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La présente invention est relative aux dispositifs d'articulation dans lesquels deux pièces concentriques, l'une intérieure et l'autre exté- rieure, sont réunies à l'aide d'un élément intermédiaire, ou manchon, en caoutchouc ou matière élastiques analogue, et, d'une manière plus particuliè- re aux manchons élastiques dsdits dispositifs d'articulation.
Jusqu'à présent, les manchons de ce type d'articulation étaient fa- briqués suivant des modes de réalisation bien connus, utilisant la compres- sion axiale d'un manchon en caoutchouc qui, à l'état libre, a des dimensions telles que, lorsqu'il est inséré entre les surfaces concentriques des pièces intérieure et extérieure, un léger jeu radial existe entre ce manchon et chacune de ces surfaces. Après la mise en place du manchon entre ces surfaces, on exerce sur lui une compression axiale qui provoque la déformation du caout- chouc et le comprime radialement, simultanément vers l'intérieur et vers l'extérieur, contre les surfaces rigides qui l'entourent en créant une adhé- rence à ces surfaces par pression.
L'expérience a fait apparaître certaines limitations dans le champ d'application de ces manchons à compression axiale. On a constaté, en parti- culier, qu'il est extrêmement difficile d'obtenir une pression d'adhérence importante entre le caoutchouc et les surfaces métalliques et que cette pres- sion ne peut être obtenue que pour des manchons de faible longueur par rapport à l'épaisseur radiale, faute de quoi la pression est pratiquement limitée aux extrémités du manchon. La pression estinsuffisante dans la partie médiane dudit manchon pour assurer une ferme adhérence.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
Elle a notamment pour objet un manchon pour un dispositif d'arti- culation. Ce manchon, destiné à être inséré entre les surfaces cylindriques concentriques externe et interne respectivement d'une pièce intérieure et d'une pièce extérieure, étant remarquable notamment en ce qu'il comporte une portion tubulaire s'étendant à la plus grande partie de sa longueur et prolon- gée à l'une de ses extrémités par une collerette d'un diamètre xterne supé- rieur au sien, cette portion tubulaire présentant, d'une part, à l'état libre, un alésage d'un diamètre sensiblement moindre que le diamètre de ladite sur- face externe de ladite pièce intérieure et, d'autre part, après son engagement sur cette surface externe,
une surface externe qui est au moins sensiblement cylindrique et a un diamètre légèrement inférieur au diamètre de la surface cylindrique interne de la pièce extérieure.
L'invention a également pour objets: d'une part, un sous-ensemble constitué.par le manchon ±1-dessus combiné avec une pièce intérieure rigide, ledit manchon étant dilaté circon- férentiellement sur ladite pièce intérieure à laquelle il-adhère du fait de sa dilatation ; et d'autre part, un dispositif élastique d'articulation remarquable notamment en ce qu'il comporte un sous-ensemble du type ci-dessus, logé dans -une pièce extérieure pourvue d'une surface interne qui a un diamètre légère- ment supérieur au diamètre externe de -La portion tubulaire du manchon dudit sous-ensemble avant son montage dans ladite pièce extérieure, ce manohon adhérant à ladite surface interne grâce à une compression axiale dudit manchon.
Grâce à l'invention, par dilatation raciale du manchon élastique d'un diamètre interne moindre que le diamètre externe de la pièce intérieure sur laquelle il doit être monté, on peut emmagasiner une énergie suffisante dans le manchon pour obtenir une adhérence à cette pièce qui améliore grande- ment les résultats obtenus comparativement à ceux obtenus avec les ypes de manchons précédemment utilisés.
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En outre., en utilisant un manchon dilaté, on peut, dans la plupart des cas, réduire de moitié le nombre de pièces utilisées, un seul manchon étant généralement 'suffisant là où précédemment il en fallait+ deux. Le de- mandeur a également trouvé qu'avec lenanchon dilaté adhérant fermement à la pièce intérieure qui le porte, on n'a besoin que d'une seule collerette dans certaines applications et que l'autre collerette peut être formée après as- Bemblage, par compression axiale.
Enfin et surtout, les frais de moulage et de démoulage des manchons suivant l'invention peuvent être considérablement réduite, du fait qu'il n'est plus-nécessaire d'avoir un trou cylindrique uniforme pour ce manchon, car après dilatation, la surface interne dudit manchon épouse automatiquement la forme de l'élément qui y est inséré. Il est don possible d'admettre, en ce qui concerne le diamètre interne du manchon, des tolérances qui contribuent à simplifier les problèmes de moulage.
L'invention a également pour objet les applications industrielles de l'articulation perfectionnée précitée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description qui va suivre et qui est donnée uniquement à titre d'exem- ple.
Au dessin annexé :
Fig. 1 est une coupe longitudinale axiale d'un, manchon en caout- chouc perfectionné suivant l'invention!'et représenté à l'état libre ;
Fig. 2 est une vue en coupe analogue de deux manchons montés sur les axes d'une jumelle pour ressort à lames ;
Fig. 3 représente, dans sa partie supérieure, une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1 du manchon élastique à l'état libre et, dans sa partie inférieure, une coupe suivant la ligne 3a - 3a de la Fig. 2, du manchon dila- té sur l'axe interne ;
Fig. 4 est une coupe axiale de la jumelle assemblée et de l'oeil du ressort et après compression axiale du manchon ;
Fig. 5 est une coupe longitudinale et à l'état libre d'une premiè- re variante de manchon élastique ;
Fig. 6 est une coupe analogue à celle de la fig. 4 et représente le manchon de la Fig. 5 après l'assemblage ;
Fig. 7 représente an coupe longitudinale et à l'état libre une autre variante de manchon, de plue courte longueur et destiné à être associé à un autre manchon ;
Fig. 8 représente le manchon en place sur une douille interne ;
Fig. 9 est une coupe longitudinale d'un dispositif d'articulation comportant deux manchons du type des Fig. 7 et 8 ;
Fig. 10 et 11 représentent en coupe longitudinale d'autres varian- tes de manchons élastiques suivant l'invention;
Fig. 12 est une coupe longitudinale d'une variantes de jumelles pour ressort,'perfectionnée suivant l'invention.
Si l'on se réfère maintenant à l'exemple représenté aux Fig. 1 à 4, on voit à la Fig. 1 le manchon B en caoutchouc perfectionné, suivant l'inven- tion, à l'état libre et non déformé. La Fig. 2 représente ce manchon B monté sur un axe central ou broche 15, ayant à l'une de ses extrémités une biellette ou bride 16 de jumelle.La Fig. 4 représente la combinaison du dispositif de
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la Fig. 2 et de l'oeil 17 d'un ressort à lames ; le manchon est disposé entre les deux biellettes 18 de la jumelle et est comprimé axialement par un écrou
19 vissé sur l'axe 15.
A l'état libre (Fig. 1) le manchon B comporte un trou central 20, une surface externe 21 et une collerette 22, formée d'avance. Un épaulement
23(raccorde la collerette au corps du manchon. La face d'extrémité 24 du man- chon est convexe ainsi qu'on peut le voir sur les différentes figures.
A l'extrémité pourvue de la collerette, le trou 20 est élargi en
25 sous forme d'un congre-alésage et comporte de ce fait, un épaulement 26.
De préférence, la longueur du contre-alésage 25 correspond environ à celle de la collerette 22.
On notera que le trou 20 du manchon a un diamètre qui décroît pro- gressivement de l'épaulement 26 vers l'autre extrémité 27 du manchon.
La surface externe 21 de ce manchon est également légèrement tron- conique de sorte que la section annulaire transversale de la portion couran- te tubulaire du manchon est constante de l'épaulement 23 à l'extrémité 27.
La diminution du diamètre externe du manchon B est rendue perceptible sur la droite de la Fig. 1 par les lignes H et T parallèles à l'axe et corres- pondant, respectivement, aux grande et petit: diamètres de la surface 21.
On notera, en ce qui concerne le montage du manchon B sur la bro- che 15, comme représenté à la Fig. 2, que le diamètre du trou 20 à son extré- mité la plus grande est à l'état libre sensiblement plus petit que le diamè- tre externe de la broche cylindrique (voir Fig. 3). Par conséquent, le man- chon doit être ouvert, ou dilaté, dans le sens radial au moment où il est en- gagé sur la broche, par une opération de montage spéciale effectuée en pré- sence de lubrifiant. Une comparaison entre les dimensions et la forme du manchon élastique respectivement à l'état libre et à l'état dilaté est donnée dans la coupe de la Figo 3 ; on voit qu'après montage les diamètres interne et externe sont sensiblement augmentés.
La comparaison des diamètres externes du manchon à l'état libre et à l'état dilaté, montre que la portion courante tubulaire du manchon, a, dans cet état dilaté, un diamètre externe constant sur toute sa longueur.
On notera aussi que la dilatation du manchon sur la broche 15 fait épouser à la surface interne 20 du manchon la surface externe cylindrique de la bro- che . 1
Il est évident que dans ce mode d'exécution, en raison du fait que la portion du trou axial, situéedu côté de l'extrémité munie d'avance de la collerette 22, a le diamètre le plus grand, la dilatation du caoutchouc est minimum dans la zone adjacente à cette collerette.
La pression d'adhérence exercée par le manchon.élastique sur la broche est telle que, quand la pression axiale est appliquée à l'extrémité 27 non pourvue de collerette du manchon, par serrage de l'écrou 19 contre la biellette de la jumelle, on obtient un bourrelet ou collerette bombé de for- me sensiblement analogue à la collerette 22, formée d'avance.
Il faut noter que le diamètre interne de l'oeil 17 du ressort est suffisamment grand pour que le manchon à l'état dilaté (Fig. 2) puisse être glissé à l'intérieur de cet oeil sans efforto Comme on le comprend, il exis- te un léger jeu radial entre la surface externe du manchon dilaté et la sur- face interne de l'oeil 17.
Quand le manchon, monté à l'état dilaté sur la broche, a été glis- sé dans cet oeil 17 et que la pression axiale est ensuite appliquée, celle-ci crée une pression dans la masse du caoutchouc. Cette pression agit naturelle- ment vers l'extérieur et vers l'intérieur en accroissant encore celle déjà
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exercée sur la broche par le caoutchouc qui est ainsi amenda, se dilater vers l'extérieur et à exercer une pression contre la surface interne de l'oeil 17.
Le manchon adhère ainsi à la surface interne de cet oeil de telle sorte que le glissement du caoutchouc entre les deux surfaces concentriques des pièces mé- talliques (oeil et broche), sous l'action des efforts de torsion, se trouve rendu beaucoup plus difficile. Comme les efforts unitaires dus à la torsion ou autres forces sont plus grands sur la broche 15 que sur la surface interne de l'oeil 17, la pression par centimètre carré contre la surface externe peut être considérablement plus faible.
Cette situation est obtenue par la combi- naison de la pression résultant de la compression axiale et de'la pression due à la dilatation du manchon. @ @
La Fig. 5 représente, à l'état libre, une variante de manchon dans lequel est supprimée la partie de diamètre plus grand du trou axial prévue en 25 dans le premier exemple à l'extrémité du manchon pourvue de la colle- rette.
On a constaté, en effet, que dans certaines applications, on peut obtenir des résultats donnant toute satisfaction sans que le diamètre d'une portion du trou central soit plus grand que celui du reste du trou. On note- ra cependant que les surfaces externes et interne du manchon restent légère- ment tronconiques en vue de faciliter le démoulage ; l'aire des sections annulaires reste, bien entendu;, constante.
La Fig. 6 représente une variante d'un montage avec plaques d'ex- trémités dans le cas où l'on utilise d'autres éléments que des biellettes d'une jumelle de ressort.
Le demandeur a constaté que dans certaines applications, il est dé- sirable d'utiliser une paire de manchons de longueur réduite au lieu d'un seul manchon plus long. Les Fig. 7, 8 et 9 représentent l'utilisation d'un tel ty- pe de manchons de longueur réduite. Le manchonélastique est monté sur une douille S, l'extrémité du manchon pourvue de la collerette s'étendant axia- lement au-delà de l'extrémité de butée de la douille. Les deux manchons pour- vus de leurs douilles S sont alors montés bout à bout sur une broche et à l'intérieur de l'oeil 17 du ressort (Fig.9) avant que la pression axiale ne soit appliquée.
Il est évident que le même degré de précompression ou d'adhé- rence aux surfaces métalliques que dans les cas des Fig. 3 et 6, est obtenu dans cette variante de l'invention bien que dans ce dernier cas les deux colle- rettes aient été formées d'avance.
Les Fig. 10 et 11 représentent d'autres variantes de manchons sui- vant l'invention à l'état libre et montrent jusqu'à quel point peut varier la forme du trou du manchon suivant les applications envisagées. A la Fig. 10 par exemple, le trou comporte une portion centrale d'un diamètre réduit, deux portions adjacentes de forme tronconiques et une portion 25 de plus grand diamètre à l'extrémité pourvue de la collerette, l'autre portion terminale du trou ayant également un diamètre un peu plus grande Cependant, la paroi annu- laire du manchon a une section annulaire sensiblement constante sur toute l'é- tendue du corps de celle-ci, de sorte que lorsque ce manchon est dilaté sur une broche, on obtient une surface externe sensiblement cylindrique sur toute- la longueur du manchon.
Le même résultat est obtenu avec le manchon représenté à la Fig. 11.
Ce manchon comporte deux portions de. plus grand diamétraux deux extrémités, la portion intermédiaire du trou ayant un diamètre constantQuand ce manchon est dilaté radialement sur la broche, il a une forme cylindrique sensiblement uniforme sur toute sa longueur, Le degré de dilatation est cependant moindre aux extrémités du manchon que dans sa portion centrale, ce qui est désirable pour que les portions terminales puissent être plus facilement repoussées vers l'intérieur quand la pression axiale est appliquée sur ces extrémités et
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que l'extrémité qui ne comporte pas de collerette forme au montage un bourre- let ou collerette.
La Fig. 12 représente une variante de jumelle pour ressort dans laquelle la broche 15' est enfoncée à force dans une biellette 16' pour for- mer un sous-ensemble, en L, angencé pour être assemblé avec un autre sous-en- semble identique de façon à constituer avec les oéils 17 une jumelle complè- teo Le demandeur a constaté que la broche 15' peut être insérée, successive- ment, dans le trou 30 de la biellette et puis dans le manchon B' . Ainsi, la paire de sous-ensembles peut être préfabriquée, prête pour son assemblage avec les oeils du ressort et du châssis du véhicule avec un minimum de frais.
Dans ce mode de réalisation, les biellettes peuvent être identiques, chacune d'elles ayant un trou 30 adapté pour revevoir l'extrémité de plus grand dia- mètre de la broche du sous-ensemble dont cette biellette fait partie, et un autre trou 32, adapté pour recevoir l'extrémité opposée, de plus petit diamètre, de l'autre broche. Dans la jumelle de la Fig.2, la biellette qui reçoit les têtes des broches doit avoir deux trous de plus grand diamètre que la biellette de l'extrémité opposée, ce qui fait que deux jeux de biel- lettes sont nécessaires. Le mode de réalisation de la Fig. 12 constitue sous ce rapport une simplification.
Dans les divers modes de réalisation, on a représenté des manchons ayant du côté de la collerette une face d'extrémité convexe. Il est cependant évident que les deux surfaces d'extrémité, aussi bien celle 27 (Fig. 1), que celle 24 de l'extrémité à collerette, pourraient avoir d'autres formes et pourraient, par exemple, être planes puisque la dilatation du manchon sur la broche crée une tension circonférentielle sur toute la longueur de la portion tubulaire.
On comprendra que le mot "cylindre" utilisé dans la description qui précède, englobe les cylindres de base elliptiques, circulaire, ou autre, les prismes à sections, polygonale, etc...
Les termes de "trou" et de "diamètre" couvrent de même la dimension correspondante dans les diverses formes cylindriques ou prismatiques mention- nées ci-dessus.
Naturellement, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exé- cution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
1 - Manchon en caoutchouc ou autre matériau élastique destiné à être placé dans l'espace annulaire compris entre deux surfaces cylindriques concentriques externe et interne, respectivement d'une pièce intérieure et d'une pièce extérieure, ledit manchon étant caractérisé en ce qu'il comporte une portion tubulaire s'étendant à la plus grande partie de sa longueur et prolongée à l'une de ses extrémités par une collerette d'un diamètre externe supérieur au sien, cette portion''tubulaire présentant, d'une part, à l'état libre un alésage d'un diamètre sensiblement moindre que le diamètre de ladite surface externe de ladite pièce intérieure ét, d'autre part, après son enga- ement sur cette surface externe,
une surface externe qui est au moins sensi- blement cylindrique et a un diamètre légèrement inférieur au diamètre de la surface cylindrique interne de la pièce extérieure.