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PERFECTIONNEMENTS AUX ARTICULATIONS ELASTIQUES.
La présente invention concerne les articulations élastiques du genre dans lequel une masse de matière élastique, de préférence incompressi- ble, telle que le caoutchouc ou les produits et compositions naturels ou syn- thétiques qui jouissent de propriétés équivalentes, est préalablement défor- mée dans une ou plusieurs directions et introduite et maintenue dans cetétat entre deux enveloppes rigides.
L'invention vise plus spécialement les articulations de ce genre dans lesquelles les enveloppes rigides sont en contact avec la masse élastique par des surfaces de révolution de préférence coaxiales.
Actuellement, pour construire ces articulations élastiques, on établit un manchon de caoutchouc dont les dimensions à l'état libre sont dé- terminées par rapport à celles des enveloppes rigides en tenant compte de la direction et de l'importance des déformations qui doivent être imprimées à la masse élastique lorsqu'elle a été insérée entre les surfaces des deux piè- ces rigides.
On commence généralement par insérer la masse élastique dans l' enveloppe extérieure. Cette insertion ne présente pas de difficulté. Tout au. contrairel'insertion de la pièce rigide intérieure qui doit être forcée dans un évidement central de la masse élastique, constitue un problème déli- cat auquel la présente invention apporte une solution nouvelle., et avantageu- se par la simplicité des moyens mis en oeuvre et la qualité des articulations
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obtenue so
La caractéristique principale de l'invention consiste à isérer le corps central dans la masse élastique, préalablement emmanchée avec con- trainte dans l'enveloppe externe, en imprimant à ce corps central un mouve- ment louvoyant.
On rappellera qu'un mouvement louvoyant dans le sens adopté dans la plupart des traités de mécanique actuels est un mouvement qui a lieu sous
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l'effet d'au moins deux forces composantes dont l'une, qui peut être rela- tivement faible,est dirigée dans le sensde progression du mobile animé du mouvement louvoyant, et dont l'autre est dirigée dans un sens transversal,
Dans une forme de mise en oeuvre de l'invention telle qu'on vient de la définir plus haut dans son principe, le corps à insérer dans la masse élastique déjà contrainte est animé d'un mouvement de progression axiale par rapport à ladite masse et d'un mouvement de rotation autour du même axe.
Il est à noter que, et c'est là une particularité avantageuse de l'invention, les valeurs des vitesses respectives de ces mouvements peu- vent varier considérablement,et que, en fait= on obtient des résultats sa- tisfaisants avec de très faibles valeurs de ces vitesses. Cette particularité constitue une différence essentielle avec certains procédés antérieurs dans lesquels le corps central est inséré par un mouvement unique dans le sens axial à une vitesse considérable.
L'invention comprend dans son cadre tous les moyens propres à la mise en oeuvre du procédé de montage tel que défini ci--dessus, ainsi que, les nouveaux produits industriels constitués par les articulations élasti- ques et dispositifs obtenus par ce procédé, Elle vise en particulier les moyens qui font application, séparément ou en toutes combinaisons, des prin- cipales caractéristiques ci-après :
1 - Le corps central, à insérer dans la masse élastique pré-con- trainte dans son enveloppe externe,est interposé entre un poinçon antérieur à section croissante à partir de sa pointe, et un support susceptible d'être animé d'un mouvement axial et d'un mouvement de rotation autour du même axe, le corps central ne commençant à pénétrer.dans la masse élastique qu'après qu'elle a subi la déformation résultant du déplacement du poinçon.
2 - Le poinçon est lié en rotation, soit à la pièce centrale à insérer, soit au support commandant les mouvements, et à la pièce centrale à insérer dans le sens de la progression axiale, de façon à se séparer de-la pièce centrale, et éventuellement du support, lorsqu'il ne subit plus de réac- tion de la part de la masse élastique, c'est-à-dire lorsqu'il a complètement franchi cette dernière,
3 - La pièce centrale à insérer est accouplée au support qui l' entraîne en rotation et en translation axiale, par l'intermédiaire de moyens d'embrayage du genre roue libre, l'accouplement cessant lorsqu'on inverse le sens de rotation-, 40-'La pièce centrale.à insérer est accouplée au support qui l' entraîne en rotation et en translation axiale,
par l'intermédiaire d'un em- brayage qui comprend un bloc de caoutchouc ou matière équivalente disposé de façon à être comprimé dans le sens axial pour réaliser, par extension dans le sens radial, la liaison angulaire entre la pièce à insérer et le support, cette liaison angulaire étant rompue automatiquement par inversion du mouvement de rotation et suppression de la compression axiale du bloc de caoutchouc.
5 - Le bloc de caoutchouc suivant le paragraphe 4 est interposé entre une partie fixe du support tournant et une pièce reliée à ce support par un filetage de sens tel que le bloc soit comprimé axialement quand le support tourne dans le sens d'insertion de la pièce centrale de l'articula- tion, cette compression cessant lorsque le support tourne en sens inverse.
6 - Le poingon à section croissante de l'extrémité jusqu'à la racine dont la section est en principe celle de l'extrémité du corps central à insérer, est pourvu sur sa surface latérale d'une nervure hélicoïdale des- tinée à se visser dans le- bloc élastique dont. il permet la déformation, de telle sorte que ledit bloc ne puisse se coucher ou se déplacer longitudinale- ment lorsqu'il est attaqué par l'extrémité antérieure de la pièce centrale a insérer.
7 - L'enveloppe externe et la pièce centrale'de l'articulation sont respectivement pourvues de 'gorges hélicoïdales de même pas, mais de dia-
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mètres différents, de fagon à ménager entre elles un espace dans lequel se lo- ge le bloc élastique précontrainte les valeurs relatives des déplacements axi- al et angulaire mis en jeu dans le procédé de montage étant alors déterminées par la valeur du pas des gorges hélicoïdales.
D'autres particularités avantageuses de l'invention seront expo- sées.dans la description ci-après, d'exemples de divers moyens de mise en oeuvre représentés aux dessins schématiques annexés sur lesquels
La figure 1 montre en 'élévation,, avec coupe axiale partielle, un dispositif de montage pour une articulation à deux douilles coaxiales, le dispositif étant représenté dans la position qui correspond au début de l'opé- ration de dilatation du bloc élastique précédant l'insertion de la douille centrale.
Les figures 2, 3 et 4 sont des coupes axiales de dispositifs d'ac- couplement entre le poinçon d'une part et la douille centrale d'autre part a- vec le support d'entraînement en rotation et en translation axiale.
La figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 4.
La figure 6 est une vue extérieure d'un poinçon à nervure hélicoï- dale.
La figure 7 est une coupe axiale d'une articulation dans laquelle la masse de caoutchouc précontrainte est'disposée entre deux gorges hélicoï- dales de pièces rigides.
Dans l'exemple de la figure 1;, on envisage le montage d'une ar- ticulation élastique d'un genre bien connu comprenant deux douilles métalli- ques rigides 1 et 2 entre lesquelles est maintenu à l'état déformé un bloc de caoutchouc 3 ou matière équivalente.,
Ce bloc présente par exemple à l'état libre un diamètre interne inférieur au diamètre externe de la douille 2, et un diamètre externe supé- rieur au diamètre interne de la douille l, de sorte quepour être inséré dans cette dernière-;,, il doit être comprimé dans le sens radial et allongé dans le sens axial.
L'insertion du bloc 3 dans la douille 1 ne présente pas de diffi- culté particulière. Elle peut toutefois être réalisée avantageusement en ap- pliquant le procédé objet de 1-'invention qui consiste à introduire le bloc 3 dans la douille 1 en imprimant à ce bloc un double mouvement de translation suivant son axe et de rotation autour de ce même axerelativement à la douil- le l. Dans un montage suivant ce procéder il- est évident que la douille 1 peut être aussi animée d'un mouvement axial et angulaire par rapport au bloc
3 considéré comme fixe.
Dans l'exemple de la figure 1, la douille 1 est fixe sur une se- melle 4 et elle peut, par exemple, être maintenue dans le sens angulaire par un dispositif du genre frein à enroulement 5 ou par des mâchoires de serrage appropriées qui ont aussi pour effet de renforcer la douille et d'en éviter le gonflement sous les efforts radiaux qui apparaissent au cours du montage
La douille 1 est., par exemple, centrée par -on bossage 6 de la semelle 4 de façon à se trouver dans l'axe d'un ensemble qui comprend le poinçon 7la douille centrale 2 et une tête d'entraînement 8..
Si l'on suppose les éléments 7.2 et 8 accouplés à la fois dans le sens angulaire et dans le sens axial, on enfonce cet ensemble dans le bloc
3 en même temps qu'il est animé d'un mouvement de rotation. La tête 8 peut ê- tre commandée par tous moyens appropriés qui,, en eux-mêmes, n'importent pas à l'invention, leur réalisation étant d'ailleurs évidente pour le technicien.
. Le poinçon, dans son mouvement de descente,qui est le mouvement louvoyant défini plus haut,, dilate le trou central du bloc 3 en allongeant celui-ci dans le sens axiale sans que la matière du bloc adhère suffisamment sur le poingon pour être entraînée par celui-cio La douille 2 attaque à son
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tour le bloc 3 en mouvement louvoyant et le poinçon peut être dégagé quand la douille 2 est arrivée dans sa position définitive.
La figure 2 montre un détail de 1?accouplement entre la tête tour- nante 8 et la douille 2, dune part., et le poinçon 7, d'autre part. La tête 8 est alésée pour recevoir un ressort 9 disposé autour d'une tige 10 vissée en 11 dans un taraudage de la tête 8. Le ressort est tel que ses spires à l'état libre s'ajustent avec une certaine friction dans 1-'alésage de la tête 8 et dans l'alésage de la douille 2. Le ressort 9 peut être retenu dans le sens axial dans la tête 8 par une vis d'arrêt 12, ou autres moyens équivalents.
Le poinçon 7 est pourvu d'un centrage postérieur 7a qui s'engage dans l'alé sage de la douille 2 et qui est accouplé, dans le sens angulaire, avec la ti- ge 10 par une liaison à tournevis 13, La douille 2 est centrée et butée dans le sens axial par son bord postérieur, dans une gorge, 14 de la tête 8. Le sens d'enroulement du ressort par rapport au sens de rotation de la tête 8 est choisi de façon que ce ressort se comporte comme un frein intérieur à déroulement pour solidariser la tête 8 et la douille 2 et imprimer à celle- ci le mouvement louvoyant qui doit réaliser son insertion dans le bloc de caoutchouc 3.
Quant cette insertion est terminée, il suffit d'imprimer à la tête 8 une rotation en sens inverse de la-précédente pour rompre son accouple- ment avec la douille 2,le poinçon 7 tombant de lui-même au-dessous de la se- melle 4. La disposition qu'on vient de décrire est une disposition particuliè- re d'un mode de liaison très générale du genre roue libre.
Dans la disposition de'la figure 3, l'accouplement entre la tête tournante 8 et la douille 2 a lieu par effet d'embrayage obtenu au moyen d'un bloc de caoutchouc 15 disposé entre un piston 16, et une bague 17 centrée dans la tête 8. La douille 2 est centrée et butée dans le sens axial dans une gorge de cette bague 17. La tige du piston 16 présente à sa partie arrière une vis 18 à filets multiples engagés dans un taraudage correspondant de la tête 8. Le piston 16 est accouplé avec le poinçon 7 par une liaison à tourne-' vis 13a.
Le sens des filets de la vis 18 est tel que le bloc de caout- chouc 15 soit comprimé axialement quand la tête 8 tourne et descend pour l' insertion du poinçon 7 suivi de la douille 2 dans le bloc 3. Cette compressi- on du bloc 15, qui produit l'accouplement angulaire entre la douille 2 et la tête 8 par l'intermédiaire de la vis 18. est assurée dans la première partie de la course louvoyante de l'ensemble, poinçon 7 et douille 2, par la réac- tion à la torsion du poinçon 7; quand le passage de celui-ci, à travers le bloc #, est terminé, il est libéré., le serrage est alors maintenu par l'adhé- rence du bloc 15 à la douille 2 et à la tige du piston ainsi que par la réac- tion à la torsion de la douille 2.
Quand l'insertion de la douille 2 est ter- minée,\! il suffit de faire tourner la tête 8 en sens inverse du mouvement pré- cédent pour rompre l'accouplement comme déjà expliqué à propos de la figure 20
Les figures 4 et 5 montrent une autre solution de l'accouplement entre la tête 8 et la douille 2, qui utilise des galets et rampes de coin- cemento Ces rampes 19 sont taillées dans une tige 20 vissée en 21 dans la tête 8 et les galets 22 sont interposés entre ces rampes et l'alésage de la douille 2 centrée et butée, comme dans les réalisations déjà décrites dans une gorge de la tête 8. Le fonctionnement de cette disposition est évident si l'on se reporte aux explications déjà données à propos des figures 2 et 3.
Com- me dans ces figures, la tige 20 est accouplée au poingon par une liaison à tourne-vis.
Dans les montages suivant les procédés décrits plus haut, il est évident que la douille 1 dans laquelle¯a été introduit préalablement le bloc 3, peut être aussi animée d'un mouvement axial et angulaire par rapport au poinçon 7 et la douille 2 considérée comme fixe.
Quels que soient les moyens utilisés pour imprimer au poinçon 7 et à la douille centrale 2 le mouvement louvoyant qui est la caractéristique essentielle de l'invention, on peut noter que l'effort axial exercé par le poinçon 7 et la douille centrale 2 sur le bloc élastique 3 est toujours con- sidérablement plus réduit que si l'insertion a lieu uniquement par translation
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axiale.
Il en résulte que l'invention permet le montage en toute facilité d'articulations dans lesquelles le bloc élastique 3 est d'une hauteur rela,-- tivement faible par rapport à des diamètres interne et externe, Ces blocs n' ontavec le procédé selon l'invention.
ni tendance à glisser dans la douille extérieure lorsquon insère le poinçon puis la douille intérieure ni tendan- ce à se coucher transversalement,
Le procédé permet en outre des allongements considérables dans le sens axial du bloc 'élastique, car en lubrifiant la surface interne de la douil- le extérieure, on réduit de beaucoup l'adhérence du bloc élastique sur cette surface facilitant ainsi cet allongement.!) étant donné que ladite adhérence n'a pas à assurer le maintien du bloc contre un déplacement axial provoqué par un effort importante comme dans le cas des insertions par simple translati- on axiale.
L'importante réduction de l'adhérence du bloc élastique sur la surface interne de la douille extérieure, par lubrification, a encore l'avan- tage. en facilitant rallongement du bloc élastique, de diminuer notablement les réactions radiales de celui-ci sur l'intérieur de la douille extérieure et ainsi de ne pas provoquer le gonflement de cette douille
L'invention rend aussi possible l'exécution d'articulations de grande longueur et à grand étirage du bloc élastique. Elle permet aussi, pour les mêmes raisons, Inexécution de très longues articulations à blocs élasti- ques espacés sur la-longueur des douilles.
L'invention peut être., ., avantageusement, utilisée pour l'emmanche- ment, par mouvement louvoyant, soit d'un bloc élastique adhérent à la douille intérieure, dans la douille extérieure d'une articulation, soit de la douille intérieure, dans un bloc élastique adhérent à la douille extérieure d'une ar- ticulation.
Dans une forme de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on peut envisager de produire la translation axiale qui constitue une des com- posantes du mouvement louvoyant, par vissage du poinçon dans le bloc élasti- que considéré comme écrou fixe. Un poinçon pour la mise en oeuvre de cet ar- tifice est représenté à la figure 6. Il est constitué par un noyau conique 7 pourvu d'une nervure hélicoïdale 23.Il est évident que la réaction exercée dans. le sens axial sur le bloc élastique est pour ainsi dire réduite à zéro puisque la translation axiale de l'équipage mobile qui porte le poinçon 7 n'a à vaincre que les résistances passives du dispositif.
Il en résulte qu'un tel poingon permet de réaliser des emmanche- ments avec des blocs élastiques de hauteur encore plus réduite qu'avec un poinçon conique lisse animé d'un mouvement louvoyant.
Il est évident que l'on peut aussi rendre fixe ce poingon ainsi que la douille intérieure,le blce élastique dans la douille extérieure se vissant comme un écrou mobileo
L'utilisation d'un. poinçon à nervure hélicoïdale permet aussi Inexécution d'articulations du genre montré par la figure 7. dans lesquelles le bloc élastique 3 est logé entre deux gorges hélicoïdales de même pas, d' une douille externe 1 et d'une pièce interne 2. Il est évident que de telles articulations sont particulièrement aptes à supporter des efforts dans le sens axial.
Ces articulations ainsi que toutes celles obtenues.au moyen du procédé décrit constituant de nouveaux produits industriels visés comme tels par l'invention...
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