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La présente invention concerne une machine oscillante, notamment un transporteur ou un crible oscillant, comportant des organes oscillants groupes par paires, pour former un mécanisme oscillant à deux masses, qui peuvent être des goulottes de trans port ou de criblage, reliées entre elles par des ressorts de rappela et prenant appui sur un socle par des bielles articulées au centre d'oscillation du système oscillant.
Le but de l'inven- tion est une augmentation du rendement, c'est-à-dire une augmen- tation du débit des transporteurs et des cribles, correspondant à une augmentation proportionnellement plus faible de la force
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motrice nécessaire à l'entraînement, ou à une consommation de force motrice inchangée ou même réduite*
L'agencement connu des machines oscillantes à deux masses présente l'avantage que la force motrice nécessaire à l'entraîne- ment des masses oscillant en résonance est faible et que le socle de fondation n'est soumis à aucune contrainte.
L'augmentation du rendement des machines oscillantes est théoriquement possible par une augmentation de l'amplitude des oscillations, ou de la fréquence des oscillations* ou des deux à la fois* Or, cette augmentation est pratiquement limitée par le comportement mécanique d'un ressort de rappel en acier. Pour ob- tenir un mécanisme oscillant à deux masses entrant facilement en résonances, on utilise généralement des ressorts à lame,, plus rarement des ressorts à boudin. Or, pour augmenter le rendement, il faudrait augmenter considérablement le nombre des ressorts, ce qui n'est pas possible pour des raisons de construction et de prix de revient.
On sait que le comportement d'un ressort de torsion. au point de vue de la résistance mécanique, est à plusieurs égards très différent de celui d'un ressort à lame* Les avantages de la solution du présent problème sont fondés sur cette différence.
Toutefois, si l'on tentait de remplacer par des ressorts de tor- sion les ressorts de flexion ou de compression d'une machine oscillante, il se produirait avec l'agencement usuel comportant, pour,des raisons de construction, des organes; oscillants superposés, des couples complémentaires qui agiraient sur le système Les couples devraient être supportés' par le bâti de la machine, qui @ serait alors soumis à de fortes secousseso On perdrait ainsi un avantage important du mode de construction précité.
Selon l'invention, on obtient une augmentation du rendement d'une machine oscillante du type précité - abstraction faite d'autres avantages qui seront indiqués plus loin - tout en évitant les difficultés également précitées, en utilisant des ressorts
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de rappel comprenant au moins un organe de torsion et reliant les organes disposés cote à côte et oscillant en opposition, cha- que organe oscillant étant divise en, deux éléments superposés qui
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sont reliés entre eux d'une manière connue en soi par les..bieile.a.. tn préci'té:es;.¯1-e .façt- ,qu'JIs... ,o:aai1le..n-t.é.ga!e.ment L.a.n flens contraires..
Dans une machine de traYaiJ.:>tìmd c..On::}ti6' on utilise cependant en règle générale* un nombre', 'de-.; ressorts detorsion supérieur ,à un.
Dans un mode de réalisation préféré, l'axe du ressort de torsion, qui peut être une barre de torsion en acier pour ressort, croise l'axe des organes oscillants, de préférence à angle droit.
Pour obtenir un équilibrage parfait des masses, il convient alors que le ressort de torsion coupe perpendiculairement l'axe de sy- @ trie commun à tous les éléments des organes oscillants. Il est toutefois également possible d'orienter le ressort de torsion obliquement. de la manière décrite en détail plus loin* Dans un agencement particulièrement intéressant de la machine de travail selon l'invention, le ressort de torsion de forme allongée attaque des organes porteurs remplissant la fonction de bielles reliant chacune deux moitiés des organes oscillants, et ces organes porteurs sont également utilisés pour faire reposer chaque organe oscillant à deux éléments sur le bâti de la machine.
Dans ce cas, les orga- nes porteurs peuvent être des tubes associés respectivement à un organe oscillant, ces organes; porteurs à axe conmun sont disposés côte à côte, et chacun d'eux est commun à une paire d'organes oscillant en opposition. Le, ressort de torsion relie alors entre eux les deux organes porteurs tubulaires. Une particularité im- portante d'un mode de réalisation préféré de cette machine est que le mouvement d'oscillation est produit dans le plan de symé- trie de la machine, et précisément encore sur la paire précitée des organes porteurs tubulaires, qui sont ainsi animés d'un mouve- ment d'oscillation en opposition.
On peut, selon une autre particularité de l'invention,
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réduire les dimensions du ressort de torsion assurant le rappel des organes oscillants en utilisant des éléments de torsion en caoutchouc pour réaliser les têtes des paliers desbielles reliant chaque paire d'éléments des organes oscillants et éventuellement aussi pour réaliser les organes portant le mécanisme oscillant et reposant sur le socle de fondation. Cas éléments sont alors dé- formés en torsion par les oscillations, et leurs réactions élasti- ques de rappel assitent le ressort de torsion. Ce mode de réali- sation offre, du reste, le grand avantage pratique de supprimer les paliers à surfaces de glissement, il permet donc d'obtenir une machine n'exigeant pratiquement aucun entretien..
Dans ce qui précède, les indications concernant un élément ou ressort de torsion sont, bien entendu, valables- pour la plupart des mécanismes comprenant plusieurs de ces ressorts de torsion.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un trans- porteur ou d'un crible oscillant selon l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue schématique partielle en plan des organes oscillants.
La fig. 4 est une vue en coupe transversale similaire à. celle de la fig. d'un autre mode de réalisation de la machine certains éléments non indispensables à la compréhension de l'in- vention étant supprimés.
La fig. 5 est une vue partielle en élévation latérale d'un détail, à savoir de l'une des moitiés d'un organe oscillant, et d'une bielle reliant cette moitié à la moitié correspondante placée au-dessous et à un ressort de torsion. On voit.également
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comment la bielle sert à faire reposer les organes oscillants sur le socle.
Les fig. 6 à 8 montrent certains détails du mécanisme d'en- traînement: La fig. 6 et la fig. 7 sont des vues en coupe sui- vant les lignes VI-VI de la fig. 7 et VII-VII de la Fig. 6, tan- dis que la fig. 8 est une vue en plan correspondant à la fig. 7.
Les fig. 9 à 11 montrent une variante de la machine selon l'invention: La fig. 9 est,une vue en élévation avec coupe Par- tielle suivant la ligne IX-IX de la fig. 10 ; la fig. 10 est une vue en plan, tandis que la fig. 11 est une vue en bout.
Les fig. 12 et 13 représentent des variantes de réalisa- tion des ressorts de torsion.
Toutes les figures du dessin sont schématiques et non à l'échelle.
Sur les fig. 1 et Z -du dessin, 1 désigne le socle sur lequel reposent les supports 2 portant les organes oscillants.
Ces organes oscillants sont divisés en deux moitiés supérieure et inférieure et chaque moitié comporte deux longerons 5. A ces longerons peuvent être fixées des goulottes de transport ou de criblage. La forme de la section transversale de ces goulottes est sans importance. La fig. 2 les montre simplement en poin- tillés. Les goulottes de la moitié gauche de l'organe oscillant sont indiquées en 3, 3', tandis que celles de la moitié droite sont indiquées en 4, 4'. Les longerons 5 sont simplement repré- sentés sous la forme de profilés. Pratiquement, on peut cepen- dant leur donner une section d'une autre forme. L'ensemble comprend donc quatre moitiés d'organe oscillant, superposées par paires formant chacune un organe oscillant, et reposant pas les bielles 6 sur les supports 2.
Les bielles sont articulées par des coussinets 7 et des tourillons 7' aux longerons 5, et repow sent par d'autres coussinets 8 sur les pivots 8' des supports 2.
Les supports prévus au milieu de la machine ne sont pas représen- tés. 9 désigne des entretoises transversales de raidissement,
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çui forcent avec les longerons 5 correspondant les cadres couvant servir à la fixation des goulottes de transport ou de criblage 3, 3', 4, 4'.
Dans l'@xemple représenté, les ressorts de torsion sont des barres de torsion 10 et 10'. On voit sur la fige 2 qu'un res- sort de torsion de ce genre s'étend du côté gauche de la paire gauche d'éléments oscillants, jusqu'au côté gauche de la paire droite d'éléments oscillants. Les barres de torsion sont encas- trées par leurs extrémités dans des têtes de maintien 11 fixées à d'autres bielles 12,12', qui sont articulées par des touril- Ions 13 aux longerons 5.
La deuxième barre de torsion 10'est disposée d'une manière analogue, et s'étend du côté droit de la première paire d'éléments oscillants jusqu'au côté droit de la deuxième paire d'éléments oscillants. Les bielles correspondan- tes sont indiquées en 14 et 14'. Pour plus de clarté, la fig. 3 ne montre pas les bielles 6, ni la liaison des bielles 12 avec les longerons 5. Cette fig. n'est en effet qu'une vue sché- matique .
En supposant que les masses mobiles de en? paire d'élé- ments oscillants sont égales et sont réparties symétriquement par rapport aux pivots porteurs 8, on voit facilement que l'axe des barres de torsion 10, 10' doit être placé dans un plan horizontal passant pas les pivots 8. Pour débarrasser autant que possible l'ensemble de couples non équilibrés, il est néces- saire que la distance horizontale a. (fig. 3) entre les deux barres de torsion 10, 10' soit aussi réduite que possible.
En principe,, il serait possible de prolonger la barre 10 (fig. 3) jusqu'aux longerons 5 à l'extrême droite et de réduire la lon- gueur de la barre 10' à la distance séparant les longerons in- térieurs, mais il en résulterait des difficultés de construction parce que les deux barres de torsion doivent généralement présen- ter les mêmes caractéristiques d'élasticité, ce qu'on ne peut
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réaliser sans difficultés avec des éléments de longueurs diffé- rentes. De-plus, pour des raisons de fabrication, il est souhai table également d'utiliser des barres de torsion de mêmes dimen.. sions.
L'entraînement de ce mécanisme transporteur oscillant peut avoir lieu d'une manière connue quelconque. On pousse les deux longerons supérieurs gauches 5 (figs. 1 et 2),par exemple dans le sens de la flèche A, et les deux longerons inférieurs5du même organe oscillant simultanément, et avec la même force, dans le sens de la flèche B (fig. 1).. On exerce une poussée de même force, mais de sens opposé, sur l'autre organe oscillant. Il en résulte (fig. 2) que la goulotte supérieure gauche 3 et la goulotte inférieure 4' droite oscillent dans un sens, tandis que la goulotte inférieure gauche 3' et la goulotte supérieure droite 4 oscillent dans le sens opposé. Une machine de ce genre utilise intégralement les avantages du ressort de torsion, et possède également un bon équilibrage des masses et des couples.
Dans le mode de réalisation que montre la fig. 4, l'agence- ment des articulations est choisi de façon que l'équilibrage des masses et des couples soit total. Les articulations à sur- faces de glissement son remplacées par des articulations à blocs de caoutchouc. On retrouve sur la fig. 4 les longerons 20 des quatre cadres oscillants précédemment décrits, auxquels sont fixées les goulottes de transport ou de criblage (non représen- tées). Ces cadres reposent sur le socle 19 par l'intermédiaire de bielles 24, qui transmettent également les mouvements d'oscille' tion aux ressorts de torsion 28, qui peuvent également être des barres de torsion.
A cet effet, chaque longeron 20 porte des tourillons 21 convenablement distribués sur la longueur, et agissant par des bagues en caoutchouc 23 et des bielles '24 sur les tubes transversaux 25. Les bielles 24 sont assemblées aux; tubes transversaux par soudure. Chaque tube transversal 25, 25' repose par des bagues encaoutchouc 26 dans des supports 27
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qui meuvent être fixés par des boulons sur le socle 19.
Le me- canisse décrit jusqu'ici peut donc permettre des mouvements d'oscillation des longerons 20 autour de l'axe des tubes 25, 35', par rotation de ces tubes tant que l'amplitude de cette rotation ne dépasse pas les limites imposées par l'élasticité des bagues en caoutchouc 23 e@ 26. Cette élasticité doit être suffisante pour que les longerons 20 puissent exécuter les oscillations désirées, d'une amplitude relativement grande.
Les tubes 25, 25' sont également destinés à recevoir la barre de torsion 8, et à lui transmettre les mouvements d'oscil- talion du mécanisme. A cet effet, ainsi que le montre la fig. 4, la barre de torsion 28 est encastrée par ses têtes 28" dans des plateaux. 29, solidaires des tubes 5 grâce à des boulons 30 tra- versant des brides 31 de ces tubes. Il en résulte que les deux cadres superposés 20 de l'organe oscillant de gauche sont accou- plés aux deux cadres superposés de l'organe oscillant de droite, qui est identique. L'entraînement du mécanisme oscillant a lieu de la manière décrite en regard de la fige 2.
Par rapport au mé- canisme que montre la fig..2. il existe cependant une différence importante à savoir que les deux paires de cadres oscillants ne sont reliées entre elles que par une seule barre de torsions, et non pas par deux barres comas le montre la fig. 3. Il est cepen- dant évident que plusieurs barres de torsion ou plusieurs paires de ces barres doivent être distribuées sur la longueur de la ma- chine, si cette longueur l'exige*
Les bielles 24, 24' peuvent être toutes identiques, afin de simplifier la construction Les bielles 24', prévues sur le côté intérieur des deux paires de cadres oscillants, peuvent donc être identiques aux bielles 24 prévues sur le côté extérieur.
Etant donné que les bielles 24 attaquent des arbres tubulaires 25, il est également nécessaire d'accoupler aux plateaux 29 de la barre de torsion 8 d'autres éléments tubulaires 32 et 32' qu'attaquent les bielles 24', et qui s'étendent de préférence jusqu'à proximité
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du plan vertical de symétrie de la machine. Etant donné que ces tubes 32 et 32' exécutent des oscillations en opposition, il n'est pas possible de les réunir en une seule pièce. Les extré- mités intérieures des tubes 32, 32' sont encastrées à leur tour avec interposition de bagues 26 en caoutchouc dans un support 27 fixé au socle 19.
La machine décriteen regard de la fige 4 offre plusieurs avantages importants par rapport au mode, de réalisation que mon- trent les figs. 1 à 3. La suppression de l'intervalle a (fig. 3), donc la suppression d'un couple résiduel de masses non équilibrées$ est l'avantage le plus important car il permet un équilibrage parfait des masses, ce qui est capital si on tient compte du grand rendement désiré.
Dans le mode de réalisation que montre la fig. 4, les cou- ples d'entraînement sont introduits de préférence par les tubes 25, 25' ou 32, 32' qui reçoivent des impulsions angulaires simul- tanées et opposées. Une impulsion doit être appliquée au tube de gauche .25 ou 32, tandis que l'autre impulsion est appliquée au tube de droite 25' ou 32'. On obtient un mode d'introduction des impulsions particulièrement avantageux au point de vue de la construction en appliquant des impulsions angulaires opposées aux deux extrémités en regard l'une de J'autre des tubes 32, 32'.
Dans un mode de réalisation tel que le montre la fig. 4, il serait également possible d'exercer des poussées sur les longerons 20 de la manière décrite en regard de la fig. 1, ce qui est du reste connu en soi. Il est cependant plus avantageux d'utiliser les arbres tubulaires 25, 32 et 25', 32' pour provoquer le mouvement oscillant.
La machine de la fig. 4 s'étend en règle générale sur une grande longueur. Pour la distribution des poids, on prévoit donc plusieurs arbres tubulaires 25, mais il n'est pas nécessaire d'in- corporer des ressorts de torsion à tous ce.µ arbres. La machine peut donc comporter des arbres tubulaires, dont les dimensions
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sont les mêmes que celles des tubes contenant des ressorts de torsion, mais qui sont démunis de brides 31, c'est-à-dire que les éléments 25, 32 et 25', 32' forment un seul tube..
Les ex- trémités intérieures en regard l'une de l'autre des tubes 32, 32' sans barres de torsion sont représentées sur les fig. 6 à 8. On reconnaît égalementXXXXXXXXXX sur ces figures les bielles 24' et les supports qu'on peut même réunir en un support commun de la manière indiquée sur la fige 4. Les extrémités des tubes 32, 32' sont accouplées entre elles par des pièces intermédiaires 40, 41, entre lesquelles est intercalé un élément annulaire 42 en caoutchouc permettant aux tubes 32, 32' d'exécuter les oscil- lations opposées appliquées à l'ensemble. Sur la vue en élévation latérale de la fig. 7, on voit qu'un levier 43, 43' est fixé- sur l'extremité de chaque tube.
Ces leviers sont disposes symétrique- ment par rapport au plan médian X-X. On comprend facilement qu'on peut faire osciller l'ensemble en faisant osciller les leviers 43, 43' en opposition, ce qui est obtenu dans l'exemple représente par l'intermédiaire d'un mécanisme à double excentri- que que montrent les fige 7 et 8. Ce mécanisme comprend un vilebrequin 44 présentant deux manetons latéraux identiques. 45, décentrés dans le même sens et disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie x-x, ainsi qu'un maneton central 46 décentré dans le sens opposé.
Les manetons 45 entraînent des coussinets 47 qui agissent sur le levier 43' par une fourchette 48 et un organe d'accouplement élastique en caoutchouc 49, tandis que l'atrier central 50 agit sur le levier 43 par une bielle coudée 51 et un autre organe d'accouplement en caoutchouc 49'. Lorsque le vilebrequin 40 est entraîné par un mécanisme approprié (non représenté), les extrémités des tubes 32, 32* exécutent des mou- vements d'oscillation opposés, dont la fréquence dépend du nombre de tours/minute du vilebrequin, et dont l'amplitude dépend de @ l'excentricité des manetons 45, 46.
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Le mécanisme qui vient d'être décrit est représenté en combinaison avec des arbres tubulaires 32, 32' qui ne contien nent aucun ressort de torsion. Il est cependant évident que ce mécanisme peut être utilisé en combinaison avec les tubes 32, 32' de la fig. 4, car la présence du ressort de torsion ne s'oppose pas à cette utilisation.
Le mécanisme d'entraînement décrit en regard des fig. 6 à 8 se distingue des mécanismes d'entraînement connus pour machines oscillantes par la douceur avec laquelle s'effectue l'introduc- tion du mouvement, ce qui est obtenu non seulement par des propor- tions appropriées des leviers 43, 43', mais également par l'in- terposition d'organes amortisseurs en caoutchouc 49. Il en résul- te que les couples de démarrage, très importants dans les mécanis- mes d'entraînement usuels,, deviennent très faibles, car le mouve- ment d'entraînement est tout d'abord absorbé en partie par les organes en caoutchouc 49 alors que les organes oscillants sont encore immobiles, et la machine démarre ensuite progressivement pour atteindre la pleine fréquence et la pleine amplitude.
Ceci offre l'avantage complémentaire que le mécanisme d'entraînement peut être équipé de moteurs électriques de type usuel, alors qu'il a été jusqu'ici le plus souvent nécessaire d'utiliser des moteurs spéciaux, dont le couple de démarrage doit être anormalement important.
On peut fixer le moteur d'entraînement sur le cadre du socle 19. Les leviers de transmission 43, 43' sont alors orientés vers le bas. On peut également monter le moteur au-dessus de la machine, ce qui donne le mode de construction représenté.
Pour la bonne compréhension de l'invention, il ne semble pas nécessaire de décrire en détail la constitution des organes amor- tisseurs 49, 49', et il suffit d'indiquer qu'il peut s'agir d'or- ganes de transmission comportant une tige de commande bl, un boîtier extérieur 52 et des organes en caoutchouc (non visibles) intercalés entre ces deux éléments.
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La fig. 4 montre également un dispositif indicateur sim- ple, signalant les ruptures de la barre de torsion 8. Le point d'intersection de l'axe de la barre de torsion et du plan de symétrie de la machine est le point fixe de la barre de torsion, à condition que les organes oscillants soient symétriques, il s'agit donc d'une zone sans oscillation et immobile pendant le fonctionnement de la machine.
Si on fixe sur cette partie de la barre de torsion un collier 54, portant une aiguille 55 pro- longée vers l'extérieur à travers une fenêtre de la coquille su- périeure 57 du support 27, la pointe de l'aiguille reste immo- bile pendant le fonctionnement de la machine tant que la barre de torsion est intacte, tandis que cette pointe d'aiguille exécute des oscillations de pleine amplitude en cas rupture de la barre.
Un avantage du logement des ressorts de torsion dans les arbres tubulaires 32, 32' (fig. 4)' est la possibilité de loger dans le support un élément chauffant électrique 58. En effet, il est nécessaire de tenir compte du fait que la caractéristique élastique d'une barre de torsion est fonction de la température.
Lorsque la température extérieure est très basse, par exemple lorsque la machine de travail est installée à l'air libre dans une contrée à climat froid, il peut en résulter une modification sensible du comportement élastique de la barre de torsion, et celle-ci risque même de se rompre* Il est possible d'éviter complètement ce danger grâce à l'élément chauffant précité, qui peut recevoir une forme appropriée quelconque, et dont la consom- mation d'énergie est très faible.
Les modes de réalisation que montrait les fig. 1 à 8 compor- tent des ressorts de torsion se présentant sous la forme de bar- res horizontales, mais il est également possible de disposer ces barres obliquement. Les fig. à 11 représentent un exemple de cet agencement. Il s'agit d'un transporteur oscillant à quatre
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couloirs oscillants constitués par des tubes 61 de section carrée (qui pourrait même être circulaire),.renforcés de place en place par des cadres 62. Ces cadres sont reliés entre eux par des bielles 63, par lesquelles les couloirs oscillants re- posent sur des supports 64 fixés-sur le socle.
La barre de torsion 60 est placée dans le plan de symétrie y-y et orientée parallèlement aux bielles 63. Les couloirs oscillants sont reliés à la barre de torsion par des bielles 65 articulées à celle-ci en 66. Le mécanisme d'entraînement n'est pas représenté, mais les mouvements oscillants sont tels qu'ils ont été décrits en regard des fig. 1 à 3. Les articula... tions 66 et 67, par lesquelles les bielles 60 relient les couloirs oscillants 61 à la barre de torsion 60, permettent à ces couloirs d'executer librement les mouvements d'oscillation, qui sont des mouvements de rotation dans des plans verticaux autour de l'axe central 68 des bielles 63 oscillant elles-mêmes autour des axes 69.
Dans ce cas encore, on utilise des articulations à bagues en caoutchouc pour remplacer les articulations a surfaces de glissement, de la manière décrite en regard des fig. 4 à 8.
Il semble donc inutile de décrire en détail cet agencement.
On voit que la barre 60 peut être fortement inclinée dans le plan y-y. En tous cas, elle ne doit pas être parallèle aux axes des organes oscillants.
Dans les exemples décrits jusqu'ici, on utilise en général des barres de torsion ayant la forme de pièces métalliques allon- gées dont la section est \Le plus souvent circulaire ou polygonale, mais dont la constitution est plus ou moins la même d'un bout à l'autre. Il convient cependant d'insister sur le fait que l'in- vention n'est nullement limitée a l'utilisation d'organes de tor- sion de ce genre.
La fig. 12 montre par exemple un ressort de torsion forme par- deux ressorts helicoidaux sollicités à la tor-
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sien, dont les extrémités sont encastrées dans des plateaux 72 faisant sorp avec des barres 73. Un comprend facilement qu'un ressort de torsion de ce genre puisse remplacer les barres de torsion et qu'il puisse constituer un organe de torsion par- faitement équivalent, à condition que la caractéristique d'élas- licite soit convenablement déterminée. On peut également rem- placer les ressorts hélicoïdaux par un bloc de caoutchouc.
Pour empêcher les deux barres de fléchir, on peut les engager l'une dans l'autre de la manière indiquée sur la fig. 13, une extré- mité de la barre 74 étant alors prolongée par une tige cylindri- que 75 engagée dans un alésage correspondant d'un prolongeant 76 do l'autre barre 74.
11 va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notaient par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention.