FR3119213A1 - Demi-bague intérieure pour rotule - Google Patents

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Abstract

Cette demi-bague (6, 8) intérieure pour rotule comprend une surface extérieure (10) sphérique, une surface intérieure cylindrique de révolution autour d’un axe contenant le centre de la surface extérieure (10), une première et une seconde faces frontales planes délimitant la demi-bague (6, 8) dans le sens circonférentiel, les première et seconde faces frontales s’étendant entre la surface extérieure et la surface intérieure. Cette demi-bague (6, 8) comprend une première rainure centrale (24) sur la première face frontale, la première rainure centrale (24) s’étendant entre la surface extérieure (10) et la surface intérieure. Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

Demi-bague intérieure pour rotule
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne une demi-bague intérieure pour rotule, et une rotule correspondante.
Etat de la technique antérieur
Les rotules métal-métal séparées sont également connues sous la dénomination anglo-saxonne « Split Metal Metal Spherical Plain Bearing » ou sous l'acronyme correspondant « Split MMSPB ». De telles rotules ont la spécificité d'une bague intérieure coupée en deux demi-bagues, les demi-bagues étant assemblées entre elles de manière à former la bague intérieure.
Bien qu'une telle conception de rotule apporte globalement satisfaction, l'espace entre les deux demi-bagues peut causer des problèmes de lubrification. En effet, l'apport de lubrifiant peut être fait sur le diamètre extérieur de la rotule. Dans ce cas, il est souhaitable que la graisse s'écoule depuis la zone sphérique correspondant au diamètre extérieur jusqu'à une zone d’alésage située à l'intérieur de la rotule, au contact de l’axe. Cette zone intérieure est régulièrement une zone de frottement privilégiée lors des mouvements de rotation, au même titre que la zone sphérique.
Or, il est généralement constaté que, dans le cas d'une rotule métal-métal séparée, la graisse s'écoule vers l'extérieur par l'interface de séparation entre les deux demi-bagues. Cela peut causer une perte de pression et ainsi éviter que la graisse atteigne l'alésage.
Pour pallier cet inconvénient, il a été proposé d'ajouter les inserts en polytétrafluoroéthylène (PTFE) pour combler le vide entre les deux demi-bagues. Toutefois, les inserts peuvent se décoller pendant la durée de vie de la rotule et augmentent le coût de fabrication.
L’invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Plus particulièrement, l’invention a pour but d'améliorer la lubrification d'une rotule métal-métal séparée.
A cet effet, il est proposé une demi-bague intérieure pour rotule, la demi-bague comprenant une surface extérieure sphérique, une surface intérieure cylindrique, une première et une seconde faces frontales planes délimitant la demi-bague dans le sens circonférentiel, les première et seconde faces frontales s’étendant entre la surface extérieure et la surface intérieure.
Selon une caractéristique générale, cette demi-bague comprend au moins une première rainure centrale ménagée sur la première face frontale, la première rainure centrale s’étendant entre la surface extérieure et la surface intérieure.
Une telle rainure centrale permet à la graisse injectée entre la bague intérieure et la bague extérieure de s’écouler davantage vers l’intérieur de la rotule, que vers l’extérieur. Il en résulte une meilleure lubrification de la rotule.
Dans un mode de réalisation, la première rainure centrale s’étend radialement.
Selon un autre mode de réalisation, la première face frontale est radiale.
On peut en outre prévoir une gorge linéaire ménagée sur l’arrête reliant la surface extérieure et la première face frontale, la première rainure centrale débouchant dans la gorge linéaire.
La gorge linéaire ainsi agencée permet d’améliorer l’efficacité de la première rainure centrale pour permettre l’écoulement de la graisse injectée.
De préférence, la demi-bague comprend en outre un évidement débouchant à la fois sur la surface extérieure et sur la surface intérieure.
Un tel évidement, en conjonction avec la rainure, permet d’améliorer encore davantage l’écoulement de la graisse vers l’intérieur de la rotule.
L’évidement s’étend de préférence radialement.
On peut également prévoir une gorge rectiligne axiale ménagée sur la surface intérieure, l’évidement débouchant dans la gorge rectiligne.
L’évidement et la gorge rectiligne ainsi agencés l’un par rapport à l’autre permettent d’améliorer tout particulièrement l’écoulement de la graisse.
Dans un mode de réalisation, la demi-bague comprend une seconde rainure centrale ménagée sur la seconde face frontale, la seconde rainure centrale s’étendant entre la surface extérieure et la surface intérieure.
Une telle conception permet d’améliorer encore davantage l’écoulement de la graisse en pratiquant une rainure centrale supplémentaire similaire à la première rainure centrale, donc en augmentant les coûts de fabrication de façon très modérée.
On peut en outre prévoir une première et une seconde rainures secondaires ménagées sur la première face frontale et disposées de part et d’autre de la première rainure centrale.
Dans un mode de réalisation, la première et la seconde rainures secondaires sont parallèles à la première rainure centrale.
On peut en outre prévoir une gorge circonférentielle sur la surface intérieure, la première rainure centrale étant disposée dans le même plan axial que la gorge circonférentielle.
De ce fait, on améliore encore davantage l’écoulement de la graisse vers l’intérieur de la rotule.
Selon un autre aspect, il est proposé une rotule comprenant une bague extérieure et une bague intérieure, la bague intérieure comprenant au moins une demi-bague telle que définie précédemment.
Dans un mode de réalisation, la bague intérieure comprend deux demi-bagues telles que définies précédemment.
Brève description des figures
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
est une représentation en perspective d'une bague intérieure selon un premier mode de réalisation de la présente invention,
est une vue en coupe de la bague intérieure de la ,
est une vue en coupe d’une demi-bague de la bague intérieure des figures 1 et 2,
est une vue en coupe de la demi-bague de la ,
est une vue en coupe d'une bague intérieure selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
est une vue en coupe d'une demi-bague de la bague intérieure de la , et
est une vue en coupe de la demi-bague de la .
Description détaillée de l’invention
En référence à la , on a schématiquement représenté une bague intérieure 2. La bague intérieure 2 est destinée à être incorporée dans une rotule (non représentée). Dans l’exemple illustré, la rotule formée au moyen de la bague intérieure 2 est une rotule métal-métal séparée. La rotule comprend une bague extérieure (non représentée) montée en rotule contre la surface extérieure de la bague intérieure 2.
On définit une base vectorielle 4 orthonormale directe attachée à la bague intérieure 2. La base vectorielle 4 est constituée d’un vecteur X, d'un vecteur Y et d'un vecteur Z.
La bague intérieure 2 est destiné à être reçue dans une bague extérieure (non représentée) de manière à mettre en œuvre une liaison rotule, à savoir une liaison mécanique à trois degrés de liberté en rotation et zéro degré de liberté en translation. Elle peut également mettre en œuvre une liaison linéaire-annulaire, à savoir une liaison mécanique à trois degrés de liberté en rotation et un degré de liberté en translation.
La bague intérieure 2 comporte deux demi-bagues 6 et 8. Les demi-bagues 6 et 8 sont des éléments partiels constituant la bague intérieure 2.
Comme visible sur les figures 2 à 4, les demi-bagues 6 et 8 sont sensiblement identiques et symétriques par rapport à un plan perpendiculaire au vecteur X. De ce fait, seule la demi-bague 6 va être décrite par la suite, étant entendu que cette description s’applique également à la demi-bague 8.
La demi-bague 6 comporte une surface extérieure 10, une surface intérieure 12 et deux faces frontales 14 et 16.
La surface extérieure 10 est sphérique autour d'un centre 18. Ainsi, la bague extérieure (non représentée) de la rotule est montée en contact sphérique contre les surfaces extérieures 10 des demi-bagues 6 et 8 respectives. La surface extérieure sphérique 10 est tronquée au niveau de deux faces d'extrémité 20 et 22. Les faces d'extrémité 20 et 22 sont planes et perpendiculaires au vecteur Y. Les faces d’extrémités 20 et 22 présentent un contour externe circulaire autour du vecteur Y. Les contours externes circulaires des faces d’extrémités 20 et 22 ont un même diamètre d20 – 22.
La surface intérieure 12 est cylindrique de révolution autour d'un axe 23 contenant le centre 18 et parallèle au vecteur Y. Selon la direction du vecteur Y, la surface 12 s’étend entre les faces d'extrémité 20 et 22. De ce fait, le contour interne des faces d’extrémité 20 et 22 est circulaire et le diamètre d12 de la surface intérieure 12 égale le diamètre du contour interne circulaire des faces 20 et 22, aux chanfreins près.
Dans la présente demande, les termes « radial », « axial », « circonférentiel » et les termes qui en sont dérivés seront compris comme se référant à la surface intérieure cylindrique 12.
Par ailleurs, dans la présente demande, le terme « cylindrique » sera compris conformément à sa définition générale, à savoir qu’une surface cylindrique est une surface constituée par tous les points sur toutes les lignes qui sont parallèles à une ligne donnée et qui passent par une courbe plane fixée dans un plan non parallèle à la ligne donnée.
Les faces frontales 14 et 16 sont planes et perpendiculaires au vecteur X. Les faces frontales 14 et 16 sont sensiblement disposés dans un même plan contenant le centre 18. De ce fait, un rayon de la surface extérieure 10 est sensiblement compris dans le plan des faces 14 et 16, qui sont donc radiales.
Dans la présente demande, on entend qu’une surface est sensiblement disposée dans le plan contenant le centre 18 si cette surface est décalée par rapport à un tel plan d’un décalage inférieur ou égal au jeu typiquement présent entre les deux demi-bagues d’une rotule métal-métal séparée. Par exemple, dans une rotule métal-métal séparée avec jeu, le décalage selon la direction du vecteur X entre la face frontale 14 ou 16 et le centre 18 peut typiquement être compris entre 0,3 mm et 0,4 mm. Dans une rotule métal-métal séparée sans jeu, le décalage entre la face frontale 14 ou 16 et le plan perpendiculaire au vecteur X et contenant le centre 18 peut typiquement être compris entre 0,03 mm et 0,07 mm.
Les faces frontales 14 et 16 sont délimitées radialement à l'extérieur par la surface extérieure 10. Les faces frontales 14 et 16 sont délimitées radialement l'intérieur par la surface intérieure 12. Les faces frontales 14 et 16 sont délimitées axialement par les faces d'extrémité 20 et 22. Les faces frontales 14 et 16 délimitent dans le sens circonférentiel la demi-bague 6.
La demi-bague 6 comporte une rainure centrale 24 sur la face frontale 14 et une rainure centrale 26 sur la face frontale 16. Les rainures 24 et 26 sont en regard radialement. Les rainures 24 et 26 sont centrales car elles sont à équidistance, selon la direction du vecteur Y, des faces d’extrémité 20 et 22. Les rainures centrales 24 et 26 sont rectilignes et radiales. En d'autres termes, les rainures centrales 24 et 26 sont orientées selon la direction du rayon de la surface externe cylindrique 10. Dans l'exemple illustré, les rainures centrales 24 et 26 sont perpendiculaires à l'axe 23.
Les rainures centrales 24 et 26 s'étendent sur toute l'épaisseur radiale des faces frontales 14 et 16 respectives, c'est-à-dire entre les surfaces 10 et 12.
Comme visible sur la , la demi-bague 6 comporte quatre rainures secondaires 28, 30, 32 et 34. Les rainures secondaires 28 et 30 sont sur la face frontale 14. Les rainures secondaires 32 et 34 sont sur la face frontale 16. Les rainures secondaires 28 et 30 sont disposées axialement de chaque côté de la rainure centrale 24. Les rainures secondaires 32 et 34 sont disposées axialement de chaque côté de la rainure centrale 26. Les rainures secondaires 28, 30, 32 et 34 sont rectilignes et perpendiculaires à l’axe 23. Les rainures secondaires 28, 30, 32 et 34 s'étendent radialement sur toute l'épaisseur de la demi-bague 6, c'est-à-dire entre les surfaces 10 et 12.
Les rainures 24, 26, 28, 30, 32 et 34 présentent une section semi-circulaire de même diamètre d24-34. On peut, sans sortir du cadre de l’invention, envisager des diamètres différents pour les différentes rainures ou encore un premier diamètre pour les rainures centrales 24 et 26 et un second diamètre, différent du premier diamètre, pour les rainures secondaires 28, 30, 32 et 34.
La demi-bague 6 comporte un évidement 36. L’évidement 36 est rectiligne et radial. Dans l'exemple illustré, l’évidement 36 est à équidistance entre les faces frontales 14 et 16. L’évidement 36 est parallèle au vecteur X.
L’évidement 36 est débouchant. En d'autres termes, l’évidement 36 s’étend radialement entre les surfaces 10 et 12. L’évidement 36 présente une section circulaire de diamètre d36 sensiblement égale au diamètre d24-26.
La demi-bague 6 comporte une gorge linéaire centrale 38, deux gorges linéaires d'extrémité 40 et deux gorges linéaires intermédiaires 42. Les gorges linéaires 38, 40 et 42 sont curvilignes.
Comme visible sur la , les gorges linéaires 38, 40 et 42 sont sur la surface extérieure 10. Plus particulièrement, les gorges linéaires d’extrémité 40 sont sur l'arête entre la surface extérieure 10 et les faces frontales respectives 14 et 16. La gorge linéaire centrale 38 est à équidistance des gorges linéaires d’extrémité 40. Chaque gorge linéaire intermédiaire 42 est à équidistance de la gorge linéaire centrale 38 et d'une gorge linéaire d'extrémité 40 respective.
Ainsi, les rainures 24, 28 et 30 débouchent radialement à l’extérieur dans une gorge linéaire d’extrémité 40 et les rainures 26, 32 et 34 débouchent radialement à l’extérieur dans l’autre gorge linéaire d'extrémité 40. L’évidement 36 débouche radialement à l’extérieur dans la gorge linéaire centrale 38.
Comme cela est visible sur les figures 3 et 4, la demi-bague 6 comporte une gorge 44.
La gorge 44 est sur la surface intérieure 12. La gorge 44 s'étend selon la direction circonférentielle. De ce fait, la gorge 44 est contenue dans un plan perpendiculaire au vecteur X. La gorge 44 s'étend sur toute la circonférence de la surface intérieure 12 entre les faces frontales 14 et 16. La gorge 44 est centrale ou, en d’autres termes, est située à équidistance des faces d'extrémité 20 et 22.
De ce fait, les rainures centrales 24 et 26 et l’évidement 36 débouchent radialement à l'intérieur dans la gorge 44. En d'autres termes, le décalage axial entre l’évidement 36, les rainures centrales 24 et 26 et la gorge 44 est nul.
La demi-bague 6 comporte une gorge rectiligne centrale 46, deux gorges rectilignes d’extrémité 48 et deux gorges rectilignes intermédiaires 50.
Les gorges rectilignes 46, 48 et 50 sont sur la surface intérieure 12. Plus précisément, les gorges rectilignes d'extrémité 48 sont sur l'arête entre la surface intérieure 12 et les faces frontales respectives 14 et 16. La gorge rectiligne centrale 46 est à équidistance des gorges rectilignes d’extrémité 48. Chaque gorge rectiligne intermédiaire 50 est à équidistance entre la gorge rectiligne centrale 46 et une gorge rectiligne d'extrémité 48 respective.
Les gorges rectiligne 46, 48 et 50 sont parallèles à la direction du vecteur Y. Les gorges rectilignes 46, 48 et 50 présentent une longueur l46 comprise entre 60 % et 90 % de la distance entre les faces d'extrémité 20 et 22.
Du fait de cette disposition, les rainures 24, 26, 28, 30, 32 et 34 débouchent radialement à l'intérieur dans les gorges rectiligne d'extrémité 48. L’évidement 36 débouche radialement à l'intérieur dans la gorge rectiligne centrale 46.
Les rainures 24, 26, 28, 30, 32 et 34 et l’évidement 36 permettent de ce fait de favoriser l’écoulement de la graisse de lubrification vers l’alésage formé par la surface intérieure cylindrique 12. Les gorges 38, 40, 42, 44, 46, 48 et 50 permettent d’améliorer encore davantage cet écoulement. Cet écoulement favorisé est obtenu tout en assurant une bonne tenue mécanique de la demi-bague 6, du fait de la disposition relative décrite des rainures 24, 26, 28, 30, 32 et 34 et des gorges 38, 40, 42, 44, 46, 48 et 50.
En référence aux figures 5 à 7, on a schématiquement représenté une bague intérieure 52 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Les éléments identiques portent les mêmes références.
La bague intérieure 52 diffère de la bague intérieure 2 en ce que les demi-bagues 6 et 8 sont dépourvues des rainures secondaires 28, 30, 32 et 34. En d'autres termes, seules les rainures centrales 24 et 26 sont prévues sur les faces frontales 14 et 16 des demi-bagues 6 et 8.
Dans ce mode de réalisation, l'invention permet d'améliorer l'écoulement de la graisse utilisée pour lubrifier la rotule métal-métal séparée, notamment entre l'alésage défini par la surface intérieure cylindrique 12 et la surface sphérique extérieure 10.
Sans sortir du cadre de l’invention, on peut par ailleurs envisager de ne prévoir qu’une seule des deux rainures centrales 24 et 26.

Claims (10)

  1. Demi-bague (6) intérieure pour rotule, la demi-bague comprenant une surface extérieure (10) sphérique, une surface intérieure (12) cylindrique, une première et une seconde faces frontales (14, 16) planes délimitant la demi-bague (6) dans le sens circonférentiel, les première et seconde faces frontales (14, 16) s’étendant entre la surface extérieure (10) et la surface intérieure (12), caractérisée en ce qu’elle comprend au moins une première rainure centrale (24) ménagée sur la première face frontale (14)et s’étendant entre la surface extérieure (10) et la surface intérieure (12).
  2. Demi-bague (6) selon la revendication 1, dans laquelle la première rainure centrale (24, 26) s’étend radialement.
  3. Demi-bague (6) selon la revendication 1 ou 2, comprenant une gorge linéaire (40) ménagée sur l’arrête reliant la surface extérieure (10) et la première face frontale (14), la première rainure centrale (24) débouchant dans la gorge linéaire (40).
  4. Demi-bague (6) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un évidement (36) débouchant à la fois sur la surface extérieure (10) et sur la surface intérieure (12), l’évidement (36) s’étendant radialement.
  5. Demi-bague (6) selon la revendication 4, comprenant une gorge rectiligne (46) axiale ménagée sur la surface intérieure (12), l’évidement (36) débouchant dans la gorge rectiligne (46).
  6. Demi-bague (6) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une seconde rainure centrale (26) ménagée sur la seconde face frontale (16), la seconde rainure centrale (26) s’étendant entre la surface extérieure (10) et la surface intérieure (12).
  7. Demi-bague (6) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une première et une seconde rainures secondaires (28, 30) ménagées sur la première face frontale (14) et disposées de part et d’autre de la première rainure centrale (24).
  8. Demi-bague (6) selon la revendication 7, dans laquelle la première et la seconde rainures secondaires (28, 30, 32, 34) sont parallèles à la première rainure centrale (24, 26).
  9. Demi-bague (6) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une gorge circonférentielle (44) ménagée sur la surface intérieure (12), la première rainure centrale (24) étant disposé dans le même plan axial que la gorge circonférentielle (44).
  10. Rotule comprenant une bague extérieure et une bague intérieure (2, 52), la bague intérieure (2, 52) comprenant au moins une demi-bague (6, 8) selon l’une quelconque des revendications précédentes, et de préférence deux demi-bagues (6, 8) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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