Brevet FR2333163A1 — publié le 19770624

L'in-rention est relative à un ressort de suspension de véhicule, dit "ressort guide, du type comprenant deux éléments cylindriques rigides cc-axiaux ménageant entre eux un espace annulaire dans lequel se trouvent des éléments élastiques constituées de couches de caoutchouc et de plaques rigides parallèles à ltaxe ces élémonts élastiques ayant généralement la forme de secteurs cylin criques opposés liés aux éléments rigides cc-axiaux. Ce genre deressort est utilisé dans les suspensions de véhicules ferroviai- res et routiers, par exemple comme ressort de la suspension primaire située entré les essieux et le chassis d'un bogie ferroviaire.Dans cette application le ressort est monté avec son axe sensiblement vertical et il supporte axialement la partie du poids du véhicule qui lui est appliquée en faisant travailler le caoutchouc en cisaillement, ce qui assure une bonne souplesse verticale. Les efforts horizòrtaux dans le sens longitudinal et dans le sens latéral sont pour leur part supportés par le caoutchouc soit en compression pure soit en compression et cisaillement combinés, et par conséquent avec un degré de rigidité variable selon la direction des efforts dans le plan horizontal. Par un choix ou un réglage de la position des ressorts on peut donc ajuster les valeurs de rigidité souhaitées dans le sens longitudinal et dans le sens transversal. D'une manière générale il est bien connu que, dans les resso-rts comprenant du caoutchouc lié à des parties métalliques, il est avanageux de placer le caoutchouc en état de pré-compression, d'une part pour éliminer les contraintes de tenson qui apparaissent dans le caoutchouc au refroidissement agrès la vulcanisation, et d'autre part pour éviter l'apparition de ces contraintes de tenson lorsque le caoutchouc est déformé au cours du fonctionnement du ressort. L'un des objets de l'invention est précisemment de fournir une construction de ressort-guide du type indiqué précedemment qui facilite la mise en état de précompression du cent chouc, tout en simplifiant la construction et le montage.D'autres objets et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description des-exenples de réalisation illustrés sur les dessins et dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des élévations-coupe et en plan d'un ressort guide tel qu'il se présente après moulage et avant mise en pré-compression du caoutchouc. - les figures 3 et 4 sont des vues en élévation-coupe et en plan du même ressort prêt au montage sur un véhicule. - La figure 5 est une vue an élévation coupe montrant ce ressort chargé. - Les figures 6 à 8 montrent une autre réalisation du ressort-guide la figure 6 étant stne vue cl 3-an du ressort sortant de moula- ge, la figure 7 une vue an élévatien et la figure 8 une vue en plan du ressort pré-nomptamé. - Les figures 9 à 11 montrent d'antres formes de réalisation de ressorts à l'état pre-compr me. Tous les ressorts illustrés sont des ressorts-guides cylindriques bi-secteurs comprenant un élément extérieur rigide en forme de couronne cylindrique continue 10, un élément rigide in térieur co-asial il formé de deux eléments identiques à surfaces externes cylindriques et de deux éléments élastiques 12 on forme de secteur cylindrique diamétralement opposés. Les secteurs élastiques 12 sont constitués de couches de caoutchouc 13 et de plaques rigides (1-4) sensiblement co-axiales, le caoutchouc étant rendu adhérant aux dites plaques et aux éléments rigides extérieurs et intérieurs lors du moulage de la pièce. Les secteurs élastiques 12 sont de préférence centrés sur l'axe vertical xx' du ressort et leurs faces latérales forment des angles au centre opposés A de l'ordre de 100 à 110 . En outre on peut voir en particulier sur les figures 1, 3 et 7 que les éléments rigides extérieurs et intérieurs 10-11 ainsi que les couches de caoutchouc 13 et les plaques 14 ont des longueurs axia- les différentes qui vont en décroissant depuis l'intérieur vers l'exterieur du ressort.Au repos ces divers élément sont décalés axialement par rapport à l'élément rigide intérieur 11 de façon que les extrémités de ces éléments situés d'un côté du ressort soient alignés sensiblement dans un plan circulaire a-a tandis que les extrémités opposées des mêmes éléments situées de l'autre côté du ressort soient situées dans une enveloppe approximativement conique b ayant un angle au sommet B de 1 ordre de 80 à 900. Cette décroissance de la longueur a axiale des couches successives de caoutchouc 13 tend à égaliser les volumes de ces couches de façon a ce que on service, les contraintes soient à peu près uniformé- nent répartions dans 10 cmoutchoue. Cet effet peut encore être ajusté en cas de bosoin en donnant aux nouches de caoutchoue 13 des épaisseurs décroissantes de l'intériour verse l'exteriour du ressort. Dans l'exemple illustré sur les figures 1 à 4 l'élément rigide intérieur 11 du ressort comprend deux élémentes identiques formés chacun d'un serrent demi-cylindrique 15 prolongé de chaque coté par des pattes plates radiales 16 s'étendant dans les espaces compris entre les secteurs. Ces pattes sont traversées par des Goujons de -guidage 17. Pour le moulage du ressort, ces pattes t6 sont appliquées les unes contre les autres de sorte que les surfaces extérieures des deux segments demi-cylindriques 15 sont fixés par exemple par soudure à l'une des pattes 16 et leur tige traverse librement autre patte par des trous de guidage 18.Deux paires de goujons sont prévues, l'une en haut et l'autre en bas des pattes 16. Après le moulage et la vulcanisation du caoutchouc des secteurs élastiques 12, ces secteurs sont placés en état de pré coJnpression-en écartant radialement l'une de autre les deux éléments de l'élément rigide intérieur 11. A cet affet un noyau central 19 de dimension appropriée est introduit en force entre les deux segments 15 pour les écarter (fig.3-et 4). Ce mouvement d'é cartegènt est guidé par les goujon 17 qui coulissent dans les trous 18 des pattes 16 en les obligeant à rester parallèles les unes aux autres, évitant ainsi que les segments tournent et se mettent de travers l'un par rapport à l'autre en déformant les secteurs 12 en cisaillement circulaire.Une fois que les segments 15 ont été ainsi écartés en mettant les secteurs en pré-compression radiale, des cales d'épaisseurs 20 sont placées entre les pattes 16 et les goujons 17 sont boulonnés. Les cales 20 présentent des échancrures 21 pour le passage des goujons 17. Le noyau central d'écartement 19 est cylindrique et il présnt,e un alésage 26 pour le passage de la chandelle correspon danse du chassis du véhicule ou du bogie. Le serrage exercé par les segments 15- sur ce noyau, résultant d'une part de la compression des sectes 12 et d'autre part du boulonnage des goujons 17 peut entre suffisant pour empêcher les segments 15 de tourner par rapport au noyau L'ais pour plus de sécurité on peut les solidariser positirement en rotation en prévoyant sur le noyau 19 des rainures de clavetage 22 dans lesquelles sont emboitees les bords - intericurs des cales 20 Les deux parties constituant l'élément rigide intérieur 11 du ressort peuvant être réalisóes avantageusement par estam page de plaques métalliques pour former les segments 15 avec un rayon de courbure extérieure qui viendra se centrer sur l'axe du ressort comme présenté sur la figure 2. Dans ce cas la surface intérieure des segments 15 est reprise par usinage pour lui donner un plus grand rayon de courbure 15.1 correspondant à celui du noyau central d'écartement 19. Dans la pièce terminée les segments 15 présentent -donc une epaisseur décroissante vers S ours borts, à l'endroit où ils se raccordent au: pattes radiales 16 (figure 2). La figure 5 montre le ressort en position montée et sous charge axiale. L(L chandelle 23 du chassis de bogie traverse le noyau central 19 et le ressort est serre axialement entre l'é- piaulement de cette chandelle et une rondelle de blocage 24 tandis que l'élément extérieur 10 est placé dans le logement de son supsort 25. Par suite de la forme initiale tronconique du ressort celui-ci prend sous charge normale une forme sensiblement symétri- que par déformation du caoutchouc en cisaillement axial. Le ressort peut débattre avec une souplesse relativement élevée, de part et d'autre de cette position chargée. Les figures 6 à 8 montrent une autre réalisation du ressort guide dans laquelle ltélémtent rigide intérieur comprend deux sinoples coquilles ou segments cylindriques 15 formant chacune un peu moins de la moitié d'un cylindre. Pour le moulage des secteurs élastiques 12 ces deux segments sont appuyés l'un sur l'autre par leurs bords et, après moulage, ils sont écartés symétriquement l'un de autre pour placer les secteurs en état de pré-compression. L'écartement est obtenu par l'enfoncement en force d'un nova een- tral cylindrique 19 de dimension appropriée. Les segments 15 ont ici un rayon de courbure extérieur tel que, une fois écartés, ils s'inscrivent dans qui cylindre contré sur l'axe vertical da ressort. Le guidage du mouvement d'écartement des segment 15 est obtenu dans cette réalisation par deux nervures 26 de même épaisseur et diamétralement opposées sur noyau d'écartement 19. Ces nervures s'introduisent entre les bordes écartés des segments et forment des cales d'écartement. Des pentos en nongés 27 peuvent être prévus à l'entrée de ces bords pour faciliter l'introduction des nervures 26.Ces nervures 26 peuvent être remplacées sur des pitons tels que 28, des pitons étant allignés longitudinalement sur deux côtés diemétralement opposés du noyau @@ir le ê@ office de guidage et de caiage des segmente 13. Bien entendu, en rest, @@art des @@@ @@@ ef@@ aus décrits, concevoir d'autres variantes de réalisation de l'inven- tien. ainsi par exemple, si la chandelle 23 du chassis de bogie ou du véhicule présente une forme tronconique, on donnera une forme tronconique correspondante à l'alésage 26 du noyau central 19. Cette réalisation est illustrée sur les figures 9 et 10 qui montrent un ressort d'exécution semblable, pour le reste, à celui d(crit en référence aux figures 6 à 8. Dans le même esprit la figure 11 montre une réalisation dérivée de la réalisation selon les figures 1 à 4 mais dans laquelle les deux parties de I'élé- nuent rigide intérieur 11 du ressort ont des surfaces intérieures 15.1 qui sont coniques pour servir directement de portée à la chandelle conique 23. Après écartement de ces deux parties de l'é- lément 11 pour pré-comprimer les secteurs élastiques 12 des cales d'écarter.ient 20 sont insérées entre les oreilles-radiales 16 et fiées par les goujons 17. 1 ) Ressort de suspension de véhicule concernant deux élé ments cylindriques rigides co-axiaux (10 - 11) et des éléments élastiques en forme de gecteurs cylindriques opposés (12) reliant ces élémets rigides, lesdits éléments élastiques étant constitués de couches de caoutchoue et de disques rigides a @@nóos parallèles, ressort caracterisé en ce que s'élément rigide intérieur (11) comprend des segments cylindriques (15) pro@res à chaque secteur élastique (.2), des moyens d'écarcement de ces segmente vers l'extérieur pour comprimer les éléments élastiques contre l'élément rigide extérieur, et des moyens de guidage de ces segments l'un par rapport à autre pendant leur écartement. 20) Ressort selon 10 dans lequel les mcyens d'écartement comprennent des cales d'écartement (20) (26) inter--osées entre les bords écartés des segments rigides (is) 30) Ressort selon 1 ou 20 dans lequel les moyens d'écarte- ment comprennent un noyau central d'ecarteylent (19). o) Ressort selon 10 à 30 et dans lequel les cales d'éear- tement (20) sont emboîtées dans des rainures de clavetage (22) du noyau central (19). 5 ) Ressort selon 10 à 30 et dans lequel les cales d'écartement (25) sont solidaires du noyau central (19). 6 ) ressort selon ltune des revendications de 1 a 5 et dans lequel les segments rigides (15) comprennent des pattes radiales (16) en retard es unes des autres e-t traversées par des goujons de guidage (17) 7 ) ressort selon l'une quelconque des revendications précédentes et dans lequel les segments rigides (154 présentent extérieurement une surface cylindrique ayant un rayon de courbure qui, avant l'écartement de ces segments, est centré sur l'axe du ressort. 80) Ressort selon 70 et dans lequel les segments rigides (15) présentant intérieurement une surface cylindrique (15.1) au rayon de courbure du noyau central d'écartement, lesdits segments ayant une épaisseur décroissant vers les bords. 9 ) Ressort selon l'une quelconque des revendications précédentes et dans lequel les couches succesives de caoutchouc (13) alternant avec les plaques rigides (14) des éléments élastiques (12) présentant des volumes son sihie@@en@ identiques. 10 ) Ressort selon 9 et dans lequel les couches successives de cautchouc présentent des épaisseurs et/ou des longueurs relaies décroissantes depuis l'intérieur vers l'exterieur du ressort. 11 ) Ressort selon 9 ou 10 et dans lequel l'élément rigide extérieur est décalé axialement par rapport à l'élément rigide intérieur de.- acon que les faces d'extrémité des éléments élasti- ques situées d un coté du ressort soient contenues sensiblement dans ln plan circulaire tandis que les faces opposées des éléments élastiques situées de l'autre côté du ressort soient situées dans un plan conique ayant un angle au sommet de 80 à 90 . 12 ) Ressort selon l'une quelconque des revendications précédentes et dans lequel les éléments élatiques en forme de secteurs cylindriques sont centrés sur l'axe et forment un angle au centre de 100 à 100