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GENERAL SPRING CORPORATION., résidant à NEW YORK.
SUPPORT A RESSORT.
L'invention concerne un support pour tuyauteries et engins similaires et plus particulièrement un support équilibré par un ressort et qui permet le mouvement de la charge supportée en direction ascendante et descendante sur une distance appréciable, tout en offrant à la charge une force de support presque constante.
La présente invention réalise un support perfectionné constant susceptible de porter de grandes ou de petites charges et de s'adapter à de grands ou à de petits déplacements de l'objet porté, ayant un frottement statique relativement faible et pouvant être réglé facilement tout en conservant une force constante de support en dépit des déplacements curvilignes du bras de support, du rayon et de l'amplitude des mouvements horizontaux du point de liaison de l'objet supporté et du bras de support, dans la zone de fonctionnement.
En raison des progrès continus dans la conception des centrales thermiques à vapeur, dans les procédés chimiques et similaires, d'où résultent de nombreuses tuyauteries, des déplacements plus grands des tuyauteries dus à l'expansion par la chaleur et à la contraction, en raison des températures et des pressions plus élevées, l'intérêt s'est développé et s'est accru de la recherche d'un support constant plus parfait pour la tuyauterie.
Par exemple dans les brevets américains 1.816.164 ; 1.937.137; 2.145.704; 2.156.468, 2.208.064; 2.256.784; 2.335.834 et 2.439.067, on a déjà tenu compte de plusieurs facteurs variables dans les crochets de support constants que l'on a déjà compensés pour obtenir un effet de support réellement constant. Cependant, il existe encore des facteurs variables significatifs, qui seront discutés ci-après, dont on n'a pas tenu compte dans la technique et qui sont comparables, en grandeur, aux facteurs de compensation décrits dans
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les brevets ci-dessus. Ces nouveaux facteurs sont devenus très importants en raison de l'augmentation des poids et des dimensions des tuyaux, des accessoires, des enveloppes, de la grandeur de la dilatation, etc... qui existent dans les installations modernes de tuyauteries.
Avant la présente invention, la technique a traité les tuyauteries comme si elles constituaient une charge toujours librement suspendue directement au-dessous de l'extrémité du bras de support; si l'on tient compte d'un mouvement horizontal de la charge, la technique utilise des galets ou organes similaires destinés à s'adapter à ce déplacement horizontal, ces dispositifs étant souvent peu satisfaisants pour des raisons discutées ci-dessous.
La Demanderesse a trouvé que des déviations appréciables dans la force réelle de support peuvent se produire dans les supports typiques à ressort en raison : a) du trajet curviligne du pivot de charge du bras de support appelé ci-dessous le facteur de décalage ; b) de la distance entre la liaison à pivot et l'objet supporté et le pivot de charge du bras de support, c'est- à-dire la longueur de la tige de support et c) du mouvement horizontal de cette liaison à pivot relativement au pivot de charge du bras de support.
Ces deux derniers facteurs peuvent aussi être considérés comme une fonction du rayon et de l'amplitude du mouvement horizontal du point de liaison de la charge relativement au pivot de charge du bras de support.
L'utilisation de galets pour permettre au support de suivre le parcours horizontal de la charge est souvent peu satisfaisante parce que la charge se trouve ordinairement à une distance considérable au-dessous des galets. Par conséquent, la charge peut franchir une distance considérable avant qu'une composante horizontale de force suffisamment grande soit produite pour obliger ces galets à rouler. En outre, ces galets n'indiquent pas, à distance, s'ils fonctionnent ou sont rouillés ou bloqués.
L'action réciproque de ces facteurs peut être rendue visible en considérant que le crochet typique de support dans lequel la force de la charge est obligée d' agir sur un bras d'un levier à secteurs, appelé bras de support, et un ou plusieurs ressorts agissent sur un autre bras, appelé le levier de ressort. produisant un moment autour du pivot principal pour le levier à secteurs pour s'opposer au moment de charge et pour supporter ainsi la charge.
La charge n'agit pas verticalement toutes les fois, comme ce serait le cas si la charge était suspendue librement. Le point auquel le moment de charge atteint un maximum dépend de la quantité dont la traction exercée par la charge dévie de la verticale. Le moment de charge réel pour d'autres positions, dépend naturellement de l'angle que fait le bras de support avec la ligne de traction de la charge. Celles-ci sont affectées par la longueur du bras de support, la longueur du déplacement vertical et horizontal du point de liaison à la charge et la distance entre ce point de liaison et le pivot de charge du bras de support, qui peuvent tous varier d'une installation à 1' autre. Par conséquent, le moment exercé sur le levier coudé par un sys- tème de tuyauterie actuel est très différent de celui d'un corps en suspension libre.
De façon similaire, le moment autour du pivot principal produit par le ou les ressorts principaux varie d'une manière qui suit une vraie courbe sinusoïdale si le ressort est prévu de manière que sa déformation soit égale à la distance entre le point de pivotement d'ancrage du ressort et le point d'assemblage du ressort au levier à ressort. On appelle ceci la condition H = 0 et le moment du resssort est différent d'une courbe sinusoïdale de la quantité dont le ressort est déformé à partir de la condition H = 0.
Ceci découle des courbes et de l'analyse mathématique données dans les brevets cités ci-dessus.Selon l'invention, les courbes des moments du ressort et de charge peuvent être réglées de manière à coïncider sensiblement l'une avec l'autre et une action de support est réalisée qui est beaucoup plus constante qu'avec les dispositifs connus jusqu'à présent.
De préférence, ces réglages peuvent être facilement réalisés au cours de l'installation. Ce fait, associé à la constance résultante du
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support obtenu, diminue les calculs techniques nécessaires à l'établissement d'une installation ou à l'application d'un procédé et fournit cependant des facteurs de sécurité connus avec plus de précision, ce qui est très important dans les systèmes modernes de tuyauteries à hautes températures et à hautes pressions.
Le fait de négliger les facteurs discutés ci-dessus soumet souvent la tuyauterie à des efforts de grandeur considérable dont on n'a pas tenu compte dans le projet de tuyauterie en question. En outre, les efforts produits par ces facteurs non compensés s'additionnent, dans beaucoup de cas, le long d'une tuyauterie horizopta, qui produit grandes forces non le long d'une tuyauterie horizontale, ce qui produit de grandes forces non compensées dans l'assemblage de la tuyauterie comme un tout.
Dans de nombreux cas, la Demanderesse a trouvé que le résultat de l'un ou de plusieurs de ces facteurs dans un support à ressort produit un genre de déphasage entre la courbe du moment de la force du ressort et la courbe réelle du bras de moment de charge efficace ce qui oblige la composante verticale de la force de support de charge à être trop grande sur une partie du trajet du bras de support et trop petite sur le reste du trajet. En réglant la relation angulaire entre le bras de support et le levier de ressort, on amène en coïncidence ces deux courbes sur une plus grande partie favorable de chaque courbe et une force de correction additionnelle peut être prévue sur le reste des courbes pour réaliser une action de support beaucoup plus approximativement constante que pour les crochets actuels de support.
Par conséquent, un des buts de l'invention est de réaliser un support de ressort dans lequel la relation de phase entre la courbe du moment du levier à ressort et la courbe du bras du moment de charge efficace peut être fixée ou réglée pour compenser le facteur de décalage angulaire ou le rayon et l'amplitude du déplacement horizontal de la charge relativement au pivot ou à tous les pivots de charge du bras de support.
Dans certains cas, les supports selon l'invention peuvent être réglés de manière que l'effort du facteur de décalage compense le déplacement horizontal de la charge, d'où il résulte une force de support plus constante pour la tuyauterie et l'élimination substantielle des forces horizontales dans les tuyaux.
Un des avantages de la présente invention, en comparaison avec les supports utilisant des galets pour s'adapter à un trajet horizontal de la charge, consiste en ce que, lorsque plusieurs supports sont utilisés, les forces horizontales produites en raison du frottement et du blocage des galets s'exercent nécessairement dans la même direction. Ces forces horizontales s'accumulent par conséquent le long de la canalisation, d'où il résulte des forces horizontales gênantes à l'extrémité de la canalisation. Au moyen de la présente invention, des paires adjacentes de supports à ressorts peuvent être disposées pour se faire face dans des directions opposées, de sorte qu'une composante horizontale quelconque résiduelle est supprimée automatiquement.
Dans d'autres cas où le mouvement horizontal de la charge est négligeable mais où un grand déplacement vertical existe, ces supports peuvent être réglés de manière que le pivot de charge du bras de support soit compensé à partir d'une relation verticale par le point de liaison avec la charge lorsque le bras de support se trouve soit en position extrême, soit en position intermédiaire. Il en résulte que la tige de charge est obligée d'osciller dans des directions opposées à partir d'une position verticale pendant la dilatation ou la contraction du tuyau. On obtient ainsi une force de support plus près de la constante.
Un autre avantage de ce dispositif consiste en ce que les composantes horizontales de perturbation de la force qui sont appliquées aux tuyaux par des supports à ressort actuellement en usage sont sensiblement supprimées parce que l'inclinaison de la tige de support à partir de la verticale est réduite à un minimum.
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D'autres buts de l'invention visent à réaliser un support à ressort qui peut être réglé de manière à compenser les déviations dans la t'orce verticale de support dues à un mouvement relatif horizontal de la charge de manière à obtenir une force de support plus près de la constante.
Les dispositifs- de support constant connus jusqu'à présent ont été conçus sur une base théorique sans tenir compte du frottement, et on a ensuite cherché à réduire à un minimum la boucle d'hystérésis due au :Crotta ment par l'utilisation de paliers à billes, à rouleaux ou à aiguilles. Les paliers à rouleaux conservent leur efficacité au cours d'un fonctionnement rotatif continu, mais lorsqu'ils sont utilisés pendant de nombreuses années pour des charges relativement statiques, on a trouvé qu'ils deviennent moins efficaces que les paliers pleins et notamment les paliers à arête de couteau. Les crochets à tuyaux sont ordinairement installés à des emplacements inaccessibles et se trouvent au voisinage d'objets quelconques de sorte qu' ils ne sont souvent pas ou sont peu entretenus, ce qui produit une détérioration des paliers à rouleaux.
Par conséquent, une des difficultés qui se présente avec les conceptions actuelles de support à ressort, lorsqu'ils sont appliqués aux charges et aux déplacements relativement grands actuels, provient du frottement statique appréciable. Lorsque la tuyauterie supportée commence à se déplacer vers le haut ou vers le bas, elle produit un déséquilibre de plus en plus grand, jusqu'à ce que suffisamment de force non équilibrée soit accumulée pour contrebalancer le frottement statique du pivot fortement chargé du bras de support.
La présente invention utilise une paire de ressorts de support équilibrés l'un par rapport à l'autre radialement du bras de support et équilibrés selon un certain angle relativement au moment de la charge reliée audit bras; il en résulte que les forces du ressort produisent un couple ou un moment pur autour du pivot, sans force résultante sur le palier du pivot due à la force du ressort. Il en résulte que le frottement statique sur le palier est fortement diminué, et les paliers à pivot simple les plus satisfaisants peuvent être utilisés et supportent encore la charge avec une boucle d'hystérésis plus étroite que dans les supports connus.
Un des buts de la présente invention est de réaliser un support à ressort ayant une plus grande capacité et utilisant des paliers bruts peu coûteux avec des charges réduites appliquées sur eux.
Un autre but de l'invention permet de réaliser un réglage de force de charge équilibrée de sorte qu'un support réalisant cet aspect de l'invention peut être réglé à sa charge particulière sans déséquilibrer les forces de ressort de manière à produire une force résistante sur le palier à pivot.
Le dispositif de réglage servant à changer la capacité de charge du support est situé le long de l'axe du levier du ressort. En outre, un dispositif à tendeur permet le réglage simultané et équilibré de deux ressorts.
Une caractéristique importante consiste en ce que la possibilité de réglage des dispositifs de support, décrits ici et leur normalisation pour utiliser différentes dimensions permet à une dimension unique de support de .s'accommodera une grande série de charges et de mouvements, à la fois verticaux et horizontaux et permet d'utiliser une capacité de charge et un indicateur perfectionné de déplacement.
Un autre but de l'invention est de réaliser un support à réglages facilement réalisables, permettant d'accommoder les supports exactement aux conditions particulières que l'on rencontre, y compris les mouve- ments horizontaux de la charge, la position verticale et les mouvements verticaux de la charge et le trajet curviligne du bras de support avec un soulèvement et un abaissement de la charge relativement à son point de support.
Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif indicateur à l'extérieur du bâti du support qui permet de lire simultanément le réglage de la capacité et la position verticale du bras de support.
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Ceci facilite le réglage initial du crochet du support lorsqu'on le monte et constitue un grand avantage, après le montage, puisqu'un inspecteur se déplaçant sur le sol peut facilement dire, en regardant l'échelle, si le bras de support a changé sa position de fonctionnement, en indiquant un tas- sement dans la charpente de l'immeuble de nature à exiger le réglage à nou- veau du support.
Un autre avantage de la présente invention réside dans son en- combrement réduit. Ainsi, avec un support réalisé selon l'invention, la char- ge peut être supportée relativement à proximité de la face inférieure d'un pont de navire ou de l'aile inférieure d'une poutre tout en permettant une série de mouvements verticaux pour la charge.
Un autre avantage du dispositif à ressort équilibré consiste en ce que toute la largeur du support à ressort est diminuée relativement à celle des supports connus ayant la même capacité qui utilisent deux ressorts côte à côte. En réalité, les largeurs des crochets selon l'invention sont généralement inférieures aux diamètres extérieurs des tuyaux supportés en rendant possible l'installation de supports à presque tous les emplacements où se trouvent les tuyaux, par exemple entre deux cloisons.
Un des buts de l'invention est de réaliser un support équilibré à ressort de construction simple, relativement peu coûteux et brut, qui a un frottement statique insignifiant, de sorte que le support répond rapidement aux mouvements de la charge, et qui peut être réglé pour porter, avec une force constante de support, une grande série de charges ayant une grande variation dans la série des mouvements et qui est facile à installer et à contrôler en fonctionnement.
On va maintenant décrire en regard des figures du dessin annexé, quelques exemples spécifiques de l'invention, mais il est bien évident que ces exemples ne sont donnés qu'à titre non limitatif .et qu'on peut y apporter diverses variantes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de 1' invention.
La figure 1 est une vue latérale arrachée partiellement et partiellement en coupe longitudinale, d'une forme de réalisation préférée de l'invention.
La figure 2 est une coupe le long de la ligne 2-2 de la figure 1 en regardant vers la gauche.
La figure 3 est une élévation latérale, à plus grande échelle, correspondant à la figure 1, mais représentant l'indicateur de capacité de charge et de déplacement du bras de support dans une position différente.
La figure 4 est une coupe en plan suivant la ligne brisée 4-4 de la figure 3 en regardant vers le bas et représentant d'autres détails du pivot principal et de l'assemblage des leviers.
La figure 5 est une coupe verticale suivant la ligne 5-5 de la figure 3 en regardant vers la gauche et montrant le fonctionnement du ressort auxiliaire compensateur.
La figure 6 est une coupe verticale longitudinale suivant la ligne 6-6 de la figure 4, en regardant vers le haut.
La figure 7 représente une coupe longitudinale partielle d'un support modifié de ressort, représentant une forme de réalisation de l'invention, la section étant faite suivant la ligne 7-7 de la figure 11 en regardant vers la droite.
La figure 8 représente une coupe longitudinale suivant la ligne 8-8 de la figure 7 en regardant vers le bas et représentant un des ressorts de compression et une des tiges à ressort.
La figure 9 représente une coupe verticale du support à res-
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sort et du tuyau supporté, prise suivant la ligne 9-9 de la figure 7 en regardant vers la droite.
La figure 10a représente une coupe à plus grande échelle de 1' extrémité du pivot de charge du bras de support, suivant la ligne 10a-10a de la figure 7, en regardant vers la droite.
La figure 10b représente une coupe partielle à plus grande échelle suivant la ligne lOb-lOb. de la figure 10a, en regardant vers la gauche.
La figure 11 représente une coupe partielle à plus grande échelle suivant la ligne 11-11 de la figure 7, en regardant vers le bas et vers la gauche pour représenter les leviers jumeaux réglables à ressort et une échelle d'indication de capacité.
La figure 12 représente une coupe latérale schématique partielle d'un support à ressort, objet de l'invention -et utilisant des ressorts de tension.
La figure 13 représente une coupe suivant la ligne 13-13 de la figure 12, en regardant vers la droite, représentant l'extrémité du pivot de charge du bras de support.
La figure 14 représente une coupe longitudinale suivant la ligne 14-14 de la figure 12, en regardant vers la droite.
Les figures 15a et 15b représentent des schémas des forces et des dimensions pour faciliter les explications.
La figure 16 représente un schéma des forces, des moments et des bras de moment en fonction de la position du bras de support du support à ressort représenté sur la figure 7.
Le support à ressort représenté sur les figures 1 à 6 constitue une forme de réalisation préférée et est décrit en détail ci-dessous. Cependant, pour une compréhension plus facile de nombreux aspects de l'inven- tion, on se réfère aux figures 7 à 11.
Une charge constituée par l'élément horizontal de tuyau représenté en 20, est suspendue à un support à ressort, représenté d'une façon générale sur la figure 7. La charge 20 est retenue par une mâchoire 24 articulée à sa partie supérieure par un boulon 26 à une tige de charge 28 qui est suspendue au bas d'un pivot 29 situé à l'extrémité d'un bras de support 30 dans le dispositif de support. Ce bras pivote autour d'un arbre principal 31 fixé par des écrous 32 (figures 9 et 11) et reposant dans des paliers sur les flasques latéraux 33 du support. Comme on le voit, ces paliers principaux sont simplement formés par des axes de pivot polis et durcis fonctionnant avec un certain jeu dans des coussinets de bronze phosphoreux montés dans les flasques latéraux 33, ce qui produit un contact tangentiel semblable à celui d'une balance à arête de couteau.
Tout le support peut être suspendu à une poutre au moyen de boulons 35.
Le poids de la charge de tuyau 20 tire vers le bas de pivot 29 du bras de support en obligeant le bras 30 à tendre à tourner dans le sens rétrograde des aiguilles d'une montre autour du pivot principal 31. Afin de s'opposer à ce moment rétrograde de la charge, un couple sensiblement dirigé dans le sens des aiguilles d'une montre est produit par les ressorts supérieur et inférieur de compression 36 agissant par l'intermédiaire de pai- res de tiges de tension 38 (voir aussi figure 8). Les extrémités intérieures des ressorts 36 poussent sur des socles pour ressorts 39 pivotant dans les flasques latéraux 33 au moyen de portées,
représentées par des boulons 40. Les extrémités extérieures de ces ressorts s'appuient contre des socles pour ressorts 41 reliés aux tiges de tension et peuvent osciller librement vers le haut ou vers le bas comme le demande le mouvement de la charge.
Par conséquent, la direction de la traction, exercée sur les tiges de tension pivotant sur les boulons 43 sur les extrémités des leviers à ressort
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supérieur et inférieur 42, passe toujours au travers des portées respectives
40.
Un ressort auxiliaire de tension 45, dont la fonction sera décri- te plus complètement ci-après, peut être prévu entre le pivot 29 et un boulon
53 (voir également figure 9, fixe à la plaque supérieure 34 et maintenu par un écrou de réglage 44. L'extrémité supérieure du ressort est maintenue par un tampon 46, constitué par des spires de ressort, muni d'un oeillet 17 pivo- tant sur le boulon 53. L'extrémité supérieure de ce ressort compensateur - (voir figure 10) est rètenue par le tampon 48 -muni d'un oeillet 49, du maillon 50 et de l'étrier 51 au boulon de pivot 29.
¯... Ce ressort amortisseur est réglé de manière à aider à supporter la charge lorsque le bras de support 30 oscille au-dessous d'une position déterminée réglable d'avance. Il est réglé en général de manière à fonctionner lorsque le bras oscille approximativement au-dessous de sa position intermédiaire ou horizontale, comme on l'a repré- senté sur la figure 7. Lorsque le bras de support 30 s'élève au dessus de la position pour laquelle le ressort compensateur devient efficace, l'étrier, les maillons et le ressort peuvent se fermer librement pour empêcher un mouvement ascendant ultérieur du bras 30.
Le point précis à partir duquel le ressort compensateur devient efficace est déterminé par le réglage du boulon 53 et de l'écrou 44 relativement à la plaque 34.
Le ressort compensateur est, de préférence, très petit par rapport aux ressorts principaux 36 et son action s'exerce seulement sur une petite fraction de la force de la charge 20, son but étant d'aider à corriger la déviation dans la force de support de la charge produite par la déviation de la tige de charge 28 hors de la ligne verticale réelle de support; mais si on le désire, une partie de la fonction de support de charge peut être absorbée par l'amortisseur, comme on l'a décrit dans le brevet des EtatsUnis n 2.145.704.
Comme on l'a indiqué au début, la charge n'agit jamais comme un corps suspendu librement et il en résulte que les tiges de charge sur les supports à ressort en service se trouvent rarement dans une position vraiment verticale. Cette déviation peut dépendre de divers facteurs et pour comprendre ce qui en résulte, il y a lieu de considérer le fonctionnement du dispositif de support représenté sur la figure 7.
Le moment autour du pivot 31 produit par l'action de la charge 20 tirant vers le bas le bras 30, dépend des positions relatives des pivots 29 et 31 et de la quantité dont la traction de la charge dévie de la verticale. Généralement, le moment de charge est maximum quand le pivot 29 se trouve dans une position approximativement horizontale par rapport au pivot 31 et est minimum quand le pivot 29 oscille au maximum au-dessus ou au-dessous du pivot 31 parce que le bras de moment efficace du bras de support est diminué de la plus grande partie de sa valeur dans ces positions extrêmes.
De façon similaire, le moment autour du pivot 31 produit par les ressorts 36 varie depuis un maximum lorsque les leviers à ressort 42 occupent une position prédéterminée jusqu'à des minima lorsqu'ils oscillent le plus loin possible dans l'une ou l'autre direction à partir de cette position.
Le réglage de la position du pivot 29 relativement aux leviers 42 autour du pivot 31 décale la phase de la courbe du moment de charge rela- tivement à la courbe du moment du ressort (c'est-à-dire les positions relatives des maxima) (voir figures 10a et 10b). Pour faciliter ce réglage, le pivot 29 passe au travers d'un trou horizontal dans un bloc réglable 52 monté librement entre les faces du bras de support 30. Ces faces sont formées
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par les extrémités d'une paire d'organes 54 en forme d'Y, vus de profil sur les figures 9 et 11. et maintenus espacés parallèlement, de manière à former le bras 30, par une traverse 59 soudée entre leurs extrémités.
Des boulons de réglage 55 passent au travers de trous verticaux 56 dans une paire de traverses 57 et dans des trous taraudés 58 dans le bloc 52. Comme on le voit sur la figure 10, l'axe de pivot 29 fait saillie au delà de chaque côté du bloc 52 au travers de rainures courbes 60 dans les faces du bras de support 30, rainures qui sont concentriques au pivot principal 31. Par conséquent, le vissage ou le dévissage des boulons 55 soulève ou abaisse le pivot 29 dans les rainures 60, tout en maintenant leur concentricité avec ces rainures courbes 60. Afin de permettre un léger mouvement longitudinal relatif du bloc 52 et des boulons 55 avec l'arbre de pivot pendant le réglage, les trous 56 sont agrandis dans le sens longitudinal du bras 30, comme on le voit sur la figure 10b.
Un trou central vertical évasé dans le bloc 52 reçoit les extrémités de l'étrier 51 (figure 10a) et un oeillet 62 sur l'extrémité supérieure de la tige de charge 28 est en position pour être relié au centre de l'arbre de pivot 29 et avec un jeu suffisant pour que l'étrier 51 et la tige de charge 28 puissent osciller librement autour du pivot 29 indépendamment l'un de l'autre dans les limites de leur fonctionnement, c'est-à-dire de 70 approximativement.Les extrémités extérieures de l'arbre de pivot 29 sont filetées et une paire de rondelle 64 et d'écrous66le maintiennent en place. Ces écrous peuvent être serrés contre les faces 54 lorsque le bloc 52 a été réglé.
Lorsque les conditions de fonctionnement sont complètement spé- cifiées et que les organes à supporter peuvent être tous pesés, la position de l'arbre de pivot 29 peut être déterminée exactement et le bloc de réglage 52 et les organes associés peuvent être supprimés, une paire de trous circulaires étant exactement forés soit au cours de la fabrication soit à l'emplacement de la construction.
La tige de charge 28 est munie d'un tendeur 68 et d'écrous de blocage 70 pour régler sa longueur.
L'analyse du fonctionnement d'un crochet à ressort de support constant est décrite dans le brevet des Etats-Unis n 2.145 704. et sert à expliquer la présente invention. L'analyse suivante est générale et s'applique à tous les crochets de support constant utilisant un ressort agissant sur un des bras d'un système de levier à secteurs pour supporter une force agissant sur l'autre bras. Pour faciliter la représentation du fonctionnement et pour aider à la description, cette analyse renvoie quelquefois au dispositif représenté sur la figure 7.
En se reportant tout d'abord aux figures 7 et 15a du présent brevet, on voit que: k représente le quotient charge/fléchissement, c'est-à-dire le facteur de rigidité du système du ressort principal; par exemple sur la figure 7 c'est celui de chacun des ressorts principaux 36. a représente la distance et la direction du pivot principal à 1' un ou l'autre des pivots ou portées d'ancrage du ressorte
Dans la figure 15a seulement, le triangle pour le ressort supérieur 36 et son levier 42 sont munis de référence, pour simplifier le schéma. b représente la distance entre le pivot principal et le pivot de levier sur lequel le ressort agit, c'est-à-dire que b est la longueur efficace des leviers, par exemple sur la figure 7, c'estla longueur efficace de l'un ou de l'autre des leviers à ressort 42.
C représente l'angle entre a et b.
B représente l'angle entre la verticale et l'axe de bras de support à partir de son pivot principal jusqu'à son pivot de suspension de charge
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H représente la longueur relâchée du système de ressort principal et de ses liaisons, c'est-à-dire la distance qui serait mesurée entre le pivot d'ancrage du ressort et le pivot de levier sur lequel le ressort agit si l'arbre du levier de pivot était éloigné du levier à ressort et que le ressort pût s'allonger ou se contracter jusqu'à sa position entièrement relâchée, c'est-à-dire que, dans la figure 7. si l'un quelconque des arbres de pivot 43 était libéré de son levier 42. Lorsque H = 0,
la distance entre l'un quelconque des pivots 40 d'ancrage du ressort et les pivots 43 correspondants de ressort 'du levier est toujours égale a l'amplitude de la déviation du ressort.
Comme on l'a représenté dans le brevet des Etats-Unis n 2.145.704, la formule du moment m du système de ressort fonctionnant pour faire tourner le levier à ressort autour du pivot principal, par exemple, le moment de l'un quelconque des ressorts 36 pour faire tourner son levier 40 autour du pivot principal, peut être exprimé comme suit pour les grandeurs définies ci-dessus, dans lesquelles l'indice "s" désigne le moment du ressort.
EMI9.1
Dans le système de ressorts équilibrés de la figure 7. le moment total M s des deux ressorts est effectivement égal à deux fois cette quantité, de légères variations des facteurs de rigidité "k" étant compensées par des réglages opposés dans les longueurs de levier "b".
EMI9.2
où K = 2k, le coefficient, charge effective/déviation ou facteur de rigidité, des deux ressorts 36 fonctionnant ensemble.
La formule pour la courbe ressort-moment donnée ci-dessus en (2) se réduità la sinusoïde pure suivante, lorsque H = 0 : (3) M s = K a b sin C
Des valeurs désirées de H sont atteintes dans la construction selon l'invention, en réglant la longueur efficace des tiges de tension 38 au moyen des écrous 72.Dans la description suivante, on suppose que H a été réglé de manière à être égal à zéro de sorte que les équations simplifiées (3) ci-dessus et (4) ci-dessous sont valables ; maisl'invention n'est plus limitée à un tel réglage.
L'action d'une valeur finie de H est représentée par comparaison, dans la figure 5, du brevet des Etats-Unis n 1.937.135 de la courbe "a". qui est une sinusoïde pure se formant lorsque la longueur relâchée "H" est rendue égale à zéro, avec la courbe "b". qui est déformée par la valeur de "H" sensiblement plus grand que 0, de sorte que le ressort reste relâché jusqu'à ce que le levier à secteurs atteigne un angle substantiel au delà de la position 0 alignée. Evidemment, on peut trouver une famille infinie de ces courbes.
Sur la figure 16, la courbe 80 représente la courbe des moments, lorsque H =O, d'un système de ressorts agissant sur son bras de levier.
C'est une sinusoïde pure et elle atteint son maximum lorsque C = 90 . La ligne courbe pleine 80 est obtenue en calculant des valeurs normalisées du moment du ressort en fonction de l'angle C, comme on l'explique ci-dessous.
Les valeurs absolues en chaque point le long de cette courbe de moment du ressort dépendent de la capacité du dispositif de support considéré et, par conséquent, pour pouvoir utiliser généralement les courbes, on les a représentées sous la forme de courbes normalisées, c'est-à-dire en valeurs d'unités: En se reportant au dispositif de support de la figure 7, afin d'obtenir une courbe normalisée, on multiplie les deux membres de l'équation (3)
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par le facteur constant 1 La courbe normalisée 80 devient alors:
Kab
EMI10.1
La même courbe serait obtenue en remplaçant dans les membres de l'angle B des valeurs normalisées du moment de la charge si elles sont librement suspendues par le bras de support.
Les abscisses pour toutes les courbes de la figure 10 sont en degrés d'angle, c'est-à-dire soit l'angle B ou l'angle C suivant que le bras de support de charge ou qu'unlevier à ressort est compris dans la courbe particulière considérée. Les ordonnées de toutes ces courbes sont normalisées de sorte qu'elles peuvent être calculées en des nombres d'unités dans un but de comparaison. La courbe 80 est une courbe de moment normalisé. La courbe 82 est une courbe normalisée du moment efficace réel en exerçant une force verticale de support sur la charge.On doit faire des comparaisons entre les valeurs du sinus de l'angle représenté par la sinusoïde pure 80 et la valeur trouvée sur la courbe du moment ou du bras du moment considéré. Les courbes 86, 88 et 90 sont des courbes de forces normalisées en divisant par le poids de la charge.
On doit faire une comparaison entre la force de support désiré (qui est l'unité sur ces courbes) et la valeur trouvée sur la courbe considérée. Par conséquent, les valeurs relatives sur les courbes de force peuvent être comprises pour signifier "fraction de force désirée de support".
Afin de mieux considérer le fonctionnement du support, on doit rappeler les définitions suivantes:
L est la longueur efficace du bras de support 30, c'est-à-dire la distance entre les pivots 29 et 31.
Z est la longueur de la tige de charge, c'est-à-dire la distance entre les pivots 29 et 26.
W est le poids de la charge réelle à être supporté.
E w est la composante verticale de la force de support.
E est la tension réelle exercercée sur la tige de charge est l'angle entre la verticale et la ligne réelle de traction de la charge.
Le moment de charge peut être exprimé comme suit, lorsque la traction sur la charge est verticale. L'indice W indique que le poids de la charge est: (5) Mw = WL sin B Cette formule peut être normalisée en multipliant les deux membres par 1/WL, ce qui donne : (6) M/WL = sin B
Cette sinusoïde pure peut aussi être représentée par la courbe pleine 80 représentée sur la figure 16 considérée comme calculée dans les termes de l'angle B.
Dans la courbe 80, on suppose que la charge du tuyau 28 est toujours libre d'être d'aplomb avec le pivot de charge du bras de support
29 et on peut obtenir ainsi dans un support une action de traction réellement constante. Cette condition de suspension libre est rarement obtenue dans les installations actuelles de tuyauterie.
On suppose d'abord, dans un but de simplicité, une installa- tion dans laquelle la tuyauterie n'a sensiblement pas de mouvement horizon- tal mais se déplace verticalement vers le haut et vers le bas sur une dis- tance considérable avec des changements de températures dans les tuyaux.
Le bras de support 30 lorsqu'il suit un tel mouvement, doit porter le pi- vot 29 le long d'un arc (figure 15a), par exemple d'angle B = 55 ou 60 , de
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part et d'autre de sa position intermédiaire vers B = 120 ou 125 . Dans la figure 15a, on suppose, en outre, que la zone de fonctionnement l'assembla- ge de levier à secteurs 30, 42 est tel que le bras de support 30 oscille autour de la même distance au-dessus de l'horizontale comme il le fait au- dessous de l'horizontale. Cette condition produit la composante verticale maximum du déplacement du pivot de charge du bras de support 29, pour la plus petite composante horizontale.
Néanmoins, si avec le pivot 29 dans sa position intermédiaire horizontale, la tige de charge pend verticalement, la tige de charge est alors déviée d'un angle 0 (avec la verticale) lorsque le pivot 29 est soit au-dessus, soit au-dessous de l'horizontale.
Cette déviation de la tige de charge qui a été négligée ou trai- tée comme insignifiante, a un effet surprenant sur la force de support exer- cée réellement sur la charge. En réalité, elle est aussi significative que d'autres facteurs qui ont produit beaucoup d'intérêt et qui on fait l'objet de nombreux brevets.
Une analyse montre que, lorsque la tuyauterie occupe sa position supérieure, le bras de moment réel du bras supportant la charge 30 (représenté parla distance du pivot principal 31 à un point 92 sur la ligne entre les pivots 26 et 29) est plus grand qu'il ne le serait dans le cas de la distance horizontale du pivot 31 à un point 94 sur une verticale passant sur le pivot 29, qui est le bras du moment réel pour une charge librement suspendue.
En raison du porte-à-faux de la tige de charge 28 suivant un angle Ú, le bras du moment efficace réel du bras de support de charge 30, en réalisant une force verticale sur la charge, est le bras du moment réel multiplié par cos. car la composante verticale de la force de support Ew est inférieure à la force de traction E exercée sur la tige de charge, comme on le voit sur la figure 16b.
Dans les conditions de fonctionnement, ceci signifie que le moment de la charge n'est pas exactement compensé par le moment du ressort.
Sur la figure 16, ceci est indiqué par la courbe 82 qui représente le bras du moment efficace réel de la charge, se séparant de la courbe 80 représentant le moment du ressort. La force de support réelle normalisée est représentée parla courbe 82 du-bras de moment de charge efficace réel, donnant la force de support réelle en valeurs d'unité.
La force réelle E w de support représentée par la courbe 86 en traits mixtes est trop faible (c'est-à-dire inférieure à 1,00) lorsque l'angle B est inférieur à 90 .
L'inverse est vrai lorsque l'angle B est supérieur à 90 . Par exemple, le bras du moment réel du levier de charge, lorsqu'il se trouve dans sa position inférieure, est représenté parla distance perpendiculaire du pivot 31 à un point 87 sur la ligne d'action de la tige de charge passant par les positions inférieures des pivots 26 et 29. Ceci est inférieur à ce que cala serait si la charge était suspendue librement, c'est-à-dire à la distance du pivot 31 au point 94. La courbe du bras de moment de charge est, par conséquent, trop petite relativement à la courbe du moment du ressort lorsque l'angle B est plus grand que 90 , et la force de support Ew est trop grande.
La valeur désirée la force verticale de support est : (7) E w = W (condition désirée)
La force verticale réelle de support E2 est une fonction de la tension réelle E, exercée le long de la tige de charge et de l'angle 9 dont la tige de charge dévie de la verticale.
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1.- Quand B est inférieur à 90 : La force de tension de la tige de charge multipliée par E fois
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le bras du moment réel de la longueur L du bras de support doit être égale au moment des ressorts M :
S
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Ceci peut être écrit
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et en substituant dans l'équation (8)
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ou. en développant
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Sur la figure 16a, on voit que tan Ú peut être exprimée comme suit, à l'aide de facteurs connus :
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ou en substituant dans l'équation (12)
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Bien que la condition désirée soit exprimée par l'équation (7) E = W, la Demanderesse a trouvé que lorsqu'on applique ceci à l'équation (5w), on n'obtient pas directement le résultat désiré. Il a été nécessaire de modifier le bras du moment L sin.
B par un "facteur de correction de décalage":
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Ce " facteur de correction de décalage représente la quantité dont le bras du moment de charge efficace réel est trop grande quand l'angle B est inférieur à 90 ,dans les conditions spécifiées.
II.- Quand B est plus grand que 90 :
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La seule différence entre cette équation et l'équation (9) réside dans le signe de l'angle 6 .
Si on effectue l'analyse par des transformations identiques à celles représentées par les équations (10) à (14), on obtient l'équation sui- vante pour E :
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Dans ce cas, lorsque l'angle B est plus grand que 90 , le "fac- teur de correction de décalage" a un signe négatif, montrant que ce facteur est égal à la quantité dont le bras du moment réel est trop petite
Pour illustrer l'influence sérieuse que la déviation peut avoir si elle n'est pas corrigée, on suppose des conditions de fonctionnement dans lesquelles le bras de support 30 oscille -seulement de 25 au-dessus et au- dessous de l'horizontale (ce qui est inférieur à ce qui se produit souvent) et on suppose que la tige de charge a la même longueur L que le bras de sup- port 30 (ce qui n'est pas rare) .
La déviation de la force ce support(au-dessus et au-des- sous de la valeur désirée) est égale à plus et moins 4%, la variation totale de la force de support étant de 8%, ce qui constitue une quantité affectant sérieusement le facteur de sécurité dans un système de tuyauterie défectueu- se.
Si le bras de support pivotait de 35 au-dessus et au-dessous de l'horizontale, la variation totale de la force de support dans de tel- les proportions soulèverait la question sérieuse de savoir si des dispositifs fonctionnant de cette manière peuvent être appelés à "support constant" mê- me si H = 0.
Afin de corriger ce facteur de correction de décalage, on effec- tue un réglage de la relation angulaire du pivot de suspension de charge 29 et des pivots de ressort 43 autour du pivot principal 31. Dans le cas en dis- cussion, les boulons 55 (figures 10a et 10b) sont vissés de manière à dimi- nuer l'angle B, pour une valeur quelconque donnée de l'angle C. d'une quan- tité approximativement égale à la valeur maximum de l'angle de déviation pour l'installation en question. Ce résultat est représenté graphiquement sur la figure 16, à savoir le déplacement de la courbe du bras du moment efficace réel 82 dans son ensemble vers la droite, d'une quantité égale à cette valeur maximum de 8 de sorte qu'elle devient la courbe 84.
Cette courbe déplacée 84 suit de trè.s près la vraie sinusoï- de 80, pour des valeurs de B inférieures à 90 .
En divisant les valeurs le long de la courbe 80 par les valeurs respecti- ves le long de la courbe 84, la courbe résultante 88 représente la force verticale de support après le déplacement du pivot 29 .de la quantité Ú
La courbe 88 est très près de l'unité pour toutes les valeurs de B infé- rieures à 90 et dans la zone de fonctionnement du crochet.
Pour des valeurs de B supérieures à 90 , la courbe 88 déplacée de Ú se trouve continuellement au-dessus de la sinusoïde réelle 80 de sorte que la courbe de force verticale de -support 88 sur la charge est trop petite au-dessus de 90 , en descendant vers le bas vers la droite sur un trajet presque rectiligne. Pour compenser une baisse quelconque de la partie droite de la courbe 88, qui se produit notamment lorsqu'il existe un mouvement de pivotement horizontal du pivot de serrage, un ressort compensateur 45 est prévu. Ce ressort réalise une augmentation de force rectiligne représentée par la courbe 91 pour le ressort s2 mais agit seulement lorsque l'angle B se trouve dans le quadrant supérieur (sur le côté droit de la figure 16).
La pente de la courbe 91 dépend du facteur de rigidité, c'est-à-dire de la proportion charge/déviation du ressort 45. La courbe résultante 90, représentant la face de support réelle du dispositif après décalage de l'angle e et avec le ressort compensateur, est très voisine de l'unité.
Si, au lieu de placer le crochet avec un pivot 29 verticalement au-dessus du pivot 26 lorsque le bras est horizontal, on le place au-dessous de la position du pivot 29 lorsqu'il a parcouru un quart de son déplacement vers le haut ou vers le bas à partir des limites de sa zone de fonctionnement, la déviation s'effectue à moitié à droite et à moitié à gauche.
Avec un tel dispositif, la courbe 82 est amenée plus près de la courbe 80 sauf au voisinage de 90 , où elle se trouverait écartée au-dessous d'elle
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En un point quelconque à proximité de la position d'un quart et de la position de trois quarts (qui, dans le cas d'une limite de 25 , se trouvent à 77 ,5 et à 102 ,5 au-dessus et au-dessous de l'horizontale), ces courbes se couperaient. Cet expédient est suffisant pour de petites déviations mais des déviations plus importantes nécessitent une compensation qui peut être réalisée le mieux au moyen du ressort de décalage 0 et de compensation.
Il faut noter aussi que, lorsque la courbe 82 se trouve au-dessous de la courbe 80, dans la série intermédiaire, il peut y avoir avantage à changer les caractéristiques du ressort en s'éloignant de la condition H = 0pour obrenir une compensation additionnelle.
Les composantes horizontales du mouvement de la charge produisent une déviation analogue à la composante horizontale de l'arc du bras de support et l'invention peut être utilisée pour corriger cette déviation et pour réaliser un support vraiment constant. On suppose que le pivot 26 de la mechoire de tuyau - les tuyaux étant froids - est accroché dans une position donnée et que, lorsque les tuyaux parviennent à la température de fonctionnement, le pivot 26 s'élève d'une certaine hauteur dans la zone du dispositif et se déplace vers la droite d'une quantité égale à environ la 1/2 de ce dépla- cement vertical. Le support 22 est prévu de manière que lorsque la tuyauterie est chauffée afin d'amener le pivot 26 de la mâchoire à mi-hauteur, le pivot 29 se trouve en position intermédiaire directement au-dessus du pivot 26 de la mâchoire.
Lorsque le tuyau se refroidit, le pivot 26 s'abaisse vers la gauche alors qu'en même temps, le pivot 29 se déplace en direction opposée en raison de sa trajectoire curviligne. Le résultat produit un eftet de facteur de décalage qui est environ double de celui d'une charge se déplaçant purement verticalement, comme on l'a analysé.
Lorsque les tuyaux s'échauffent à partir de la température intermédiaire, le pivot 26 se déplace vers le haut et vers la droite tandis que le pivot 29 se déplace aussi vers le haut et vers la droite.Par conséquent, au-dessus de la position intermédiaire, la charge agit plus ou moins comme une charge librement suspendue et produit un moment vraiment sinusoï- dal, c'est-à-dire que la moitié gauche de la courbe 134 coïncide sensiblement avec la courbe 130.
Si les mouvements verticaux de la charge peuvent être absorbés la plupart du temps par l'amplitude du bras de support dans la zone où sa composante horizontale compense ainsi le mouvement horizontal de la charge, on n'a besoin d'aucun autre "facteur de correction de décalage"; en pratique, le bras peut pivoter sensiblement au delà de cette zone. Là où il existe une plus grande amplitude des mouvements, il est plus satisfaisant d'utiliser la compensation au moyen d'un ressort compensateur, comme on l'a décrit ci-dessus.
En montant le crochet de manière que la composante horizontale de l'amplitude de son bras de support se trouve dans la même direction au-dessus de 90 que le mouvement horizontal de la charge, puis en réglant les boulons 72 pour amener les parties gauches des courbes 82 et 80 aussi près que possible l'une de l'autre, la moitié droite de la courbe 82 peut alors être corrigée par un ressort compensateur de la manière décrite cidessus. Un ressort compensateur ayant la rigidité plus qu'usuelle est utilisé parce que l'effet du facteur de décalage s'accroît par la composante horizontale du déplacement de la charge. Par conséquent, une traction constante est réalisée sur une charge avec les composantes verticale et horizontale de la charge à la fois.
Si la composante horizontale du mouvement agit dans la direction opposée, le support est accroché en position renversée et on utilise la même méthode. Si l'amplitude du mouvement horizontal est moindre, la valeur demandée de l'action de décalage 6 et de compensation est diminuée de façon correspondante ou bien elle est supprimée, comme on l'a décrit ci-dessus.
Si l'on considère, en outre, le fonctionnement et la construc-
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tion du support à ressort représenté sur les figures 7 à 11, les ressorts
36, agissant en opposition et reliés à des extrémités opposées des leviers à ressort 42, produisent un couple pur de sorte que la force des ressorts principaux 36 ne s'exerce pas sur le pivot 31. On comprendra ce qui précè- de en considérant les conditions d'équilibre statique appliquées au système de leviers 30, représenté sur la figure 7.
Ces conditions sont : (1) que la somme des composantes vertica- les 7 des forces agissant sur le système soit égale à zéro ; (2) que la som- me des composantes horizontales Fh des forces agissant sur le système soit égale à zéro et (3) que la somme des moments M autour du pivot 31 soit éga- le à zéro.
(1) # Fv = 0 (2) # Fh = 0 (3) Z M =O
Pour des raisons de symétrie, on voit que les composantes ver- ticales et horizontales des forces produites par les ressorts 36 sont éga- les et opposées et s'annulent en laissant seulement un moment dans le sens purement direct des aiguilles d'une montre agissant autour du pivot 31 pour contrebalancer le moment, en sens rétrograde des aiguilles d'une montre, de la charge sur le bras 30. La force de la charge, dirigée vers le bas, est maintenue en équilibre par les paliers du pivot principal 31 et par conséquent, la charge agit sur le pivot 31 toujours essentiellement dans le sens vertical.
En utilisant des ressorts simples faisant saillie à partir de côtés opposés du crochet, la largeur de celui-ci est maintenue à un minimum, ce qui constitue un avantage pour le montage parce que le crochet est, ainsi généralement, plus étroit que le diamètre du tuyau.
De préférence, un dispositif équilibré, axial, est prévu pour régler la capacité afin de l'adapter aux variations de tolérance età une série de charges et de conditions de fonctionnement. La longueur efficace des leviers à ressort 42 peut être réglée simultanément ou individuellement. Une graduation 95 et des aiguilles 96 indiquent les positions réglées.
On effectue le réglage en faisant tourner une paire de disques 98 pour visser les boulons à oeillets 100 hors ou le long des leviers 42, ce qui déplace les arbres 43 des pivots à ressort respectivement en direction ou en éloignement des extrémités des leviers 42. Chacun de ces arbres de pivot passe au travers de l'oeillet d'un des boulons à oeillet 100 et des oeillets situés sur les estrémités d'une paire de tiges 38. Les extrémités de chaque arbre 43 passent au travers de rainures 104 (figure 1) dans les côtés des leviers à ressort 42 parallèlement à l'axe des leviers pour guider le réglage des arbres 43. Les flasques latéraux 54 sont reliés entre eux aux extrémités des leviers 42 par des ferrures de traverse 102.
Une extrémité de chaque arbre de pivot 43 est munie d'une tête et l'autre extrémité est maintenue par une attache 106, représentée ici par une rondelle goupillée fixée par une goupille 108. L'arbre supérieur 43 et sa rondelle s'ajustent avec du jeu dans les flasques latéraux 33.
Chacun des écrous de réglage 98 est maintenu entre les flasques 54 des leviers et s'appuie contre un bloc 110 sur le moyeu du système de leviers 42, 30 et une barre de traverse 111. Ce bloc de moyeu comporte un trou transversal ajusté sur l'arbre 31 du pivot principal et un trou longitudinal 112 dans lequel sont reçues les extrémités intérieures des boulons tendeurs à oeillets 100. Les aiguilles 96 font saillie hors des extrémités supérieures des boulons 100 à l'extérieur au travers de la fente 116 dans le bloc 110 et au-dessus de la graduation 95.
Il existe de petites variations de tolérance dans la rigidité
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des ressorts et lorsque le support est assemblé, on peut faire tourner individuellement les disques de réglage 98 pour raccourcir un des leviers à ressort 42 relativement à l'autre pour contrebalancer le ressort plus raide de manière à produire un couple essentiellement pur autour du pivot 31.
Cette position peut être marquée sur la graduation 95.Ensuite, s'il est nécessaire de régler les bras du levier à ressort pour une charge plus légère ou plus lourde, on fait tourner les écrous de réglage 98 simultanément à la manière d'un tendeur au moyen d'une fourche à deux dents ou d'une clé anglaise à dents espacées pour s'ajuster dans des paires correspondantes de trous 118 prévus sur les faces des écrous.
Le support à ressort préféré, objet de l'invention, est représenté sur les figures là 6etest semblable en beaucoup d'aspects au support représenté sur les figures 7 à 11 et les organes remplissant les mêmes fonctions portent les mêmes chiffres de référence. Dans cette réalisation, il existe plusieurs caractéristiques importantes qui diffèrent des précédentes.
Comme on le voit sur les figures 1,2 et 3, une graduation à aiguille combinée de capacité et de trajet est reliée à une extrémité prolongée du pivot supérieur 43 de manière à être lue sur un arc 122 et sur des graduations 123 portées sur la face extérieure' du bâti 33 et coaxiales au pivot principal 31. Une fenêtre courbe 124 dans ce bâti réalise un jeu pour l'extrémité de l'arbre 43 lorsqu'il se déplace par suite du déplacement de la charge. La position de la charge, c'est-à-dire "Haute","Moyenne", "Basse est déterminée en comparant l'échelle aux graduations et avec trois droites 126 coïncidant avec des rayons partant du centre de l'arc 122.
Sur la figu- re 1, la charge occupe sa position supérieure avec le levier supérieur 42 arrêté contre une des trois ferrures d'angle 126 auxquelles les tiges de support 35 sont fixées. Sur la figure 3, la charge se trouve en position intermédiaire avec le bord 127 de la graduation au-dessus de la ligne " Moyenne".
Le réglage du support est lu simultanément avec la position de la charge en comparant les marques de la graduation avec la ligne de référence 122. La graduation moyenne, représentée par la flèche 128, est considérée comme "capacité estimée" et les graduations en chiffres sur l'extrémité intérieure de l'échelle représentent respectivement 5%, 10%, 15% et 20% d'augmentation sur la capacité estimée et les graduations, sur l'extrémité extérieure, une diminution correspondante. Sur la figure 3, l'aiguille est fixée pour une augmentation égale à 18% environ.
Un avantage de ce support consiste en ce qu'on peut faire varier sa capacité réelle en changeant les ressorts coaxiaux 36 et 36' intérieur et extérieur. Ils sont représentés tous deux, mais l'un ou l'autre peut être utilisé pour différentes grandeurs de charges. Il est possible de supprimer un des ressorts sur chaque côté ou d'utiliser des ressorts plus légers sur chaque côté et là où les charges sont plus légères, de sorte que le frottement statique est moins important, il est possible d'utiliser seulement un ou les deux-ressorts agissant sur un levier et de supprimer l'assemblage de levier et de ressort sur l'autre côté du pivot principal.
On utilise des boulons tendeurs à tige à ressort simple 38 au lieu de la paire de tiges représentées sur la figure 8.
La "capacité estimée" de chaque support est déterminée par le calcul ou les essais et est inscrite sur la plaque graduée 120 ou sur le bâti.
Le réglage de la capacité est obtenu au moyen du manchon tendeur à six pans 130 (voir figure 4) qui reçoit les extrémités intérieures des deux boulons à oeillet 100 de réglage du pivot à ressort dont les oeillets enjambent les arbres 42 au moyen des oeillets des tiges de tendeurs à ressorts 38 (figure 2). Le manchon tendeur 130 est monté sur le centre du levier de sonnette composé 30, 42 entre une paire de paliers 132 pour les
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boulons 100 qui sont maintenus en place par des plaquettes de retenue 134 et des vis 136. Il n'y a pas de bloc de moyeu entre les parties centrales des deux barres latérales 138 formant des leviers 42 en permettant du jeu pour le tendeur.
Deux traverses d'extrémité 140 et les paliers 132 maintiennent ces bras de levier 138 correctement ensemble comme on le voit le mieux sur la figure 2.
Le bras de support 30 est formé par deux pièces plates espacées 140, en forme de pied comme on le voit de profil sur la figure 1. Ces pièces plates 140 sont plus écartées que les bras de levier 138 (figure 4) . Les parties en forme d'orteil sont soudées sur les faces extérieures respectives des barres 138 au moyen de blocs 142 et les parties en forme de talon sont soudées à ces barres au moyen de flasques 144.
Des portées 131 formées par des boulons 146 permettent de monter l'assemblage de leviers entre les flasques du bâti 33, les pièces 140 munies d'insertions de paliers en bronze phosphoreux, tournant librement sur les boulons 146 qui sont montés par l'intermédiaire de colliers 148 fixés aux flasques latéraux 33.
Les extrémités extérieures des pièces 140 de support de bras sont reliées par une traverse 150 et des ferrures doubles de tiges de char- ge 152 pivotent sur chacune de ces extrémités au moyen d'arbres 29 fixés par des goupilles.
Comme on le voit sur la figure 2, un des avantages des tiges de charge double 28 réside dans la plus grande stabilité pour la charge et dans une diminution de l'encombrement nécessaire car les pivots 26 sont espacés en direction des côtéa du tuyau.
Le dispositif de ressort compensateur diffère aussi de celui représenté sur les figures 7 à 11. Comme on le voit sur les figures 5 et 6, le ressort 45 est attaché au moyen d'un tampon à ressort supérieur 46 à une patte 154 s'étendant entre les flasques latéraux 33. Le bouchon inférieur à ressort 48 supporte une traverse 156 munie de boulons de réglage 158 saillant vers le bas à partir de chaque extrémité au travers de trous de guidage dans une paire de languettes 160 (figure 4) fixées à une -traverse 162 (figure 6) entre les flasques latéraux 33.
Deux fourches 164 font saillie extérieurement vers le bas à partir de la traverse 150 du bras de support (figure 5) avec leurs extrémités bifumquées écartées pour enjamber les boulons de réglage 158 du ressort compensateur et les écrous carrés 166 vissés dessus et supportés par des écrous hexagonaux de blocage 168. Comme on le voit sur la figure 1, lorsque le bras de support 30 se trouve en position élevée, les fourches 164 sont écartées des boulons 158. Comme on le voit sur la figure 3, en position intermédiaire, les fourches coopèrent avec les sommets des écrous carrés et lorsque la charge se déplace vers le bas en direction de sa position basse, le ressort compensateur 45 est tendu. Dans la position basse extrême, le bras 30 est arrêté par les écrous de blocage 166 coopérant avec les languettes 160.
Pour indiquer la position dans laquelle le ressort compensateur vient en action par coopération des fourchettes et des écrous carrés, on a prévu une paire de graduations 170 faisant saillie vers le bas à partir des extrémités de la traverse compensatrice 156, vue de profil sur la figu- re 5 et en élévation sur la figure 3. Ces échelles sont marquées 20-10-0-10- 20 à l'intérieur et sont disposées de manière que les fourches touchent juste la surface supérieure de l'écrou carré lorsque le bras de support se trouve en position intermédiaire et que le support est réglé pour une capacité estimée.
Lorsque les écrous carrés sont réglés pour une capacité augmentée, par exemple de 8%, on les fait tourner vers le haut jusqu'à ce que leur surface supérieure soit alignée avec le repère 8 sur les graduations 170, de manière que le ressort compensateur vienne en action juste
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un peu avant la position moyenne et vice-versa lorsqu'il est réglé pour audessous d'une capacité estimée. La lecture sur les graduations 170 devrait être faite en général en accord avec la lettre sur la graduation 120.
Les formules, courbes et diagrammes discutés ci-dessus s'appliquent à ce support de la même manière qu'à celui représenté sur les figures 7 à 11. On peut noter que les pivots 40 d'ancrage du ressort sont situés autour du pivot principal 31, relativement aux leviers à ressort 42 dans le sens direct des aiguilles d'une montre dans une position plus avancée que dans la figure 7. Ceci oblige l'angle C à être plus grand que l'angle B et déplace- le maximum de la courbe de moment du ressort hors de la position à 90 .
Cependant, dans ce cas, les écrous de réglage 72 et la longueur relâchée des ressorts 36 et 36' sont prévus de manière que H ne soit pas égal à zéro et la modification résultante dans la courbe de moment du ressort agit pour compenser le décalage de la courbe du moment de ressort relativement à la courbe du moment de charge. Par conséquent, cette remise en place de la position angulaire des pivots d'ancrage du ressort par rapport au pivot principal produit un réglage semblable à un effet de décalage de 6 de la position angulaire relative des pivots 29 et 43 par rapport au pivot principal.
Un réglage radial des pivots 40 d'ancrage du ressort en direction et en s'écartant du pivot principal, comme on l'a représenté sur la figure 1 du brevet des Etats-Unis n 1.937.135 n'est pas un réglage du décalage mais change seulement la valeur de H comme on l'a représenté sur les courbes de la figure 5.Les concepts de décalage Ú et de changement de H sont largement différents comme on le voit dans l'analyse ci-dessus.
Sur les figures 12, 13,14, on a représenté une forme modifiée de support de ressort à traction constante, qui est semblable aux supports décrits et les organes remplissant les fonctions correspondantes sont désignés par les mêmes références. La longueur totale de ce support est grandement diminuée par l'utilisation de ressorts de tension 172 montés de manière à passer au travers des bras 42 du levier à ressort dans des socles à ressort 39 montés dans des portées.
La charge non représentée sur ces figures est portée par une tige de charge 28 par un étrier 174 dont les bras sont écartés suffisamment pour écarter le ressort 36 de son montage et sont suspendus par des portées 29 à partir de l'extrémité d'un bras de support de charge .
Pour la facilité de fabrication, le système de levier comprenant le bras 30 et les deux leviers à ressort 42 est de structure soudée faite de plaques ou de bandes d'acier en feuille. Entre l'extrémité libre du bras de support à proximité du pivot de charge 29 est soudé un étai 176 et deux portées du pivot principal 31 sont formées sur la face extérieure de l'extrémité du moyeu du bras de charge 30.Les leviers à ressort 42 sont formés de deux barres espacées 138, dont l'une est soudée suivant un angle à l'intérieur de l'extrémité formant moyeu de chacun des deux éléments 140 rectilignes écartés formant le bras de- charge 30. Un deuxième étai 178 est soudé entre les extrémités formant moyeu des éléments 140 du bras de charge adjacent à un bord de chacun des bras du levier à ressort pour renforcer la liaison soudée.
Parmi les avantages de cette construction simple soudée, on peut noter que toute l'espace à l'intérieur du système de leviers 30 et 42 a du jeu pour recevoir les ressorts de tension 36 et leurs chapeaux et leurs portées de montage. Des ressorts fixent les extrémités des ressorts à l'intérieur des cylindres oscillants. En plaçant ces ressorts sensiblement entièrement à l'intérieur de la longueur des flasques latéraux 33, on réduit la longueur du support ce qui, combiné avec les nécessités d'un encombrement réduit, le rend bien approprié à une utilisation dans des espaces limités.
Bien que des ressorts de tension soient utilisés dans ce support à la place des ressorts de compression utilisés dans d'autres supports, le fonctionnement des deux supports est semblable, et c'est la raison pour
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laquelle les formules et les courbes discutées ci-dessus s'appliquent également à ce support. La définition de H est exactement la même que précédemment, étant la distance entre l'un quelconque des pivots 40 d'ancrage du ressort et les pivots correspondants 43 du ressort à levier si'les ressorts peuvent se relâcher complètement:.
Les schémas des figures 15a et 15b s'appliquent à ce support et par conséquent, si on le désire, une correction de courbure de décalage 8 peut être établie dans le support par exemple, en forant les trous de support pour les pivots 29 de l'étrier des tiges de charge en des points du levier de charge correspondant aux spécifications de l'installation. A titre de variante, les pivots 29 peuvent être réglables en position, par exemple par un bloc coulissant entre des organes 140 tels que ceux utilisés sur les figures 10a et 10b, pour permettre au réglage de la correction du décalage Ú d'être fait au moyen de vis ou de boulons réglables, selon ce qui a été décrit.
EMI19.1
R ,D C7: ICHS o- l.-Un support à ressort servant à exercer une forge constante de support sur une charge mobile verticalement dans une zone limitée, caracté- risé en ce qu'il comprend : unbâti, un assemblage de leviers muni d'un bras de support de charge et un premier et un second leviers à ressort, un pivot principal reliant l'assemblage de leviers audit bâti, ces leviers à ressort s'étendant sur des côtés opposés du pivot principal, un guide sur ledit bras de support de charge coaxial avec le pivot principal, un pivot de char- ge monté mobile sur ledit bras et disposé de manière à suivre ce guide, un moyen de réglage pour déplacer ce pivot de charge, , un moyen reliant la charge à supporter au pivot de charge de manière à produire un moment de rotation de l'assemblage de leviers autour du pivot principal,
un premier et un second ressorts, un premier moyen d'ancrage pour monter le premier ressort sur le bâti, un deuxième moyen d'ancrage pour monter le deuxième ressort sur le bâti; le premier et le deuxième moyens d' ancrage se trouvant sur des faces opposées du pivot princi- pal et en étant sensiblement également écartés l'un de l'autre, un premier guide axial sur le premier levier à ressort, un second guide axial sur le second levier à ressort, un premier pivot réglable coopérant avec le pre- mier guide, et un deuxième pivot réglable coopérant avec le second guide, le premier ressort étant relié au premier pivot réglable et formant un an- gle autour du pivot principal opposé à la direction de la liaison avec la charge,
le second ressort étant relié à ce second pivot réglable en for- mant autour du pivot principal le même angle que le premier ressort, d'où il résulte que les moments de rotation des premier et second ressorts sur le système de levier autour du pivot principale'opposent au moment de rotation de la charge tandis que les forces radiais exercées par le premier et le deuxième ressorts sur le système de leviers sont disposées axialement aux leviers et s'opposent l'une à l'autre, ne produisant essentiellement pas de force résultante sur le' pivot principale un organe de réglage servant à mouvoir chacun des pivots réglables le long de son guide respectif pour contrôler ces moments de rotation pour régler la capacité de charge du support, un moyen de repère pour indiquer le réglage de la valeur de charge;
un ressort auxiliaire actionné par ledit bras de support en un point sur son parcours de déplacement, ce ressort auxiliaire étant relié au bâti et, lorsqu'il est actionné par ledit ressort, s'étendant approximativement dans la direction opposée à celle de la liaison avec ladite charge, et un moyen pour régler le point auquel la commande de ce ressort auxiliaire a lieu.
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