Procédé de fabrication d'une articulation à rotule, articulation obtenue par ce procédé et appareil pour la mise en #uvre du procédé Le présent breveta pour objets un procédé de fabrication d'une articulation à rotule, une articula tion obtenue par ce procédé et un appareil pour la mise en #uvre de ce procédé.
Les articulations à rotule sont connues depuis longtemps. Dans de tels organes, les éléments cons titutifs sont assujettis à une grande précision de pro fils et de dimensions, et à des impératifs sévères de résistance. Ces articulations posent de sérieux pro blèmes en vue de réaliser une grande surface de con tact entre la rotule et son logement et pour la lubri fication. Elles nécessitent des contrôles dimensionnels de grande précision.
Durant ces vingt dernières années, il y a eu des besoins accrus en articulations de ce type destinées à être utilisées dans des conditions de températures élevées et de vibrations engendrées, par des vitesses importantes. Cet accroissement des besoins s'est traduit par des recherches et une expérimentation intensives et par une grande variété de réalisation d'articulations. Mais. la fabrication de ces dernières est lente et coûteuse et nécessite des puissances im portantes, des machines puissantes et un nombre important d'opérations.
Le procédé objet de l'invention concerne la fabri cation d'une articulation à rotule présentant, avant son assemblage, un élément extérieur tubulaire con tinu présentant une face intérieure concave et un clé ment intérieur continu présentant une face extérieure convexe.
Ce procédé est caractérisé en ce qu'on fait l'un au moins desdits éléments en une matière duc tile et en ce qu'on donne à l'élément extérieur un diamètre suffisamment supérieur à celui de l'élé ment intérieur pour que ce dernier puisse se déplacer librement télescopiquement dans l'élément extérieur, l'espace entre les éléments étant diminué par défor- mation au moins de l'élément ductile en direction radiale sur toute la longueur dudit espace.
Ce procédé est simple, rapide et peu coûteux pour l'assemblage d'éléments d'articulation inclus dans des transmissions continues, l'assemblage pou vant être contrôlé avec précision. L'opération est effectuée avec un minimum d'effort et un minimum d'opérations.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en #uvre du procédé objet de l'invention et des variantes La fig. 1 est une coupe verticale d'un jeu<B>-</B>de matrices utilisées dans cette mise en oeuvre.
La fig. 2. est une vue d'organes représentés à la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe correspondant à la fig. 1, montrant une autre position de certains organes. La fig. 4 est une coupe longitudinale d'un organe montrant les premières opérations de la mise en aeuvre.
La fig. 5 est une coupe de l'organe de la fig. 4 après une opération de montage. _ La fig. 6 est une vue prise de la droite- de la fig. S.:._ La fig. 7 est une coupe des éléments d'une arti culation montrant des, opérations de montage.
La fig. 8 est une coupe montrant les éléments de. la fig. 7 après montage.
La fig. 9 est une vue en bout prise .de l'a droite de la fig. 8.
La fig. 10 est une coupe longitudinale d'un.lëvier utilisé dans cette mise en oeuvrë.
La fig. 11 est une coupe correspondant à une partie de la fig. 10..
La fig. 12 -est une coupe d'un élément cylin drique susceptible de constituer avec un autre élé ment l'élément extérieur d'âne articulation à rotule.. La fig. 13 est une vue latérale de la partie extrême de cet autre élément .dans lequel l'élément de la fig. 12 peut être monté.
La fig. 14 est une vue latérale prise de la droite de la fig. 13.
La fig. 15 est une coupe de l'élément de la fig. 12 monté dans l'élément des fig. 13 et 14.
La fig. 16 est une coupe correspondant à la fig. 15 après l'opération de montage.
La fig. 17 est une coupe correspondant à celle de la fig. 15.
La fig. 18 est une coupe d'un embout d'une tige ou d'un câble montrant une variante de la mise en aeuvre.
La fig. 19 est une coupe correspondant à celle de la fig. 20 dans un autre stade de fabrication. La fig. 20 est une coupe correspondante de l'élé ment terminé.
La fig. 21 est une vue latérale correspondant à la fig. 20.
La fig. 22 est une vue latérale d'un élément d'une articulation.
La fig. 23 est une vue d'un autre élément sem blable.
La fig. 24 est une coupe latérale d'une articu lation avant montage.
La fig. 25 est une coupe latérale de l'articulation de la fig. 24 après montage.
La fig. 26 est une coupe verticale d'un dispositif de contraction convenant pour réaliser un embout de tige représenté aux fig. 28 et 29.
La fig. 2.7 est une coupe correspondant à celle de la fig. 26 montrant une autre position de certains organes. .
La fig. 28 est une vue de l'embout de tige fabri qué avec le dispositif représenté aux fig. 26 et 27. La fig. 29 est une coupe latérale selon 29-29 de la fig. 28.
La fig. 30 est une coupe latérale d'une autre articulation.
La fig. 31 est un diagramme explicatif, et la fig. 32 est une coupe verticale d'un appareil pour fabriquer les articulations représentées aux fig. 24, 25 et 30.
Les fig. 1 et 3 représentent une série de ma trices destinées à être utilisées sur une presse pour monter efficacement, rapidement et avec précision un élément intérieur de l'articulation, soit plat soit à auto-alignement, par exemple dans un levier ou dans un autre élément de machine constituant l'élément extérieur de l'articulation.
Le jeu de matrices est adapté pour être monté dans une presse non représentée et comporte une mâchoire 1 pourvue d'un évidement 2 dans lequel est logé un bloc inférieur 3, maintenue en place par une vis 4. Le bloc est pourvu d'un évidement 5 dans lequel est logée..- une matrice inférieure 6 qui est blo quée par une vis 7. La mâchoire 1 et le bloc 3 sont pourvus d'une ouverture verticale 8 dans laquelle est logé un ressort hélicoïdal 9 appuyant par son extré- mité supérieure contre la face inférieure de la tête 10 d'un guide coulissant 11, la tête 10 étant placée dans l'ouverture du bloc et le guide étant logé dans une ouverture 12 de la matrice 6.
L'extrémité supé rieure du guide présente une partie 13 de diamètre réduit et il est prévu à la partie supérieure de la matrice 6 un évidement 14 dans lequel débouche l'ouverture 12. L'évidement est représenté étagé et présente une partie 15 de diamètre réduit.
Il est également prévu dans le bloc 3 des organes de positionnement du levier ou d'un autre élément de machine dans les matrices lors du montage de l'élément intérieur de l'articulation, ces organes se composant dans l'exemple représenté d'une broche verticale 16 logée dans un trou du bloc-matrice et bloquée en différentes positions verticales par une vis 17. Dans cette broche est ménagé un dégage ment 18 en forme de V à son extrémité supérieure, dégagement dans lequel vient s'appuyer le levier ou un autre élément de machine, dans l'exemple repré senté un corps 19 destiné à constituer un élément extérieur de l'articulation dans lequel l'élément inté rieur doit être monté.
La matrice 6 est aussi pourvue d'une rainure 6a dans sa paroi supérieure, rainure alignée avec le dégagement 18 de l'extrémité supé rieure de la broche 16 et dans laquelle peut s'ap puyer une partie du corps 19.
Un ensemble supérieur et son support compor tent une matrice 20 correspondant à la matrice 6 et présentant dans son extrémité inférieure un évide ment circulaire étagé 21 comportant une partie de diamètre réduit 22 à l'extrémité supérieure de l'évi dement. Cet évidement est aligné avec l'évidement similaire 14 de la matrice inférieure. Cette matrice comporte une ouverture 23 dans laquelle peut coulis ser un poinçon 24 qui présente une extrémité infé rieure 25 conique qui s'engage dans l'évidement 21. La matrice<B>20</B> est montée dans un évidement 26 ménagé dans l'extrémité inférieure d'un manchon creux 27 et peut être fixée par une vis, 2,8.
Un bloc cylindrique 29, monté de façon à coulisser longitudi nalement dans le manchon 27, forme support pour le poinçon 24.
Le poinçon présentant une extrémité supérieure élargie vissée dans l'extrémité inférieure du bloc 29 et pouvant être bloqué dans la position de réglage par une vis 31. Le bloc 29 est pourvu d'une fente transversale allongée 32 dans laquelle peut coulisser une barre plate 33 faisant saillie par ses extrémités et au travers d'ouvertures 34 dans les côtés du man chon 27, des ressorts 35 reliés à cette barre tendant à la soulever avec le manchon 2.7. Des broches trans versales 36 sont montées dans la barre 33 de manière à assurer son centrage dans le manchon 27. Le bloc 29 est pourvu d'un trou longitudinal 37 dans lequel une tige 38 est engagée de façon à toucher par son extrémité inférieure le sommet de la barre 33.
Des vis réglables 39 montées dans le corps de la presse constituent des butées de limitation du mouvement vers le haut de la barre 33 et des éléments reliés à celle-ci.
Lors du montage d'un élément intérieur de l'arti culation à rotule dans le corps 19, ce dernier est percé d'un trou le traversant, puis l'élément intérieur d'une dimension et d'un profil approprié est placé dans ce trou et dilaté à l'intérieur du support cons titué par l'élément. Les fig. 4 à 25 représentent dif férentes formes d'éléments intérieurs et extérieurs.
Sur les fig. 4, 5 et 6, l'élément 19 représente un élément de machine constitué par l'embout d'une tige ou d'un câble de la machine qui peut être relié à cet embout par un filetage 40. A son extrémité supérieure, l'embout présente une tête 41 sensible ment circulaire qui présente des, faces opposées pla nes 42 et il comporte une ouverture circulaire pré sentant des parois latérales périphériques 43 consti tuant une surface sphérique. L'élément intérieur 44 de l'articulation est réalisé en une matière ductile, par exemple un- acier susceptible d'être traité et trempé, et il comporte une surface extérieure sphé rique 45 et une ouverture cylindrique 46 qui le tra verse longitudinalement.
Cet élément présente un diamètre suffisamment inférieur au diamètre des extrémités 47 de l'oûver- ture 43 pour qu'il puisse être placé à l'intérieur de cette ouverture avec sa surface extérieure sphérique 45 espacée de la surface sphérique 43 de l'ouver ture.
L'élément 44 est ensuite dilaté en 44a de façon à amener sa surface sphérique 45 en contact avec la surface sphérique 43 de l'ouverture, afin d'imbri quer l'élément 44a dans l'élément 19 de manière à réaliser une articulation à rotule à auto-alignement, car les surfaces sphériques permettent aussi bien le basculement que la rotation en tous sens de l'élément intérieur 44a dans la tête 41 de l'élément extérieur 19 de l'articulation.
Dans l'exemple représenté, l'élément 44 est dilaté par emmanchement du poinçon dans l'ouverture 43 de diamètre plus faible, de sorte que, dans l'opéra tion de dilatation de l'élément de palier, cette ou verture 46 est également agrandie en une ouverture 46a de diamètre supérieur (fig. 5). L'élément peut cependant être dilaté de manière à entrer en contact avec le corps 19 soit par dilatation à partir de l'ou verture 46, soit par une pression longitudinale exer cée sur les extrémités opposées 48 de l'élément tout en empêchant une contraction des parois latérales de l'ouverture 46.
Il peut être dilaté aussi par une com binaison de ces deux actions, c'est-à-dire à la fois par dilatation provoquée de l'intérieur. de l'ouverture et par pression longitudinale exercée sur les extré mités opposées de l'élément, opérations exécutées si multanément ou successivement. .
Dans la mise en oeuvre représentée sur les fig. 1 à 3, l'élément 19 est placé sur la matrice inférieure 6 de manière que sa tête 41 repose dans le renfon cement 14 de la paroi 14a de celle-ci et qu'il prenne appui dans la rainure 6a et dans l'évidement 18, et l'élément 44 est placé dans l'ouverture 43 en étant appuyé sur le fond 15 de l'évidement et en étant centré au moyen de l'extrémité supérieure 13 de la broche 11 traversant l'ouverture 46 de l'élément 44, extrémité de même diamètre que celui de l'ouverture. Le fond 15 de l'évidement assure également le cen trage correct de l'élément 44 par rapport à l'épais seur de la tête 41 de l'élément 19.
Comme cela a été décrit plus haut, l'élément 44 est plus petit que l'ouverture 43 de manière à laisser un jeu 49 entre les deux et à permettre la mise en place de l'élément dans l'ouverture 43. Dans cette position, le guide 11 est maintenu dans sa position supérieure, par le ressort 9, par son extrémité supé rieure réduite 13 engagée dans le trou 46 percé dans l'élément 44. De cette façon, l'élément est correcte ment centré dans l'élément 19 et il est ainsi bloqué en alignement avec l'évidement 21 de la matrice su périeure et avec l'extrémité inférieure conique 25 du poinçon 24.
Lorsque la matrice supérieure et le poinçon asso cié sont descendus contre ces éléments (fig. 3), la matrice 20, le manchon 2.7, le bloc-29, la barre 33 et le poinçon 24 se déplacent vers le bas sous l'impul sion de la presse jusqu'à ce que l'extrémité inférieure de 1a matrice 20 repose sur la partie supérieure de la matrice inférieure 6 (fig. 3) si l'élément 44 doit être dilaté de l'intérieur par l'action du poinçon 24 uniquement. Ceci provoque l'arrêt de la descente de la matrice 20, du manchon 27, de la barre 33 et du poinçon 38.
Puis le bloc 29 et le poinçon 24 continuent à descendre et l'extrémité inférieure conique 2.5 du poinçon est emmanchée dans l'ouverture 46 de l'élé ment intérieur 44, le poinçon étant descendu suffi samment loin pour que son fût cylindrique 24a, après l'extrémité 25, s'engage aussi dans l'élément 44 et refoule alors le guide 13 hors de l'ouverture de l'élément.
Du fait que le fût 24a du poinçon 24 est d'un diamètre supérieur au trou 46 de l'élément 44, il dilatera ce dernier dans l'ouverture 43 de l'élé ment 19 en remplissant ainsi cette couverture et en amenant la surface sphérique extérieure 45 de l'élé ment 44 à s'ajuster avec précision dans l'ouverture sphérique 43 de l'élément extérieur 19 de l'articula tion, les dimensions:
relatives pouvant être propor tionnées de manière qu'à la fin de l'opération de dilatation, l'élément 44a ait par rapport à l'ouverture 43 une bonne portée permettant un mouvement uni versel de l'élément intérieur dans l'élément extérieur de l'articulation ainsi qu'un auto-alignement de l'élé ment intérieur. Cette dilatation de l'élément 44-dans le trou sphérique ménagé dans l'élément extérieur 19 provoque la liaison efficace de ces deux éléments.
Si l'élément 44 doit être soumis à une compres sion axiale ou longitudinale, la matrice 20 arrête alors son déplacement vers le bas lorsque l'extrémité supérieure dé l'élément 44 entre en contact avec la paroi supérieure 22 de l'évidement ménagé dans la matrice supérieure' 20. Le bloc et le poinçon 2.4 continuent leur descente et la matrice 20 termine son déplacement vers le bas lorsque l'épaulement 50 prévu sur le bloc 29 touche l'extrémité supérieure 51 du manchon 27.
La ma trice 20 est alors descendue sous la poussée de la presse de manière à comprimer longitudinalement l'élément 44 jusqu'à ce que l'extrémité inférieure de la matrice 20 repose sur la partie supérieure de la matrice inférieure 6. Ceci provoque l'arrêt de la des cente de la matrice 20 et du manchon 27, de la barre 33 et du poinçon 24. La descente du poinçon 24 a permis la pénétration de son extrémité conique 25 dans l'ouverture 46 de l'élément 44, puis de son fût cylindrique 24a dans cette ouverture.
Si le fût cylin drique 24a est de la même dimension ou seulement légèrement plus grand que l'ouverture 46 de l'élé ment 44, cet élément se dilatera dans le trou 43 de l'élément 19 sous l'effet de la pression longitudinale exercée par la matrice sur l'élément 44 tandis que les côtés de l'ouverture 46 sont maintenus et empêchés d'être refoulés vers l'intérieur par le poinçon 24. Si le fût 24a du poinçon est supérieur au trou 46 de l'élément 44, il facilitera la compression longitudinale de part et d'autre de cet élément de manière à ajus ter ce dernier dans le trou 43 de l'élément 19.
Par conséquent, dans cette opération, l'élément sphérique 44 est dilaté par le poinçon conique et par une pres sion exercée longitudinalement sur cet élément. Ces actions peuvent être contrôlées de façon précise par les dimensions du poinçon et de l'élément 44 et par le diamètre de l'ouverture ménagée dans. cet élément, et elles sont également fonction de la compression axiale de l'élément 44 par les matrices.
Ainsi cette opération de dilatation et de dimen- sionnement de l'élément 44 destinée à assurer sa liaison avec l'élément 19 peut être réalisée unique ment par l'action de dilatation du poinçon qui tra verse l'élément 44, ou bien la matrice peut être conçue de manière qu'une pression longitudinale soit appliquée à l'élément 44 tandis que les parois laté rales de l'ouverture sont empêchées d'être refoulées vers l'intérieur -pendant que cette pression est exercée.
.Par conséquent; l'élément 44 peut être dilaté et di- mensionné au diamètre et au profil déterminés soit par l'action de dilatation du poinçon, soit par la pression longitudinale exercée par les matrices, soit par une combinaison de ces deux actions réalisées successivement ou simultanément.
Une fois que l'opération de dilatation et de di- mensionnement est terminée, la matrice supérieure remonte jusqu'aux butées 39 en emportant avec elle l'élément 44a dilaté et l'élément 19. Les butées 39, comme on l'a dit plus haut, sont constituées par des vis réglables montées dans le bâti de la presse et entrent en contact avec la barre 33 pendant que la matrice remonte, bloquant alors la barre 33, le man chon 27 et la matrice 20.
Le bloc 2.9 et le poinçon 24 continuent à remonter et assurent ainsi l'éjection de l'élément dilaté 44a hors du poinçon 24, puis le bloc 29 et le poinçon 24 continuent à remonter jus- que dans leur position limite supérieure. A la fin de l'opération d'éjection, l'élément ainsi dilaté et mis en forme, et par conséquent terminé, peut être re tiré, avec l'élément 19 auquel il est lié, de la zone de travail.
On voit que la dilatation de la rotule ou élément 44 en emmanchant dans son ouverture le poinçon de dimension supérieure accroit le diamètre de l'ouver ture 46 cylindrique qui devient l'ouverture 46a de la fig. 5, ouverture qui peut ainsi être calibrée par le poinçon au diamètre de l'élément à mettre en place dans l'ouverture.
L'articulation ainsi formée peut être utilisée telle quelle ou bien elle peut être traitée thermiquement ; le traitement thermique peut être réalisé sur l'en semble de l'articulation ou bien on peut traiter et tremper seulement l'élément intérieur sans traiter l'élément extérieur qui peut être constitué d'un ma tériau ne prenant pas ou prenant moins la trempe tandis que le matériau de l'élément intérieur est trempant.
Les fig. 7 à 23 représentent d'autres éléments intérieurs et extérieurs. Aux fig. 7 à 9, l'élément ex térieur se présente comme une bague 52 perforée d'un trou de profil sphérique 53. L'élément intérieur ou rotule 44 a une surface sphérique 45 dimensionnée de manière à être introduite dans: le trou 53 avec un jeu 54, cet élément étant percé d'un trou 46. Puis cet élément 44 est dilaté de façon à être lié avec la bague 52. et à présenter une bonne portée par rap port à l'ouverture sphérique 53 au moyen des opé rations de dilatation réalisées de la même manière que sur les fig. 1 à 6.
L'articulation terminée (fig. 8 et 9) peut être installée dans d'autres éléments de machine. Le cas échéant, une gorge de lubrification 55 peut être ménagée dans la surface sphérique in térieure 53 et être raccordée à un orifice 56 de ma nière à assurer un graissage correct des surfaces sphé riques. Le même principe de lubrification pourrait évidemment être appliqué à toutes les autres formes d'articulations. représentées.
Les fig. 10- et 11 montrent comment l'élément intérieur peut être emboité directement dans l'élé ment extérieur. Dans ce cas, l'élément extérieur est un levier 57 plat, pourvu d'une portion en forme de cuvette 58 percée d'un trou et assurant la liaison de l'élément avec une. autre pièce de machine et, à pro ximité de son autre extrémité, il est pourvu d'une collerette circulaire 59 qui est percée d'un trou 60 présentant une surface intérieure sphérique 61.
La rotule ou élément intérieur 44 de dimension infé rieure a une surface extérieure sphérique de diamètre inférieur à celui du trou 60 ménagé dans le levier et laissant subsister un jeu 62 entre la surface exté rieure de la rotule et la surface intérieure sphérique 61 du trou du levier. Puis cet élément 44 est dilaté de manière à être amené en contact de liaison avec le levier et à réaliser une articulation à mouvement universel, cette opération de dilatation étant exécu tée suivant le processus illustré par les fig. 1 à 6.
Les fig: 12 à 16 montrent comment un élément intérieur cylindrique peut être monté dans un élé ment extérieur, l'élément cylindrique n'ayant pas be soin d'être à auto-alignement, cet ensemble d'élé ments étant utilisés pour constituer l'élément exté rieur d'une articulation, comme on le verra plus loin. Dans ce cas, un élément extérieur 63, dont une extrémité seulement est représentée, est perforé d'un trou transversal 64.
Un élément intérieur 65 se présente sous la forme d'une bague comportant une gorge périphérique extérieure 66 et un trou 67 cons tituant un palier cylindrique. Le diamètre extérieur de l'élément 65 est essentiellement le même ou légè rement inférieur à celui du trou 64 et cet élément est placé dans ce trou, comme le montre la fig. 15, la gorge extérieure 68 étant à l'aplomb des bords de l'ouverture 64. Puis cet élément 65 est dilaté par le même processus que celui des fig. 1 à 6 de manière à refouler vers l'extérieur la paroi de l'élément. pour que les bords du trou 64 viennent s'engager dans la gorge 66 et bloquer ainsi l'élément dans le levier.
Si l'élément est dilaté sous l'action d'un poinçon plus grand emmanché dans l'ouverture 67, l'ouver ture résultante 67a de l'élément cylindrique sera agrandie en conséquence. On peut également, pen dant que le poinçon est emmanché dans l'ouverture de l'élément 65, comprimer cet élément longitudina lement de façon à parfaire le blocage des bords de l'ouverture de l'élément 63.
La fig. 17 montre comment, par le procédé dé crit, cet élément cylindrique 65 peut être installé et bloqué dans l'élément 63, cet élément 65 pouvant être utilisé comme palier cylindrique (fig. 16) ou bien comme organe de montage d'un élément 44 à auto-alignement constituant une rotule. Sur la fig. 17, cet élément cylindrique 65 est mis en place dans le trou 64 de l'élément 63 avant de réaliser l'opération de dilatation permettant son blocage dans l'élément 63. Il peut ensuite être dilaté jusque dans la posi tion de la fig. 16 pour être bloqué dans l'élément 63.
L'ouverture - qui est maintenant l'ouverture 67a agrandie peut alors être usinée de façon à former une surface intérieure sphérique dans laquelle une rotule ou élément intérieur 44 peut être dilaté direc tement, comme pour les éléments des fig. 4 à 8.
Les fig. 18 à 21 représentent une variante. Sur ces figures, l'élément extérieur dans lequel l'élément intérieur doit être monté est l'élément 19 des fig. 4 à 6 dans la tête 41 duquel est percé le trou trans versal 43 de surface intérieure sphérique. On pour rait aussi utiliser l'une quelconque des autres formes. L'élément intérieur destiné à être mis en place dans ce trou est une rotule pleine 73 présentant une sur face extérieure convexe 74 de diamètre inférieur à celui des orifices opposés du trou 43 de façon à per mettre l'engagement de la rotule 73 dans le trou en laissant subsister un jeu 75.
Cette rotule 73 peut pré senter une surface extérieure 74 sphérique ou ellip soïdale, cette surface étant convexe longitudinale ment et sa section étant limitée par des arcs de cercle ou d'ellipse d'un rayon de courbure supérieur à celui de la surface du trou 43.
Cet élément est dilaté dans l'ouverture sphérique 43 sous l'effet d'une pression longitudinale exercée sur les faces opposées 76 de la rotule 73, soit à l'aide des matrices des fig. 1 et 3 utilisées sans le poinçon 24, soit par d'autres dispositifs. Une surface 74 ellipsoïdale 20 donne, par comparaison avec des surfaces sphériques, une dilatation un peu plus régu lière de la rotule 73 dans l'ouverture sphérique 43 sous l'effet de la pression longitudinale exercée sur la rotule.
Ceci s'explique par le fait que les variations d'épaisseur de la rotule entre son centre et ses ex trémités longitudinales sont inférieures dans les diffé- rents plans transversaux et que par conséquent le métal a une tendance moindre à s'accumuler au cen tre de la rotule que pour un profil sphérique. En d'autres termes, il tend à Huer de façon plus régu lière sur la longueur dé la rotule mais il va de soi que l'on pourrait aussi utiliser une rotule sphérique. Sous l'effet de cette pression longitudinale, la rotule 73 est transformée en 73a dont la surface extérieure 74a épouse le profil de la surface du trou 43 de l'élément 19 de manière à constituer une articulation à auto-alignement.
Une ouverture cylindrique 77 peut ensuite être percée dans l'élément dilaté 73a (fig. 20) de manière à terminer l'articulation.
Les fig. 22 et 23 représentent d'autres rotules ou éléments intérieurs pleins qui peuvent être dilatés dans l'ouverture sphérique 43 de l'élément extérieur 19. Sur la fig 22, la rotule est un élément de profil allongé 78 qui comporte une surface extérieure con vexe 79 similaire à la surface 74 de la fig. 18, excepté que les extrémités opposées 8(1, au lieu d'être aplaties, peuvent être arrondies.
Cet élément est placé dans une ouverture 43 identique à celle de la fig. 18 puis est dilaté jusqu'à entrer en contact avec la surface intérieure de l'ouverture sous l'effet d'une pression longitudinale exercée sur les extrémités opposées. Cette action de compression longitudinale provoquera l'aplatissement des extrémités opposées de cet élément après dilatation dans l'ouverture 43 et cet élément pourra être percé de manière à réaliser le palier cylindrique 77 de la fig. 20.
Sur la fig. 23, l'élément 81 est une sphère. Cette sphère est placée dans l'ouverture 43 de l'élément 73 de la fig. 18 puis elle est dilatée de manière à épou ser le profil des parois 43 sous l'action d'une pres sion longitudinale -exercée sur les côtés opposés de l'élément sphérique 81 et aplatissant les côtés oppo sés de la sphère qui est ensuite percée de manière à réaliser un palier cylindrique 77 (fig. 20).
On voit que dans toutes ces formes d'exécution, l'élément extérieur dans lequel l'élément intérieur doit être monté est percé d'un trou transversal. Ce- trou peut avoir une surface cylindrique ou sphérique ou toute autre forme, l'élément intérieur de dimensions inférieures à celle du trou et associé le cas échéant à des organes placés sur sa surface extérieure, est placé dans ce trou puis est dilaté de manière à être bloqué dans l'élément extérieur. On voit par consé quent que l'opération de mise en place de l'élément intérieur dans l'élément extérieur par dilatation est très simple et peut être exécutée de façon rapide et précise.
En outre, l'articulation ainsi montée peut être utilisée sans autre traitement ou bien elle peut, si on le désire, être traitée.
La fig. 24 montre un élément intérieur continu 95 présentant une surface extérieure convexe et un trou 96 le traversant, ainsi qu'un élément extérieur continu 93 présentant une surface intérieure concave. L'élément extérieur peut être soit une voie de glis sement individuelle d'un palier à auto-alignement soit un levier ou un élément de machine similaire.
Comme le montre la fig. 24, l'élément extérieur 93 présente, lorsqu'il est engagé télescopiquement sur l'élément intérieur 95 et avant assemblage, un écar tement 92 séparant la surface concave intérieure de l'élément 93 et la surface convexe de l'élément 95.
La fig. 25 représente l'articulation une fois que son élément extérieur 93 a été restreint dans le sens radial de manière à assurer le jeu correct entre les surfaces de glissement.
Les fig. 26 et 27 représentent un appareil de contraction destiné à conformer les extrémités d'une tige représentée aux fig. 28 et 29. Il comporte une plate-forme extérieure 101 et une partie intermé diaire 102 comportant une ouverture annulaire dans laquelle est installé un socle 130 qui supporte lui- même une tige verticale 103. La tige 103 a un diamètre constant sur l'ensemble de la longueur de sa paroi extérieure 109. Une matrice extérieure 104 a une paroi intérieure conique 110, l'embouchure in férieure<B>115</B> étant plus large que l'embouchure supé rieure 116. La matrice 104 est fixée sur un manchon supérieur 104a par une vis 104b.
Le manchon supérieur 104a est monté au moyen d'une pièce filetée 132 sur un vérin (non représenté) assurant sa montée et sa descente. Lorsqu'elle est descendue, la matrice 104 entoure la tige 103 à sa partie supé rieure et sur ses flancs.
La partie supérieure de la tige 103 comporte un rebord annulaire <B>106,</B> une corniche également annu laire 107 ainsi qu'une cavité 108, ces parties étant profilées en fonction des dimensions de l'articulation à fabriquer. Une broche 111 est engagée dans la cavité 108 et s'engage aussi dans une cavité 112. d'un organe de centrage et de compression 133.
L'organe de centrage 133 est poussé vers le bas par un ressort 134 de façon à bloquer en position l'extrémité de la tige pendant l'opération de con traction. A la fin de cette opération, l'organe de centrage 133 appuie sur la face supérieure de l'élé ment extérieur de l'articulation avec une force qui, pour-une cote extérieure de 26 mm, est de l'ordre de 6 à 10 tonnes. Cette pression refoule l'organe 133 vers le haut dans la cavité 135 en opposition au ressort 134. L'organe 133 est bloqué dans sa posi tion supérieure par un doigt 136 qui est engagé par un ressort 137 sous une collerette 138 de l'organe 133.
Le doigt 136 est fixé à une poignée 139 et peut être dégagé de dessous. la collerette 138 en manoeuvrant la poignée.
Lorsque l'appareil de contraction des fig. 26 et 27 est mis en service, l'élément extérieur 93 et l'élé ment intérieur 95 de l'articulation, ce dernier pré sentant le trou 96, sont placés sur le rebord 106 et la corniche 107, respectivement. L'élément intérieur 95 est ensuite empêché de se déplacer horizontale ment par la broche 111 qui est engagée dans le trou 96. La corniche 107 empêche l'élément 95 de des cendre. La matrice 104 est alors placée de façon que son embouchure 115 entoure l'élément extérieur 93 qui a été engagé télescopiquement sur l'élément intérieur 95. La matrice 104 est alors poussée vers le bas par le vérin.
Si le diamètre extérieur de l'élé ment 93 est environ de 26 mm, la pression dévelop pée est de 4 à 6 tonnes. La contraction radiale vers l'intérieur de l'élément extérieur 93 est provo quée par une pression radiale exercée par la paroi conique 110. Cette contraction de l'élément extérieur 93 contre l'élément 95 assure l'assemblage de l'arti culation avec un jeu déterminé une fois que le métal est revenu en arrière sous l'effet de son élasticité après retrait de la matrice. La dernière partie de la course de descente-de la matrice 104 correspond à la compression de l'élément extérieur 93 entre l'or gane de centrage 133 et le rebord 106.
Après son enlèvement de l'appareil, l'articulation peut être dégagée en poussant l'élément extérieur contre l'élément intérieur le long de son rebord. L'articulation peut être fabriquée de façon si pré cise que cette opération de dégagement devienne superflue.
On peut déterminer exactement à l'avance la contraction à donner à l'élément extérieur par des contrôles précis des dimensions de la paroi 110 de la matrice 104.
Avant la descente de la matrice 104, l'extrémité de tige 120 comportant une partie filetée 122 et un rebord annulaire 123 solidaire d'une partie triangu laire 12.1 (fig. 28 et 29) est introduite par l'ouver ture 124 dans, la matrice extérieure 104.
L'extrémité de tige est maintenue par une partie circulaire de l'organe de centrage 133 qui est engagée dans l'ouverture 119, comme le montre la fig. 27. Lorsque la matrice 104 est complètement descendue, sa paroi 110 est totalement passée au-delà de l'élé ment extérieur 93. Cet élément 93 qui a subi une contraction par la paroi 110 pénètre dans l'extré mité de tige 120 et est alors amené à se dilater dans l'ouverture 119 de celle-ci de manière à lier l'élé ment 93 avec l'extrémité de tige par l'opération de compression qui a été décrite plus haut. L'extrémité de tige 120 dans laquelle est bloqué l'élément de palier est enlevée lorsque la matrice extérieure 104 est relevée.
Un autre appareil représenté à la fig. 32 est agencé pour la production d'articulations sans inser tion simultanée de l'articulation dans un élément terminal de tige. Cet appareil est analogue à celui représenté aux fig. 26, et 2.7 sauf qu'il n'est rien prévu pour l'insertion ou le maintien d'un élément terminal de tige.
Dans cet appareil, la plateforme extérieure 101', la portion intermédiaire 102', le socle 130', la tige l03', la matrice extérieure 104', la paroi intérieure conique 110', le rebord annulaire 106', la corniche annulaire 107', la cavité 108', la broche 11l', l'embouchure 115' de la matrice 104' et le vérin ont les mêmes structures et jouent les mêmes rôles que les pièces et parties correspondantes des fig. 26 et 27. Un organe de compression 146 est bloqué sur une plaque supérieure 148 par des bou lons 147.
La plaque supérieure 148 qui s'étend de part et d'autre de l'organe 146 est reliée à des tiges <B>152</B> droite et gauche. Un bloc-presseur 151 est placé dans une cavité circulaire 150 ménagée au centre de l'organe 146. Une plaque de base 153 est fixée sur la matrice 104'. La plaque 153 comporte des trous 154 qui sont légèrement supérieurs aux tiges 152 engagées dedans. Les tiges se terminent par des blocs de butée 155. En service, lorsque la matrice 104' est relevée, un élément extérieur 93 est placé sur le rebord 106' et un élément intérieur est placé sur la corniche 107'. L'embouchure 115' de la matrice 104' est descendue sur l'élément extérieur 93.
La matrice 104' est pous sée vers le bas par l'organe de compression 146 qui agit sur sa face supérieure et l'opération de contrac tion et de compression est réalisée comme ci-dessus. Une fois que la base de la matrice 104' a touché la partie supérieure du socle 130', le vérin est relevé. L'organe 146 est relevé de façon à s'écarter de la matrice 104' jusqu'à ce que les blocs de butée 155 touchent la base de la plaque 153 et la soulèvent avec la matrice 104'. La séparation de l'élément 146 de la matrice 104' permet l'enlèvement facile de l'articulation une fois assemblée.
Il va de soi que le processus qui vient d'être dé crit peut être employé efficacement sans opération de compression.
La fig. 30 met en évidence la souplesse du pro cédé décrit. Cette articulation présente une gorge de lubrification 140 ménagée dans l'élément extérieur avant montage: Après que la contraction radiale de l'élément extérieur a été effectuée, avec ou sans opération de compression, l'élément possède certaines, caractéris tiques métallurgiques qui sont facilement identifiables de la manière suivante.
Lors de sa contraction, l'élément extérieur est soumis à une pression suffisamment élevée pour pro voquer une déformation vers l'intérieur et dans une direction longitudinale. Chaque point de l'élément extérieur se déplace vers l'intérieur de la même dis tance. La contrainte circonférentielle, c'est-à-dire le rapport de la variation de longueur à la longueur d'origine est plus grand pour la surface intérieure de l'élément extérieur que pour- sa surface extérieure. Dans cette mise en aeuvre, toutes les contraintes sont situées dans la zone de déformation plastique.
L'élément extérieur résiste à la pression orientée vers l'intérieur avec une force interne qui produit une contrainte de compression égale à la limite élas tique du métal. Cette contrainte de compression sub siste aussi longtemps que la pression vers l'intérieur est appliquée. Lorsque la pression qui s'exerce sur la partie supérieure de 1a paroi 110 (fig. 26 et 2.7) est relâchée, l'élément extérieur tend à reprendre son profil d'origine et les contraintes, dans l'élément 93 varient élastiquement. Les contraintes supérieures s'exerçant sur la face intérieure seront réduites par ce retour élastique du métal bien plus que les contrain tes de la face extérieure.
Comme la force de réaction interne résultante doit être nulle pour l'élément non sollicité, on est .en présence d'un système de con traintes résiduelles dans lequel la partie intérieure est dans un état de tension circonférentielle et la partie extérieure dans un état de compression circonféren- delle. La fig. 31 donne un schéma de la répartition des contraintes dans une section de l'élément exté rieur, répartition valable avant l'opération de com pression.
Pendant l'opération de compression, l'élément extérieur est comprimé axialement tout en restant en contact avec la surface extérieure de l'élément inté rieur. Comme les extrémités de l'élément extérieur se rapprochent l'une de l'autre, la surface incurvée de l'élément intérieur oblige le métal\à s'allonger vers l'extérieur. Cet allongement est le plus grand aux ex trémités et il est nul au centre. Il en résulte qu'il existe des contraintes de tension circonférentielle égales à la lite élastique aux extrémités et nulles au centre.
La contrainte circonférentielle est élastique dans une bande étroite englobant le centre. La con trainte résiduelle résultant de la compression excède la contrainte résiduelle résultant de la relaxation de la pression de contraction en tous points sâuf dans l'étroite bande centrale.
L'opération de compression introduit des contraintes axiales. ainsi que des, con traintes circonférentielles mais, lorsque la pression est relâchée, les contraintes axiales sont supprimées. Le produit final après compression est une articu lation présentant des contraintes de compression sur l'intérieur et des contraintes de tension sur l'exté rieur dans les zones terminales alors qu'elle donne lieu à une répartition inverse entre ces extrémités, et au centre. La transition entre un régime de réparti tion et l'autre est située sur l'axe.
Par des techniques appropriées telles que l'exa men aux rayons X ou par des jauges de mesure de contrainte, on peut mettre en évidence cette répar tition de contrainte et contrôler l'élément.
Le procédé décrit permet de fabriquer des arti culations à rotule de qualité et de dimensions pré cises à un faible prix de revient. L'assemblage néces site moins de dix secondes par articulation dans le cas d'une opération de contraction réalisée avec un élément extérieur d'un diamètre de vingt-six milli- mètres. Le procédé permet d'incorporer aux éléments préformés la gorge de lubrification 140 de la fig. 30 et il permet un contrôle dimensionnel très poussé.
Par exemple, un élément extérieur sort de la matrice de contraction avec une surface extérieure ayant une section circulaire presque parfaite et ne nécessitant souvent aucune opération de finition, la même re marque étant applicable à la surface intérieure d'un élément intérieur après dilatation. En outre, le pro cédé permet d'obtenir le jeu désiré entre les éléments sans qu'il y ait démontage.
Le procédé décrit ne nécessite l'application que d'une force relativement faible qui est de l'ordre de dix tonnes pour réaliser la contraction d'un élément extérieur d'un diamètre de vingt-six millimètres. Ceci permet non seulement d'utiliser des machines moins chères qu'auparavant mais aussi d'effectuer un revê tement des éléments avant assemblage à l'aide de métaux tendres sans risquer de perte de cette matière, ce qui poserait un problème pour des forces supé rieures.