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La présente invention concerne des ressorts annulaires fendus radialement ainsi que le procédé de fabrication de tels ressorts. Par res- sorts annulaires radialement fendus, on entend ici des corps annulaires, tels que des rondelles, ayant un encombrement axial relativement faible par rapport à leur diamètre extérieur, ces corps étant fabriqués en un matériau qui possède une certaine élasticité inhérente et étant délimités en un certain nombre de secteurs identiques par des fentes radiales com- mençant à la périphérie interne et/ou externe de l'anneau.
On sait que de tels corps annulaires présentent une élasticité dans le sens axial, c'est-à-dire perpendiculairement au plan moyen du corps annulaire. L'amplitude des déformations élastiques axiales de tels res- sorts annulaires est fonction, toutes autres choses restant égales par ail- leurs, de la longueur des fentes. D'une manière générale, ces ressorts n'ont que des possibilités de déformations élastiques assez faibles, ce qui limite leur champ d'utilisation. En effet, dans ce cas, la flèche (am- plitude maxima de la déformation élastique axiale) dépend uniquement de la longueur des fentes radiales et lorsque l'on désire une flèche impor- tante, il est nécessaire d'augmenter la longueur des fentes, ce qui di- minue, d'une manière dangereuse, pour la solidité, la quantité de matière qui assure la liaison élastique entre les secteurs.
Pour ces raisons, dans de tels ressorts connus, les efforts qui accompagnent les déforma- tions élastiques sont trop grands pour la quantité de matière constituant la partie comprise entre les fonds de fente et la périphérie interne ou externe, ou entre les deux fonds des fentes lorsque ces'dernières sont ,ménagées à l'opposé l'une de l'autre suivant un même rayon; la limite élastique du matériau dépassée, il en résulte des déformations permanentes ou des ruptures. Ces inconvénients sont particulièrement sensibles lors- que de tels ressorts annulaires sont soumis à des forces de compression variables ou répétées, quels que soient les traitements spéciaux auxquels on soumet le matériau constitutif du ressort.
Ces ressorts annulaires sont obtenus par découpage et mis à la forme à la presse; la finesse des fentes délimitant les divers secteurs exige un outillage très coûteux et fragile et ne permet que l'utilisation de tôles ou de feuillards minces. Ces conditions de fabrication viennent s'ajouter à la fragilité propre des ressorts annulaires connus pour les rendre encore plus fragiles et souvent inutilisables pratiquement. En ou- tre, il était difficile de choisir pour les secteurs de tels ressorts con- nus, les formes de profil les mieux appropriées aux besoins, comme par exemple forme de profil conique, à cause de l'apparition de flambage cir- culaire suivi par l'instabilité élastique.
Etant donné l'intérêt présenté par les ressorts annulaires du type décrit ci-dessus, on a cherché à éviter leurs inconvénients tels qu'ils viennent d'être précisés ; on y est parvenu en augmentant la quantité de matière, (ce qui permet une augmentation de l'élasticité), ainsi que la section des parties reliant entre eux les secteurs des ressorts, tout en diminuant la longueur des fentes ménagées entre les secteurs. La présente invention a donc pour objet aussi bien des ressorts annulaires exempts des défauts précités utilisables pratiquement, que les moyens permettant de réaliser industriellement de tels ressorts.
Conformément à la présente invention, le ressort est constitué par un disque annulaire formé d'un certain nombre de secteurs identiques délimités par des plis ou poches et des fentes dirigées suivant le même rayon que ces poches, toutes les poches du ressort étant identiques entre elles et leurs fonds se trouvant tous du même côté du disque annulaire, les fentes radiales-partant d'au moins une extrémité desdites poches-dé-
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bouahant sur au moins l'un des deuxpourtiours du disque annulaire, ainsi formé.
On peut faire varier l'élasticité de tels ressorts annulairesd'un matériau et de dimensions déterminées, conformes à l'invention, en modi- fiant, suivant les besoins, isolément ou en combinaison, la profondeur, le nombre et la longueur des poches; on peut également munir les poches d'une ou plusieurs entailles transversales plus ou moins profondes. On peut encore, dans le même but, donner à la section transversale des poches là for- me d'une boucle plus ou moins aplatie. On peut enfin ménager-dans les flancs des poches une encoche radiale, suivant les besoins.
La présence des poches permet de donner aux secteurs du ressort conforme à l'invention toutes formes de profil désirées (profil rectiligne ou profil courbe), suivant les besoins à satisfaire et permet également d'employer des matériaux de limite élastique relativement faible et d'é- viter éventuellement des traitements thermiques ou autres.
On a constaté que les ressorts annulaires conformes à l'inven- tion, et ainsi obtenus d'une manière rationnellement réalisable dans l'in- dustrie ont, à égalité d'épaisseur, de diamètre et de matériau employés, et pour des fentes moins longues, une élasticité et une sécurité de fonc- tionnement beaucoup plus grandes que les ressorts annulaires à fente con- nus, qui ne comportent pas de poche.
L'invention vise également un procécé permettant de réaliser, d'une façon pratique, rapide et économique, des ressorts du type ci-dessus défini. Ce procédé consiste : a) à partir d'une tôle ou d'un feuillard préalablement plissé dont les deux extrémités sont soudées de façon à obtenir un anneau tubulai- re présentant des plis identiques angulairement équidistants qui sont orien- tés radialement en profondeur, dont les longueurs sont disposées parallèle- ment à l'axe du tube, et dont le nombre est égal au nombre des poches que doit comporter le ressort fini; b) à passer ensuite cet anneau tubulaire plissé dans un outil de presse qui donne un diamètre différent aux deux bords dudit anneau de fa- çon à obtenir un anneau de forme conique, constituant la première forme d'approche du ressort à réaliser ;
c) à passer ensuite cet anneau conique plissé dans un second ou- til de presse qui lui donne sa forme définitive brute; d) à réaliser enfin des fentes radiales par prélèvement d'une partie de matière des poches et suivant le besoin, des secteurs précités, au moins sur l'un des bords de l'anneau, ce qui peut se faire au tour ou par fraisage, meulage ou tout autre moyen équivalent.
L'invention sera maintenant expliquée en détail dans la descrip- tion ci-après d'un certain nombre d'exemples non limitatifs de réalisation des ressorts qui en font l'objet, avec référence aux dessins annexés. Dans ces dessins : @ - la figure 1 est une vue partielle en plan d'un ressort annulai- re conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe suivant II-II de la figure 1; - les figures 3 et 4 sont des vues analogues aux figures 1 et 2 mais se rapportant à une variante de réalisation.
- les figures 5 et 6 représentent deux formes de réalisation pos- sibles de la section transversale des poches;
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- la figure 7 montre en coupe les encoches ou entailles qui peu- vent être pratiquées dans les poches pour modifier l'élasticité des res- sorts.
- la figure 8 est une vue de profil d'un feuillard plissé au nom- bre de plis désiré, destiné à former le ressort selon l'invention.
- la figure 9 est une vue de profil de ce même feuillard plissé, après que ses extrémités ont été soudées l'une à l'autre pour former un anneau tubulaire plissé; - les figures 10 et 11 montrent schématiquement la méthode pour transformer l'anneau tubulaire plissé en un anneau conique; forme d'appro- che du ressort terminé; - la figure 12 montre, en coupe, une partie de l'outil de pres- se au moyen de laquelle peut être réalisé l'anneau plissé et conique sui- vant la méthode schématiquement indiquée sur les figures 10 et 11; - la figure 13 est une vue en plan de l'embase de maintien de l'anneau plissé dans la partie inférieure de l'outil de presse représentée sur la figure 12;
- les figures 14 et 15 montrent, en coupe, respectivement en po- sition d'ouverture partielle et en position de fermeture, un outil de pres- se permettant de donner une forme définitive conique au ressort brut à partir de l'ànneau plissé conique sortant de l'outil représenté à la figu- re 12; - les figures 16 et 17 montrent, en coupe, respectivement en po- sition d'ouverture partielle et en position de fermeture, un outil de pres- se analogue à celui des figures 14 et 15 permettant de donner une forme définitive à profil courbe au ressort brut à partir de l'anneau plissé co- nique sortant de l'outil représenté à la figure 12.
On voit aux figures 1 et 2 un premier exemple de ressort annulai- re oonforme à l'invention. Ce ressort est un disque annulaire formé d'un nombre de secteurs 5 identiques et d'un même nombre de poches 3 identiques, angulairement équidistantes dont les fonds se trouvent tous d'un même côté du ressort et comportent des lèvres 6 (figure 5). Lesdites poches partent toutes de la périphérie interne du ressort et s'arrêtent à une distanoe égale pour toutes, de l'axe géométrique du ressort. Les fentes 7 en nom- bre égal à celui des poches suivent les mêmes rayons que l'ouverture des poches, s'étendent du voisinage des extrémités des poches et débouchent à la périphérie externe du ressort.
Le ressort conforme à l'invention est donc constitué par un certain nombre de secteurs reliés entre eux non plus par une courte et faible partie comme dans le cas des ressorts antérieurs mais par la quantité totale de la matière formant les poches.
Bien entendu, les poches 3 identiques et angulairement équidis- tantes qui, dans l'exemple des figures 1 et 2, s'étendent de la périphérie interne jusqu'à une certaine distance de la périphérie externe du disque, pourraient au contraire s'étendre de la périphérie externe jusqu'à une cer- taine distance de la périphérie interne, les fentes 7 correspondant indivi- duellement aux poches et dirigées suivant les mêmes rayons, débouchant alors sur cette périphérie interne et s'arrêtant au voisinage des extrémi- tés des poches.
Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 3 et 4, un certain nombre de poches 3 identiques radiales et angulairement équidis- tantes partent d'une distance égale pour toutes de la périphérie externe du disque et s'arrêtent à une distance égale pour toutes de la périphérie
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interne du disque; des fentes 7 partant respectivement des périphéries interne et externe, suivant le même rayon que l'ouverture des poches et s'arrêtant à proximité respectives de chaque pocheo
La section transversale des poches 3 est choisie suivant les con- ditions de fabrication et d'emploio Elle peut, par exemple, être celle représentée aux figures 5 et 6, ou toute autre appropriée.
Le choix des formes variées de la section des poches permet de donner aux poches tou- tes caractéristiques élastiques désirées.
Dans la variante de la figure 7, on a procédé à un prélèvement latéral de matière 4 d'une partie des secteurs 5 et des flancs des poches 3.
Dans cette variante, la forme conique (profil rectiligne) des figures 2 et 4 est remplacée, à titre d'exemple,.par un profil courbe.
Les divers moyens ci-dessus peuvent être combinés ou non et per- mettent d'obtenir des ressorts annulaires susceptibles de répondre à tou- tes les exigences d'élasticité et de sollicitation .
On conçoit -aisément que la résistance mécanique et à la fatigue, .accrue .par la plus grande quantité de matière formant les poches et assurant la liaison entre les divers secteurs délimités par ces poches et les fentes, confor- mément à l'invention, permet d'utiliser des méthodes de travail plus appro- priées et un outillage moins fragile et coûteux que celui nécessaire jus- qu'à présent pour la découpe des fentes longues et fines des ressorts con- nus. Il en résulte des frais de fabrication sensiblement moins élévés, pour des ressorts ayant cependant une élasticité de beaucoup supérieure à celle que l'on pouvait atteindre avec les ressorts annulaires connus.
On va décrire maintenant,en se référant aux figures 8 à 18, le prpcédé qui permet de réaliser, suivant des méthodes rapides et économi- ques, des ressorts du type décrit ci-dessus avec référence aux figures 1 à 7.
Comme on le voit sur la figure 8, on part d'un feuillard préalablement plis- sé dont les plis 8'sont en un nombre égal au nombre de poches du ressort à réaliser. On enroule ensuite ce feuillard plissé de façon à rapprocher ses deux extrémités 9 en vue dé les souder l'une à l'autre en 9' et à obte- nir ainsi, comme représenté sur la figure 9, un anneau tubulaire plissé.
La soudure des extrémités 9 du feuillard peut être faite par une méthode convenable, par exemple par soudure à l'arc,ou de toute autre façon appro- priée.
L'anneau tubulaire plissé, tel qu'il est représenté sur la fi- gure 9, est montré en coupe sur la figure 10. Il comporte, comme on le voit sur la figure 9, des plis 8 identiques, angulairement équidistants, qui sont orientés radialement en profondeur et dont les longueurs sont dispo- sées parallèlement à l'axe du tube. Ces anneaux tubulaires sont ensuite transformés en anneaux coniques (représentés figure 11), par rabattement des plis 8 vers le centre, suivant les flèches représentées sur la fi- gure 10, agissant sur les extrémités inférieures des plis 8, ce qu'il faut considérer comme une opération d'approche.
; Pour cette opération d'approche, l'anneau tubulaire est pris dans une embase du support 12 présentant des échancrures 13 dans lesquelles se logent les plis 8 de l'anneau tubulaire (voir figures 12 et 13).
A l'intérieur de cette embase, peut se. déplacer un outil 10 pré- sentant une partie conique avec un épaulement 11 qui s'appuie sur le bord supérieur des plis 8 de l'anneau plissé.
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L'embase 12, comme on le voit, présente également elle-même une partie conique correspondant à la partie conique de l'outil 10.
Il est à remarquer que la figure 12 est une coupe suivant XII-XII de la figure 13 avec en plus l'anneau plissé et l'outil 10.
Il est facile de comprendre que lorsqu'on enfonce l'outil 10 dans le sens de la flèche, l'épaulement 11 de cet outil fait descendre l'anneau plissé et la partie conique de l'embase 12 a pour effet de rame- ner vers le centre les bords inférieurs des plis 8 suivant les flèches re- présentées sur la figure 10.
A la fin de cette opération d'approche, on aboutit à un anneau conique tel que celui représenté sur la figure 11.
A partir de l'anneau conique de la figure 11 qui constitue une forme d'approche du ressort final, il est ensuite nécessaire d'amener cet anneau à la forme définitive du profil du ressort fini brut et on utilise pour cela l'outillage représenté, soit sur les figures 14-15, soit sur les figures 16-170
Dans les deux cas, le dispositif comporte une embase 14 dont la partie supérieure présente des échancrures 16 représentées sur la figure 18.
La mise à la forme définitive du ressort brut (voir figures 14 et 15), comporte en réalité deux opérations simultanées au cours de la fermeture de l'outil.
La forme conique de la partie 15 épousant la forme conique de l'embase 14 fournit le profil conique (rectiligne) aux secteurs du ressort fini brut, ce qui, en soi, réalise l'estampage, pendant qu'au cours de cette même fermeture de l'outil, les plis 8' se trouvent calibrés en se logeant dans les échancrures 16 et prennent la forme des poches 3.
D'une manière analogue et aussi par deux déformations simultanées, effectuées au cours d'une seule fermeture de l'outil, on peut obtenir d'au- tres formes du profil du ressort fini brut par exemple suivant un profil courbe si l'on donne un tel profil à la surface supérieure de l'embase 14'ain- si qu'une.forme courbe -correspondant à la partie 15' qui épouse ladite for- me de l'embase comme représenté aux figures 16 et 17.
REVENDICATIONS.
1 ) Ressort annulaire constitué essentiellement par un disque an- nulaire formé d'un certain nombre de secteurs radiaux identiques délimités par des poches radiales identiques angulairement équidistantes et par des fentes suivant les mêmes rayons que l'ouverture entre les lèvres des po-' ches, lesdites poches étant faites d'une seule pièce avec les secteurs et de la même matière qu'eux, toutes les poches partant de distances égales de l'axe géométrique du ressort et ayant leurs fonds disposés d'un seul côté du disque, les fentes partant d'au moins une extrémité de chaque po- che et débouchant à au moins l'une des périphéries du disque annulaire.