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''Perfectionnements apportés aux systèmes comprenant un élément de gomme entre deux pièces ou armatures et aux procédés pour les établir."
L'invention est relative aux systèmes du genre de ceux comprenant au moins un élément de gomme (ou autre matière plastique) interpose entre deux pièces ou armatures et établissant ainsi entre elles une liaison souple ou élastique; elle vise également les procédés pour obtenir de tels systèmes.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces systèmes tels qu'ils répondent mieux que jus,qu'à présent aux divers desiderata de la pratique, notamment qu'ils permettent, par des moyens simples, d'amener la gomme à un état déterminé de précontrainte.
Elle consiste principalement à donner aux éléments de matière plastique des systèmes du genre en question une forme telle qu'un cisaillement imposé à ladite matière puisse avoir pour effet d'engendrer dans celle-ci, toutes choses égales par ailleurs, un état de compression se traduisant par des pressions sur les pièces en regard.
Elle comprend, mise à part cette disposition principale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment:
Une deuxième dis,position- plus spécialement relative aux systèmes du genre en question comprenant une bague de matière plastique entre deux armatures concentriques - consistant à établir l'armature extérieure en plusieurs coquilles jointives (au moins lors du moulage de la gomme), avec des moyens tels que sus-spécifiés, pour maintenir la gomme comprimée après vulcanisation, ou au moins s'opposer au retrait consécutif à la vulcanisation.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'appli-
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cation (ceux qui seront décrits ci-après) ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions ; elle vise, plus particulièrement encore et ce à titre de produits industriels nouveaux, les systèmes du genre en question comportant applica- tion de ces mêmes dispositions, les éléments propres à leur établissement, ainsi que les ensembles pouvant comprendre de semblables systèmes.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont donnés surtout qu'à titre d'indication.
Les fig. I et 2 de ces dessins montrent respective- ment en coupe schématique par deux plans ortnogonaux, un système élastique à joints de caoutchouc entre lames parallèles établi coniormément à l'invention (deux positions étant figurées, avant et après montage, pour illustrer le principe de l'invention
Les fig. 3 à 5 montrent respectivement, en coupe axiale, avant et après montage, et en coupe transversale, un système de joint ou articulation de forme cylindrique établi conformément à l' invention.
Les fig. 6 et 7,8 et 9, 10 et II montrent, sembla- blement aux fig. 3 et 4, un système du même genre établi selon d'autres modes de réalisation.
La fig. 12 illustre, en coupe axiale, une variante de réalisation.
La f ig. 13 montre, en perspective, l'un des élémente à utiliser dans le montage des fig. 10 et II, selon une autre disposition de l'invention.
Les fig. 14 et 15 montrent respectivement, en élévation et en plan (portions en coupe) une articulation élastique - pouvant jouer le rôle de ressort de torsion - pour suspension de véhicule, le tout étant conf orme à l'invention.
La fig. 16 illusre, semblablement à la fig.15, une variante de réalisation.
La fig. 17 montre, en coupe axiale, un système d'accouplement élastique interposé entre deux arbres, établi conformément à l'invention.
Les fig. 18 à 20 montrent, chacune en coupe axiale un système de joint d'étanchéité pour arbre en rotation, établi conformément à trois modes de réalisation différents de l'in- vention.
Les fig. 21 et 22 montrent, semblablement aux fig.
8 et 9, un système élastique établi conformément à un autre mode de réalisation de l'invention.
La fig, 23 montre encore un semblable système, selon une variante dudit mode de réalisation.
Les fig. 24 à 26 , enfin, montrent respectivement - en élévation, en vue de côté et en coupe - un système élastique établi conformément encore à un autre mode de réalisation de l'invention: @
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Selon l'invention et, plus spécialement, selon ceux de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant par exemple, tout d'abord, d'établir un joint élastique du genre de ceux comprenant au moins un élément de gomme destiné à être interposé entre deux armatures et à adhérer à celles-ci, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On donne avant montage, audit élément, une forme telle qu'un cisaillement imposé à ce dernier puisse avoir pour effet - toutes choses égales par ailleurs et l'épaisseur de l'élément demeurant notamment constante - d'engendrer dans la gomme une compression se traduisant, dans l'application envisa- gée, par des pressions sur les surfaces en regard des armatures.
Pour illustrer le principe de l'invention, on a représenté sur les f ig. I et 2 un système élastique comprenant des éléments de gomme de forme plane I interposés entre les plaquettes métalliques, par exemple une plaquette médiane 2 et deux plaquettes extérieures 3.
Si on suppose tout d'abord que, dans un tel système, on donne aux éléments I, après vulcanisation, une sec- tion tranvversale rectangulaire (telle que montré en pointillé) et si l'on vient exercer des efforts jrels que F pour tendre à déformer lesdits éléments et amener leur section à prendre la forme d'un parallélogramme, on constate que le cisaillement ainsi imposé à la gomme a pour effet de tendre à rapprocher l'une de l'autre les deux plaquettes extérieures 3 dans le sens F, d'une quantité a fonction de l'amplitude b du cisaillement
Si, inversement, on donne aux éléments 1, initia- lement une forme à section en forme de parallélogramme (ou toute autre conduisant au résultat visé par l'invention) telle que celle représentée en trait plein et si, les plaquettes extérieure
3 étant, cette fois, immobilisées ou solidaires,
on exerce une déformation inverse de la précédente pour amener les éléments 1 à prendre, par exemple, la position repfésentée en pointillé, on constate que les plaquettes 3 ont tendance à s'écarter et que, celles-ci étant supposées demeurer immobiles, il en résulte dans la gomme une compression.
On voit dorjc que l'invention permet, par un choix approprié du profil initial des éléments de gomme, d'opérer dans celle-ci, par un effet de cisaillement réalisé lors du montage et de préférence après vulcanisation au moins partielle, toute précontrainte pouvant avoir, notamment, pour but soit de compenser les tensions qui résultent fréquemment du retrait après vulcanisation, dans le cas où certaines armatures sont fixes, soir d'augmenter l'adhérence entre la gomme et ses arma- tures, soit de créer des conditions favorables au travail de la gomme (notamment au travail à la torsion, dans le cas des articulations ou autres joints, et comme connu).
Le principe de ladite invention étant ainsi dégagé, il sera possible à l'homme de l'art d'imaginer de nombreux modes de réalisation pouvant différer, notamment: soit par la forme générale des éléments élastiques et des armatures, étant entendu que la forme plane des fig.I et 2 n'est donnée qu'à titre d'exemple et que l'invention s'appliquera, en particulier, à des joints de révolution (cylindriques ou autres), à des joints de forme prismatique,etc,.
soit, plus spécialement, par la forme des profils desdits éléments avant vulcanisation, étant entendu que la forme de par rallélogramme montrée sur la fig.I n'est donnée qu'à titre d'exemple et que, notamment, le profil des bords libres de
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la gomme pourrait être autre que rectiligne, comme, par ailleurs, l'obliquité initiale de ces bords peut être choisie à toute valeur appropriée (voire à des valeurs différentes pour deux bords extrêmes), en correspondance avec l'intensité que l'on cherche à obtenir pour la précontrainte.
De ce dernier point de vue et comme déjà représenté à titre d'exemple sur la fig.I, il y a intérêt, semble-t-il, à diviser le joint en deux groupes d'éléments qu'il suffira alors, pour obtenir le cisaillement cherché, de rapprocher l'un de l'autre par tous moyens appropriés, éventuellement règlables.
Ces derniers moyens sont réalisés par exemple: soit à l'aide de dispositifs de serrage du type boulon et écrou (fig. 3-4-,et 8-9). soit par un sertissage de certaines des armatures dans ou sur des supports appropriés (f ig.5-6 et 10-11) soit par tous dispositifs cénimatiques, par exemple à leviers, etc..
Sur les fig. 3 à 7, on a représenté des joints ou articulations de forme cylindrique dans lesquels le serrage nécessaire pour réaliser la déformation des éléments de gomme I est effectué de façon à assurer le rapprochement des armatures intérieures 2.
Avantageusement, on établit de tels joints en eu moins deux parties (symétriques ou non), tout au moins pour ce qui est de l'une des armatures 2-3, l'assemblage de ces parties se faisant lors du montage.
Le susdit serrage est supposé obtenu, sur les fig. 3 à 5 à l'aide d'un boulon 4 traversant les deux pièces constituant l'armature intérieure 2 et coagissant avec un écrou 5.
L'ensemble est représenté avant serrage sur la fig .3 et après serrage sur le fig.4 lesdeux pièces 2 venant alors en contact (bien que ce ne soit pas indispensable).
Sur les fig. 6 et 7, le serrage est supposé effectué par sertissage. Apres avoir préalablement serti sur le tube intérieure 6 l'armature 2 appartenant à l'une des moitiés du joint, on engage à force l'armature appartenant à l'autre moitié et on exerce un effort pendant à rapprocher l'une de l'autre les deux pièces 2 pour obtenir l'ensemble tel que montré sur la f ig.7
Sur les fig. 8 à II, on a représenté des ensembles du même genre que ceux des fig. 3 à 7, à cette seule différence que le serrage est effectué sur les armatures extérieures 3, en prenant appui par exemple sur une pièce telle que 7 (f ig.8 et 9) à l'aide d'un écrou 8 ou, encore, en ayant recours à un sertissage sur le tube extérieur 9 (fig. 10 et 11).
Il convient de dire d'ailleurs que, au lieu de prévoir deux moitiés distinctes comme sur les fig. 3 à II, on pourrait opérer le moulage sur un seul ensemble, comme fig.I2 cet ensemble comprenant par exemple une armature unique intérieure 2 et deux moitiés d'armature extérieure 3 que l'on rapprocherait l'une de l'autre par serrage ou par tout autre moyen pour réaliser la préc ontrainte .
Sur les fig. 21 à 23, on a représenté un autre mode de liaison entre les armatures telles que 3, mode qui constate, après avoir rapproché celles-ci, à les assunbler à l'aide de rivets ou de boulons 26 prenant appui sur des collerettes 26 comportées par lesdites armatures.
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Ces collerettes sont prévues vers l'intérieur, sur les fig. 21-22 et vers l'extérieur, sur la fig. 23.
On peut aussi, selon une autre disposition de l'invention, établir les armatures - tout au moins les armatures extérieures 3- en plusieurs parties, notamment en deux demi-coquilles 31-32 @ qui,,lors du moulage, se présenteront jointivement, comme visible sur la fig. 13 ainsi que sur les fig. 24 à 26.
En employant concurremment, d'une part, des demi-coquilles de ce genre et, d'autre part, l'agencement susvisé propre à permettre, par cisaillement, de maintenir le caoutchouc à l'état de compression, on obtient un ensemble particulièrement avantageux pour la double raison que: a) la fabrication est rendue aisée, du fait que le caoutchouc est parfaitement accessible lors du moulage et que, au surplus, les susdites demi-coquilles peuvent être obtenues par emboutissage: b) on évite néanmoins les tensions qui sont susceptibles de se produire après vulcanisation, par retrait du caoutchouc, puisque l'effet de cisaillement susvisé permet de combattre ce retrait.
Il va de soi que, pour assurer le maintien en place des demi-coquilles telles que 31 - 32 on peut procéder de multiples manières.
0'est ainsi qu'on pourrait introduire l'ensemble, selon une disposition analogue à celle des fig. 10 et II, dans un manchon extérieur 9. Dans ce cas, le montage pourra se faire avec un léger jeu, puisque la compression qui résulte du rapprochement des deux moitiés de l'appareil permet d'exercer une pression tendant à écarter les deux demi-coquilles et à les serrer éner- giquement contre les surfaces du manchon 9, ce qui assure le blocage, éventuellement en combinaison avec tous moyens d'adhérence supplémentaire (cannelures, ergots, etc...).
Cependant, on peut aussi utiliser le montage à force usuel, surtout si l'on veut profiter intégralement de la précon- trainte pour améliorer la résistance du caoutchouc aux efforts de torsion.
Au surplus, il convient de noter qu'il n'est pas néces- saire que l'ensemble du dispositif soit monté dans un alésage et que, en particulier, on pourrait, après moulage, fixer l'une à l'autre les deux demi-coquilles, par exemple en leur faisant comporter des rebords tels que 27, que l'on assujettirait l'un à l'autre par tous moyens appropriés, tels que des rivets 28 (fig. 24 et 25).
Sur ces figures, on a supposé que la fixation des deux moitiés du dispositif, une fois le frottage axial obtenu, était réalisée à l'aide de collerette 26.
Les collerettes et rebords tels que 26-27 peuvent être utilisés avantageusement pour la fixation du dispositif sur l'ensemble destiné à le supputer.
En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient un ensemble dont le fonctionnement ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister à son sujet et qui peut se prêter à de nombreuses applications, notamment les suivantes:
On peut tout d'abord constituer, à l'aide d'ensembles tels que visés plus haut, des articulations élastiques par exemple @
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destinées aux jumelles des ressorts de suspension de véhicules automobiles, aux biellettes d'amortisseurs, aux bielles de directions, etc..., ces articulations pouvant éventuellement servir de ressorts de suspension, à la manière des ressorts de torsion usuels.
On a représenté sur les fig. 14 à 16 un dispositif de ce genre constituant ressort de torsion pour une suspension de roue de véhicule à bras oscillants 10, lesquels peuvent être longitudinaux (f ig. 14 et 15) ou transversaux (fig.I6), l'armature extérieure 3 étant supportéede façon convenable par le chassis du véhicule représenté schématiquement en II.
Toujours à titre d'exemple, on a supposé sur les fig.
15 et 16 que les bords libres extrêmes de chaque bague I n'étaient pas parallèles, l'un de ces bords se présentant par exemple suivant une surface plane normale à l'axe après montage, tandis que l'autre conserve une forme conique.
On peut encore, selon un autre mode d'application, réaliser par le procédé conforme à l'invention des joints ou des accouplements élastiques à interposer entre deux arbres tels que 12 et 13 (fig. 17) les deux moitiés d'un semblable joint étant relises respectivement à des éléments ou plateaux 14-15 solidaires desdits arbres et la précontrainte étant obtenue avantageusement lors du montage, par exemple par des boulons et écrous 16-17.
On a montré en pointillé la position d'une des moitiés du joint avant serrage.
Selon un autre mode d'application, on peut utiliser le procédé conforme à l'invention pour assurer le contact permanent entre un élément de matière plastique (gomme'etc..) et une pièce vis à vis de laquelle elle doit servir de garniture étanche, par exemple vis à vis d'un arbre en rotation qui remplirait alors le rôle de l'une des armatures 2-3 visées plus haut.
On a représenté sur la fig.18 l'ensemble d'un palier ou support 18 et d'un arbre 19, avec l'interposition entre eux d'une garniture en matière plastique I, que l'on limite par des bords libres 20-21 d'allure conique ou semblable. On voit alors que tout effort exércé axialement et tendant à déformer (dans le sens fI et en cisaillement) l'élément I contribue à augmenter la pression de contact sur l'arbre 19, étant entendu que ledit effort peut être engendré de toute maniere appropriée, par exemple: soit par une pression de fluide régnant sur l'une des faces du support 18;
soit par un dispositif convenable tendant à déplacer le support 18 et l'arbre 19 relativement l'un par rapport à l'autre, ce dispositif pouvant consister (comme représenté fig.19) en un écrou 22 avec roulement de butée 23 agissant sur un épaulement 24 de l'arbre 19, épaulement. agissant lui même sur la garniture I; soit de toute autre manière.
On a supposé, sur la fig.IB que l'armature extérieure 3 était maintenue; mais on pourrait la supprimer, comme représenté fig.20, la garniture 1 assurant alors l'étanchéité le long de l'arbre et, à la fois, le long de l'alésage du support 18.
Il vonvient de dire que, dans cette dernière application on choisira de préférence un mélange de caoutchouc ou autre matière donnant un faible coefficient de frottement.
De toute façon, on voit que l'invention permet de réaliser de nombreux avantages par rapport aux dispositifsdu genre
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en question déjà existants, notamment: celui d'offrir une grande simplicité, en particulier pour le montage ; celui de permette de compenser le retrait du caoutchouc après vulcanisation; celui d'augmenter la résistance du caoutchouc à la fatigue; et celui de se prêter à de nombreuses applications nouvelles.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, ainsi qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse , au contraire, toutes les variantes, notamment: celle pour lesquelles, au lieu d'avoir recours exclusivement au procédé conforme à l'invention pour réaliser une compression du caoutchouc, on utiliserait concurremment tous autres moyens mettant en peuvre ou non le travail de cisaillement de la gomme; et celle pour lesquelles on utiliserait ledit procédé non plus. pour engendrer une compression par le fait du travail de cisaillement de la gomme, mais, au contraire, pour engendrer une extension.