Brevet FR3047283A1 — publié le 20170804

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une articulation à rotule et un procédé de réalisation d'une telle articulation. Etat de la technique On connaît déjà une telle articulation à rotule. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet une articulation à rotule comportant une coupelle à rotule avec un prolongement axial en saillie radialement de la coupelle à rotule, ce prolongement radial ayant une contre-dépouille notamment en forme de queue d'aronde de sorte que le prolongement radial à son extrémité distale est plus large dans la direction tangentielle qu'à l'endroit situé entre l'extrémité distale et la coupelle à rotule. Suivant une autre caractéristique, la coupelle à rotule a un prolongement axial qui s'étend dans la direction axiale de la coupelle à rotule et a notamment un épaulement dans la direction axiale de sorte que le prolongement axial présente une structure échelonnée dans la direction axiale. Suivant une autre caractéristique, la coupelle à rotule a un bord qui entoure son ouverture et de préférence de forme circulaire, le bord ayant une collerette s'étendant à partir du bord dans la direction radiale pour former une butée axiale. Suivant une autre caractéristique, la coupelle à rotule a un segment axial de forme circulaire, le prolongement axial étant dia- métralement opposé au prolongement radial et/ou étant en regard de celui-ci par rapport au milieu radial de la section axiale. Suivant une autre caractéristique, l'articulation à rotule comporte précisément deux prolongements axiaux et un prolongement radial, les prolongements axiaux et le prolongement radial s'étendant à partir du bord, notamment de la collerette de la coupelle à rotule. Suivant une autre caractéristique, l'articulation à rotule comporte un moyen de fixation, un prolongement radial et/ou un prolongement axial de la coupelle à rotule pour être reçus dans un logement de façon à fixer la coupelle à rotule dans toutes les directions de l'espace. 3047283 2 Suivant une autre caractéristique, l'évidement pour les prolongements a des parois de forme parallélépipédique et au moins l'une des parois a une fente ouverte dans la direction longitudinale. Suivant une autre caractéristique, deux parois opposées 5 ont respectivement une fente dans la direction longitudinale pour réali- ser le moyen de fixation en forme de U, permettant d'introduire la coupelle à rotule dans la direction longitudinale du moyen de fixation, la fente étant de préférence plus large que la fente opposée. Suivant une autre caractéristique, la largeur d'une fente 10 varie pour former un évidement d'accrochage et le prolongement radial est entouré par le contour de l'évidement d'accrochage dans le bord de la fente et l'évidement d'accrochage est dans sa direction longitudinale au niveau de l'ouverture. Suivant une autre caractéristique, l'extrémité de la fente 15 à l'opposé de l'ouverture forme un rayon et la paroi au bord du rayon, part du bord augmentant en épaisseur de matière si bien que l'évidement se déforme vers l'intérieur, perpendiculairement à la paroi. Suivant une autre caractéristique, la surface de guidage est de préférence de forme concave, au bord de la fente et sur le côté de 20 la paroi qui est en regard de l'évidement et la surface de guidage se trouvant dans la région de l'évidement d'accrochage. Suivant une autre caractéristique, l'extrémité opposée de la fente a un évidement pour le prolongement axial et cet évidement s'étend dans la direction longitudinale à partir du bord du rayon. 25 Suivant une autre caractéristique, l'articulation à rotule comporte une tringle d'articulation et une manivelle d'une installation d'essuie-glace de véhicule automobile, l'articulation à rotule ayant une coupelle à rotule accrochée dans le moyen de fixation. L'invention a également pour objet un procédé de mon- 30 tage d'une articulation à rotule consistant à : - surmouler par injection une coupelle à rotule en matière en matière plastique sur la tringle d'articulation par un procédé d'injection, - engager la tringle d'articulation avec la coupelle à rotule dans le moyen de fixation jusqu'à ce que le prolongement radial s'accroche 35 dans l'évidement d'accrochage, 3047283 3 . - introduire la rotule par la surface de guidage, la rotule étant guidée par la surface de guidage dans la coupelle à rotule, le moyen de fixation élastique s'écartant pendant la phase d'introduction et, - rappeler le moyen de fixation élastique pour que le tourillon de la 5 rotule soit couvert par le moyen de fixation. Il est particulièrement avantageux, selon le procédé, de décrocher le prolongement radial de l'évidement d'accrochage et de poursuivre le coulissement de la tringle d'articulation jusqu'à l'extrémité de la fente ou la coupelle à rotule (10) s'accroche de nouveau. 10 Dessins La présente invention sera décrite, ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'une articulation à rotule représentée dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre une coupelle de rotule selon l'invention, 15 - la figure la est une vue en perspective de la coupelle, - la figure lb est une vue en coupe axiale de la coupelle, - la figure 2 montre un élément de fixation d'une articulation à rotule dans laquelle, - la figure 2a est une vue en perspective de l'élément de fixation, 20 - la figure 2b est une coupe axiale de l'élément de fixation, - la figure 3 est une vue de dessus d'une articulation à rotule dans sa première position de montage, - la figure 3a est une vue en coupe de l'articulation à rotule de la figure 3 dans sa première position de montage, 25 - la figure 3b est une vue en coupe de l'articulation à rotule dans sa position finale de montage. Description du mode de réalisation La figure 1 montre une coupelle de rotule 10 en matière plastique. Cette coupelle est représentée en vue en perspective à la par- 30 tie la et en coupe à la partie lb. La coupelle à rotule 10 comporte une coupole 12 sphérique. Le bord 16 de la coupelle à rotule 10 comporte une collerette 14. La collerette 14 a une paroi plus épaisse que celle de la coupole 12. La coupole 12 est inférieure à un hémisphère. La collerette 14 est fermée dans la direction périphérique. La collerette 14 en- 35 toure l'ouverture 17 de la coupelle à rotule 10. A l'intérieur de 3047283 4 l'ouverture 17, on a une cavité 18 pour une rotule 2 qui est pratiquement de forme sphérique. La cavité 18 peut dépasser l'hémisphère de sorte que le diamètre intérieur de l'ouverture 17 est plus petit que le diamètre de la sphère de la cavité 18. Mais il est également possible que 5 le diamètre de l'ouverture 17 soit égal ou inférieur au double rayon, c'est-à-dire au diamètre hypothétique d'une rotule pleine, formée par la rotule géométrique, extrapolée qui remplirait complètement la cavité 18. La collerette 14 s'étend dans la direction radiale plus loin que la paroi de la coupelle 12 et forme un épaulement servant de butée 15 pour une 10 tige d'articulation 1. Deux prolongements axiaux 20, 22 partent de la collerette 14. Ces prolongements sont réalisés de façon échelonnée dans deux plans orientés axialement. Les plans sont parallèles à la surface de la butée 15. Les prolongements axiaux 20, 22 se font face par rapport au centre. Les prolongements axiaux 20, 22 ne forment pas un 15 cercle complet mais couvrent au moins un quart d'un cercle complet. Sur la ligne géométrique formée par les prolongements axiaux 20, 22 se situe un prolongement radial 24 partant de la collerette 14. Le prolongement radial 24 est directement voisin de l'un des prolongements axiaux 20, 22. Le prolongement radial 24 a une section trapézoïdale 20 dans la direction axiale, c'est-à-dire une forme de queue d'aronde. Le prolongement radial 24 s'étend à la fois dans la direction radiale et dans la direction axiale au-delà de la collerette 24. La coupelle à rotule 20 est surmoulée par injection sur la tringle d'articulation 1 par un procédé d'injection. On peut également 25 envisager de clipser, de coller, de viser ou de couler la coupelle à ro- tule 10. La figure 2 dans ses parties 2a, 2b montre un moyen de fixation 26 par lequel on relie la tringle d'articulation 1 avec la coupelle à rotule 10 a une rotule 2 pour former une articulation à rotule 3. 30 La figure 2a est une vue en perspective du moyen de fixa- tion 26 et la figure 2b une vue en coupe de celui-ci. La rotule 2 est présentée à la figure 3 et se compose d'un segment de sphère 5 relié à un cylindre 4 ; la rotule 2 est en métal. Le moyen de fixation 26 est une pièce en forme de U. Elle est en tôle ou en matière plastique. Elle a une 35 forme parallélépipédique avec deux surfaces de bases parallèles de 3047283 5 mêmes dimensions. Comme l'articulation à rotule 3 doit se glisser dans l'élément de fixation 26, cet élément de fixation 26 a une ouverture 28 d'un côté. Cette ouverture est réalisée par la suppression de la paroi de la plus petite surface de base. Les parois de la plus grande surface de s base ont des fentes 30, 32 s'ouvrant vers la paroi supprimée. Les fentes 30, 32 ont transversalement une largeur différente de celle de la direction longitudinale. Au moins l'une des fentes 30, 30 est munie d'évidements 34 dans son bord pour que les prolongements 30, 32 puissent s'accrocher lorsqu'ils sont engagés. Un évidement d'accrochage 10 34 est réalisé dans la zone de l'ouverture 28 du moyen de fixation 26 pour qu'au montage, la coupelle à ressort 10 prenne une première position. Dans cette position, on peut introduire la rotule 2 en passant sur les surfaces de guidage 40. Les surfaces de guidage 40 se trouvent sur le côté extérieur 38 de la paroi avec la fente 30. Les surfaces de guidage 15 40 ont une forme de congé, réalisée dans le bord de la fente 30. Les sur- faces de guidage 40 ont, à cet effet, un rayon correspondant au rayon de la rotule. Les surfaces de guidage 40 sont réalisées dans la région de l'ouverture 17 de la coupelle à rotule 10 occupant la première position. Lorsqu'on insère la coupelle à rotule 10, l'élément de fixation en forme 20 de U s'écarte, les deux branches 42 s'écartant l'une de l'autre pour que la rotule 5 puisse pénétrer dans la coupelle à rotule 10. Ensuite, les branches 42 reviennent élastiquement dans leur position d'origine de sorte que l'ouverture de la coupelle à ressort 10 est fermée par les branches 42. Seul le cylindre 4 de la rotule 2 dépasse. A l'extrémité de 25 la fente 30, on a un rayon. De même, on a un évidement 44 orienté dans la direction longitudinale et recevant un prolongement axial 20, 22 alors que l'autre prolongement axial 22, 20 sert au guidage dans la fente 30. On réalise ainsi un blocage en rotation. De plus, sur le côté intérieur de la paroi avec la fente 30, il y a un évidement 46 sous la 30 forme d'un congé. L'évidement 46 s'étend ainsi le long du rayon et peut avoir une forme sphérique. La figure 3 montre l'articulation à rotule 3 dont le montage est terminé. La figure 3 est une vue de dessus de l'articulation à rotule 3 dans sa première position de montage. La figure 3a est une 35 coupe longitudinale de l'articulation à rotule 3 dans sa première posi- 3047283 6 tion de montage. La figure 3b montre l'articulation à rotule en vue en coupe dans sa position finale de montage. L'articulation à rotule 3 est formée d'une tringle d'articulation 1 et d'une manivelle 6. La manivelle 6 porte la rotule 4. La tringle d'articulation 1 est guidée dans le moyen de 5 fixation 26 et présente à cet effet, une section plate entourée par le moyen de fixation 26. La coupelle à rotule 10 présentée dans sa position finale à la figure 3b et est également réalisée pour pouvoir être glissée jusqu'à l'extrémité de la fente 30. L'articulation à rotule telle que décrite, ci-dessus, con- 10 vient pour des installations d'essuie-glace de véhicule automobile. La coupelle à rotule 10 est celle d'une articulation à rotule 3. La coupelle à rotule 10 comporte un prolongement radial 24 qui vient radialement en saillie par rapport à la coupelle à rotule 10 et qui, notamment dans la direction radiale, a une contre-dépouille en particulier en forme de 15 queue d'aronde pour que l'extrémité distale 25 du prolongement radial 24 soit plus large dans la direction tangentielle qu'à l'endroit situé entre l'extrémité distale et la coupelle à rotule 10. On peut également envisager que l'extrémité la plus large se trouve entre l'extrémité distale et la coupelle à rotule, ce qui garantit la solidité de la liaison. 20 La coupelle à rotule a un prolongement axial 20, 22 qui s'étend dans la direction axiale à partir de la coupelle à rotule 10 et a notamment un prolongement 21 dans la direction axiale de sorte que le prolongement axial 20, 22 présente une structure à gradins dans la direction axiale. Cette structure a au moins un gradin. Les gradins peu- 25 vent être droits ou courbes, ce qui simplifie le montage de la coupelle à rotule. La coupelle à rotule 10 a un bord qui entoure son ouverture 17 et a une forme de préférence circulaire, le bord ayant une collerette 14 s'étendant radialement à partir du bord pour former une butée 30 axiale 15. La coupelle à rotule 10 a une section axiale de forme circulaire et le prolongement axial 20, 22 est diamétralement voisin du prolongement radial 24 et/ou est opposé à celui-ci par rapport au centre radial de la section axiale. On peut ainsi avoir deux prolonge- 3047283 7 ments axiaux de sorte que l'un est directement voisin et l'autre opposé au centre. De façon avantageuse, on a exactement deux prolongements axiaux 20, 22 et un prolongement radial 24, les prolongements 5 axiaux 20, 22 et le prolongement radial 24 s'étendant à partir du bord de la coupelle à rotule 10, notamment de la collerette 14. La coupelle à rotule 10 peut être en matière plastique qui est, de préférence, renforcée par des fibres, notamment des fibres de verre. Cette solution a l'avantage de permettre une fabrication en série 10 économique. Le moyen de fixation reçoit le prolongement radial 24 et/ou le prolongement axial 20, 22 de la coupelle à rotule 10 dans un logement prévu à cet effet pour que la coupelle à rotule 10 soit bloquée dans toutes les directions de l'espace. 15 Les parois, notamment de forme parallélépipédique du moyen de fixation ont des évidements 34 pour les prolongements 20, 22, 24 et au moins une paroi à une fente 30, 32 ouverte dans la direction longitudinale. Deux parois opposées comportent chacune une fente 30, 20 32 dans la direction longitudinale de sorte que le moyen de fixation 26 est en forme de U et la coupelle à rotule 10 s'introduit dans la direction longitudinale du moyen de fixation 26, une fente 30, 32 étant de préférence plus large que la fente opposée. On peut également envisager d'avoir qu'une fente. 25 La largeur de la fente 30 varie pour former un évidement d'accrochage 34 et le prolongement radial 24 est entouré par le contour de l'évidement d'accrochage 34 dans le bord de la fente 30, l'évidement d'accrochage 34 étant situé dans la région de l'ouverture 28 selon la direction longitudinale. 30 L'extrémité de la fente à l'opposé de l'ouverture est en forme de rayon et la paroi au bord du rayon, partant du bord, augmente d'épaisseur ce qui forme un évidement perpendiculaire à la paroi dans la direction opposée. Il est prévu au moins une surface de guidage, de préfé- 35 rence, concave au bord de la fente. Dans le cas de plusieurs surfaces de 3047283 8 guidage, celles-ci se font face au moins par segment. Dans le cas d'une surface de guidage, les segments peuvent se faire face. La surface de guidage est réalisée sur le côté de la paroi qui est en regard de l'évidement. La surface de guidage peut se trouver dans la zone de 5 l'évidement d'accrochage. L'extrémité opposée de la fente comporte un évidement pour le prolongement axial et cet évidement s'étend dans la direction longitudinale à partir du bord du rayon. Le moyen de fixation 26 en forme de U est élastique si 10 bien que les branches du moyen de fixation 26 peuvent être écartées élastiquement, le moyen de fixation 26 étant, de préférence, en tôle ou en matière plastique. L'articulation à rotule se compose d'une coupelle à rotule 10 dans laquelle s'accroche le moyen de fixation. Le prolongement axial 15 est dans l'évidement. Une partie de la coupelle à rotule 10 traverse la fente pour venir en saillie hors du moyen de fixation 26. Il peut s'agir de la coupelle. La coupelle 10 est fixée à une tringle d'articulation, de 20 préférence, par injection et la manivelle comporte une rotule qui se loge dans la coupelle à rotule 10. L'articulation à rotule comprend la tringle d'articulation munie de la coupelle à rotule 10 dans laquelle s'accroche le moyen de fixation 26 et la rotule de la manivelle est montée dans la coupelle à rotule 10 à travers l'évidement du moyen de fixation. 25 On peut envisager des installations d'essuie-glace équi- pées d'une articulation à rotule telle que définie ci-dessus, selon l'invention. Les installations des essuie-glaces sont destinées à des véhicules automobiles. L'invention a également pour objet un procédé de mon- 30 tage d'une articulation à rotule telle que définie ci-dessus, le procédé consistant à : - surmouler par injection une coupelle à rotule 10 en matière plastique sur la tringle d'articulation 1 par un procédé d'injection, 3047283 9 - engager la tringle d'articulation 1 avec la coupelle à rotule 10 dans le moyen de fixation 28 jusqu'à ce que le prolongement radial 24 s'accroche dans l'évidement d'accrochage 34, - introduire la rotule 2 par la surface de guidage 40, la rotule 2 étant 5 guidée par la surface de guidage 40 dans la coupelle à rotule 10, le moyen de fixation élastique 26 s'écartant pendant la phase d'introduction et, - rappeler le moyen de fixation élastique 26 pour que le tourillon de la rotule 2 soit couvert par le moyen de fixation 28 et, 10 - décrocher le prolongement radial de l'évidement d'accrochage 34 et poursuivre le coulissement de la tringle d'articulation 1 jusqu'à l'extrémité de la fente 30 où la coupelle à ressort 10 s'accroche de nouveau. 15 3047283 10 5 1 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 2 3 4 5 6 10 12 Tringle d'articulation Rotule Articulation à rotule Cylindre Segment de sphère Manivelle Coupelle à rotule Coupole 14 Collerette 15 Butée 17 Ouverture de la coupelle 18 Cavité 15 20, 22 Prolongement axial 21 Epaulement 24 Prolongement radial 25 Extrémité distale du prolongement radial 26 Moyen de fixation 20 26 Ouverture 30, 32 Fentes 34 Evidement Surface de guidage 42 Branche 25 44 Evidement REVENDICATIONS1°) Articulation à rotule (3) comportant une coupelle à rotule (10) avec un prolongement axial (24) en saillie radialement de la coupelle à rotule (10), ce prolongement radial ayant une contre-dépouille notamment en forme de queue d'aronde de sorte que le prolongement radial (24) à son extrémité distale (25) est plus large dans la direction tangentielle qu'à l'endroit situé entre l'extrémité distale et la coupelle à rotule (10). 2°) Articulation à rotule selon la revendication 1, caractérisée en ce que la coupelle à rotule (10) a un prolongement axial (20, 22) qui s'étend dans la direction axiale de la coupelle à rotule (10) et a notamment un épaulement (21) dans la direction axiale de sorte que le prolongement axial (20, 22) présente une structure échelonnée dans la direction axiale. 3°) Articulation à rotule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la coupelle à rotule (10) a un bord qui entoure son ouverture (10) et de préférence de forme circulaire, le bord ayant une collerette (14) s'étendant à partir du bord dans la direction radiale pour former une butée axiale (15). 4°) Articulation à rotule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la coupelle à rotule (10) a un segment axial de forme circulaire, le prolongement axial (20, 22) étant diamétralement opposé au prolongement radial (24) et/ou étant en regard de celui-ci par rapport au milieu radial de la section axiale. 5°) Articulation à rotule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu' elle comporte précisément deux prolongements axiaux (20, 22) et un prolongement radial (24), 3047283 12 - les prolongements axiaux (20, 22) et le prolongement radial (24) s'étendant à partir du bord, notamment de la collerette (14) de la coupelle à rotule (10). 5 6°) Articulation à rotule selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de fixation (26), un prolongement radial (24) et/ou un prolongement axial (20, 22) de la coupelle à rotule (10) pour être reçus dans un logement de façon à fixer la coupelle à rotule (10) dans toutes 10 les directions de l'espace. 7°) Articulation à rotule selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'évidement (34) pour les prolongements (20, 22, 24) a des parois de 15 forme parallélépipédique et au moins l'une des parois a une fente (30, 32) ouverte dans la direction longitudinale. 8°) Articulation à rotule selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que 20 deux parois opposées ont respectivement une fente (30, 32) dans la di- rection longitudinale pour réaliser le moyen de fixation (26) en forme de U, permettant d'introduire la coupelle à rotule (10) dans la direction longitudinale du moyen de fixation (26), la fente (30, 32) étant de préférence plus large que la fente opposée. 25 9°) Articulation à rotule selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la largeur d'une fente (30) varie pour former un évidement d'accrochage (34) et le prolongement radial (24) est entouré par le contour de 30 l'évidement d'accrochage (34) dans le bord de la fente (30) et l'évidement d'accrochage (34) est dans sa direction longitudinale au niveau de l'ouverture (28). 10°) Articulation à rotule selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que 3047283 13 l'extrémité de la fente (30) à l'opposé de l'ouverture (28) forme un rayon et la paroi au bord du rayon, partant du bord augmente en épaisseur de matière si bien que l'évidement (46) se déforme vers l'intérieur, perpendiculairement à la paroi. 5 11°) Articulation à rotule selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la surface de guidage (40) est de préférence de forme concave, au bord de la fente (30) et sur le côté de la paroi qui est en regard de l'évidement 10 (44) et la surface de guidage (40) se trouve dans la région de l'évidement d'accrochage (34). 12°) Articulation à rotule selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que 15 l'extrémité opposée de la fente (30) a un évidement (44) pour le prolon- gement axial (20) et cet évidement (44) s'étend dans la direction longitudinale à partir du bord du rayon. 13°) Articulation à rotule selon l'une des revendications 1 à 12, 20 caractérisée en ce qu' elle comporte une tringle d'articulation (1) et une manivelle (6) d'une installation d'essuie-glace de véhicule automobile, l'articulation à rotule (3) ayant une coupelle à rotule (10) accrochée dans le moyen de fixation (26). 25 14°) Procédé de montage d'une articulation à rotule (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par les opérations suivantes, consistant à : - surmouler par injection une coupelle à rotule (10) en matière plas- 30 tique sur la tringle d'articulation (1) par un procédé d'injection, - engager la tringle d'articulation (1) avec la coupelle à rotule (10) dans le moyen de fixation (28) jusqu'à ce que le prolongement radial (24) s'accroche dans l'évidement d'accrochage (34), - introduire la rotule (2) par la surface de guidage (40), la coupelle à 35 rotule (10) étant guidée par la surface de guidage (40) dans la cou- 3047283 14 pelle à rotule (10), le moyen de fixation élastique (26) s'écartant pendant la phase d'introduction et, - rappeler le moyen de fixation élastique (26) pour que le tourillon à rotule (2) soit couvert par le moyen de fixation (28). 5 15°) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu' on décroche le prolongement radial de l'évidement d'accrochage (34) et on poursuit le coulissement de la tringle d'articulation (1) jusqu'à 10 l'extrémité de la fente (30) où la coupelle à rotule (10) s'accroche de nouveau. 15