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FR3018322A1 - Organe de liaison rotule a lubrification permanente - Google Patents

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FR3018322A1
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Abstract

L'organe de liaison rotule, du type comporte une bague intérieure (10), de forme générale de révolution autour d'un premier axe (X10), comprenant une surface externe de contact (14) présentant une forme sphérique tronquée, et une bague extérieure, de forme générale de révolution autour d'un second axe, comprenant une surface interne de contact complémentaire de ladite surface externe de contact (14), coopérant avec ladite surface externe de contact (14). L'organe de liaison rotule est caractérisé en ce qu'au moins l'une des bagues intérieure et extérieure (10) comprend au moins un réservoir de lubrifiant (20, 21) ménagé sur l'une des surfaces externe et interne (14) de contact.

Description

ORGANE DE LIAISON ROTULE A LUBRIFICATION PERMANENTE La présente invention concerne un organe de liaison rotule à lubrification permanente.
On connaît déjà, dans l'état de la technique, un organe de liaison rotule, du type comportant - une bague intérieure, de forme générale de révolution autour d'un premier axe, comprenant une surface externe de contact présentant une forme sphérique tronquée, et une bague extérieure, de forme générale de révolution autour d'un second axe, comprenant une surface interne de contact complémentaire de ladite surface externe, et coopérant avec cette surface externe. Dans la présente description, les termes « intérieur » et « extérieur » sont considérés en fonction des positionnements radiaux par rapport au premier, respectivement au second, axe. En particulier, lorsque les premier et second axes sont confondus, la bague intérieure est plus proche des axes que la bague extérieure. Par ailleurs, une surface est dite interne lorsqu'elle est tournée vers les axes, et externe lorsqu'elle est tournée à l'opposé des axes. Un tel organe de liaison autorise un mouvement de rotation de la bague extérieure autour du second axe, par rapport à la bague intérieure, ou, respectivement, un mouvement de rotation de la bague intérieure autour du premier axe, par rapport à la bague extérieure. L'organe de liaison autorise également un mouvement relatif dit de « rotulage », correspondant à une rotation de la bague extérieure par rapport à la bague intérieure autour de tout axe (dit « axe de rotulage ») perpendiculaire au premier axe, ou, respectivement, à une rotation de la bague intérieure par rapport à la bague extérieure autour de tout axe de rotulage perpendiculaire au second axe. Dans l'industrie aéronautique, de tels organes équipent notamment les pylônes de support des réacteurs de certain avions. Les pylônes sont destinés à supporter le poids des réacteurs et à transmettre la poussée des réacteurs, et les organes de liaison rotule doivent donc compenser les défauts d'alignement des réacteurs et les déformations des pylônes. Dans un tel organe de liaison, les bagues intérieure et extérieure sont généralement réalisées en métal. Un tel contact métal sur métal nécessite une bonne lubrification pour présenter un bon fonctionnement et une bonne durée de vie. A cet effet, l'une des bagues présente généralement une surface de contact pourvue de rainures, également appelées « gorges de graissage », permettant une circulation de graisse entre les surfaces de contact des bagues, à partir d'un réservoir de lubrifiant situé à l'extérieur de l'organe de liaison.
Dans la plupart des cas, un opérateur doit apporter une nouvelle quantité de lubrifiant dans le réservoir pour que l'organe de liaison puisse continuer à fonctionner sans se détériorer au niveau des zones où les contraintes sont les plus fortes, à condition qu'un tel apport de lubrifiant supplémentaire soit possible compte tenu de la configuration dans laquelle l'organe de liaison est monté.
Il est connu de WO-A-2012/148899 de ménager des rainures sur les surfaces de contact des bagues intérieure et extérieure de l'organe de liaison, et de remplir les rainures d'un matériau poreux imprégné de lubrifiant. Une telle solution technique ne donne pas entière satisfaction car elle n'est adaptée qu'aux lubrifiants liquides, tels que les huiles, et non aux graisses et aux lubrifiants solides. Or, les huiles ne peuvent être utilisées dans le cadre des rotules, car les pressions surfaciques sont trop importantes. L'invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients, en proposant un organe de liaison rotule présentant une bonne lubrification et une durée de vie satisfaisante sans nécessiter d'apport ultérieur de lubrifiant. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un organe de liaison rotule, du type comportant une bague intérieure, de forme générale de révolution autour d'un premier axe, comprenant une surface externe de contact présentant une forme sphérique tronquée, et une bague extérieure, de forme générale de révolution autour d'un second axe, comprenant une surface interne de contact complémentaire de ladite surface externe de contact, coopérant avec ladite surface externe de contact. L'organe de liaison rotule est caractérisé en ce qu'au moins l'une des bagues intérieure et extérieure comprend au moins un réservoir de lubrifiant ménagé sur l'une des surfaces externe et interne de contact. Les réservoirs de lubrifiant permettent donc une lubrification efficace et durable de l'organe de liaison rotule, et évitent le besoin de fournir une nouvelle quantité de lubrifiant.
Les organes de liaison sont ainsi lubrifiés à vie. Un organe de liaison selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - L'organe comprend au moins deux réservoirs de lubrifiant fluidiquement connectés ou non l'un à l'autre. - Les réservoirs de lubrifiant comprennent des reliefs en creux ménagés sur une partie de la surface de contact de l'une des bagues. - Les réservoirs de lubrifiant comprennent au moins une rainure s'étendant sur une partie de la surface de contact de l'une des bagues. - Les réservoirs de lubrifiant comportent au moins une rainure circonférentielle, s'étendant circulairement autour de l'axe central de l'une des bagues. - Les réservoirs de lubrifiant comportent au moins un trou ménagé sur la surface de contact de l'une des bagues. - La surface de contact de l'une des bagues est texturée de micro-cavités formant des réservoirs de lubrifiant. - La surface texturée comporte au moins une rainure transversale s'étendant entre des première et seconde extrémités décalées dans la direction de l'axe de la bague correspondante. - Chaque rainure transversale présente une forme sinueuse, par exemple une forme de ligne brisée. - La surface texturée comporte une rainure circonférentielle centrale s'étendant circulairement autour de l'axe de la bague correspondante, au moins l'une des rainures transversales débouchant dans la rainure circonférentielle centrale. - Le motif de micro-cavités s'étend sur l'intégralité de la surface texturée. - Chaque micro-cavité présente un diamètre compris entre 10 et 100 i..tm. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles la figure 1 est une vue en perspective d'un organe de liaison conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective d'une bague intérieure de l'organe de liaison de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective d'une bague extérieure de l'organe de liaison de la figure 1; la figure 4 est une vue partielle en perspective et selon un autre angle, d'une variante de la bague intérieure de la figure 2; la figure 5 est une vue à plus grande échelle du détail V à la figure 3 ; la figure 6 est une vue à plus grande échelle du détail VI de la surface externe de contact de la bague intérieure de la figure 4, représentant un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail VII à la figure 6. Un organe de liaison rotule 1 est représenté sur la figure 1. Cet organe de liaison rotule comprend une bague intérieure 10 et une bague extérieure 12, respectivement représentées séparément sur les figures 2 et 3.
La bague intérieure 10 présente une forme générale de révolution autour d'un premier axe X10, et comprend une surface externe de contact 14 présentant une forme sphérique tronquée à ses extrémités dans la direction de l'axe X10 par des surfaces axiales d'extrémité 100 perpendiculaires à l'axe X10. Une telle bague intérieure 10 est généralement creuse, délimitant un espace interne, de sorte qu'une telle bague intérieure 10 est généralement destinée à être emmanchée sur une tige complémentaire d'un premier élément à lier. La bague intérieure 10 est par exemple réalisée en un alliage de titane, revêtu par un dépôt épais d'alliage de cuivre, ledit dépôt épais portant la surface externe 14. La bague extérieure 12 présente une forme générale de révolution autour d'un second axe X12, et comprend une surface interne de contact 16 complémentaire de la surface externe de contact 14, destinée à coopérer avec cette surface externe de contact 14. Sur la figure 1, les axes X10 et X12 sont confondus. Cette bague extérieure 12 est généralement destinée à être solidarisée à un second élément à lier. Ainsi, les premier et second éléments à lier sont liés par une liaison rotule par l'intermédiaire de l'organe de liaison 1. Le premier élément à lier peut être solidaire d'un réacteur d'un aéronef, tandis que le second élément à lier peut être solidaire d'un pylône de support du réacteur. La bague extérieure 12 est par exemple réalisée en un alliage de titane, revêtu d'un dépôt mince dur, ledit dépôt mince portant la surface interne de contact 16.
Afin d'être lubrifié à vie, l'organe de liaison 1 comporte au moins un réservoir de lubrifiant ménagé sur l'une des surfaces de contact 14 et 16. L'organe de liaison comprend de préférence au moins deux réservoirs de lubrifiant, connectés fluidiquement ou non l'un à l'autre. Les réservoirs de lubrifiant sont formés par des reliefs en creux ménagés sur les surfaces de contact 14 et 16. Les réservoirs de lubrifiant comprennent notamment des rainures circonférentielles 20 ménagées sur la bague intérieure 10, qui s'étendent sur un secteur angulaire limité de la surface externe 14. Les rainures 20 s'étendent au voisinage des surfaces d'extrémité 100, dans des zones où les contraintes subies par les surfaces 14 et 16 sont élevées en fonctionnement de l'organe de liaison 1. Les rainures contiennent une quantité suffisante de lubrifiant qui est déplacée vers les autres zones par les déplacements relatifs des bagues intérieure 10 et extérieure 12. Ainsi, le lubrifiant est directement présent dans les zones critiques de l'organe de liaison 1. Celui-ci est donc lubrifié en permanence sans nécessiter d'apports supplémentaires de lubrifiant. Selon une variante représentée à la figure 4, la surface 14 comporte au moins une rainure circonférentielle 20 s'étendant circulairement autour de l'axe X10 à égale distance des surfaces d'extrémité 100, formant un réservoir de lubrifiant dans la partie centrale de la surface texturée 14. Les réservoirs de lubrifiant comprennent également des trous 21 ménagés sur la surface 14 dans une zone périphérique centrale de la bague intérieure 10 par rapport aux surfaces d'extrémité 100. Les trous 21 sont prévus entre les rainures 20. Un trou 21 est notamment prévu à égale distance des surfaces d'extrémité 100, dans une zone où les contraintes sont fortes en configuration de fonctionnement de l'organe de liaison 1. La surface de contact interne 16 de la bague extérieure 12 comprend également des réservoirs de lubrifiant formés par des rainures circonférentielles 160 s'étendant autour de l'axe X12. La profondeur des rainures 20 et 160 et des trous 21 par rapport aux surfaces 14 et 16 est de préférence de l'ordre de 1 mm. Les rainures 20 et 160 et les trous 21 peuvent être réalisés au moyen de différents procédés d'usinage tels que le découpage au jet d'eau, la gravure à l'eau-forte, le fraisage, le tournage ou le moletage, entre autres. Le lubrifiant peut être une graisse, ou bien un lubrifiant solide, tel qu'un métal mou, un lubrifiant lamellaire, du graphite, du métal fritté, ou un vernis de glissement. Selon un aspect optionnel représenté sur la figure 5, les rainures 160 peuvent comprendre des trous 162 formant des volumes supplémentaires de stockage de lubrifiant. Selon un autre aspect optionnel non représenté de l'invention, l'organe de liaison 1 peut comprendre des joints d'étanchéité permettant d'empêcher la fuite du lubrifiant à l'extérieur de l'organe de liaison 1. Un second mode de réalisation de l'invention est représenté sur les figures 6 et 7.
Dans ce mode de réalisation, les éléments communs au premier mode de réalisation portent les mêmes références et fonctionnent de la même façon. Seules les différences par rapport au premier mode de réalisation sont détaillées. Dans le mode de réalisation des figures 6 et 7, l'une des surfaces externe 14 et interne 16 de contact, dite surface texturée, présente un motif de micro-cavités 18 réparties sur au moins une partie de cette surface texturée. Ces micro-cavités 18 sont destinées à recevoir un lubrifiant, notamment une graisse, et ainsi forment des réservoirs de lubrifiant. Dans l'exemple représenté, la surface texturée est la surface externe de contact 14. On a représenté sur la figure 6 un détail de cette surface texturée 14, et on a représenté sur la figure 7 un agrandissement de la surface texturée 14 de la figure 6, montrant lesdites micro-cavités 18. Avantageusement, le motif de microcavités 18 s'étend sur l'intégralité de la surface texturée 14. Chaque microcavité présente par exemple un diamètre compris entre 10 et 100 micromètres (lm). La distance entre deux microcavités adjacentes est relativement faible, si bien que le motif de microcavités 18 présente une forte densité adaptée pour une lubrification efficace de l'ensemble de l'organe de liaison 1. Le motif de microcavités 18 est de préférence réalisé par texturation laser de la surface texturée 14. Un tel procédé de texturation laser est bien connu en soi, et ne sera donc pas décrit davantage.
De manière optionnelle, la surface texturée 14 peut comporter également au moins une rainure circonférentielle 20, s'étendant autour de l'axe X10, destinée à loger du lubrifiant, notamment afin de favoriser la circulation de lubrifiant circonférentiellement autour de la surface texturée 14. Par ailleurs, afin de faciliter une circulation transversale de lubrifiant entre les surfaces interne 16 et externe 14 de contact, la surface texturée 14 comporte de préférence au moins une rainure transversale 22, s'étendant entre les surfaces d'extrémité 100 de la bague intérieure 10. Par exemple, la surface texturée 14 comporte une pluralité de rainures transversales 22 disposées parallèlement les unes par rapport aux autres, comme cela est représenté sur la figure 6.
Chaque rainure transversale 22 présente par exemple une forme sinueuse, notamment une forme de ligne brisée, afin de s'étendre de manière optimale sur la surface texturée 14. Avantageusement, chaque rainure transversale 22 débouche dans la rainure circonférentielle centrale 20, afin d'être alimentée en lubrifiant par celle-ci.
Du fait de la difficulté d'usinage mécanique d'un dépôt épais accommodant, la rainure circonférentielle 20 et les rainures transversales 22 sont avantageusement réalisées par usinage laser. Grâce au motif de micro-cavités 18, s'étendant de préférence sur l'intégralité de la surface texturée 14, cette surface texturée 14 reste lubrifiée en permanence.
L'invention permet de réaliser un organe de liaison à lubrification permanente, et cela sans risquer de détériorer l'une ou l'autre des bagues intérieure ou extérieure. L'organe de liaison ne nécessite donc pas de maintenance, et sa durée de vie est augmentée par rapport aux organes de liaison de l'art antérieur dans lesquels un réservoir externe de lubrifiant doit être approvisionné régulièrement. En outre, les charges et les températures que l'organe de liaison peut supporter en fonctionnement sont également augmentées. D'autres avantages sont également apportés par l'invention, notamment le fait que des particules présentes entre les bagues intérieure et extérieure peuvent être captées dans les réservoirs de lubrifiant. Lorsqu'un lubrifiant solide est utilisé, cela permet de contrôler des jeux mécaniques dans l'organe de liaison. On notera que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits, mais pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications. Les caractéristiques des modes de réalisation et variantes décrits ci- dessus peuvent être combinées pour former de nouveaux modes de réalisation de l'invention. En particulier, la surface texturée pourrait être portée par la bague extérieure. Par ailleurs, bien que l'invention soit particulièrement avantageuse dans le cadre d'un organe de liaison de type léger, c'est-à-dire dont les bagues sont réalisées en matériau léger revêtu de dépôts, elle pourrait tout aussi bien être appliquée à d'autres types d'organes de liaison, notamment aux organes de liaison comportant une bague en matériau accommodant et une bague en matériau conformant.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS1.- Organe de liaison rotule (1), du type comportant : une bague intérieure (10), de forme générale de révolution autour d'un premier axe (X10), comprenant une surface externe de contact (14) présentant une forme sphérique tronquée, et une bague extérieure (12), de forme générale de révolution autour d'un second axe (X12), comprenant une surface interne de contact (16) complémentaire de ladite surface externe de contact (14), coopérant avec ladite surface externe de contact (14), caractérisé en ce qu'au moins l'une des bagues intérieure et extérieure (10, 12) comprend au moins un réservoir de lubrifiant (20, 21, 160; 22) ménagé sur l'une des surfaces externe et interne (14, 16) de contact.
  2. 2.- Organe de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux réservoirs de lubrifiant fluidiquement connectés ou non l'un à l'autre.
  3. 3.- Organe de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réservoirs de lubrifiant comprennent des reliefs en creux (20, 21, 160; 22) ménagés sur une partie de la surface de contact (14, 16) de l'une des bagues (10, 12).
  4. 4.- Organe de liaison selon la revendication 3, caractérisé en ce que les réservoirs de lubrifiant comprennent au moins une rainure (20, 160) s'étendant sur une partie de la surface de contact (14, 16) de l'une des bagues (10, 12).
  5. 5.- Organe de liaison selon la revendication 4, caractérisé en ce que les réservoirs de lubrifiant comportent au moins une rainure circonférentielle (20), s'étendant circulairement autour de l'axe central (X10, X12) de l'une des bagues (10, 12).
  6. 6.- Organe de liaison selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les réservoirs de lubrifiant comportent au moins un trou (21) ménagé sur la surface de contact (14, 16) de l'une des bagues (10, 12).
  7. 7.- Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de contact (14, 16) de l'une des bagues (10, 12) est texturée de micro-cavités (18) formant des réservoirs de lubrifiant.
  8. 8.- Organe de liaison selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite surface texturée comporte au moins une rainure transversale (22) s'étendant entre des première et seconde extrémités décalées dans la direction de l'axe (X10, X12) de la bague (10, 12) correspondante.
  9. 9.- Organe de liaison selon la revendication 8, dans lequel chaque rainure transversale (22) présente une forme sinueuse, par exemple une forme de ligne brisée.
  10. 10.- Organe de liaison selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite surface texturée comporte une rainure circonférentielle centrale (20) s'étendant circulairement autour de l'axe de la bague correspondante, au moins l'une des rainures transversales (22) débouchant dans la rainure circonférentielle centrale (20).
  11. 11.- Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel le motif de micro-cavités (18) s'étend sur l'intégralité de la surface texturée.
  12. 12. Organe de liaison selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel chaque micro-cavité (18) présente un diamètre compris entre 10 et 100 iim.
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