FR2614374A1 - Rotule demontable a haute resistance mecanique - Google Patents

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Henri Peters
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MANGACHOC SIATMA STE INTERNALE
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MANGACHOC SIATMA STE INTERNALE
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/02—Sliding-contact bearings
    • F16C23/04—Sliding-contact bearings self-adjusting
    • F16C23/043—Sliding-contact bearings self-adjusting with spherical surfaces, e.g. spherical plain bearings
    • F16C23/045—Sliding-contact bearings self-adjusting with spherical surfaces, e.g. spherical plain bearings for radial load mainly, e.g. radial spherical plain bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0614—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part of the joint being open on two sides

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Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UNE ROTULE DEMONTABLE A HAUTE RESISTANCE MECANIQUE. CETTE ROTULE COMPORTE UNE CAGE 3 CONSTITUEE DE DEUX PARTIES COMPLEMENTAIRES 7 ASSEMBLEES RIGIDEMENT L'UNE A L'AUTRE PAR VISSAGE. LE PLAN DE DIVISION DE LA CAGE 3 EST UN PLAN MEDIATEUR DE LA ROTULE.

Description

Rotule démontable à haute résistance mécanique.
La présente invention concerne une rotule démontable à haute résistance mécanique, destinée en particulier à l'équipement des articulations sollicitées au choc et à ltécrasement.
On connais des articulations à rotule dont la cage de rotule est fendue sur sa largeur et qui permettent le démontage de la cage hors de la rotule par déformation élastique de cette dernière en agissant sur la fente. Ce type de rotule en raison de la fente et donc de ltélasticité résultante de la bague, ne peut présenter une haute rigidité mécanique et une tenue prolongée à ltusure en raison du jeu variable entre la rotule et la bague.
On sait,dtautre part,que de la même façon une rigidité optimale ne peut être obtenue des rotules insérées à force dans une bague fermée parce que, d'une part, le recouvrement de la rotule par la bague ne peut être important sous peine de ne pas pouvoir insérer la rotule et, d'autre part, en raison des déformations mécaniques créées par l'opération d'insertion de la rotule dans son logement. En outre, l'extraction inverse ne peut etre obtenue sans compromettre définitivement la qualité de l'articulation.
L'invention a pour objet une rotule d'articulation à cage fermée, de haute rigidité et qui soit également démontable. Pour cela, elle propose une rotule d'articulation du type à cage fermée, de haute résistance et rigidité mécaniques,destinée en particulier à ltéquipement des articulations sollicitées au choc et à l'écrasement, caractérisée en ce que la cage de rotule est constituée de deux parties complémentaires assemblées rigidement l'une à l'autre.
Le plan de division de la bague en ses deux parties est un plan médiateur de la rotule. La rotule étant normalement de forme sphérique, ce plan est donc diamétral relativement à la rotule.
La surface interne de la cage recevant la rotule étant strictement équivalente à la forme sphérique de la rotule au jeu près (choisi minime : quelques dizième de mm environ) il en résulte que lassemblage des deux parties de cage sur la rotule elle-même est effectué aisément et sans déformation de matière.
Le montage de la rotule dans la cage assemblée (cage fermée par conséquent) remplit déjà à ce stade une condition mécanique optimale conditionnant naturellement les qualités de haute tenue de l'articulation ainsi formée. De plus, un grand recouvrement de la rotule par la cage peut être obtenu par cet agencement.
Selon une caractéristique importante de l'invention, l'une des parties de cage forme un manchon cylindrique récepteur pour l'autre partie qui s'emboîte dedans (possibilité d'insérer à force avec collage). La liaison d'assemblage entre les deux parties est obtenue avantageusement par vissage des deux parties de cage l'une sur Vautre.A A cet effet, la partie de cage formant manchon ou partie femelle est filetée intérieurement et la partie complémentaire mâle l'est extérieurement. La longueur de la partie filetée (une dizaine de tours de filet au minimum) court sur la partie manchon proprement dite dont les bords de délimitation externe et interne sont droits et perpendiculaires à ladite partie filetée.
La partie de cage mâle est strictement complémentaire de la partie femelle de sorte que, lors du vissage, ses bords droits délimitant de la même façon sa partie filetée forment butée avec les bords correspondants de la partie femelle, ce qui assure le verrouillage du vissage de la partie mâle dans la partie femelle. Les arêtes des bords inférieurs et internes des parties de cage, tournées vers la rotule, viennent en stricte continuité lune relativement à l'autre, de telle sorte qu'il n'y a pas de discontinuité de surface à ce niveau en contact avec la rotule. Eventuellement, cette ligne de partage des parties de cage peut être appropriée selon l'utilisation pour former une rainure périphérique (circulaire) de lubrification.
Le vissage de la partie de cage mâle dans la partie femelle est effectué simplement à laide d'encoches formées sur le bord périphérique externe des demi-cages et venant en prise avec des clefs à mâchoire circulaire largement ouverte.
Le diamètre de filetage de la partie de cage mâle pourra être légèrement inférieur à celui de la partie femelle, de sorte qu'unie fine couche de colle métallique puisse être interposée entre les parties filetées pour augmenter le verrouillage de l'assemblage des demi-cages. Inversement, le chauffage de cette partie à 1200C environ dissout la colle et permet le démontage de la cage.
L'invention est à présent décrite plus précisément à l'aide itun exemple de réalisation en référence au dessin sur lequel:
La figure unique est une vue en coupe axiale d'une rotule d'articulation selon l'invention.
Comme représenté sur le dessin, la rotule d'articulation selon l'invention est constituée d'une rotule sphérique 1 insérée en mouvement rotatif libre dans une cage complémentaire 3. La rotule 1 est montée solidaire ou coulissante sur un arbre-support 5. La cage est formée de deux demi-parties de cage 7 assemblées l'une à l'autre par vissage. L'une de ces parties de cage formant la partie femelle comporte un manchon fileté 9 recevant l'alésage complémentaire 11 de l'autre partie de cage ou partie mâle. Comme mentionné précédemment, les diamètres des parties filetées sont dimensionnés l'un relativement à l'autre de façon adéquate pour qu'une couche de colle métallique verrouillant l'assemblage soit interposée entre elles.Les bords droits 13 limitant les parties filetées des parties de cage mâle et femelle 7 sont en contact de butée l'un avec ltautre et bloquent l'assemblage en position.
De plus, les arêtes inférieures 15 des bords inférieurs sont au même niveau et définissent le long de la ligne médiane 17 de partage des demi-cages une surface parfaitement continue en contact avec la rotule. Des encoches 19 formées sur la périphérie extérieure des demi-cages 7 permettent par l'intermédiaire de clefs de manoeuvre adéquates le vissage des demi-cages l'une sur l'autre et leur parfaite immobilisation en verrouillage de position.
On notera que la sphère sera réalisée en acier Z 120 M12 et traitée pour obtenir des propriétés anti-usure, anticorrosion et antigrippage (par exemple avec des traitements tels que "Sursulf" et "Oxynit".
La cage est en acier 42 C.D.4 prétraité pour 2 obtenir une résistance de 105 kg/mm . Ensuite, la face de rotation intérieure est portée à la nuance 57 H.R.C.
sur une épaisseur de 3 à 4 mm par induction. Puis l'ensemble est traité antigrippage (Sulf B.T.)
Dans certains cas présentant des conditions de corrosion importantes (travaux marins), on peut utiliser la nuance 35 N.C.D. 16, prétraitée, avec traitement "Sursulf-oxynit". La sphère, serrée dans sa cage produit en outre l'écrouissage à froid de la matière à la surface de contact, ce qui assure une très bonne tenue à l'abrasion. Le jeu résultant après usinage entre la sphère et la surface interne de cage varie suivant le diamètre de l'axe de quelques dixièmes de mm.
La résistance mécanique de cet ensemble peut 2 atteindre 180 kg/mm2. La résistance au choc et à l'écrasement est excellente.
Le graissage n'est pas nécessaire pour des vitesses linéaires de glissement sur l'articulation inférieures à 5 m/mn.
Le démontage de l'articulation est obtenue très facilement par chauffage (environ 1200C) de la colle de filetage et dévissage des demi-cages mâles et femelles.
L'invention apporte ainsi une rotule d'articulation de haute résistance et rigidité mécaniques et qui est démontable.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1.- Rotule d'articulation, de type à cage fermée, de haute résistance et rigidité mécaniques, destinée en particulier à ltéquipement des articulations sollicitées au choc et à ltécrasement, caractérisée en ce que la cage (3) de rotule est constituée de deux parties complémentaires (7) assemblées rigidement l'une à l'autre.
2.- Rotule d'articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plan de division de la cage en ses deux parties (7) est un plan diamétral de la rotule propement dite (1).
3.- Rotule d'articulationselon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'une des parties de cage (7) forme un manchon cylindrique (9) récepteur pour l'autre partie (7) qui s'emboe dedans.
4.- Rotule d'articulation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la liaison d'assemblage entre les deux parties de cage (7) est obtenue par vissage, la partie de cage (7) formant manchon (9) ou partie femelle étant filetée intérieurement et l'autre partie (7) ou partie mâle l'étant extérieurement.
5.- Rotule d'articulation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la longueur de la partie filetée des parties de cage mâle ou femelle (7) comporte au moins une dizaine de tours de filet.
6.- Rotule d'articulation selon l'une des revendications 4, 5, caractérisée en ce que ladite partie filetée est délimitée par deux bords droits (13) qu lui sont perpendiculaires, lesquels constituent des surfaces de butée verrouillant-l'assemblage des demicages.
7.- Rotule d'articulation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les arêtes inférieures (15) des bords inférieurs (13) sont en continuité lune de l'autre, constituant une surface continue en contact avec la sphère (1).
8.- Rotule d'articulation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la ligne de partage (17) des demi-cages (7) en contact avec la sphère (1) est conformée pour constituer une rainure périphérique de lubrification.
9.- Rotule d'articulation selon lune des revendications précédentes, caractérisée en ce que les demi-cages (7) comportent sur leur périphérie latérale extérieure des encoches (19) permettant leur vissage à laide de clefs de manoeuvre adéquates.
10.- Rotule d'articulation selon lune des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre de filetage de la demi-cage mâle (7) est légèrement inférieur à celui de la demi-cage femelle (7), de telle sorte qu'une couche de colle métallique puisse être interposée entre ces dernières en vue le verrouillage des demi-cages (7) assemblées.
11.- Rotule d'articulation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le chauffage des parties filetées à 1200C environ dissout la colle et permet le démontage des demi-cages (7).
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