Brevet FR2560322A1 — publié le 19850830

Dispositif d'appui élastique La présente invention se rapporte à un dispositif d'appui élasti- que comportant un anneau en élastomère dans lequel sont disposés des an- neaux intercalaires rigides adhérant à l'élastomère et pouvant en particu- lier être monté en série avec un ressort hélicoïdal notamment dans une sus- pension secondaire de bogie ferroviaire. Un dispositif d'appui élastique du type ci-dessus a, du fait de sa structure feuilletée, une rigidité normale de compression augmentée par rapport à celle d'un plot de même géométrie mais non feuilleté et la déflec- tion axiale n'est pas tout à fait linéaire en fonction de la charge appli- quée. Par contre, la déflection au cisaillement reste linéaire et la rigidi- té reste donc constante. L'invention telle qu'elle est caractérisée dans les revendica- tions a pour but de fournir un dispositif d'appui élastique présentant une rigidité axiale et une rigidité transversale variables en fonction des char- ges axiale ou transversale appliquées. Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte, au centre de l'alésage de l'anneau en élastomère, une butée cen- trale dont la surface extérieure est séparée, en l'absence de sollicita- tion, de la surface en élastomère de l'alésage et est susceptible de venir progressivement en contact avec ladite surface en élastomère de l'alésage lorsque l'anneau est soumis à une sollicitation horizontale croissante. Selon une caractéristique la surface extérieure de la butée cen- trale est en élastomère. Selon une caractéristique, la surface extérieure de la butée cen- trale a une forme générale tronconique, l'alésage de l'anneau ayant une for- me générale cylindrique. Selon une autre caractéristique, la butée centrale est formée par un coussin en élastomère adhérisé à l'extérieur d'un mandrin. Selon une autre caractéristique, la surface extérieure en élasto- mère de la butée et la surface de l'alésage de l'anneau forment des ondes de révolution autour de l'axe de l'anneau. Selon une autre caractéristique, les anneaux intercalaires situés à la hauteur de la butée centrale présentent chacun un alésage dont le dia- mètre est supérieur au diamètre de l'alésage de l'anneau de manière que le- dit alésage soit noyé dans la masse d'élastomère. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représen- tés par les dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente une coupe axiale d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une variante de la figure 1. La figure 3 est un diagramme donnant la déflection horizontale en fonction de l'effort horizontal appliqué au dispositif. En se référant aux figures, le dispositif comporte un anneau élas- tique 1 en élastomère présentant une structure feuilletée ou sandwich. Il est monté en série avec des ressorts hélicoïdaux 4, 5. La charge s'appuie par l'intermédiaire d'une plaque d'appui 9 sur l'anneau 1. L'anneau en élas- tomère 1 et les ressorts hélicoïdaux sont centrés sur un même axe vertical 3 selon lequel s'exerce une charge axiale de compression. L'anneau 1 s'ap- puie sur les ressorts 4 et 5 par l'intermédiaire d'une coupelle d'appui su- périeure 6. Les ressorts hélicoïdaux s'appuient sur une coupelle d'appui in- férieure 7. L'anneau en élastomère 1 présente des sections droites terminales qui sont adhérées à deux armatures rigides 13 et 15. L'armature supérieure 13 est solidaire de la plaque d'appui 9 par exemple d'une caisse ferroviai- re. L'armature inférieure 15 est centrée de manière à être immobilisée hori- zontalement sur la coupelle supérieure 6. L'anneau comporte des anneaux mé- talliques intercalaires 11 qui s'étendent horizontalement à différentes hau- teurs dans l'épaisseur de l'élastomère. Ces anneaux intercalaires 11 sont de préférence disposés à des intervalles sensiblement égaux entre les arma- tures terminales et ils sont adhéres à l'élastomère 12. La surface 14 de l'alésage de l'anneau est en élastomère et a une forme générale cylin- drique. Le dispositif présente, au centre de l'alésage de l'anneau 1, une butée centrale 2 dont la surface extérieure 24 est séparée par une distance non nulle et finie de la surface 14 de l'alésage de l'anneau 1. L'espace entre la butée et l'alésage de l'anneau est rempli par un fluide. La distan- ce mesurée horizontalement augmente de bas en haut de manière que la déflec- tion maximum soit du côté supérieur. La butée centrale 2 est formée par un coussin en élastomère 21 adhérisé à la surface extérieure d'un mandrin métallique central 22. Ce man- drin présente une partie centrale de révolution (cylindrique ou tronconi- que) sur laquelle est adhérisé le coussin. Cette partie est solidaire d'un collet annulaire 221 qui est immobilisé sur la coupelle d'appui supérieure 6. L'armature inférieure 15 de l'anneau 1 est centrée de manière à être im- mobilisée horizontalement sur le dessus du collet 221. Le coussin 21 a la forme d'un manchon qui enveloppe le mandrin 22. La surface extérieure 24 du coussin 21 est conformée de manière à former avec l'alésage cylindrique de l'anneau un espace annulaire dont la section horizontale augmente de bas en haut. Les anneaux intercalaires 11 situés à la hauteur de la butée centrale 2 présentent chacun un alésage dont le diamètre est supérieur au diamètre de l'alésage de l'anneau de manière que les alésages des anneaux considérés soient noyés dans la masse de l'élastomère. La surface extérieure 24 de la butée centrale 2 et la surface 14 de l'alésage de l'anneau 1 forment des ondes de révolution autour de l'axe 3. La hauteur de la butée centrale 2 est inférieure à la hauteur de l'anneau 1. Le coussin en élastomère 21 forme un tampon à la partie supé- rieure de la butée de manière à constituer une butée élastique axiale. Dans le mode de réalisation de la figure 2, une membrane annulai- re 81 ferme l'espace entre la butée 1 et l'anneau 2 de manière à former une chambre 82. Cette chambre 82 contient un fluide. Le fonctionnement du dispositif va maintenant être expliqué. Sous l'effet d'une sollicitation horizontale, l'anneau 1 se défor- me et la surface en élastomère de l'alésage 14 vient progressivement en con- tact avec la surface en élastomère 24 de la butée. Plus la sollicitation ho- rizontale augmente plus la surface de contact entre 14 et 24 augmente, la déflection étant maximum à la partie supérieure. La figure 3 donne la varia- tion de la déflection horizontale en fonction de l'effort horizontal pour l'ensemble constitué par les ressorts hélicoïdaux, l'anneau et la butée (courbe 1). Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'in- vention, imaginer des variantes et des perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. L'anneau 1 et la butée cen- trale 2 peuvent être moulés ensemble ou séparément. L'élastomère de l'an- neau pourrait être adhérisé directement sur la coupelle supérieure du res- sort ou sur le collet 221. La portée extérieure de la butée pourrait être en polyamide ou en une autre matière plastique. 256032t REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'appui élastique comportant un anneau élastique (1) en élastomère dans lequel sont disposés des anneaux intercalaires (11) qui adhérent à l'élastomère (12), caractérisé par le fait qu'il comporte, au centre de l'alésage (14) de l'an- neau en élastomère, une butée centrale (2) dont la surface extérieure (24) est séparée, en l'absence de sollicitation, de la surface en élastomère de l'alésage de l'anneau et est susceptible d'entrer progressivement en con- tact avec ladite surface en élastomère de l'alésage lorsque l'anneau est soumis à une sollicitation horizontale croissante. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface extérieure de la butée est en élasto- mère. 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que la surface extérieure (24) de la butée a une forme générale tronconique, l'alésage de l'anneau ayant une forme générale cylindrique. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que la surface extérieure (24) de la butée est con- formée de manière à former avec l'alésage (14) de l'anneau un espace annu- laire dont la section horizontale augmente de bas en haut. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que la butée centrale (2)' est formée par un coussin (21) en élastomère adhérisé à l'extérieur d'un mandrin (22). 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que le mandrin (22) forme un collet annulaire (221) sur lequel est centrée l'armature terminale inférieure (15) de l'anneau (1). 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que la surface extérieure (24) de la butée centrale et la surface (14) de l'alésage de l'anneau forment des ondes de révolution autour de l'axe (3) de l'anneau (1). 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que les anneaux intercalaires (11) situés à la hau- teur de la butée centrale (2) présentent chacun un alésage dont le diamètre est supérieur au diamètre de l'alésage (14) de l'anneau de manière que les- dits alésages des anneaux intercalaires soient noyés dans la masse de l'élastomère (12). 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'il présente une membrane annulaire (81) fermant l'espace compris entre la surface extérieure (24) de la butée et La surface (14) de l'alésage de l'anneau de manière à former une chambre (82) conte- nant un fluide. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait que l'anneau (1) est monté en série avec au moins un ressort hélicoïdal (4, 5).