WO1991011634A1 - Articulation a rotule, avec amortisseurs integres - Google Patents

Articulation a rotule, avec amortisseurs integres Download PDF

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André CHEVALLIER
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Chevallier Andre
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    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods

Definitions

  • the present invention relates to a ball joint, of the kind used for ensuring, both, the coupling and the articulation of various control or linkage linkages.
  • a known solution consists in interposing an additional part, provided with an elastic silent block. This known solution allows the desired result to be obtained with regard to noise abatement. and vibrations, but it is costly and offers several disadvantages, in particular:
  • An improved ball joint according to the invention comprises a spherical bearing of molded material and mounted in a rigid housing, so that the assembly is effected by clipping by force of a male ball joint in the bearing, and it is characterized in that the housing is surrounded by a shock absorber of elastic material to which it is integral, this shock absorber itself being fixed by its periphery, in a support sleeve.
  • the damper is constituted by a rubber ring or the like, molded on the one hand on the outside of the housing which it surrounds, on the other hand on the inside of the sleeve. of support.
  • the elastic damper has an annular shape in which are distributed deformation cells.
  • the periphery of the bearing can slide inside the housing, against an elastic washer bearing on the housing, under the bottom of the bearing.
  • the bearing is provided with a slit covering its entire height, in order to facilitate its deformation, when the ball joint is engaged.
  • Figures 1 to 4 are sectional views, illustrating the successive phases for the manufacture of the housing with built-in damper according to the invention.
  • Figures 5 to 7 illustrate the operations assembly of a ball joint according to the invention.
  • FIG. 1 shows a metal support sleeve 1, to which a metal bar 2 is laterally welded. Inside the sleeve 1, there is a housing 3 which is made definitively integral by overmolding, bonding, vulcanization or the like, of a shock absorber 4 made of a flexible material such as rubber or plastic .
  • the sleeve 1 has the shape of a section of a cylindrical tube of revolution.
  • the casing 3 also of tubular shape, has, at its lower part, a constricted truncated cone 5. Its cylindrical upper part 6 preferably passes over the sleeve 1.
  • the damper 4 occupies the annular intermediate space, located between the sleeve 1 and the housing 3. It is preferably hollowed out of cells 7, 8, the number, shape and distribution of which can be chosen as a function of the elastic and damping characteristics desired.
  • a spherical bearing 10 is introduced into the housing 3, the spherical housing 11 of which is open downwards. Its flat upper bottom 12 is therefore located below the upper part 6, while its frustoconical nose 13 returns to be embedded in the constricted truncated cone 5 where it remains taut.
  • This bearing 10 is made of a known synthetic material, such as, for example, a polyamide super ⁇ . It has the particularity of being laterally split along a slot 14 which crosses the entire thickness of its wall. The slot 14 is preferably oblique or helical. Finally, the diameter 15 of the opening of the housing 11 is less than the diameter 16 of this spherical housing ( Figure 3).
  • the bearing 10 has a greater deformability than that allows only the nature of its constituent material.
  • a spring flat 17 for example of the so-called "papillo washer” type.
  • the housing 11 is designed to receive a male spherical ball joint 22, integral with a metal rod 23.
  • the diameter 24 of the ball joint 22 is substantially equal to the diameter 16 of the bearing 13 at rest.
  • the members 5, 13, 17 are sufficient in themselves to prevent any untimely tearing of the ball 22 out of its bearing 13;
  • the slot 14 can work, that is to say yawning more or less when the material ages: this therefore avoids the bearing 13 from risking, in the long run, a tightening on the ball 22, which would have for re ⁇ harmful result of rotating the bearing 13 in the housing 3;
  • the metal spring 17 can withstand high temperatures, and it constitutes a protective thermal screen for the bottom 12 of the bearing 13.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

L'articulation relie une barre (2) et une tige (23). Lorsqu'on enfonce à force la rotule (22), le palier (10) remonte dans le boîtier (3) et la fente (14) peut bailler, cependant qu'on comprime le ressort plat (17). L'amortisseur élastique (4) relie le boîtier (3) au manchon (1). Application: articulation pour les tringleries dans l'automobile ou les machines.

Description

"ARTICULATION A ROTULE , AVEC AMORTISSEURS INTEGRES1
Le présente invention concerne une articu- lation à rotule , du genre de celles qu'on utilise pour as¬ surer , à la fois , l'accouplement et l'articulation de di¬ verses tringleries de commande ou de liaison.
De telles tringleries articulées par des rotules sont bien connues , d'une part sur des machines des types les plus divers,et d'autre part , dans l'automobile.
Actuellement , la plupart des articulations à rotule sont réalisées , comme décrit,par exemple, dans le brevet français 2 402 797 . Une telle articulation connue a pour avantage essentiel la possibilité de monter facilement sur la rotule ,1e boîtier d'articulation d'une tringlerie . Par ailleurs,1 ' articulation reste démontable,mais son démon¬ tage nécessite un effort beaucoup plus important .Ceci faci¬ lite le montage et accroît la fiabilité de l'ensemble. Le boîtier n'étant pas détérioré , il peut être réutilisé. out ceci réduit le coût et accroît la sécurité.
Dans certains cas ,notamment pour des appli¬ cations dans l'automobile , il serait nécessaire d'interpo¬ ser,entre le levier de commandes et la boîte à vitesses ,un système d'amortissement ,qui aurait pour but de réduire le bruit ou les vibrations.
Pour parvenir à ce résultat ,une solution connue consiste à interposer une pièce complémentaire ,mu¬ nie d'un silent-block élastique.Cette solution connue per¬ met d'obtenir le résultat souhaité en ce qui concerne 1 ' a- ortissement du bruit et des vibrations , mais elle est coû¬ teuse et offre plusieurs inconvénients , notamment :
- articulation dans un seul plan ;
- rajout obligatoire d'un système de blocage , pour éviter le désemmanchement , après montage de 1 ' rti- culation sur l'axe de rotation ;
- rajout d'une bague intermédiaire pour permet¬ tre le montage de 1 ' amortisseur sur la biell.ette de trin¬ glerie;
- fi on constate qu'en utilisation , ce système connu est peu fiable , car il se produit une corrosion et éventuellement un, grippage , entre l'axe de rota¬ tion et la bague intérieure de l'amortisseur ( ce qui nuit au bon fonctionnement de l'articulation).. La présente invention a pour but d'évi¬ ter ces inconvénients , en réalisant une articulation a rotu¬ le d'un type nouveau , comportant un amortisseur élastique intégré.
Une articulation à rotule perfectionnée selon l'invention , comprend un palier sphérique en matière moulée et monté dans un boîtier rigide , si bien que 1 ' assem¬ blage s'effectue par clipsage à force d'une rotule mâle dans le palier , et elle est caractérisée en ce que le boîtier est entouré par un amortisseur en matière élastique dont il est solidaire , cet amortisseur étant lui-même fixé par sa périphérie , dans un manchon de support.
Suivant une autre caractéristique de 1 ' invention , l'amortisseur est constitué par un anneau en ca¬ outchouc ou analogue , surmoulé d'une part sur l'extérieur du boîtier qu'il entoure , d'autre part sur l'intérieur du manchon de support.
Suivant une autre caractéristique de 1 ' invention , l'amortisseur élastique a une forme annulaire dans laquelle sont répartis des alvéoles de déformation . Suivant une autre caractéristique de 1* invention ,1a périphérie du palier peut coulisser à l'inté¬ rieur du boîtier , à 1'encontre d'une rondelle élastique prenant appui sur le boîtier , sous le fond du palier .
Suivant une autre caractéristique de 1 ' invention , le palier est pourvu d'une fente intéressant toute sa hauteur , afin de faciliter sa déformation , lors¬ qu'on emmanche la rotule.
Le dessin annexé , donné à titre d'exem¬ ple non limitatif , permettra de mieux comprendre les carac- téristiques de l'invention , et les avantages qu'elle est sussceptible de procurer.
Figures 1 à 4 sont des perspectives en coupe , illustrant les phases successives pour la fabrica¬ tion du boîtier à amortisseur incorporé selon l'invention. Figures 5 à 7 illustrent les opérations d'assemblage d'une articulation à rotule selon l'inven¬ tion.
On a représenté sur la figure 1 , un manchon de support métallique 1 , auquel est latéralement soudée une barre métallique 2 . A 1 ' intérieur du manchon 1 , se trouve un boîtier 3 dont il est rendu définitive¬ ment solidaire par surmoulage , collage , vulcanisation ou autre , d'un amortisseur 4 en une matière souple tel- le qu'un caoutchouc ou une matière plastique.
Le manchon 1 a la forme d'un tronçon d' un tube cylindrique de révolution.
Le boîtier 3 , lui aussi de forme tubu- laire , présente , à sa partie inférieure , un tronc de cône rétreint 5 . Sa partie supérieure cylindrique 6 dé¬ passe preferablement au-dessus du manchon 1.
L'amortisseur 4 occupe l'espace inter¬ médiaire annulaire , situé entre le manchon 1 et le boî¬ tier 3 . Il est preferablement creusé d'alvéoles 7 , 8 , dont le nombre , la forme et la répartition peuvent être choisis en fonction des caractéristiques élastiques et d' amortissement désirées .
De haut en bas ( figure 2 , flèche 9), on introduit , dans le boîtier 3 , un palier sphérique 10 dont le logement sphérique 11 est ouvert vers le bas . Son fond supérieur plat 12 se trouve donc au-dessous de la partie supérieure 6 , tandis que son nez tronconique 13 revient s'encastrer dans le tronc de cône rétreint 5 où il reste tendu . Ce palier 10 est réalisé en une matière synthétique connue , telle que , par exemple , une super¬ polyamide . Il présente la particularité d'être latérale¬ ment fendu suivant une fente 14 qui traverse toute l'épais¬ seur de sa paroi. La fente 14 est preferablement oblique ou hélicoïdale . Enfin , le diamètre 15 de l'ouverture du logement 11 est inférieur au diamètre 16 de ce logement sphérique (figure 3) .
Grâce à cette fente 14 , le palier 10 présente une déformabilité supérieure à ce que permet¬ trait seule la nature de sa matière constitutive. Sur le fond 12 , on pose un ressort plat 17 , par exemple du type dit " rondelle papillo ".
On sait qu'un tel ressort comporte , sur sa périphérie , de larges ailes découpées alternativement inclinées vers le haut ( ailes 18) et vers le bas ( ailes 19) . Ainsi , les ailes inférieures 19 prennent appui sur le fond 12 , cependant que les ailes supérieures 18 restent dirigées vers le haut , contre la paroi interne de la partie supé¬ rieure 6 ( figure 3). On roule cette dernière vers 1 ' inté¬ rieur et vers le bas (figure 4 ,flèche 20) , jusqu'à ve¬ nir comprimer le sommet des ailes 18 au-dessus desquelles est ainsi formée une collerette de compression 21.
Le logement 11 est prévu pour rece- voir une rotule sphérique mâle 22 , solidaire d'une tige métallique 23 . Le diamètre 24 de la rotule 22 est sensi¬ blement égal au diamètre 16 du palier 13 au repos.
Le fonctionnement est le suivant: Pour mettre en place la rotule 22 , on la présente sous l'ouverture du logement 11 (figure 5) puis on l'y enfonce à force ( figure 6 , flèche 25) .
Ce faisant , par écrasement du res¬ sort 17 entre la collerette 21 et le fond plat 12 , on provoque la remontée du palier 13 par coulissement dans le boîtier 3 . Il en résulte que le nez tronconique 13 est extrait vers le haut hors du tronc de cône rétreint 5 où il était encastré , si bien que , désormais , la fente 14 peut s'élargir et bailler jusqu' à laisser la sphère 22 franchir l'entrée resserrée du logement 11. Une fois la rotule 22 en place dans ce logement ( figure 7 ) , 1 ' assemblage est terminé ; la barre 2 et la tige 23 sont désormais reliées par une ar¬ ticulation à rotule . Le ressort 17 rappelle élastiquement vers le bas le palier 10 dont le nez est à nouveau serré et encastré dans le tronc de cône rétreint 5.
Parmi les avantages de cette articu¬ lation ,on peut noter que :
- les organes 5 , 13 , 17 suffisent à eux seuls pour empêcher tout arrachement intempestif de la rotu- le 22 hors de son palier 13 ;
FEUILLE DE REMPLACEMENT - aucun système de blocage complémentaire n' est nécessaire ;
- aucune bague intermédiaire n'est nécessaire du genre de celles dont on sait qu'elles engendrent des problèmes de corrosion dans les articulations connues ;
- la fente 14 peut travailler , c'est-à-dire bailler plus ou moins quand la matière vieillit : ce- la évite donc au palier 13 de risquer , à la longue, un serrage sur la rotule 22 , ce qui aurait pour ré¬ sultat néfaste de faire tourner la palier 13 dans le boîtier 3 ;
- le ressort métallique 17 peut résister à des températures élevées , et il constitue un écran ther¬ mique protecteur pour le fond 12 du palier 13 .

Claims

REVENDICATIONS
1 -Articulation à rotule comprenant un palier sphérique (10) ,en matière synthétique,monté dans un boî- tier (3) ,si bien que l'assemblage s'effectue par clipsa¬ ge d'une rotule mâle (22) dans le logement (11) du pa¬ lier (10) , caractérisée en ce que le palier (3) est en¬ touré par un amortisseur (4) en matière élastique dont il est solidaire , lequel amortisseur (4) est lui-même fixé par sa périphérie dans un manchon de support (1).
2 - Articulation à rotule suivant la revendi¬ cation 1 , caractérisée en ce que l'amortisseur (4) est constitué par un anneau en caoutchouc ou analogue , sur¬ moulé d'une part sur l'extérieur du boîtier (3) qu'il en- toure , d' autre part sur 1' intérieur du manchon de support
(1).
3 - Articulation à rotule suivant l'une quel¬ conque des revendications précédentes , caractérisée en ce que des alvéoles de déformation (7) , (8) sont prévus dans l'amortisseur (4) où ils sont répartis.
4 - Articulation à rotule suivant l'une quel¬ conque des revendications précédentes , caractérisée en ce que la périphérie du palier (10) peut coulisser à l'in¬ térieur du boîtier (3) à 1'encontre d'une rondelle élasti- que (7) , laquelle prend appui entre le fond (12) du palier (10)et une butée prévue sur le boîtier (3) .
5 - Articulation à rotule suivant la revendica¬ tion 4 , caractérisée en ce que la butée du boîtier (3) est constituée par une collerette (21) roulée vers l'inté- rieur .
6 - Articulation à rotule suivant l'une quel¬ conque des revendications précédentes , caractérisée en ce que le palier (10) est pourvu d'une fente (14) intéressant toute sa hauteur , afin de faciliter sa déformation lors- qu'on y emmanche à force la rotule .
7 - Articulation à rotule suivant l'une quel¬ conque des revendications précédentes , caractérisée en ce que le palier ( 10) se termine autour de son ouverture par un nez tronconique convergent (13) susceptible de venir s' encastrer , sous la poussée élastique du ressort (17) ,
FEUILLE D dans un tronc de cône r.étreint (5) du boîtier (3).
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