Brevet FR3125565A1 — publié le 20230127

Rotule comprenant une bague extérieure (2) et une bague intérieure (3) comportant respectivement une surface intérieure (2a) et une surface extérieure (3b) en contact l’une contre l’autre. En outre, le matériau de la bague extérieure (2) comporte un alliage de formule NiCr19Fe18Nb ou un alliage de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2. . Fig 1 Rotule à bague extérieure emboutie La présente invention concerne, de manière générale, les rotules et, plus particulièrement, les rotules fabriquées par emboutissage d’une bague extérieure sur une bague intérieure. Plus précisément, l’invention se rapporte à une rotule fabriquée par emboutissage d’une bague extérieure sur une bague intérieure et bénéficiant d’une résistance mécanique et d’une résistance à la corrosion adaptées à un fonctionnement à des conditions de températures élevées, ainsi qu’un procédé de fabrication d’une telle rotule. Etat de la technique Typiquement, une rotule comprend une bague extérieure et une bague intérieure. Les bagues extérieure et intérieure comportent respectivement une surface intérieure et une surface extérieure en contact formant des surfaces de glissement pour le mouvement relatif des bagues extérieure et intérieure. Selon leur localisation, certaines rotules sont amenées à fonctionner dans des conditions de températures élevées, supérieures à 300°C. Afin de pouvoir garantir l’intégrité des rotules, il est impératif que leur résistance mécanique soit maintenue dans de telles conditions. Selon une méthode existante particulière, la fabrication d’une rotule repose sur un procédé d’emboutissage. Dans un premier temps les bagues extérieure et intérieure sont assemblées, puis la bague extérieure est directement emboutie sur la bague intérieure qui sert de matrice. La surface intérieure de la bague extérieure épouse la forme de surface extérieure de la bague intérieure. La rotule emboutie obtenue est désignée en anglais par les termes « swaged bearing ». Le bronze ou les aciers inoxydables, par exemple, l’acier CRES (pour « Corrosion-resistant steel », en langue anglaise) sont les matériaux classiquement utilisés pour former la bague extérieure d’une rotule emboutie. Cependant, ces matériaux conventionnels perdent leurs propriétés de résistance mécanique dans des conditions de températures élevées, notamment à des températures supérieures à 300°C. Par ailleurs, dans le cas de l’acier CRES, les propriétés de résistance à la corrosion sont également diminuées. Les rotules embouties existantes ne peuvent, par conséquent, pas être utilisées dans des applications impliquant de hautes températures. D’autres types de rotules peuvent être utilisés à des températures élevées. Par exemple, une rotule fendue est fabriquée par assemblage d’une bague intérieure coupée en deux parties à l’intérieur d’une bague extérieure. Une telle rotule est désignée en anglais par les termes « splitted bearing ». Néanmoins, le procédé de fabrication de rotules fendues est coûteux. L’invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients et de proposer un procédé de fabrication peu coûteux permettant d’obtenir une rotule dont les propriétés de résistance mécanique et de résistance à la corrosion sont adaptées à des applications en conditions de températures supérieures à 300°C. Il est donc proposé une rotule comprenant une bague extérieure et une bague intérieure comportant respectivement une surface intérieure et une surface extérieure en contact l’une contre l’autre. En outre, le matériau de la bague extérieure comporte un alliage de formule NiCr19Fe18Nb ou un alliage de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2. Les alliages de formule NiCr19Fe18Nb et de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2 sont des superalliages dont les propriétés de résistance mécanique et de résistance à la corrosion sont adaptées pour supporter des conditions de températures élevées, notamment supérieures à 300°C. De plus, ces alliages sont avantageusement aptes à supporter une déformation plastique appliquée à la bague extérieure lors d’une étape d’emboutissage caractéristique de la fabrication d’une rotule emboutie dite « swaged bearing », sans que leurs propriétés mécaniques en soient affectées. Selon un exemple de réalisation, la surface intérieure de la bague extérieure peut être sphérique concave et la surface extérieure de la bague intérieure peut être sphérique convexe. L’invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication d’une rotule comprenant : - une étape de positionnement d’une bague extérieure sur une bague intérieure, les bagues extérieure et intérieure comportant respectivement une surface intérieure et une surface extérieure en contact l’une contre l’autre ; et - une étape d’emboutissage de la bague extérieure sur la bague intérieure, la surface extérieure de la bague intérieure étant utilisée comme matrice dont la surface intérieure de la bague extérieure épouse la forme. En outre, le matériau de la bague extérieure comporte un alliage de formule NiCr19Fe18Nb ou un alliage de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2. Selon un exemple de réalisation, la surface extérieure de la bague intérieure peut être sphérique convexe de façon à former une surface intérieure sphérique concave pour la bague extérieure lors de cette étape d’emboutissage. Avantageusement, le procédé de fabrication peut comprendre, après l’étape d’emboutissage, une étape d’usinage d’une surface extérieure et/ou de faces latérales de la bague extérieure emboutie. De préférence, le procédé de fabrication peut comprendre, après l’étape d’emboutissage, une étape de lubrification de la surface intérieure de la bague extérieure et de la surface extérieure de la bague intérieure. De préférence, l’étape de lubrification est réalisée après l’étape d’emboutissage. Avantageusement, le lubrifiant peut comporter du bisulfure de molybdène ou du graphite. Selon une caractéristique, le procédé de fabrication peut comprendre, en outre, avant l’étape de positionnement, une étape de fabrication des bagues extérieure et intérieure. D’autres buts, avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : est une vue en coupe d’une rotule comprenant une bague extérieure et une bague intérieure selon un exemple de réalisation de l’invention, illustre un procédé de fabrication de la rotule de la selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, est une vue en coupe de la bague extérieure de la rotule de la , avant d’être positionnée sur la bague intérieure, est une vue en coupe de la bague intérieure de la rotule de la , avant d’être positionnée dans la bague extérieure, est une vue en coupe de la rotule de la , après avoir emboutie la bague extérieure sur la bague intérieure. Exposé détaillé de l’invention La illustre une rotule 1, d’axe X, comprenant une bague extérieure 2 et une bague intérieure 3 sur laquelle est emboutie la bague intérieure 3. Les bagues extérieure et intérieure 2, 3 sont coaxiales d’axe X. Selon l’exemple de réalisation illustré, la rotule 1 est une rotule radiale. Dans une variante de réalisation, la rotule peut être de nature différente, en particulier, non radiale ou non sphérique, comme par exemple à contact oblique ou axiale. La bague extérieure 2 comporte une surface intérieure 2a formant alésage et une surface extérieure 2b opposée radialement à la surface intérieure 2a. La bague extérieure 2 comporte également deux faces frontales 2c, 2d radiales opposées délimitant axialement la surface intérieure 2a et la surface extérieure 2b. La bague intérieure 3 comporte une surface intérieure 3a formant alésage et une surface extérieure 3b opposée radialement à la surface intérieure 3a. La bague intérieure 3 comporte également deux faces frontales (non référencées) radiales opposées délimitant axialement la surface intérieure 3a et la surface extérieure 3b. La surface intérieure 2a de la bague extérieure et la surface extérieure 3b de la bague intérieure sont en contact direct l’une contre l’autre pour permettre le mouvement relatif des bagues extérieure et intérieure 2, 3. Dans l’exemple de réalisation illustré, la surface intérieure 2a de la bague extérieure et la surface extérieure 3b de la bague intérieure sont en contact l’une contre l’autre dans le sens radial. Dans l’exemple illustré, la surface intérieure 2a de la bague extérieure est sphérique concave et la surface extérieure 3b de la bague intérieure est sphérique convexe de façon à former une rotule sphérique. Le matériau de la bague extérieure 2 comporte un alliage de formule NiCr19Fe18Nb ou un alliage de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2. De préférence, la bague extérieure 2 est entièrement réalisée en un alliage de formule NiCr19Fe18Nb ou un alliage de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2. L’alliage à base nickel de formule NiCr19Fe18Nb est, par exemple, le matériau connu sous la marque Inconel® 718. L’alliage de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2 est, par exemple, le matériau connu sous la marque A286®. Les propriétés de résistance mécanique et de résistance à la corrosion des alliages de formule NiCr19Fe18Nb et de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2 sont adaptées pour supporter des conditions de températures élevées, supérieures à 300°C. De plus, ils sont avantageusement aptes à supporter une déformation induite lors d’une étape d’emboutissage sans que leurs propriétés mécaniques soient affectées. Un procédé de fabrication de la rotule 1 est illustré à la . Dans une première étape 4 de positionnement, la bague extérieure 2 comportant un alliage de formule NiCr19Fe18Nb ou un alliage de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2 est positionnée sur la bague intérieure 3. Les bagues extérieure et intérieure 2 et 3, respectivement illustrées aux figures 3 et 4, sont assemblées de façon à ce que leurs surfaces intérieure et extérieure 2a, 3b respectives soient disposées en vis-à-vis. Dans une deuxième étape 5, la bague extérieure 2 est directement emboutie sur la bague intérieure 3, cette dernière étant utilisée comme matrice. L’étape d’emboutissage 5, qui dans cet exemple est réalisée à froid, permet à la surface intérieure 2a de la bague extérieure 2 d’épouser la forme de la surface extérieure 3b de la bague intérieure 3 par déformation plastique. Comme on peut le voir à la , la forme de la surface intérieure 2a de la bague extérieure 2 obtenue par emboutissage est sphérique concave dans la mesure où la surface extérieure 3b de la bague intérieure est sphérique convexe. La surface intérieure 2a de la bague extérieure 2 et la surface extérieure 3b de la bague intérieure 3 ainsi obtenues sont adaptées pour coopérer et permettre le mouvement relatif des bagues extérieure et intérieure 2, 3. Avantageusement, le procédé de fabrication comprend une étape suivante d’usinage 6 de la surface extérieure 2b de la bague extérieure 2 emboutie. Comme on peut le voir sur la , la surface extérieure 2b de la bague extérieure 2 a été usinée de façon à obtenir une surface cylindrique. Les faces latérales 2c et 2d ont également été usinées de façon à obtenir des faces planes. De plus, le procédé de fabrication peut comprendre, une étape de lubrification 7 de la surface intérieure 2a de la bague extérieure 2 et de la surface extérieure 3b de la bague intérieure 3. L’étape de lubrification 7 peut être réalisée avant ou après l’étape d’emboutissage 5. Le lubrifiant est, par exemple, un lubrifiant sec et peut comporter du bisulfure de molybdène ou du graphite. Selon un exemple de réalisation, le procédé de fabrication peut comprendre, en outre, avant l’étape de positionnement 4, une étape de fabrication des bagues extérieure et intérieure 2, 3. Rotule comprenant une bague extérieure (2) et une bague intérieure (3) comportant respectivement une surface intérieure (2a) et une surface extérieure (3b) en contact l’une contre l’autre, caractérisée en ce que le matériau de la bague extérieure (2) comporte un alliage de formule NiCr19Fe18Nb ou un alliage de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2. Rotule selon la revendication 1, dans laquelle la surface intérieure (2a) de la bague extérieure (2) est sphérique concave et la surface extérieure (3b) de la bague intérieure (3) est sphérique convexe. Procédé de fabrication d’une rotule (1) comprenant : - une étape de positionnement (4) d’une bague extérieure (2) sur une bague intérieure (3), les bagues extérieure et intérieure (2, 3) comportant respectivement une surface intérieure (2a) et une surface extérieure (3b) en contact l’une contre l’autre ; et - une étape d’emboutissage (5) de la bague extérieure (2) sur la bague intérieure (3), la surface extérieure (3b) de la bague intérieure (3) étant utilisée comme matrice dont la surface intérieure (2a) de la bague extérieure (2) épouse la forme, caractérisé en ce que le matériau de la bague extérieure (2) comporte un alliage de formule NiCr19Fe18Nb ou un alliage de formule X6NiCrTiMoVB25-15-2. Procédé de fabrication selon la revendication 3, dans lequel la surface extérieure (3b) de la bague intérieure (3) est sphérique convexe de façon à former une surface intérieure (2a) sphérique concave pour la bague extérieure (2) lors de cette étape d’emboutissage. Procédé de fabrication selon la revendication 3 ou 4, comprenant, après l’étape d’emboutissage (5), une étape d’usinage (6) d’une surface extérieure (2b) et/ou de faces latérales (2c, 2d) de la bague extérieure (2) emboutie. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, comprenant, après l’étape d’emboutissage (5), une étape de lubrification (7) de la surface intérieure (2a) de la bague extérieure (2) et de la surface extérieure (3b) de la bague intérieure (3). Procédé selon la revendication 6 dépendante de la revendication 5, dans lequel l’étape de lubrification (7) est réalisée après l’étape d’emboutissage (5). Procédé de fabrication selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le lubrifiant comporte du bisulfure de molybdène ou du graphite. Procédé selon l’une quelconque des revendications 3 à 8, comprenant en outre, avant l’étape de positionnement (4), une étape de fabrication des bagues extérieure (2) et intérieure (3).