FR2585789A1 - Joint pour relier entre eux deux elements de structure d'un vehicule et procede d'assemblage de tels elements - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN JOINT PIVOTANT DESTINE A RELIER ENTRE EUX DEUX ELEMENTS DE STRUCTURE D'UN VEHICULE. LE JOINT COMPORTE UN AXE 28 QUI PASSE DANS TROIS OUVERTURES 24, 26, 32 MENAGES RESPECTIVEMENT DANS DEUX AILES 22A, 22B D'UN ELEMENT DE CHASSIS DU VEHICULE ET DANS UN AUTRE ELEMENT 30 DE STRUCTURE DE CE VEHICULE. L'AXE PASSE DANS DES DOUILLES 34, 36 LOGEES DANS L'OUVERTURE 32 ET LOGEANT ELLES-MEMES DES PLAQUES ANNULAIRES DE BUTEE 40, 51 DONT L'UNE EST SOLIDARISEE EN ROTATION A L'AILE 22A AU MOYEN D'UN CORDON 50 DE SOUDURE FORME SUR CETTE DERNIERE ET EMBOITE DANS UNE RAINURE DE LA PLAQUE 40. DOMAINE D'APPLICATION: JOINT D'ARTICULATION POUR VEHICULE, NOTAMMENT DES ENGINS DE TERRASSEMENT, ETC.

Description

-1 - L'invention concerne un joint qui relie entre elles deux parties d'un

véhicule ou autre machine afin

qu'elles puissent pivoter l'une par rapport à l'autre.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 336 089 décrit un mécanisme de joint articulé qui relie deux patins adjacents d'une chenille sans fin afin qu'ils puissent

pivoter l'un par rapport à l'autre. Les deux extrémités re-

liées des patins ont chacune la forme d'une fourche. Un patin s'étend entre les parties extrêmes en fourche d'un premier patin, et une paire de plaques de frottement et de disques d'usure est fixée à l'axe, à proximité des extrémités; ces pièces se déplacent d'un seul bloc. L'autre patin s'étend entre les parties extrêmes en fourche de l'autre patin et comporte une douille creuse aux extrémités de laquelle une paire de rondelles de butée et de joints d'étanchéité est

fixée; ces pièces se déplacent également d'un seul bloc.

La surface intérieure de la douille et l'autre surface de l'axe sont en contact afin d'établir une liaison oscillante

lubrifiée dynamique entre les deux patins.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 554 588

décrit un ensemble d'articulation du type à cartouche des-

tiné à établir une liaison articulée entre un premier élé-

ment et l'extrémité en forme de fourche d'un autre élément, comprenant un axe plein,des douilles soudées à cet axe, à proximité de chacune de ses extrémités, et espacées afin d'être logées dans des ouvertures de l'extrémité en fourche, et une troisième douille montée de façon à pouvoir tourner sur l'axe, entre les douilles espacées,et disposée de façon

à être reçue dans une ouverture du premier élément.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 957 381 décrit un connecteur moyeu-arbre à frottement, à double cône,coaxial, comportant un anneau de bridage à rebord et

un anneau de bridage sans rebord, logés l'un dans l'autre.

Des vis de serrage assurent le serrage du connecteur en tirant les anneaux l'un contre l'autre dans la direction - 2 - axiale. Chaque anneau présente une surface intérieure et une surface extérieure. La surface intérieure de l'anneau extérieur et la surface extérieure de l'anneau intérieur sont des surfaces coniques qui sont en contact lorsque les anneaux sont tirés l'un contre l'autre dans la direction axiale. L'autre surface d'au moins l'un des anneaux est une surface de bridage conçue pour porter, en-produisant une

action de bridage, contre une surface de configuration com-

plémentaire d'un arbre ou d'un collet lorsque les anneaux

sont tires l'un contre l'autre dans la direction axiale.

L'anneau sans rebord présente, à son extrémité axiale tour-

née vers le rebord, entre la surface intérieure de l'anneau sans rebord et la surface extérieure de l'anneau à rebord,

une surface intermédiaire conique inclinée. Le rebord pré-

sente une surface intérieure qui est tournée vers, et sensi-

blement parallèle à, la surface intermédiaire conique incli-

née de l'anneau sans rebord.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 4 096 957 décrit un ensemble à axe d'articulation pour le montage

d'une benne chargeuse sur un bras chargeur d'un tracteur.

L'ensemble à axe d'articulation comprend un axe cylindrique portant des manchons espacés de retenue qui retiennent entre eux un coussinet. Les manchons de retenue sont en prise avec l'ensemble à console de benne et le coussinet est en prise avec l'ensemble à bras chargeur. Des rebords situés

sur un manchon de retenue portent contre l'ensemble à con-

sole de benne afin de limiter le mouvement axial de l'axe dans un premier sens. Une plaque de fermeture, fixée à la console de benne au-dessus des rebords, limite le mouvement axial de l'axe dans l'autre sens. Les rebords définissent deux côtés espacés qui sont retenus dans une rainure de la plaque de fermeture afin d'empêcher l'axe de tourner par

rapport à la benne chargeuse. L'ensemble à axe d'articula-

tion peut être retiré par démontage de la plaque de ferme-

ture et extraction de l'axe de l'ensemble à console de - 3 -

benne et de l'ensemble à bras chargeur.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4.188 146 décrit un joint articulé comprenant un joint d'étanchéité

à ressort Belleville maintenu dans un état comprimé pré-

réglé, dans lequel un premier élément comprend deux parties parallèles disposées de part et d'autre d'un second élément et articulées entre elles au moyen d'un ensemble à axe de pivotement comprenant des trous alignés ménagés dans les parties parallèles et dans le second élément. L'ensemble à pivot comprend en outre une douille logée dans le trou du second élément et un axe logé dans la douille et dans les trous des parties parallèles. Une bague est montée sur une première extrémité de l'axe et y est soudée afin d'y être

solidarisée, tandis qu'un chapeau est fixé sur l'autre extré-

mité de l'axe au moyen d'une vis. Des première et seconde rondelles plates sont montées respectivement sur l'axe, aux extrémités intérieures de la bague et du chapeau, et sont maintenues contre des côtés opposés du second élément

et contre des première et seconde paires de ressorts Belle-

ville opposés placés aux extrémités opposées de la douille.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 251 182

décrit un ensemble à axe de pivotement commode pour le mon-

tage pivotant d'une benne sur une flèche, deux consoles étant fixées à la benne et la flèche présentant un alésage transversal. L'ensemble comprend des paliers retenus dans l'alésage transversal, un axe à tête élargie s'étendant à travers les consoles et tournant dans les paliers, une bague de butée située sur l'extrémité de l'axe et une plaque d'extrémité. Des moyens de fixation amovibles relient l'axe, la bague de butée, la plaqued'extrémité et la console afin de

former un seul bloc tournant sur les paliers.

La publication internationale N WO 82/00181

décrit, en regard de la figure 4, un joint pivotant compre-

nant un axe de pivotement qui s'étend entre les rebords d'un élément de structure en fourche et qui est verrouillé à ces - 4 - rebords. Deux bagues annulaires de butée sont montées sur

l'axe auquel elles sont fixées par emmanchement à force.

Un second élément de structure est placé entre les rebords

afin de pouvoir pivoter par rapport à l'élément à fourche.

Le second élément de structure présente une ouverture qui est occupée par une douille s'étendant entre les bagues de butte et formant un joint dynamique. Deux joints annulaires

d'étanchéité assurent chacun une liaison d'étanchéité dyna-

mique avec l'une des bagues de butée et une liaison d'étan-

chéité statique avec l'élément de structure.

L'invention a pour objet un joint destiné à relier entre eux deux éléments de structure d'un véhicule

afin qu'ils puissent pivoter l'un par rapport à l'autre.

L'un des éléments de structure comporte une partie fourchue comportant des rebords parallèles espacés traversés par des ouvertures coaxiales de même diamètre. L'autre élément

de structure est placé en partie entre les rebords parallè-

les et présente une troisième ouverture qui est coaxiale aux ouvertures précitées. Un axe s'étend dans les trois ouvertures et deux douilles sont montées dans la troisième ouverture et autour de l'axe, en contact dynamique avec ce dernier. Chaque douille comporte un épaulement axial faisant saillie des bords de la troisième ouverture, et deux plaques annulaires de butée sont logées dans ces épaulements. L'une des plaques de butée présente, dans sa surface extérieure,

une rainure radiale, et un rebord du premier élément com-

porte un cordon de soudure logé dans la rainure radiale afin d'empêcher la plaque de butée de tourner par rapport au!

rebord auquel elle est associée.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une coupe partielle d'un joint articulé pour véhicule selon l'invention; la figure 2 est une vue schématique montrant - 5- deux des structures de la figure 1, l'une étant l'image réfléchie de l'autre, et une structure supplémentaire d'un véhicule avec lequel elles peuvent la figure 3 est une 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une de la structure de la figure 2; la figure 5 est une des douilles de butée de la figure la figure 6 est une partie de retenue d'axe située sur la figure 7 est une de retenue de la figure 6; la figure 8 est une de butée utilisée dans le joint de la figure 9 est une de butée de la figure 8; être associées; coupe suivant la ligne vue schématique en bout coupe axiale de l'une 1; vue en perspective d'une un axe de pivotement; élévation de la partie coupe axiale d'une plaque l'invention; vue en plan de la plaque la figure 10 est une vue en plan d'une cale;et la figure 11 est une coupe axiale de la cale

de la figure 10.

La référence numérique 20 de la figure 1 désigne globalement une articulation pivotante pour véhicule selon l'invention. Elle relie deux parties d'un véhicule

qui pivotent l'une par rapport à l'autre pendant le fonc-

tionnement du véhicule. Une partie du véhicule comprend un

élément de châssis, indiqué en 22, qui est en forme de four-

che comportant deux ailes espacées 22a et 22b. Les deux ailes présentent des ouvertures coaxiales 24 et 26 de même diamètre dans lesquelles un axe 28 s'étend dans le joint

pivotant assemblé.

L'autre partie du véhicule qui pivote par rapport à la partie en forme de fourche est indiquée en 30 et peut être un berceau qui relie l'essieu arrière pivotant d'une chargeuse articulée au châssis. L'élément 30 est traversé d'une ouverture 32 et les trois ouvertures 24, 32 - 6 -

et 26 sont coaxiales.

Deux douilles de butée 34 et 36, dans l'état assemblé du joint articulé, sont logées dans l'ouverture 32 dans l'élément 30 de châssis, autour de l'axe et en contact dynamique avec ce dernier (voir figure 5 qui représente la douille 36 de butée en coupe). Il apparaît sur la figure 5 que la douille 36 de butée présente une surface de butée 38 qui est en contact dynamique avec une plaque de butée 40

(voir figure 1) afin d'absorber la poussée des forces axia-

les ayant pour effet de plaquer la plaque 40 contre la sur-

face 38. La douille 36 de butée comporte également un épau-

lement 42 qui loge la plaque de butée 40. Un joint d'étan-

chéîté 44 disposé dans une gorge de l'épaulement 42 retient de façon étanche le lubrifiant qui est introduit dans le joint pivotant au moyen de gorges 82 et 84 ménagées dans la surface annulaire intérieure 37 de la douille 36. Un joint d'étanchéité statique 46 est également porté par la plaque de butée 40 et établit un contact d'étanchéité statique avec l'axe 28. La plaque 40 de butée présente une rainure radiale 48, comme montré sur la figure 9, qui, lorsque le joint est assemblé, reçoit un cordon de soudure qui est disposé radialement sur l'aile 22a. Deux rainures opposées peuvent être utilisées, comme illustré sur la figure 9. L'expression "cordon de soudure" telle qu'utilisée

ici désigne une arête de métal qui est déposée sur la sur-

face plate intérieure de l'aile 22a, par fusion, à l'aide

d'une machine à souder.

La douille 34 est identique à la douille 36, sauf qu'elle en est une image réfléchie. Elle présente une surface de butée 53, un épaulement 54, un joint d'étanchéité

dynamique 56 et un joint d'étanchéité statique 58. Cepen-

dant, la façon dont la plaque de butée 51 est fixée à l'élément 22b de châssis diffère de l'autre partie du joint, décrite précédemment, par le fait qu'il est utilisé une cale 60 comportant une partie plate 62 de laquelle une tige - 7- 64 est solidaire (voir figures 10 et 11). Une autre cale classique 66 peut également être disposée entre la cale 60

et l'aile 22b.

L'assemblage du joint 20 commence alors que le berceau ou autre élément de structure 30 est séparé de l'élément de châssis à fourche 22. Tout d'abord, les douilles annulaires 34 et 36 de butée sont mises en place à partir

des extrémités opposées de l'ouverture 32 traversant l'élé-

ment 30. Ces douilles, après cette pose, présentent les surfaces de butée 38 et 53 tournées vers l'extérieur et les

épaulements 42 et 54 disposés vers l'extérieur, respective-

ment. Puis les plaques de butée 40 et 51 sont mises en place dans les douilles de butée 36 et 34, respectivement, de

manière que chacune des plaques bute contre l'une des sur-

faces 38 ou 53 de butée tournées vers l'extérieur. Les joints d'étanchéité 44 et 56 sont mis en place dans les douilles de butée correspondantes avant que les plaques de butée 40 et 51 soient introduites dans ces douilles de butée, à l'intérieur des épaulements 42 et 54, respectivement. Les joints d'étanchéité statiques46 et 58 sont introduits dans les plaques de butée 42 et 54 avant l'assemblage de ces

dernières avec leurs douilles de butée correspondantes.

Puis les cales 60 et 66 sont mises en place, la cale 60 étant en contact avec la surface 52 de la cale 66 et la tige 64 de la cale 60 étant droite, c'est-à-dire non coudée à 90 comme montré sur la figure 1, mais plutôt dans l'état

illustré sur les figures 10 et 11.

Ensuite, les ailes 22a et 22b de l'élément de châssis à fourche 22 sont placées à proximité immédiate de la plaque de butée 40 et de la plaque de butée 51, respectivement, la rainure 48 de la plaque de butée 40 et le cordon de soudure 50 étant alignés radialement. Puis

l'élément à fourche 22 est déplacé vers la position illus-

trée sur la figure 1 par introduction du cordon de soudure 50 dans l'une des rainures 48 afin que celle-ci et le -8 - cordon de soudure soient emboîtés mutuellement. Dans le même temps, la tige 64 pénètre dans la rainure 48a de la plaque de butée 51. Puis l'axe 28 est inséré axialement afin de maintenir assemblé le joint pivotant. La cale 66 peut être d'une épaisseur variable afin d'adapter aisément les deux parties du joint pivotant pendant l'assemblage et pendant le fonctionnement; on utilise une cale 66 suffisamment épaisse pour empêcher le cordon de soudure 50 de s'échapper de la rainure 48, afin que la plaque de butée 40 ne puisse effectuer un mouvement circonférentiel par rapport à l'aile 22a. La tige 64 de la cale 60 est coudée comme montré sur

la figure 1 afin d'empêcher la cale 60 de se déplacer cir-

conférentiellement par rapport à l'aile 22b.

L'axe 28 est fixé à l'aile 22a au moyen d'une tête 70 qui peut être fixée à l'axe 28, par exemple par une soudure 72. La partie 70 est fixée à l'aile 22a au moyen d'une vis d'assemblage 73 qui passe à travers la plaque 70

et est vissée dans l'aile 22a (voir figure 4).

Comme illustré sur la figure 5, des gorges 82 et 84 de lubri-

fication peuvent être ménagées dans les surfaces intérieures des douilles de butée 34 et 36 afin d'assurer la lubrification des joints dynamiques entre les douilles 34 et 36 et l'axe

28, ainsi que des surfaces de butée dynamiques 38 et 53.

Comme indiqué sur les figures 6 et 7, un canal 86 à lubri-

fiant, ménagé dans l'axe 28, permet à un lubrifiant d'être introduit, par l'intermédiaire de ce canal 86, dans le joint entre les deux douilles de butée et l'axe. Ceci est

illustré par la flèche 87 sur la figure 7.

La figure 2 représente une partie d'un véhicule équipé de deux joints pivotantsselon l'invention. L'un, indiqué par la référence numérique 20, est le joint décrit

en détail ici. L'autre joint pivotant 21 est l'image réflé-

chie du joint 20. La figure 2 montre également le berceau qui est relié à la structure du châssis du véhicule par le joint de l'invention. La figure 2 représente également - 9 - un carter d'essieu 92 qui est fixé au berceau 80 et une partie 94 d'une transmission qui est reliée à un arbre 96 de transmission devant être mené par la transmission du véhicule. La figure 3 est une coupe partielle à échelle agrandie suivant la ligne 3-3 de la figure 2, montrant l'une des fixations 88 entre le berceau 30 et le carter

d'essieu 92.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au joint décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

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Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Joint (20) destiné à relier entre eux deux éléments de structure (22, 30) d'un véhicule afin qu'ils puissent pivoter l'un par rapport à l'autre, un premier (22) des éléments de structure comportant une partie en forme de fourche comprenant des ailes parallèles espacées (22a, 22b) traversées par des ouvertures coaxiales (24, 26), l'autre élément de structure (30) étant placé partiellement entre les ailes espacées et étant traversé par une troisième ouverture (32) coaxiale aux autres ouvertures, le joint étant caractérisé en ce qu'il comporte un axe (28) passant dans les trois ouvertures (24, 26, 32), deux douilles (36, 34) logées dans la troisième ouverture (32) et entourant l'axe (28) avec lequel elles sont en contact dynamique, chaque douille (36, 34) comportant un épaulement axial (42, 54) qui

fait saillie axialement au-delà des extrémités de la troi-

sième ouverture, le joint comportant en outre deux plaques annulaires de butée (40, 51) logées dans les épaulements, deux joints d'étanchéité dynamiquesannulaires (44, 56)

disposés entre les plaques de butée (40, 51) et les épau-

lement (42, 54), la surface extérieure de l'une (40) des plaques de butée présentant une rainure radiale (48) dans laquelle est logé un cordon de soudure (50) situé sur une

aile (22a) du premier élément.

2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures coaxiales (24, 26) traversant les

ailes parallèles (22a, 22b) sont d'un diamètre égal.

3. Joint selon la revendication 1, caractérisé

en ce qu'une aile (22a) est reliée rigidement à l'axe (28).

4. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une aile (22a) est reliée rigidement à l'axe par une tête (70) qui est soudée sur une extrémité de l'axe et

est reliée à ladite aile par une vis d'assemblage (73).

5. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une cale (60) disposée entre

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l'autre plaque de butée (51) et l'autre aile (22b).

6. Procédé pour assembler deux éléments de structure (22, 30) d'un véhicule afin qu'ils puissent pivoter l'un par rapport à l'autre, l'un (22) des éléments de structure comportant une partie en forme de fourche

comprenant deux ailes parallèles espacées (22a, 22b) tra-

versées par des ouvertures coaxiales (24, 26)d'un diamètre égal, et l'autre élément de structure (30) étant disposé en partie entre lesdites ailes parallèles (22a, 22b) et étant traversées par une troisième ouverture (32) coaxiale aux autres ouvertures, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à monter deux douilles annulaires (34, 36) dans la troisième ouverture (32), à partir de côtés opposés de l'autre élément de structure (30), chaque douille (30, 34) comportant un épaulement qui s'étend axialement et qui dépasse axialement des bords respectifs de la troisième ouverture (32), chaque douille (36, 34), après ce montage,

présentant une surface de butée (38, 53) tournée vers l'exté-

rieur, à monter deux plaques annulaires (40, 51) de butée de façon que chacune de ces plaques bute contre l'une des surfaces (38,' 53) de butée tournées vers l'extérieur, l'une

(40) desdites plaques de butée présentant une rainure ra-

diale (48), l'un des éléments (22a) en forme de fourche comportant un cordon (50) de soudure agencé de façon à s'emboîter dans la rainure (48), le procédé consistant en outre à aligner les trois ouvertures coaxialement de façon que la troisième ouverture soit disposée entre les deux autres ouvertures, en amenant le cordon (50) de soudure dans la rainure (48), et à introduire un axe (28) dans les trois ouvertures, le cordon (50) de soudure étant emboîté dans

la rainure (48).

7. Procédé selon la revendication 6, caractéri-

sé en ce qu'il comprend l'étape intermédiaire consistant à mettre en place une cale (60) entre l'autre plaque de butée

(51) et l'autre aile (22b).

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8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une autre étape intermédiaire consistant à mettre en place, entre l'autre plaque de butée (51) et l'autre aile (22b), une seconde cale (60) comportant une tige (64) qui peut être pliée, et à plier cette tige (64)

afin d'empêcher tout mouvement circonférentiel entre la secon-

de cale (60) et l'autre aile (22b).