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NOUVEAU MODE D'ARTICULATICN DES BIELLES De LIAISON ENTEE ESSIEUX ET CHASSIS DES
VEHICULES.
Il est connu que la liaison entre essieux et chassis des véhicules, sur route ou sur rails, peut être réalisée par des bielles articulées, d'une part, sur le châssis et, d'autre part, directement ou indirectement (par les boites d'essieux, des plateaux de roues, etc..), aux essieux; ces bielles assurent la transmission des efforts, de traction ou de f reinage, et établissent les guidages nécessaires.
Il est également connu de réaliser les articulations de ces bielles au moyen de bagues en caoutchouc ou autre matière élastique, précomprimé radialement ou non, et notamment au moyen de Silentblocs.
Ces bagues en caoutchouc comprimé ou Silentblocs doivent exercer une réac- tion conique très importante afin de s'opposer aux déplacements transversaux exoes-
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-sifs des essieux. Ils opposent alors en même temps, et du fait de leur forme, une réaction de torsion, également Importante, qui est néfaste puisqu'elle raidit la suspension d'une façon très sensible, ce qui oblige à augmenter d'autant la flexibilité des ressorts et par suite leur poids et leur prix. Cet inconvénient est encore accru lorsqu'il est nécessaire de neutraliser le déplacement axial pro- pre des silentblocs par des butées, qui doivent être également circulaires et élas- tiques si on veut éviter tout frottement métallique, et qui ajoutent alors leur propre réaction de torsion, à celle des bagues de caoutchouc ou Silentblocs.
D'un autre coté, l'emploi d'organes cylindriques, s'axant l'un dans l'au- tre, oblige à une grande précision d'usinage, afin de réaliser des emmanchements corrects ou d'éviter tout jeu nocif. Enfin, on est généralement conduit à des mon- tages compliques dans le genre d'applications envisagees.
La présente invention a pour objet un nouveau mode d'articulation des biel- les de liaison en cause; ce nouveau mode d'articulation, qui ne comporte pas les inconvénients que l'on vient de signaler, est essentiellement caractérisé par l'uti- lisation, au lieu de bagues élastiques, de joints élastiques plans, en caoutchouc naturel ou synthétique ou en toute autre matière élastique, éventuellement plus ou moins precomprimes.
Si on veut obtenir une très grande réaction transversale s'opposant au débattement angulaire des bielles perpendiculairement à leur plan normal d'oscilla- tion,et, par contre, une faible réaction de torsion s'opposant au débattement angu- laire des bielles dans leur plan normal d'oscillation, on donne aux joints élasti- ques plans une forme de nature rectangulaire, dont le grand coté est parallèle à l'axe normal d'oscillation et dont le petit coté est perpendiculaire à cet axe. Si on veut obtenir le résultat contraire, on procède évidemment de la façon inverse,.
Si on veut réaliser l'égalité de réaction dans les deux directions, on adopte un joint élastique de nature carrée. Il n'est évidemment pas nécessaire que le joint ait le contour d'un quadrilataire parfait= tout contour différent réalisant la eys- symétrie, ou la symétrie voulue dans deux directions perpendiculaires entre elles, rentre dans le cadre de l'invention. Le joint peut aussi être discontinu; en con- centrant la masse élastique aux deux extrémités du grand coté du joint et en suppri- mant la tranche centrale, on accroît encore la dyssymêtrie.
Par ailleurs, l'expression de joint plan doit être prise dans un sens gêné- ral, par opposition à tout joint de révolution autour d'un axe. Il est bien enten- du que les joints considérés peuvent avoir un volume de forme parallélipipédique,
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ou bien avoir au contraire une épaisseur variable afin de réaliser dans cer- taines parties du joint une rigidité différente, celle-ci étant d'autant plus grande que l'épaisseur de la matière élastique est faible et inversement. De même, les surfaces de pression sur la matière élastique peuvent être planes ou courbes.
En se référant aux figurée schématiques ci-jointes, on va décrire divers exemples, donnés à titre non limitatif, de mise en oeuvre de l'invention. Les dis- positions de réalisation qui seront décrites à propos de ces exemples devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes disposi- tions équivalentes pourront être aussi bien utilisées sans sortir du cadre de celle- ci; en particulier, toutes dispositions, autres que celles décrites, des organes mécaniques qui coopèrent avec les joints plans, peuvent être utilisées sans sortir du cadre de l'invention.
Dans les exemples qu'on va décrire, on a supposé qu'il s'agissait de bielles de liaison entre boites d'essieux et châssis d'un véhicule sur rails: au lieu de boites d'essieux, il pourrait tout aussi bien s'agir de plateaux de roues ou de tous autres organes équivalents d'un type quelconque de véhicule.
Les Fig. 1, 2 & 3 se rapportent à un premier exemple. La Fig.1 est une vue en élévation de l'ensemble de deux bielles, 3, de liaison entre une boite d'essieu 1 et le chassie 2; la disposition des bielles en elle-même reste en dehors de l'inven- tion et pourrait être réalisée tout-à-fait autrement que sur la Fig.1; les articula- tions conformes à l'invention sont généralement désignées par 4.
La Fig.2 est une coupe d'une articulation par un plan passant par l'axe de là bielle et coupant transversalement les joints plans. En se reportant à cette Fig.2, an voit que la bielle 3 est terminée par un plan usiné 5. Deux masses paral- lélipipédiques élastiques 6, par exemple en caoutchouc, situées de part et d'autre d'une armature 7, sont enserrées entre le plan 5 et une contre-plaque 8, au moyen des boulons 9 avec leurs écrous 10. Pour accroître la rigidité, cette contre-plaque est munie de nervures 13. Les masses élastiques sont exactement calibrées et de rigidité connue; des entretoises 11 sont prévues de façon à limiter la compression des masses élastiques à la valeur exactement désirée.
L'armature 7 est fixée au châssis 3 ou (suivant l'extrémité considérée de la bielle) à la boite d'essieu ou à l'organe équivalent, au moyen de vis 12.
Dans cette disposition, les masses élastiques 6 peuvent être maintenues sur les sufaces de contact 5, 7, 8 par la simple adhérence ou bien être collées, selon les offorts tangentiels à encaisser. Un jeu est réservé entre les entretoises
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11 et l'armature 7, afin qu'il n'y ait jamais contact entre ces pièces.
La Fig.3 représente la même disposition, vue en élévation dans le sens de la flèche F, après enlèvement de la bielle 3 avec son plan usiné 5, laissant ainsi à découvert la masse élastique 6. Etant donné la forme rectangulaire très allongée donnée ici aux masses élastiques, on conçoit que la rigidité angulaire d'un tel système est bien plus grande si la rotation a lieu autour de l'axe vertical, que si elle a lieu autour de l'axe horizontal.
La Fig.4 représente une disposition analogue (vue comme dans la Fig.3), mais la partie centrale des masses élastiques est supprimée, ces masses étant subdivisées en deux parties écartées l'une de l'autre, 6a et 6b. La rigidité angulaire pour une rotation autour de l'axe vertical ne s'en trouve pas sensiblement réduite, du fait que, dans cette déformation, la partie centrale travaille peu.
Par contre, la rigi- dité angulaire pour une rotation autour de l'axe horizontal se trouve réduite dans la proportion des longueurs initiale et restante,
La Fig.5 représente une disposition (vue comme dans la Fig.2), dans laquelle les masses élastiques 6, tout en restant parallèles, sont comprimées entre des sur- faces courbes, ce qui oppose une réaction supplémentaire aux efforts tangentiels, qui tendent alors à provoquer un coincement de la matière élastique, On peut tout aussi bien situer les surfaces de pression convexes sur l'armature 7 (au lieu de les situer à l'extrémité de la bielle et sur la contre-plaque 8) et obtenir le même ré- sultat.
La Fig.6 représente une disposition dans laquelle les faces de pression da l'armature 7 restent parallèles, mais les masses élastiques ont une face courbe et par conséquent, une épaisseur variable. On peut tout aussi bien situer les surfaces de pression convexes sur l'armature 7 et obtenir le même résultat.
La courbure des faces d'appui peut exister par rapport à deux directions perpendiculaires, de fiço@ à réaliser l'effet de coincement quelle que soit la di- rection de 1*effort tangentiel.
Dans certains cas où l'on désire une très grande rigidité, il est connu que l'on peut réaliser des masses élastiques par plusieurs couches de matière élastique superposées et collées sur des intercalaires, Il peut alors être commode pour le montage, de réaliser ces masses élastiques plus complexes comme des ensables indé- pendamment de l'armature 7, de la bielle 3 et de la contreplaque 8. La Fig.7 repré- sente une disposition de ce genre, dans laquelle les masses élastiques sont consti- tuées par les couches élastiques 14 collées sur les intercalaires 15 et enserrées
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entre les flasques métalliques 16. Ces flasques sont alors maintenues dans l'arma- ture 7 et dans les pièces 5 et 8 par des tenons appropries 17.
La Fig.8 représente un autre mode de fixation des masses élastiques, qui n'exige aucun collage. Les deux masses élastiques 6 sont liées entre elles par des boulons 18 avec leurs écrous 19, qui les serrent sur l'armature 7 intercalée. Les logements prévus dans les masses élastiques pour ces boulons sont assez profonds pour qu'il n'y ait jamais contact entre les boulons et les pièces 5, 7, 8. Ces loge- ments sont garnis par des rondelles ou mieux par des des métalliques 22. On a eu soin auparavant d'avoir misen place les boulons 20. On met alors en place la bielle 3 et la contre-plaque 8 et on serre le tout avec les 'orous 21 vissés sur les boulons 20.
On peut aussi maintenir les masses élastiques par des butées. L'écarte- ment de celles-ci peut être tel qu'il n'y ait butée qu'après que les masses élastiques aient pris leur déformation sous l'écrasement Initial ou bien au contraire avant écrasement.
La Fig.9 représente une telle disposition dans laquelle les masses élasti- ques 6 sont maintenues en place par des butées 23 faisant corps soit avec 1'armature 7, soit avec les pièces 5 & 8. Ces butées se font vis-à-vis deux à deux et laissent entre elles un jeu tel qu'il n'y ait jamais contact entre elles, même pour les défor- mations angulaires maxima à prévoir La Fig.9 représente les butées sur les cotés horizontaux des masses élastiques: des butées peuvent être également prévues sur les cotés verticaux.
La Fig.10 représente une autre disposition dans laquelle l'efficacité des butées est accrue par la mise en oblique des masses élastiques et l'effet de coince- ment sous l'action des efforts tangentiels,
Les butées 24 font corps avec l'armature 7; les butées 25 font corps soit avec la pièce 5 solidaire de la bielle, soit avec la contre-plaque 8. Elles peuvent être plus ou moins importantes suivant la valeur des efforts tangentiels. On peut éventuellement n'aménager que les butées 25 ou 24; de toute façon ces butêes doivent laisser subsister, avec les pièces métalliques situées vis-à-vis, un jeu suffisant pour qu'il n'y ait pas contact avec elles au cours des déformations maxima admissibles.
Sur la Fig.11, les masses élastiques 6 sont encrées dans des rainures appro- priées, telles que 26, ménagées dans l'armature 7, la bielle 3 et la contre-plaque 8.
Cette disposition peut être obtenue par moulage direct de la matière élastique entre les pièces métalliques* Pour simplifier éventuellement la fabrication, on peut réali- ser la disposition de la Fig.12@ dans làquelle les masses élastiques sont divisées en
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blocs séparés, tels que 27, susceptibles d'être montés à froid dans les rai- nures 26. pour éviter le cisaillement de la matière élastique ou bien pour accroître la rigidité de translation du système, on peut réaliser les butées différemment.
La Fig.13 indique une disposition dans laquelle les butées se font directe- ment entre pièces métalliques. Les pièces 28, fixées en bouts de l'armature 7 au moyen par exemple, de vis 29, ont une surface intérieure sphérique, ainsi que les extrémités de la bielle 3 et de la contre-plaqué 8 qui sont en contact avec ces pièces, Les dimen sions sont telles qu'au repos, il y ait contact sans pression. On condamne ainsi toute translation des pièces 3 & 8 par rapport à la pièce 7 et par conséquent tout cisaille- ment du caoutchouc,
Oette disposition a l'inconvénient de réintroduire des frottements métalli- ques.
On peut alors réaliser le contact par l'Intermédiaire de butées élastiques comportant par exemple des masses élastiques, telles que 29, d'un seul bloc ou divisées (comme indiqué sur la Fig.7 pour les masses élastiques principales), enserrées entre deux flasques, tels que 30 & 31 et solidarisées avec les pièces 3-8 et 32 au moyen, par exemple, de clavettes ou d'ergots, tels que 33. Les pièces 32 sont solidarisées avec les bouts de l'armature 7 au moyen par exemple des via 341 les dimensions sont telles que, le contact étant établi entre les pièces 7 & 32, on réalise la compression initiai voulue de ces butées.
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