Brevet FR3023879A1 — publié le 20160122

LIAISON A ROTULE AVEC BAGUE SERTIE L'invention a trait au domaine des liaisons mécaniques, notamment des liaisons à rotule de suspension de véhicules automobiles. Le document de brevet FR 2 376 322 Al divulgue une liaison mécanique à rotule sur un organe mécanique, par exemple un bras de suspension de véhicule automobile. La liaison comprend un boîtier avec une surface extérieure comprenant une portion cylindrique apte à être insérée sous pression dans un logement sur l'organe mécanique, cette portion cylindrique pouvant comprendre des stries destinées à se déformer à l'occasion de cette insertion. La liaison comprend également un épaulement contre lequel l'organe vient en butée lors de cette insertion. La liaison comprend finalement une bague à fermeture automatique logée dans une gorge sur la portion cylindrique et destinée à maintenir le boîtier en position par rapport à l'organe mécanique. Ce montage est intéressant en ce qu'il peut être réalisé rapidement. La bague à fermeture automatique, c'est-à-dire du type circlips, semble cependant constituer un point faible de cette liaison tant d'un point de vue jeu que d'un point de vue sécurité. L'invention a pour objectif de proposer une solution de liaison à rotule qui pallie au moins un des inconvénients susmentionnés de l'état de la technique. L'invention a plus particulièrement pour objectif de proposer une solution de liaison à rotule qui soit fiable, précise et économique. L'invention a pour objet une rotule comprenant : une tige avec, à une extrémité, une portion généralement sphérique ; un boîtier logeant de manière pivotante la portion sphérique et comprenant une surface extérieure de montage apte à être insérée dans un logement ; une bague apte à coopérer avec la surface extérieure de montage du boîtier en vue de le sécuriser dans le logement ; remarquable en ce que la bague est un anneau fermé apte à être serti sur la surface extérieure de montage du boîtier. Selon un mode avantageux de l'invention, la bague comprend une surface latérale extérieure biseautée, préférentiellement suivant un angle moyen compris entre 5° et 45°, plus préférentiellement compris entre 15° et 4°, plus préférentiellement encore compris entre 20° et 35°. L'angle en question est e(primé par rapport à la direction longitudinale ou axiale de la rotule, plus précisément de son boîtier. La bague comprend une surface d'appui sur le logement, destinée à presser longitudinalement le logement, le pressage longitudinal étant facilité par la portion biseautée de la bague. Selon un mode avantageux de l'invention, la surface intérieure de la bague destinée à être sertie sur la surface extérieure de montage du boîtier forme un angle avec la surface d'appui sur le logement d'une valeur supérieure à 70°, préférentiellement 80°, préférentiellement 90°. Selon un mode avantageux de l'invention, la surface d'appui sur le logement de la bague est supérieure à 15% de la surface intérieure de la bague, préférentiellement 30%, encore plus préférentiellement 50%. Selon un mode avantageux de l'invention, la portion de surface extérieure de montage destinée à coopérer avec la bague comprend au moins une, préférentiellement plusieurs rainure(s) circonférentielle(s) apte(s) à recevoir de la matière de la bague lors de son sertissage. Selon un mode avantageux de l'invention, la section transversale de la rainure ou de chacune des rainures est comprise entre 15 et 1000mm2, préférentiellement entre 20 et 250mm2. Selon un mode avantageux de l'invention, la section transversale de la rainure ou de chacune des rainures est triangulaire. Selon un mode avantageux de l'invention, la bague est majoritairement en aluminium. Selon un mode avantageux de l'invention, le boîtier comprend à sa périphérie un épaulement apte à prendre appui sur le logement, la surface extérieure de montage du boîtier s'étendant d'un côté de l'épaulement qui est opposé à la portion de tige en saillie du boîtier. Selon un mode avantageux de l'invention, la surface d'appui sur le logement de la bague est supérieure à 70%, préférentiellement 90%, encore plus préférentiellement plus 95% de la surface de l'épaulement en appui contre le logement. Selon un mode avantageux de l'invention, la surface extérieure de montage du boîtier peut comprendre des stries longitudinales. L'invention a également pour objet, un bras de suspension de roue de véhicule, comprenant à une extrémité une rotule de liaison à un moyeu de roue, remarquable en ce que la rotule est conforme à l'invention. Selon un mode avantageux de l'invention, le bras comprend le logement dans lequel la surface extérieure du boîtier est montée avec serrage. Selon un mode avantageux de l'invention, le bras de suspension est un triangle avant de liaison entre la roue et le berceau du véhicule. L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'une rotule conforme à l'invention à un logement traversant, comprenant les étapes suivantes : a) insertion du boîtier dans le logement depuis un côté dudit logement ; b) mise en place de la bague sur le boîtier du côté opposé du logement ; c) mise en pression radiale de la bague contre le boîtier. Cette mise en pression peut être réalisée par un effort essentiellement axial agissant sur la surface latérale extérieure biseautée de la bague. Cette surface biseautée convertit une partie des efforts axiaux en efforts radiaux. Avantageusement, le sertissage de l'étape c) est réalisé à froid. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un bras de suspension, préférentiellement un triangle avant de suspension, remarquable en ce que le bras de suspension est conforme à l'invention. Avantageusement, l'assemblage de la bague sur le boîtier de la rotule montée sur un bras de suspension du véhicule est irréversible et apte à résister à des efforts d'arrachement avec un coefficient de sécurité à la construction compris entre 5 et 10. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce que la solution de montage est économique. En effet, la bague sertie sur la surface extérieure de montage du boîtier n'est pas coûteuse et le boîtier qui reçoit la bague ne nécessite pas d'usinage de précision pour sa localisation et pour sa fonction de sécurisation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue d'un train avant de véhicule comprenant un bras de suspension avec une rotule de liaison à un moyeu de roue, conforme à l'invention ; - La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la rotule de la figure 1 ; - La figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la rotule de la figure 1 illustrant le procédé d'assemblage conforme à l'invention de la rotule dans son logement ; La figure 1 est la vue d'un train avant 2 de véhicule automobile conforme à l'invention. Le train avant 2 comprend des bras de suspensions 4 qui ont des extrémités articulées de manière à pouvoir suivre les mouvements des roues 8 lors du roulage ; ces extrémités sont réalisées par des rotules 6 de liaison au moyeu de la roue 8. Parmi ces bras de suspension 4, et à titre d'exemple, des triangles 4 sont situés de chaque côté du véhicule et assurent une liaison entre les roues 8 et le berceau du véhicule 10. Le berceau 10 cité comme exemple est un élément structurel du véhicule qui participe à la qualité de conduite, en particulier pour la tenue de route dans les virages, sa liaison articulée avec les roues doit être robuste. L'assemblage de la rotule 6 sur le bras de suspension 4 doit donc garantir cette robustesse. La rotule conforme à l'invention présentée plus bas est indémontable. La figure 2 est une vue en coupe d'une rotule 6 conforme à l'invention située dans son logement 12. Le logement est traversant, il peut être réalisé sur une extrémité de bras de suspension comprenant un trou de passage. L'assemblage de la rotule 6 au logement 12 est réalisé grâce à une bague 14 qui est sertie irréversiblement. La rotule 6 comprend une tige 16 avec, à une extrémité, une portion sphérique 18, l'autre extrémité pouvant être filetée et/ou conique en vue d'une fixation par écrou sur le moyeu de la roue (non représentée). La rotule 6 comprend également un boîtier 20 logeant de manière pivotante la portion sphérique 18 de la tige 16, ainsi qu'un joint 22 assurant l'étanchéité entre le boîtier 20 et la tige 16. Le boîtier 20 est généralement de révolution pour loger la portion sphérique 18, cette géométrie ne limitant pas l'invention et pouvant être adaptée pour un autre type de liaison articulée, par exemple une liaison pivot. La rotule 6 comprend aussi des matériaux (non représentés), généralement synthétiques, entre la portion sphérique 18 et la surface intérieure 24 du boîtier 20, ainsi que de la graisse servant généralement à lubrifier les mouvements intérieurs de la portion sphérique 18 dans le boîtier 20. Le boîtier 20 comprend enfin une surface extérieure de montage 26 apte à être montée dans le logement 12 avec serrage. La surface extérieure 26 peut comprendre des stries longitudinales destinées à se déformer lors du montage dans le logement 12 en vue d'assurer le serrage. Le boîtier 20 comprend, en outre, à sa périphérie un épaulement 28 qui lui permet de prendre appui, par le dessus sur l'image, sur le logement 12, la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20 s'étendant d'un côté de l'épaulement 28 (vers le bas sur l'image) qui est opposé à la portion de tige 30 en saillie du boîtier (vers le haut sur l'image). La rotule 6 comprend, finalement, la bague 14 apte à être montée irréversiblement comme présenté ci-avant. La bague 14 est en position montée sur l'image, elle coopère avec la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20 en vue de le sécuriser dans le logement 12. Plus précisément, la bague 14 est réalisée en un anneau fermé serti sur la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20. La portion 32 de surface extérieure de montage 26 destinée à coopérer avec la bague 14 peut comprendre au moins une rainure circonférentielle 34 Elle peut comprendre plusieurs rainures 34, en l'occurrence sur l'image elle comprend deux rainures 34 dont les formes seront détaillées plus bas. Essentiellement, la ou les rainures 34 est/sont apte(s) à recevoir de la matière de la bague 14 lors de son sertissage. En effet, la bague 14 est réalisée dans un ou plusieurs matériaux sensiblement déformables ; par exemple la bague peut être majoritairement en aluminium, et le sertissage de la bague réalisé par serrage radiale et pression longitudinale ; le sertissage peut éventuellement être renforcé par rotation de la bague 14 autour de l'axe du boîtier 20 de la rotule 6, les pressions et/ou mouvements engendrant la déformation de la bague 14 et le déplacement de matière dans la ou les rainure(s) 34. La bague 14 peut être réalisée dans un ou plusieurs matériau(x) dont le ou les module(s) d'élasticité est/sont inférieur(s) à 100GPa, préférentiellement 80GPa ; le ou les type(s) de matériau obéissant à cette caractéristique de résistance mécanique étant connu de l'homme de l'art. 3023 879 6 La figure 2 permet également d'observer la bague 14 comprenant une surface latérale extérieure biseautée 36, préférentiellement suivant un angle moyen a compris entre 5° et 45°, plus préférentiellement conpris entre 15° et 40°, plus préférentiellement encore compris entre 20° et 35°.L'angle en question est exprimé 5 par rapport à la direction longitudinale ou axiale de la rotule 6, plus précisément de son boîtier 20. Cette mesure est intéressante en ce que l'opération de sertissage sur une surface inclinée 36 par rapport à l'axe longitudinal du boîtier 20 engendre le positionnement de la bague 14 longitudinalement contre le logement 12. La bague sertie 14 peut également être irréversiblement déformée en appui sur le logement 10 12. La rotule 6 comprend finalement un capuchon 38 qui peut être également serti sur le boîtier 20. La figure 3 est une vue en coupe de la rotule 6 illustrant le procédé d'assemblage conforme à l'invention de la rotule 6 dans le logement 12. On peut voir schématiquement à droite de l'image le bras de suspension 4. Cette vue permet 15 également facilement de décrire plus précisément la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20 ainsi que la bague 14 destinée à sécuriser le boîtier 20 dans le logement 12. La bague 14 présente une surface intérieure de montage 40 destinée à recevoir la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20 ; elle présente également une surface 42 d'appui sur le logement qui est destinée à presser longitudinalement 20 le logement 12. La surface 42 d'appui sur le logement est une surface destinée à être en opposition à la surface 44 réalisée par l'épaulement 28 du boîtier 20 ; la surface 42 d'appui sur le logement peut être supérieure à 70%, préférentiellement supérieure à 90%, encore plus préférentiellement supérieure à 95% de la surface 44 de l'épaulement 28. La surface 42 d'appui sur le logement de la bague 14 peut, par 25 ailleurs, être supérieure à 15% de la surface intérieure 40 de la bague, préférentiellement 30%, encore plus préférentiellement 50%. L'une et/ou l'autre de ces mesures de dimensionnement de la bague 14 peut/peuvent être intéressante(s) en ce qu'elle/elles assure/ent une qualité de transmission d'un torseur d'effort, provenant du bras de suspension 4, sur le logement 12 et le boîtier 20. Par ailleurs, 30 la surface intérieure 40 de la bague 14 forme généralement un angle moyen proche de 90° avec la surface 42 d'appui sur le logement cb cette même bague 14 ; cet angle peut être d'une valeur supérieure à 70°, prérentiellement 80°, préférentiellement 90°. Cette mesure est intéressarte en ce que la bague 14 destinée à être déformée par le sertissage, peut être réalisée dans une forme telle que son insertion sur le boîtier 20 est facilitée et/ou son efficacité de sécurisation du boîtier 20 dans son logement 12 est garantie ou améliorée. A titre d'exemple, la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20 est généralement cylindrique, elle peut être aussi légèrement conique, une surface 40 correspondante de la bague 14 facilitant alors l'assemblage. Toujours à titre d'exemple, la surface 42 d'appui sur le logement de la bague 14 réalisée avec un léger angle par rapport à la surface du logement 12 contre laquelle elle est destinée à être en appui peut favoriser la qualité de l'appui de la bague 14 contre le logement 12 : En effet, cet appui peut alors être réalisé après une légère déformation longitudinale de la bague 14. La figure 3 est également une vue permettant d'illustrer le procédé d'assemblage de la rotule 6 conforme à l'invention dans son logement 12, celui-ci étant par exemple situé à l'extrémité du bras de suspension 4. Le procédé d'assemblage comprend les étapes suivantes : a) insertion du boîtier 20 dans le logement 12 depuis un côté dudit logement ; b) mise en place de la bague 14 sur le boîtier 20 du côté opposé du logement 12 ; c) mise en pression radiale de la bague 14 contre le boîtier 20. A l'étape b) la surface intérieure 40 de la bague 14 est destinée à recevoir avec du jeu la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20. Le jeu peut être d'une valeur comprise entre 0.2mm à 2mm. A l'étape c) la mise en pression radiale du boîtier 20 est réalisée par un effort dans une direction longitudinale et radiale. Dans le cas d'une surface extérieure de montage 26 du boîtier 20 qui est cylindrique, la mise en pression peut également être réalisée en même temps qu'une légère rotation de la bague 14 autour de l'axe du boîtier 20. On peut voir sur l'image deux rainures circonférentielles 34 destinées à recevoir la matière de la bague 14 à l'étape c) du procédé. Les rainures 34 sont généralement disposées sur la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20 de façon à recevoir de la matière provenant d'une portion généralement sensiblement médiane de la bague 14, cependant la tolérance de positionnement des rainures 34 peut être de plus de 5% de la largeur « I » de la bague. La section transversale de la rainure 34 ou de chacune des rainures peut être triangulaire comme représentée sur l'image. Dans le mode de réalisation du boîtier 20 dans lequel la surface extérieure de montage 26 est de révolution, le diamètre moyen d'une rainure 34 peut être compris entre 10mm et 60mm selon le type de rotule 6. Dans tout mode de réalisation de la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20, la section transversale de la rainure 34 ou de chacune des rainures 34 peut être comprise entre 15mm2 et 1000mm2, préférentiellement entre 20mm2 et 500mm2. La figure 3 est une vue illustrant, schématiquement en pointillé sur l'image, l'outillage nécessaire à l'assemblage. Un outil supérieur 46, en haut sur l'image, permet de prendre appui sur l'épaulement 28 du boitier 20, plus précisément sur la face opposée de l'épaulement 28 à celle qui est destinée à être en appui sur le logement 12, et ce aux étapes a), b) et c) du procédé d'assemblage. Un outillage de sertissage 48, en bas sur l'image, est approché longitudinalement contre la bague 14 aux étapes b) et c). On peut observer que cet outillage de sertissage 48 comprend un outil 50 formant une surface intérieure 52 complémentaire avec la surface latérale extérieure biseautée 36 de la bague 14. A l'étape c) du procédé, un mouvement longitudinal de l'outil 50, comme indiqué par la flèche, peut engendrer, via la surface latérale extérieure biseautée 36, des efforts longitudinaux et radiaux sur la bague 14, lesdits efforts radiaux se transformant en pression radiale entre la bague 14 et la surface extérieure de montage 26 du boîtier 20, nécessaire au sertissage. En alternative, le sertissage à l'étape c) peut également être réalisé par un serrage radial de l'outillage de sertissage 48 autour de la bague 14. Le sertissage à l'étape c) peut être réalisé à froid. Un véhicule conforme à l'invention peut comprendre au moins une rotule 6 conforme à l'invention ; l'assemblage de la bague 14 sur le boîtier 20 de la rotule 6 montée sur un bras de suspension 4 du véhicule est apte à résister à des efforts d'arrachement avec un coefficient de sécurité à la construction compris entre 5 et 10. REVENDICATIONS1. Rotule (6) comprenant : - une tige (16) avec, à une extrémité, une portion (18) généralement sphérique ; - un boîtier (20) logeant de manière pivotante la portion sphérique (18) et comprenant une surface extérieure de montage (26) apte à être insérée dans un logement (12) ; - une bague (14) apte à coopérer avec la surface extérieure de montage (26) du boîtier (20) en vue de le sécuriser dans le logement (12) ; caractérisée en ce que la bague (14) est un anneau fermé apte à être serti sur la surface extérieure de montage (26) du boîtier (20). 2. Rotule (6) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague (14) comprend une surface latérale extérieure biseautée (36), préférentiellement suivant un angle moyen a compris entre 5° et 45°, plus préférentiellement compris entre 15° et 40°, plus préférentiellement acore compris entre 20° et 35°. 3. Rotule (6) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la portion (32) de surface extérieure de montage (26) destinée à coopérer avec la bague (14) comprend au moins une, préférentiellement plusieurs rainures circonférentielles (34) aptes à recevoir de la matière de la bague (14) lors de son sertissage. 4. Rotule (6) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la section transversale de la rainure (34) ou de chacune des rainures (34) est comprise entre 15 et 1000mm2, préférentiellement entre 20 et 500mm2. 5. Rotule (6) selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la section transversale de la rainure (34) ou de chacune des rainures (34) est triangulaire. 6. Rotule (6) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la bague (14) est majoritairement en aluminium. 7. Rotule (6) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le boîtier (20) comprend à sa périphérie un épaulement (28) apte à prendre appui sur le logement (12), la surface extérieure de montage (26) du boîtier (20) s'étendant d'un côté de l'épaulement (28) qui est opposé à la portion (30) de tige (16) en saillie du boîtier (20). 8. Bras de suspension (4) de roue (8) de véhicule, comprenant à une extrémité une rotule (6) de liaison à un moyeu de roue (8), caractérisé en ce que la rotule (6) est conforme à l'une des revendications 1 à 7. 9. Bras de suspension (4) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le bras (4) comprend le logement (12) dans lequel la surface extérieure du boîtier (26) est montée avec serrage. 10. Procédé d'assemblage d'une rotule (6) selon l'une des revendications 1 à 7 à un logement traversant (12), comprenant les étapes suivantes : a) insertion du boîtier (20) dans le logement (12) depuis un côté dudit logement ; b) mise en place de la bague (14) sur le boîtier (20) du côté opposé du logement (12) ; c) mise en pression radiale de la bague (14) sur le boîtier (20).