Brevet FR2138481A1 — publié le 19730105

L'invention concerne un nouvel élément d'armature pour des objets en caoutchouc de forme générale annulaire ou tubulaire destinés à travailler en flexion pour supporter ou amortir des efforts s'exerçant perpendiculairement à leur axe, ainsi que les objets en caoutchouc comprenant cet élément d'armature. Un tel objet en caoutchouc peut être un anneau ou un manchon tubulaire utilisé notamment comme support élastique d'une charge. Suivant l'invention ce nouvel élément d'armature consiste en un cerceau flexible constitué d'une bande ou d'un ruban métallique mince et élastique enroulé en spirale suivant plusieurs spires superposées et solidarisées les unes aux autres pour former un élément annulaire susceptible dtêtre déformé élastiauenent en flexion sous l'action d'un effort s'exerçant perpendiculairement à son axe d'enroulement. les spires superposées de la bande enroulée en spirale peuvent être solidarisées au moyen d'agrafes réparties sur le pourtour du cerceau. Deux ou plusieurs cerceaux peuvent être jux taposés cote à côte et leurs spires sont alors solidarisées par des agrafes communes assurant l'assemblage des cerceaux juxtaposés. les spires superposées peuvent aussi être solidarisées par une mince couche de caoutchouc interposée entre les spires et adhérant au métal de la bande. les deux moyens précédents peuvent être associés. La bande ou ruban métallique peut être un feuillard ou une tôle d'acier mince et élastique ou bien encore une nappe constituée de fils ou de câblés métalliques longitudinaux juxtaposés et reliés entre eux transversalement par exemple au moyen de caoutchouc. Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ciaprès en référence aux dessins ci-joints dans lesquels - la figure l est une vue en perspective d'un élément dtar- mature en forme de cerceau flexible. - les figures 2 et 3 sont des vues en coupe d'un cerceau, en feuillard à deux stades de sa fabrication. - la figure 4 est une vue en coupe d'une variante constituée de deux cerceaux juxtaposés. - la figure 5 montre en coupe une autre variante d'un cerceau en fils métalliques. - les figures 6 et 7 représentent en coupe deux articles en caoutchouc renforcés au moyen d'éléments d'armature flexible selon l'invention. - les figures 8 et 9 sont des vues schématiques de face et de côté illustrant l'application en tant que support élastique d'un article en caoutchouc ainsi renforcé. - les figures 10 et 11 montrent schématiquement deux autres formes de support élastique. L'élément d'armature illustré sur la figure 1 est un cerceau flexible (1) constitué d'une bande d'acier mince et élastique (acier à ressort ou "feuillard") enroulée en spirale suivant plusieurs tours pour obtenir l'épaisseur voulue. les spires successives de cet enroulement sont solidarisées entre elles au moyen d'agrafes métalliques (2), régulièrement réparties sur le pourtour du cerceau et placées suivant des plans radiaux par rapport à l'axe de ltenroulement. Ces agrafes empêchent les spires de s'écarter radialement et de glisser axialement les unes par rapport aux autres. le cerceau ainsi constitué peut être obtenu en enroulant la bande d'acier dans les agrafes ouvertes (figure 2) réparties sur la circonférence d'un mandrin correspondant au diamètre intérieur du cerceau. Ces agrafes 2 sont alors en forme de U avec leur ouverture 3 dirigée vers l'extérieur. Les parois latérales de chaque agrafe, séparées d'une distance égale à la largeur de la bande, guident celle-ci lors de son enroulement de façon que les spires soient exactement superposées. lorsque le nombre de spires est suffisant on ferme les agrafes 2 par exemple en sertissant leurs extrémités (figure 3). la figure 4 montre comment on peut obtenir des cerceaux flexibles de plus grande largeur axiale en juxtaposant deux cerceaux élémentaires 11 et 12 que lton assemble au moyen d'agrafes communes 2 réparties sur le pourtour. On peut assembler ainsi un plus grand nombre de cerceaux élémentaires juxtaposés et ces cerceaux élémentaires peuvent être ou non munis individuellement d'agrafes solidarisant les spires de leur enroulement. la solidarisation des spires superposées du ruban de feuillard enroulé peut être obtenue aussi par d'autres moyens et notamment par collage des spires successives au moyen d'une mince couche de caoutchouc interposée entre les spires et adhérant fortement au métal après la vulcanisation du caoutchouc. Ce moyen peut être utilisé en même temps que l'agrafage ci-dessus décrit, le nombre des agrafes pouvant alors être réduit. La figure 5 montre une autre forme de réalisation d'un cerceau flexible constitué à partir d'un ruban formé de fils ou de câblés métalliques longitudinaux juxtaposés 4, ce ruban étant enroulé en spirale comme précédemment. On peut utiliser des fils élémentaires en acier à ressort, dits corde à piano, présentant un diamètre égal à l'épaisseur du ruban, ou des câblés métalliques de même diamètre formés de fils plus fins retordus ensemble, 0S obtient dans ce dernier cas un cerceau plus souple en flexion. Ces fils ou câblés sont de préférence enduits préalablement par calandraAe ou boudinage, avant l'enroulement du ruban, avec du caoutchouc assurant la liaison transversale entre les fils ou câblés du ruban. Une fois vulcanisé ce caoutchouc assure en outre une liaison radiale entre les spires superposées de l'enroulement.Cette liaison peut être complétée ou non par des agrafes 2 comme dans le cas des figures 1 à 4. les cerceaux flexibles 1 ainsi constitués sont utilisés selon l'invention comme éléments d'armature d'objets en caoutchouc en forme d'anneaux ou de manchons destinés à travailler en flexion pour supporter ou amortir des efforts F dirigés perpendiculairement à l'axe de l'enroulement et ttendant par conséquent à avaliser ou à aplatir ces articles. les figures 6 et 7 montrent respectivement un anneau 5 comprenant un corps en caoutchouc dans lequel est noyé un cerceau de renforcement flexible 1 et un manchon tubulaire en caoutchouc 6 renforcés au moyen de deux cerceaux flexibles 11 3 12. Selon la longueur axiale du manchon 6 on peut avoir un plus grand nombre de cerceaux 1 et ceux-ci peuvent être plus ou moins écartés, selon leur degré de flexibilité, pour conférer au manchon la résistance désirée à la flexion, il est à noter que des anneaux comme ceux de la figure 6 peuvent être obtenus par découpage d'un manchon de grande longueur axiale. les articles ainsi obtenus présentent la propriété d'avoir une très grande flexibilité, c'est-à-dire de pouvoir prendre de très grandes déformationsJ l'armature et le corps en caoutchouc coopérant au rétablissement élastique après déformation. Ces articles en caoutchouc renforcés peuvent être utilisés dans diverses applications comme par exemple pour former des supports élastiques de charges statiques ou mobiles, par exemple soumises à des vibrations ou des secousses. Ils peuvent être incorporés dans des suspensions de machines ou de véhicules. les figures 8 et 9 illustrent schématiquement un exemple d'application d'anneaux en tant que supports élastiques. Ces anneaux 7 sont assujettis respectivement à l'élément porteur fixe 8 et à la charge suspendue 9 par exemple au moyen d'étriers 10-11 enserrant deux parties diamètralement opposées des anneaux 7. Bien que l'on ait envisagé dans ce qui précède que les cerceaux flexibles et les articles en caoutchouc renforcés au moyen de ces cerceaux aient une forme circulaire, on peut aussi s'écarter de cette forme et réaliser des cerceaux flexibles de forme non circulaire, par exemple elliptique ou oblongue ou encore circulaire avec une partie droite. La figure 10 montre par exemple un support élastique en anneau de forme oblongue comprenant deux parties droites parallèles 12 raccordées par des parties demi-circulaires 13. les parties droites 12 sont utilisées pour la fixation du support à l'élément porteur et à la charge suspendue au moyen d'étriers espacés 101 - 102 - et 111 - 112 ce qui augmente la stabilité latérale dans le sens de la flèche A. La stabilité dans le sens axial, naturellement plus élevée dans ce genre de support, peut être choisie en donnant au support une longueur axiale plus ou moins grande. La figure 11 montre un autre exemple de support élastique, ayant une forme circulaire mais avec une base d'appui aplatie 14 qui, au montage, est serrée contre l'élément porteur au moyen d'un étrier 15. il est à noter que la forme représentée pourrait être obtenue avec un support réalisé initialement avec une forme circulaire, simplement par le serrage de la partie 14 contre le plan porteur au moyen de l'étrier 15, si l'on admet que la partie 14 ainsi aplatie peut supporter une contrainte permanente. R E V E N D I C A T I O lf S 10 - Elément d'armature pour article en caoutchouc de forme annulaire ou tubulaire travaillant en flexion caractérisé en ce qu'il consiste en un cerceau flexible constitué d'une bande ou d'un ruban métallique mince et élastique enroulé en spirale suivant plusieurs spires superposées et solidarisées les unes aux autres pour former un élément annulaire susceptible d'être déformé élastiquement en flexion sous l'action d'un effort s'exerçant perpendiculairement à son axe d'enroulement. 20 - Elément d'armature selon 10 dans lequel les spires superposées de la bande enroulée en spirale sont solidarisées au moyen d'agrafes réparties sur le pourtour du cerceau. 30 - Elément d'armature selon 10 et 20 caractérisé parce qu'il compre#nd deux ou plusieurs cerceaux juxtaposés et solidarisés par des agrafes communes réparties sur le pourtour de l'élément. 40 - Elément d'armature selon 10 dans lequel les spires superposées de la bande enroulée en spirale sont solidarisées au moyen d'une mince couche de caoutchouc interposée entre les spires et adhérant au métal de la bande. 50 - Elément d'armature selon l'une des revendications précédentes et caractérisé parce que la bande métallique est un ruban de feuillard ou de tôle d'acier mince et élastique. 60 - Elément d'armature selon l'une des revendications 10 à 40 et caractérisé en ce que la bande ou ruban métallique est constituée de fils ou câblés métalliques longitudinaux juxtaposés et reliés entre eux transversalement.