Une rotule est un style de joint pivotant qui donne une relative liberté de mouvement à un objet connecté. Ces joints se composent généralement de deux parties, la rotule et le boîtier, mais certains joints à rotule utilisent une pièce de connexion qui relie les deux parties entre elles. Il est possible de trouver une rotule dans des millions de systèmes différents. Presque toutes les voitures fabriquées ont plusieurs rotules dans les systèmes de direction et de suspension – elles sont également courantes dans d’autres dispositifs orientables comme les machines industrielles et les jouets pour enfants. La rotule anatomique, comme dans une épaule humaine, est également un style de rotule.
La conception de base d’un joint à rotule est très simple. La bille est un roulement relié à un goujon, qui est souvent fileté pour lui permettre de se visser dans une machine ou un accouplement plus gros. La balle s’insère librement dans un boîtier, mais une lèvre interne empêche le boîtier de libérer la balle. En conséquence, la bille peut rouler à l’intérieur du boîtier, créant une grande quantité de mouvement par rapport aux deux moitiés du joint.
Il y a deux modifications principales que l’on trouve couramment dans la rotule de base. Ce premier est une pièce conjonctive entre la boule et le boîtier. Il s’agit généralement d’un ressort, mais d’autres types de connexion sont possibles. Cette pièce de connexion réduit les vibrations causées par le déplacement de la bille dans le boîtier. D’autre part, la connexion limitera occasionnellement la pleine mobilité de l’articulation.
L’autre modification courante du modèle de joint à rotule de base est un joint complet. Les rotules normales sont ouvertes et nécessitent une lubrification occasionnelle pour continuer à fonctionner correctement. Sans lubrification, la bille d’acier commencera souvent à rouiller et à se décomposer. Les joints à rotule scellés ont un joint étanche aux liquides autour de l’ouverture du boîtier et une lubrification à l’intérieur du joint. Ces joints nécessitent beaucoup moins d’entretien, mais les ruptures du joint nécessitent généralement le remplacement de l’ensemble de l’unité.
Les rotules assurent un mouvement multidirectionnel entre deux objets connectés. À l’extrême, une rotule a un mouvement directionnel de près de 180 degrés et un mouvement de rotation de 360 degrés. Bien que très peu de rotules soient aussi lâches, il s’agit d’une configuration possible. Un joint à rotule typique oscille autour d’un mouvement de 100 degrés, juste légèrement plus grand que la perpendiculaire.
Ces joints sont généralement conçus pour des emplacements avec un mouvement multidirectionnel rapide, souvent inattendu. L’un des endroits les plus courants pour trouver une rotule en dehors de la rotule anatomique est dans une automobile. Ces articulations fournissent les capacités de rotation du système de direction, tout en permettant des ajustements de la hauteur du système. De plus, ils sont courants dans les suspensions où ils relient le système de suspension à la roue.