication d'une goupille de liaison selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, dans lequel l'étape d) comprend une déformation mécanique d'au moins une partie du bossage. 11. Procédé de fabrication d'une goupille de liaison selon la revendication 10, dans lequel la déformation mécanique entraîne qu'au moins une partie du bossage correspond à au moins une partie de la circonférence chanfreinée. 12. Procédé de fabrication d'une goupille de liaison selon la revendication 8, dans lequel, après l'étape c), le bossage fait saillie au travers de la fente et s'étend au-delà. 13. Goupille de liaison comprenant: une broche comportant un bossage allongé à une première extrémité, le bossage allongé définissant un premier axe 30 longitudinal; un bras de levier (14) muni d'une ouverture correspondant au bossage allongé, le bras de levier définissant un second axe longitudinal; B7711 - 05-210 la broche et le bras de levier (14) étant montés de façon fixe d'où il résulte que le bossage allongé est disposé dans l'ouverture; la broche étant adaptée à être soumise à des forces dans une direction telle que la direction des forces et le premier axe longitudinal sont tous sensiblement parallèles les uns aux autres.