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DISPOSITIF DE FIXATION POUR ELEMENTS DE RESSORTS SOLLICITES A LA FLEXION ET/OU A LA TORSION.
La présente invention a pour objet un dispositif de serrage d'éléments de ressorts, notamment de lames plates, sollicités à la flexion et/ou à la torsion, dans lequel on donne une forme particulière aux mâchoires de serrage de façon à obtenir la résistance maximum possible en présence d'une fatigue permanente.
Il est connu d'une façon générale d'arrondir les mâ- choires de serrage d'éléments de ressorts de façon qu'il ne se produise pas de coude brusque dans leur ligne élastique lorsqu'ils sont sollicités à la flexion. En particulier, il est connu, avec des lames de ressorts sollicitées simul- tanément à la flexion et à la torsion, de prolonger les
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éléments de serrage par une partie bombée convexe correspon- dante, loin en avant de la ligne de contact transversale sur laquelle les surfaces de fixation enserrent la lame de ressort lorsqu'elle n'est soumise à aucun effort, de sorte que, lorsque cette lame est déformée, la surface d'appui se déplace toujours davantage vers le milieu de la lame.
Dans ce montage, la forme donnée aux éléments de fixation a pour but de raccourcir la longueur effective des lames lors d'une déformation croissante de celles-ci et d'obtenir ainsi une caractéristique d'élasticité progressive, mais on ne peut y trouver un moyen d'agir sur les efforts de tension qui prennent naissance dans les lames sollicitées en vue d'ob- tenir, en présence d'une fatigue permanente, la résistance maximum possible. Ceci apparait déjà clairement du fait que, pour des lames plates sollicitées simultanément à la flexion et à la torsion, les éléments de serrage présentent des sur- faces dont les génératrices, rectilignes, sont parallèles au sens transversal de la lame à l'état de repos, donc des surfaces cylindriques dont la directrice correspond à la ligne de flexion élastique de la lame.
Il est manifeste que, lors d'une torsion simultanée des lames, il se produit sur leurs bords une répartition non homogène des tensions parce que ces lames, lorsque la forme des mâchoires de serrage s'adapte à la ligne médiane de la lame, sont pour ainsi dire courbées sur leurs angles. Mais, dans le cas d'éléments de ressorts sollicités uniquement à la flexion, il n'est pas donné d'indications dans la mesure appliquée consistant à adapter des mâchoires de serrage à la forme de la flexion sur la forme de la ligne élastique à laquelle il faut adap
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ter l'arrondi, cette forme variant continuellement lorsque la déformation augmente.
L'invention fournit le'moyen technique d'établir la fixation en vue d'obtenir la meilleure répartition possible des tensions dans les parties de serrage des éléments de ressorts et elle consiste à donner aux surfaces d'appui des organes de fixation des éléments de ressorts des formes identiques aux surfaces d'adaptation obtenues lorsque - avec une déformation de l'élément élastique croissant de façon continue ou une déformation croissant par paliers remplaçant cet accroissement continu - on prolonge la surface d'appui de façon continue ou par paliers en l'adaptant, dans chaque cas à la déformation élastique, de.façon que la déformation . subséquente se produise au-delà de la surface d'appui précé- demment obtenue.
Dans les dessins annexés, les figures ,1 et 2 exposent l'idée fondamentale de l'invention. Les figures 3 à 16 re- . présentent des exemples de réalisation de cette dernière.
La figure 1 représente à grande échelle et avec ampli- fication des ordonnées la fibre neutre N d'une lame de res- sort L représentée à la figure 2, cette lame étant serrée entre des organes de fixation El et E2 et tordue autour de l'axe X-X. La fibre neutre N, considérée tout d'abord seule pour plus de simplicité, subit une flexion. Si la lame était simplement fixée entre les mâchoires de serrage E1 de la figure 1 et si elle était fléchie par une force s'appliquant à l'extrémité libre de la lame et croissant par paliers, elle prendrait successivement les formes N1' N2 et N3.
Mais si, après chaque stade de flexion, on déplaçait la surface,
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d'appui sur la ligne de flexion obtenue dans chaque cas en l'adaptant par paliers jusqu'en I, II, III et IV, on obtien- drait, confonnément à l'invention, pour la fibre neutre, la forme de la ligne d'appui A. En flexion simple, la surface d'appui d'une lame plane est formée par une génératrice rec- tiligne perpendiculaire à la fibre neutre et s'appuyant sur la directrice formée par la courbe N de la figure 1.
Si, outre la flexion, il se produit également une tor- sion ainsi qu'il est représenté à la figure 2, les surfaces d'appui qui prennent naissance sont à double courbure. Ces surfaces peuvent s'adapter également à la déformation de l'extrémité libre postérieure de la lame L, comme le mon- trent les figures 3 et 4. Les mâchoires de serrage E1, E1 sont représentées à la figure 4 en coupe suivant l'axe Y-Y de la figure 3 avec une amplification très exagérée des hauteurs et, à la figure 3, en plan, avec figuration des lignes de niveau..' La forme représentée est applicable à la fixation d'une lame qui, outre la flexion, subit également une torsion dans les deux sens.
Las figures 5 à 12 représentent dans le rapport correct les trois dimensions d'une machôire de fixation pour une la- me ou un paquet de lames sollicité à la torsion dans un seul sens. La figure 5 est une vue en élévation de la mâchoire de fixation dans le sens de la lame, avec inversion d'une pièce trempée qui est mise en relief par des hachures. La figure 13 est un plan de la surface d'appui, sur lequel sont tra- cées les lignes de niveau. Les figures 6 à 12 représentent respectivement une élévation et des coupes par les points 1 à 7 de la figure 5 en regardant dans le sens de la flèche.
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Les points correspondants sont désignés dans les figures par les mêmes références 1, la, 1b .... jusqu'à 7c, 7d, 7e.
Les figures 14 à 16 donnent trois élévations ou coupes principales d'un exemple d'application de l'invention à un ressort de torsion constitué par deux paires de lames de ressorts sollicités à la torsion dans les deux sens.
Les deux mâchoires de fixation 11, 11' pour les paires de lames de ressorts 12, 12' sont insérées dans des évide- ments prismatiques correspondants du corps 10 et immobilisés par un couvercle vissé 13. Les mâchoires de serrage trempées sont fixées par des becs qui les empêchent de se déplacer dans le sens des lames. Les formes des surfaces d'appui sont établies conformément à l'invention. Dans la figure 15, la partie de la surface la plus fortement courbée est indi- quée par des lignes d'ombre.
L'avantage de la conformation selon l'invention des surfaces de serrage résulte d'une bien meilleure répartition des efforts. Tant les tension de flexion que les tensions de torsion sont maxima au point de fixation et tombent brus- quemeht à zéro en allant vers l'extrémité postérieure non sollicitée de la lame. Il est connu d'arrondir les mâchoires de serrage pour obtenir un abaissement plus continu des ef- forts. Mais, jusqu'ici, on n'avait pas recherché sciemment un abaissement absolument -continu, de ces efforts depuis le point d'effort maximum, au point d'effort nul.
A titre d'exem- ple, on donne le résultat'd'expérience suivant :des lames de ressort, serrées.entre des mâchoires présentant le petit arrondi usuel, se sont brisées au cours d'essais d'endurance après environ 70.000 alternances de charge, par déchirure
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des bords aux extrémités des mâchoires, et ont résisté à plus d'un million d'alternances de charge entre des mâchoi- res de serrage conformées selon l'invention.