WO2002088566A2 - Dispositif elastique precontraint a cage, et application. - Google Patents

Dispositif elastique precontraint a cage, et application. Download PDF

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    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04—Wound springs
    • F16F1/12—Attachments or mountings
    • F16F1/128—Attachments or mountings with motion-limiting means, e.g. with a full-length guide element or ball joint connections; with protective outer cover

Definitions

  • the present invention relates, in general, to a mechanical device capable of exerting a controlled elastic force.
  • a prestressed elastic device comprising a prestressed elastic member having an elongated shape along an axis and forming an axial channel extending between first and second ends of this elastic member , and a prestressing cage of variable axial length up to a maximum length, engaged in the axial channel, and bearing on the first and second ends of the elastic member to keep them at a maximum distance from one of the other while allowing their reconciliation.
  • the object of the invention is in particular to propose a prestressed elastic device, the manufacture or mounting of which is optimized thanks at least to a reduction in the cost of tooling, and / or to a reduction in the time of the assembly cycle. .
  • the device of the invention is essentially characterized in that the cage comprises first and second spacers, each of which comprises two branches having ends respective free, and respective linked ends by which they join in a common base, the free ends of the branches of the first and second spacers being folded away from the axis to form first and second respective flanges, which respectively hold the first and second ends of the prestressed elastic member, and the spacers being linked to each other by their bases.
  • the free ends of the branches of each spacer are resiliently biased at a distance from each other and from the axis, and applied against the prestressed elastic member.
  • the spacers can thus be threaded one inside the other and mutually support one another by their bases.
  • Each spacer is for example made of a spring steel, the pre-stressed elastic member being able to be a metal spring and / or a helical spring.
  • This device may also include means for adjusting the maximum length of the cage. These adjustment means may for example comprise a median fold formed in the base of each spacer between the branches of this spacer, and projecting in the direction of the free ends of the branches of this spacer.
  • These adjustment means may, as a variant, possibly comprise a boss formed in the base of one of the spacers, or a shim interposed between the bases of the spacers.
  • the base of each spacer may advantageously be substantially circular to ensure good maintenance of the wedge.
  • Figure 1 is a perspective view of a device according to the invention
  • Figure 2 is a perspective view of an elastic member before its integration into the device of the invention
  • FIG. 3 is a perspective view of two spacers, forming the elements of a cage according to a first variant, before the integration of this cage in the device of the invention;
  • FIG. 4 is a perspective view of two spacers, forming the elements of a cage according to a second variant, before the integration of this cage in the device of the invention.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a cage according to the invention, comprising length adjusting means produced according to a preferred embodiment.
  • the invention relates to a prestressed elastic device of the type which essentially comprises a prestressed elastic member 1, for example a steel coil spring, and a prestressing cage 2.
  • this member has an elongated shape along a longitudinal axis X, and forms an axial channel 10 which extends between the ends 11 and 12 of this elastic member 1.
  • the prestressed cage 2 which has an axial length variable up to a maximum length L0, is engaged in the axial channel 10 and bears on the ends 11 and 12 of the spring 1 to maintain them relative to each other at a maximum distance fixed by the maximum length L0 of this cage, while allowing the approximation of these ends 11 and 12.
  • the cage 2 comprises two spacers 3 and 4.
  • Each spacer itself comprises two branches, such as 31 and 32 for the spacer 3, and 41, 42 for the spacer 4.
  • each spacer has respective free ends, such as 310, 320 and 410, 420, as well as respective linked ends, such as 311, 321 and 411, 421.
  • Each of the spacers 3 and 4 has a base, such that 30 and 40, by which the linked ends, such as 311, 321 and 411, 421, join this spacer.
  • the free ends 310, 320 and • 410, 420 of the branches of the spacers 3 and 4 are folded away from the axis X to form respective flanges, referenced 331 for the spacer 3, and 432 for the spacer 4.
  • the flanges 331 and 432 defined by the spacers 3 and 4 have the function of maintaining the corresponding ends 11 and 12 of the spring 1, the spacers 3 and 4 being moreover linked to each other by their respective bases 30 and 40.
  • Each spacer 3, 4 is for example made of spring steel and has an elasticity transverse to the axis X, more precisely in the direction of reconciliation and mutual distance of the branches 31, 32 and 41, 42. It is thus possible to ensure that the free ends 310, 320 and 410, 420 of the branches of each of the spacers 3 and 4 are resiliently biased at a distance from each other and from the axis X , and applied against the internal periphery of each of the corresponding ends 11 and 12 of the spring 1.
  • the spacers 3 and 4 are preferably simply threaded one into the other, so that they mutually support each other by their respective bases 30 and 40.
  • a boss such as 400 can be made in the base 40 of one of the spacers 3 and 4, so as to bring the flanges 331 and 432 closer to each other by a distance corresponding to the height of this boss.
  • a shim of thickness 5 can be interposed between the bases 30 and 40 of the spacers 3 and 4.
  • the bases 30 and 40 of the spacers 3 and 4 may be appropriate to give the bases 30 and 40 of the spacers 3 and 4 a substantially circular shape, so as to provide broad and stable support for the wedge 5.
  • FIG. 5 the preferred embodiment of an adjustable maximum length cage 20 is illustrated in FIG. 5.
  • the base 30, 40 of each spacer 3, 4 comprises a median fold such as 301, 401 disposed between the branches 31 and 32 or 41 and 42 of the spacer considered, and projecting in the direction of the free ends of these branches.
  • the reciprocal support of the plies 301 and 401 one on the other constitutes a swiveling contact of the spacers 3 and 4 relative to each other, and the maximum length LO of the cage can be increased by plastic crushing of folds 301 and 401.
  • the device of the invention can be used for many purposes, it finds a preferred application in hydraulic brake master cylinders, in which it allows the recall of a primary piston and / or the secondary piston, this corresponding application to mass production requiring very high reproducibility of performance.

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Abstract

L'invention concerne notamment un dispositif élastique précontraint, comprenant un ressort (1) et une cage de précontrainte (2), la cage présentant une longueur axiale variable jusqu'à une longueur maximale (L0), étant engagée dans le ressort (1), et maintenant les extrémités (11, 12) de ce ressort à une distance maximale l'une de l'autre tout en permettant leur rapprochement.Selon l'invention, la cage (2) comprend deux entretoises (3, 4) en forme de 'U', liées l'une à l'autre par leurs bases (30, 40).

Description

DISPOSITIF ELASTIQUE PRECONTRAINT A CAGE, ET APPLICATION
La présente invention concerne, de façon générale, un dispositif mécanique propre à exercer une force 'élastique contrôlée.
Plus précisément, l'invention concerne, suivant un premier de ses aspects, un dispositif élastique précontraint, comprenant un organe élastique précontraint présentant une forme allongée suivant un axe et formant un canal axial s 'étendant entre des première et seconde extrémités de cet organe élastique, et une cage de précontrainte de longueur axiale variable jusqu'à une longueur maximale, engagée dans le canal axial, et prenant appui sur les première et seconde extrémités de l'organe élastique pour les maintenir à une distance maximale l'une de l'autre tout en permettant leur rapprochement .
Les dispositifs de ce type sont connus depuis des décennies, et trouvent application dans de nombreux secteurs de la mécanique.
En dépit de leur relative simplicité structurelle, ces dispositifs recèlent encore à ce jour quelques difficultés de réalisation, en particulier lorsqu'ils sont fabriqués en très grande série.
Dans ce contexte, l'invention a notamment pour but de proposer un dispositif élastique précontraint, dont la fabrication ou le montage soient optimisés grâce au moins à une réduction du coût d'outillage, et / ou à une réduction du temps de cycle de montage.
A cette fin, le dispositif de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que la cage comprend des première et seconde entretoises dont chacune comprend deux branches présentant des extrémités libres respectives, et des extrémités liées respectives par lesquelles elles se rejoignent en une base commune, les extrémités libres des branches des première et seconde entretoises étant repliées à distance de l'axe pour former des premiers et seconds rebords respectifs, qui maintiennent respectivement les première et seconde extrémités de l'organe élastique précontraint, et les entretoises étant liées l'une à l'autre par leurs bases.
De préférence, les extrémités libres des branches de chaque entretoise sont élastiquement sollicitées à distance l'une de l'autre et de l'axe, et appliquées contre l'organe élastique précontraint.
Les entretoises peuvent ainsi être enfilées l'une dans l'autre et prendre mutuellement appui l'une sur l'autre par leurs bases. Chaque entretoise est par exemple réalisée dans un acier à ressort, l'organe élastique précontraint pouvant être un ressort métallique et / ou un ressort hélicoïdal. Ce dispositif peut en outre comporter des moyens de réglage de la longueur maximale de la cage Ces moyens de réglage peuvent par exemple comprendre un pli médian formé dans la base de chaque entretoise entre les branches de cette entretoise, et saillant en direction des extrémités libres des branches de cette entretoise. Ces moyens de réglage peuvent, en variante, éventuellement comprendre un bossage pratiqué dans la base de l'une des entretoises, ou une cale interposée entre les bases des entretoises.
Dans ce dernier cas, la base de- chaque entretoise peut avantageusement être sensiblement circulaire pour assurer un bon maintien de la cale.
Le dispositif de l'invention est particulièrement adapté au rappel d'un piston de maître-cylindre de freinage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'un organe élastique avant son intégration dans le dispositif de l'invention;
- la figure 3 est une vue en perspective de deux entretoises, formant les éléments d'une cage suivant une première variante, avant l'intégration de cette cage dans le dispositif de l'invention;
- la figure 4 est une vue en perspective de deux entretoises, formant les éléments d'une cage suivant une seconde variante, avant l'intégration de cette cage dans le dispositif de l'invention ; et
- La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une cage conforme à l'invention, comprenant des moyens de réglage de longueur réalisés suivant un mode de réalisation préféré. Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un dispositif élastique précontraint du type de ceux qui comprennent essentiellement un organe élastique précontraint 1, par exemple un ressort hélicoïdal en acier, et une cage de précontrainte 2. Quelle que soit la forme particulière adoptée par l'organe élastique précontraint 1, cet organe présente une forme allongée suivant un axe longitudinal X, et forme un canal axial 10 qui s'étend entre les extrémités 11 et 12 de cet organe élastique 1. La cage de précontrainte 2, qui présente une longueur axiale variable jusqu'à une longueur maximale L0, est engagée dans le canal axial 10 et prend appui sur les extrémités 11 et 12 du ressort 1 pour les maintenir l'une par rapport à l'autre à une distance maximale fixée par la longueur maximale L0 de cette cage, tout en permettant le rapprochement de ces extrémités 11 et 12. Selon l'invention, la cage 2 comprend deux entretoises 3 et 4.
Chaque entretoise comprend elle-même deux branches, telles que 31 et 32 pour l' entretoise 3, et 41, 42 pour l' entretoise 4.
Les deux branches de chaque entretoise présentent des extrémités libres respectives, telles que 310, 320 et 410, 420, ainsi que des extrémités liées respectives, telles que 311, 321 et 411, 421. Chacune des entretoises 3 et 4 présente une base, telle que 30 et 40, par laquelle se rejoignent les extrémités liées, telles que 311, 321 et 411, 421, de cette entretoise.
De l'autre côté, les extrémités libres 310, 320 et • 410, 420 des branches des entretoises 3 et 4 sont repliées à distance de l'axe X pour former des rebords respectifs, référencés 331 pour l'entretoise 3, et 432 pour l'entretoise 4.
Comme le montre la figure 1, les rebords 331 et 432 définis par les entretoises 3 et 4 ont pour fonction de maintenir les extrémités correspondantes 11 et 12 du ressort 1, les entretoises 3 et 4 étant par ailleurs liées l'une à l'autre par leurs bases respectives 30 et 40. Chaque entretoise 3, 4 est par exemple réalisée en acier à ressort et présente une élasticité transversalement à l'axe X, plus précisément suivant la direction de rapprochement et d' éloignement mutuel des branches 31, 32 et 41, 42. II est ainsi possible de faire en sorte que les extrémités libres 310, 320 et 410, 420 des branches de chacune des entretoises 3 et 4 soient élastiquement sollicitées à distance l'une de l'autre et de l'axe X, et appliquées contre la périphérie interne de chacune des extrémités correspondantes 11 et 12 du ressort 1.
Comme le montre la figure 1, les entretoises 3 et 4 sont de préférence simplement enfilées l'une dans l'autre, de sorte qu'elles prennent mutuellement appui l'une sur l'autre par leurs bases respectives 30 et 40.
Dans le cas où il s'avère utile de pouvoir régler la longueur maximale L0 de la cage 2, un bossage tel que 400 (figure 3) peut être pratiqué dans la base 40 de l'une des entretoises 3 et 4, de manière à rapprocher l'un de l'autre les rebords 331 et 432 d'une distance correspondant à la hauteur de ce bossage.
En variante (figure 4), une cale d'épaisseur 5 peut être interposée entre les bases 30 et 40 des entretoises 3 et 4.
Dans ce dernier cas, il peut être opportun de donner aux bases 30 et 40 des entretoises 3 et 4 une forme sensiblement circulaire, de manière à fournir un appui large et stable à la cale 5.
Cependant, le mode de réalisation préféré d'une cage de longeur maximale 20 réglable est illustré à la figure 5.
Dans une telle cage, la base 30, 40 de chaque entretoise 3, 4 comprend un pli médian tel que 301, 401 disposé entre les branches 31 et 32 ou 41 et 42 de l'entretoise considérée, et saillant en direction des extrémités libres de ces branches.
Grâce à cet agencement, l'appui réciproque des plis 301 et 401 l'un sur l'autre constitue un contact rotulant des entretoises 3 et 4 l'une par rapport à l'autre, et la longueur maximale LO de la cage peut être augmentée par écrasement plastique des plis 301 et 401.
Bien que le dispositif de l'invention soit utilisable à de nombreuses fins, il trouve une application privilégiée dans les maîtres-cylindres hydrauliques de freinage, dans lesquels il permet le rappel d'un piston primaire et / ou du piston secondaire, cette application correspondant à une fabrication en très grande série exigeant une très grande reproductibilité de performances .

Claims

REVENDI CATIONS
1. Dispositif élastique précontraint, comprenant un organe élastique précontraint (1) présentant . une forme allongée suivant un axe (X) et formant un canal axial (10) s ' étendant entre des première et seconde extrémités (11, 12) de cet organe élastique (1), et une cage de précontrainte (2) de longueur axiale variable jusqu'à une longueur maximale (L0), engagée dans le canal axial (10), et prenant appui sur les première et seconde extrémités (11, 12) de l'organe élastique (1) pour les maintenir à une distance maximale l'une de l'autre tout en permettant leur rapprochement, caractérisé en ce que la cage (2) comprend des première et seconde entretoises (3, 4) dont chacune comprend deux branches (31, 32; 41, 42) présentant des extrémités libres respectives (310, 320;
410, 420), et des extrémités liées respectives (311, 321;
411, 421) par lesquelles elles se rejoignent en une base commune (30, 40), les extrémités libres (310, 320; 410,
420) des branches (31,, 32; 41, 42) des première et seconde entretoises (3, 4) étant repliées à distance de l'axe (X) pour former des premiers et seconds rebords respectifs (331; 432), qui maintiennent respectivement les première et seconde extrémités (11, 12) de l'organe élastique précontraint (1), et les entretoises (3, 4) étant liées l'une à l'autre par leurs bases (30, 40).
2. Dispositif élastique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités libres (310, 320; 410, 420) des branches (31, 32; 41, 42) de chaque entretoise (3, 4) sont élastiquement sollicitées à distance l'une de l'autre et de l'axe (X), et appliquées contre l'organe élastique précontraint (1).
3. Dispositif élastique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les entretoises (3, 4) sont enfilées l'une dans l'autre et prennent mutuellement appui l'une sur l'autre par leurs bases (30, 40).
4. Dispositif élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque entretoise (3, 4) est réalisée dans un acier à ressort.
5. Dispositif élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe élastique précontraint (1) est un ressort métallique .
6. Dispositif élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe élastique précontraint (1) est un ressort hélicoïdal .
7. Dispositif élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage de la longueur maximale de la cage.
8. Dispositif élastique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la longueur maximale comprennent un pli médian (301, 401) formé dans la base (30, 30) de chaque entretoise (3, 4) entre les branches (31,' 32 ; 41, 42) de cette entretoise (3, 4) et saillant en direction des extrémités libres (310, 320 ; 410, 420) des branches (31, 32 ; 41, 42) de cette entretoise.
9. Dispositif élastique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la longueur maximale comprennent un bossage (400) pratiqué dans la base (40) de l'une des entretoises (3, 4).
10. Dispositif élastique suivant la revendicatipn 7 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la longueur maximale comprennent une cale (5) interposée entre les bases (30, 40) des entretoises (3, 4).
11. Dispositif élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base (30, 40) de chaque entretoise (3, 4) est sensiblement circulaire.
12. Application d'un dispositif élastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes au rappel d'un piston de maître-cylindre de freinage.
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