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Dispositif d'amortissement pour ressorts de torsion, en particulier pour les ressorts de châssis de véhicules de toutes sortes.
Les oscillations des ressorts à barre de torsion à un seul élément ne sont absolument pas assorties. C'est pourquoi l'utilisation de ces ressorts dans les véhicules , automobiles de toutes sortes exige l'emploi d'amortisseurs de chocs sup- plémentaires. On connaît des modes de construction qui com- portent l'utilisation d'amortisseurs hydrauliques, ainsi
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que d'autres, dans lesquels les ressorts à barreaux de torsion sont accouplés directement avec des lames à friction.
On connaît également des types de ressorts de torsion à plusieurs éléments présentant un degré de frottement interne et par conséquent aussi un pouvoir d'amortissement plus ou moins grand. Cet amortissement suffit pour certaines appli- cations, mais il ne suffit pas pour les chocs particulière- ment violents, qui provoquent de grands fléchissements des ressorts. En pareil cas, un pouvoir d'amortissement consi- dérable est indispensable. Les amortisseurs hydrauliques ont bien l'avantage d'absorber une très grnde quantité de travail et d'être faciles à régler, mais ils exigent un entretien constant; en outre, ils sont sensibles à la température et l'on ne peut pas dire qu'ils fonctionnent d'une façon absolument sûre.
La présente invention a pour but de créer un amortis- sement supplémentaire et réglable des oscillations dans les ressorts de torsion et en particulier pour ceux qui sont composés de plusieurs éléments.On cherche principal ement, suivant l'invention, à donner au dispositif d'amortissement supplémentaire une disposition telle que l'amortissement soit relativement minime pour les petits couples de torsion et qu'il constitue, par contre, pour les fortes charges, une partie notable de la quantité de travail qui est absorbée. On peut donc dire que cet amortissement agit progressivement.
Le principe de l'invention consiste à utiliser des moyens, c'est-à-dire des organes, qui sont déplacés ou dé- formés par la torsion du ressort et qui, par suite de cette déformation ou de ce déplacement, exercent une pression ra- diale sur le ressort de torsion.
Cette pression radiale donne naissance, sur le ressort ou de torsion ou sur les éléments de ce ressort, et/également eu sur les butées des éléments à pression, à des efforts tangentiels de frottement qui se manifestent sous forme de couples qui amortissent la torsion du ressort. @
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On a représenté aux dessins ci-joints, à titre d'exem- ples, diverses formes de réalisation de l'objet de l'inven- tion.
Dans ces dessins:
Fig. 1 est Une coupe transversale d'un ressort de tor-' sion constitué par un paquet de lames; fig. 2 est une coupe longitudinale., à plus petite échelle correspondant à la fig.l; Fig. 3 est une,coupe longitudinale d'un ressort amorti par un ruban élastique; Fig. 4 est une coupe longitudinale d'un'autre mode de réalisation d'un tel ressort; Fig. 5 est une vue latérale d'un ressort composé d'une barre de torsion uniqué amorti par un ruban élastique.
Le ressort représenté aux fige 1 et 2 se compose, de façon connue, de lames de ressort de torsion 1, qui s'en- gagent, par des têtes en forme de disques, dans des douilles à carré 2'et 3 dont l'une, 2, sert de butée fixe, tandis que l'autre, 3, est montée à rotation (de façon non repré- sentée); un levier '4, qui sert à transmettre le moment qu'il s'agit d'amortir, attaque cette dernière douille. Le paquet de lames 1 est entouré par un tube ayant, conformément à l'invention, une section transversale qui diffère de la forme circulaire. Dans l'exemple représenté ce tube est constitué par deux parties semi-cylindriques 5, 5', en forme de colliers, qui sont assemblées, au moyen de brides boulonnées 6, 6', de façon que leurs axes diffèrent légèrement l'un de l'autre.
Les lames extérieures 1 portent des mâchoires 7, 7' en forme de segments de cercle (au nombre de trois paires, fige 2, dans l'exemple), qui, par suite de la position excentrique des demi-tubes, par rapport à l'axe du ressort, sont passées l'une @@ sur l'autre pendant la torsion du paquet de lames.
Il en résulte entre les lames, ainsi que sur le pourtour des mâchoires, un couple, 'de. frottement qui sert à amortir les oscillations. On peut régler l'intensité de l'amortissement par le choix du décalage entre les demi-tubes 5, 5'.
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Les parties courbes du tube, ainsi que les brides 6, 6', peuvent être élastiques et souples, de façon à donner une certaine souplesse à l'amortissement. Les lames de ressort et les mâchoirs peuvent être plongées dans un bain d'huile remplissant le tube.
Comme la torsion du ressort à lames va en diminuant vers l'extrémité fixée au châssis, les paires de mâchoires les plus rapprochées de cette extrémité exerceraient une pression plus faible. Pour compenser cette différence, les moitiés de tubes 5, 5' sont assemblées suivant des axes qui ne sont pas parallèles et qui divergent vers l'extrémité fixe du ressort, de telle manière que l'excentricité soit plus grande à cet endroit. On peut aussi monter dans un tube de support de forme circulaire, par exemple, des guides excentri- ques particuliers assurant l'effet d'amortissement désiré dans chaque cas et ayant une forme correspondant à l'emplacement des mâchoires.
Comme on peut donner une forme quelconque aux guides en arc et à la surface de montage des mâchoires, il est possible de régler l'amortissement de toute façon désirée.
On peut par exemple faire en sorte que l'anurtissement n'en- tre en action qu'à partir d'un certain angle de torsion; il peut aussi augmenter lentement à partir de la position zéro, mais il peut également agir de façon très rigide , une action de ressort supplémentaire et progressive pouvant être obte- nue par la disposition consistant à donner une plus grande rigidité aux différentes lames du ressort et à faire travail- ler le tube à la tdrsion.
Il est également possible de décaler le guide en arc de cercle, par rapport à l'axe, dans le sens opposé à la tàrsion, de telle façon que l'action d'amortissement diminue en charge, tandis qu'il augmente, au contraire, lorsque la charge est supprimée. Il est également possible, dans de bonnes conditions, de monter des guides en arc de cercle qui
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,soient décalés et dont une partie joue le rôle d'amortisseur dans le sens de tdrsion correspondant à la charge, tandis que l'autre partie joue ce rdle dans le sens correspondant à l'absence de charge.
Les types de ressorts représentés aux figures 3 et 4 présentent, cet avantage que le rapport entre le poids et la capacité d'absorption de travail est plus favorable. Un autre avantage consiste en ce que la forme constructive est plus favorable en ce qui concerne l'encombrement.
Les fig. 3 et 4 sont des vues de ressort de torsion à lame de type connu, comportant des lames de ressort 1 montées par leurs têtes entre des disques 2, 3 et des anneaux 2', 3' qui s'engagent par dessus ces disques. Les disques présentent des entailles en forme de rainures dans lesquelles les têtes des lames sont montées à rotation partielle, ou bien ils sont en forme de dents de scie sur leur pourtour, de même que le pourtour intérieur des anneaux 2', 3' de telle façon que les lames soient dans tous les cas maintenues serrées en se recouvrant les unes les autres, leurs têtes pouvant toute- fois effectuer une rotation partielle autour d'axes inclinés par rapport au sens radial. Cependant la nature des ressorts n'a pas une importance essentielle en ce qui concerne l'inven- tion.
Conformément à l'invention, la couronne de lames est èntourée par une sorte de ressort hélicoïdal 8, dont les extré- mités sont fixées de façon appropriée aux têtes de serrage 2, 3 des lanes. Lorsque le ressort de torsion à lames'travaille à la torsion à @ sous l'action du couple qui agit sur le levier 4 et qui doit être amorti, les spires 8 enserrant les lames en les pressant les unes sur les autres.-Il en résulte, en partie entre les lames et en partie entre celles-ci et les spires 8, des couples de frottement qui jouent le rôle d'amortisseurs.
Selon que les spires serrent déjà fortement les lames du ressort de torsion
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lorsque celui-ci n'est pas chargé, ou que le serrage est moins énergique, ceci a une influence sur l'entrée en jeu du couple d'amortissement et sur l'allure de l'amortisse- ment. Le nombre des filets du ressort hélicoïdal a égale- ment une influence sur la caractéristique du ressort. un ressort hélicoïdal à pas allongé ayant un nombre de spires relativement petit produit déjà, pour un angle de torsion assez petit, un serrage très énergique du ressort à lames et par conséquent un moment d'amortissement relativement grand. En soi, l'action élastique du ressort 8 ne joue qu'un rôle secondaire relativement à l'action d'amortissement.
Fig. 4 est une coupe longitudinale d'un ressort de torsion de même type que celui de la fig. 3, sauf qu'un enroulement 9 travaillant à l'écrasement, de façon connue en soi, est monté à l'intérieur de la couronne de lames.
Si le ressort travaille à la torsion l'enroulement 9 tend à s'élargir et il exerce ainsi, sur les lames 1, une pression radiale dirigée de dedans en dehors. Lorsque la douille extérieure 10 du ressort entoure étroitement les lames, celles-ci sont appliquées fortement sur la paroi intérieure de la dite douille en subissant une légère flexion élastique, et elles produisent encore dans ce cas un frottement supplémentaire.
On peut, par le choix du jeu entre les lames 1 et la douille 10, faire varier l'angle de torsion à partir duquel cette friction commence. On peut aussi obtenir une action semblable, dans le type de la fig. 3, par l'insertion d'un noyau cylindrique à l'intérieur de la couronne de lames.
L'utilisation du ressort d'enlacement 8 (fig. 3) ou du ressort à élargissement 9 (fig. 4) n'est pas limitée aux ressorts de torsion à lames. C'est ainsi, par exemple, d'un simple barreau de torsion 11 servant de ressort peut être muni, comme le montre la fig. 5, d'un gros enroulement
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d'enlacement 8 commençant avantageusement à une extrémité par un pas relativement allongé, tandis que les spires sont plus serrées vers l'autre, pour tenir compte du frottement dans le sens axial et répartir ainsi l'enlacement de la barre de tdrsion d'une façon uniforme sur toute la longueur.
L'action de l'enroulement 8 est basée en partie sur le frottement, mais en partie aussi sur le fait que cet enrou- lement travaille à la traction lorsqu'il s'applique sur la barre de torsion et joue par conséquent le rôle d'élé- ment de ressort supplémentaire élastique à la traction. Si on laisse un certain jeu entre le pourtour du barreau et le ressort non chargé, l'action supplémentaire ne commence'que lorsque l'angle de torsion du ressort de torsion en barre atteint une valeur correspondant à ce jeu. L'enroulement peut aussi, par exemple, être plus étroit au centre qu'aux extré- mités.
Un enroulement travaillant à l'écrasement peut aussi être monté dans un ressort de torsion à tube, de façon analogue à celle représentée à la fig. 4.
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Damping device for torsion springs, in particular for vehicle chassis springs of all kinds.
The oscillations of the single element torsion bar springs are absolutely not matched. This is why the use of these springs in vehicles and automobiles of all kinds requires the use of additional shock absorbers. Methods of construction are known which include the use of hydraulic shock absorbers, thus
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than others, in which the torsion bar springs are coupled directly with friction blades.
There are also known types of torsion springs with several elements having a degree of internal friction and therefore also a greater or lesser damping power. This damping is sufficient for certain applications, but it is not sufficient for particularly violent shocks, which cause great sagging of the springs. In such a case, a considerable damping capacity is essential. Hydraulic shock absorbers have the advantage of absorbing a very large amount of work and being easy to adjust, but they require constant maintenance; furthermore, they are temperature sensitive and cannot be said to operate in an absolutely safe manner.
The object of the present invention is to create an additional and adjustable damping of the oscillations in the torsion springs and in particular for those which are composed of several elements. It is mainly sought, according to the invention, to give the device of additional damping a provision such that the damping is relatively minimal for small torques and that it constitutes, on the other hand, for high loads, a significant part of the amount of work which is absorbed. We can therefore say that this damping acts gradually.
The principle of the invention consists in using means, that is to say members, which are displaced or deformed by the torsion of the spring and which, as a result of this deformation or this displacement, exert a pressure. radial on the torsion spring.
This radial pressure gives rise, on the spring or torsion or on the elements of this spring, and / also had on the stops of the pressure elements, to tangential friction forces which manifest themselves in the form of torques which dampen the torsion of the spring. @
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Various embodiments of the object of the invention have been shown in the accompanying drawings by way of example.
In these drawings:
Fig. 1 is a cross section of a torsion spring constituted by a bundle of leaves; fig. 2 is a longitudinal section., On a smaller scale corresponding to fig.l; Fig. 3 is a longitudinal section of a spring damped by an elastic band; Fig. 4 is a longitudinal section of another embodiment of such a spring; Fig. 5 is a side view of a spring composed of a single torsion bar damped by an elastic band.
The spring shown in figs 1 and 2 consists, in a known manner, of torsion spring leaves 1, which engage, by disc-shaped heads, in square bushes 2 ′ and 3 of which the one, 2, serves as a fixed stop, while the other, 3, is rotatably mounted (not shown); a lever '4, which is used to transmit the moment to be damped, attacks the latter socket. The pack of blades 1 is surrounded by a tube having, according to the invention, a cross section which differs from the circular shape. In the example shown, this tube consists of two semi-cylindrical parts 5, 5 ', in the form of collars, which are assembled by means of bolted flanges 6, 6', so that their axes differ slightly from one of the other.
The outer blades 1 carry jaws 7, 7 'in the form of segments of a circle (three pairs in number, freezes 2, in the example), which, due to the eccentric position of the half-tubes, with respect to the axis of the spring are passed over each other during the twisting of the blade pack.
It results between the blades, as well as on the periphery of the jaws, a couple, 'of. friction which serves to damp the oscillations. The intensity of the damping can be adjusted by choosing the offset between the half-tubes 5, 5 '.
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The curved parts of the tube, as well as the flanges 6, 6 ', can be elastic and flexible, so as to give a certain flexibility to the damping. The spring leaves and the jaws can be immersed in an oil bath filling the tube.
As the torsion of the leaf spring decreases towards the end attached to the frame, the pairs of jaws closest to that end would exert less pressure. To compensate for this difference, the tube halves 5, 5 'are assembled along axes which are not parallel and which diverge towards the fixed end of the spring, so that the eccentricity is greater at this point. It is also possible to mount in a support tube of circular shape, for example, particular eccentric guides ensuring the desired damping effect in each case and having a shape corresponding to the location of the jaws.
Since the arch guides and jaw mounting surface can be given any shape, it is possible to adjust the damping in any way desired.
For example, it is possible to ensure that the damping does not come into action until a certain angle of torsion is reached; it can also slowly increase from the zero position, but it can also act very rigidly, an additional and progressive spring action can be obtained by the arrangement consisting of giving greater rigidity to the different leaves of the spring and to make the tube work at the tdrsion.
It is also possible to offset the guide in an arc of a circle, with respect to the axis, in the direction opposite to the tension, so that the damping action decreases under load, while it increases, on the contrary. , when the load is removed. It is also possible, under good conditions, to mount guides in an arc of a circle which
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, are offset and one part of which acts as a shock absorber in the direction of tdrsion corresponding to the load, while the other part plays this role in the direction corresponding to the absence of load.
The types of springs shown in Figures 3 and 4 have this advantage that the ratio between weight and work absorption capacity is more favorable. Another advantage is that the constructive form is more favorable as regards the size.
Figs. 3 and 4 are views of a blade torsion spring of known type, comprising leaf spring 1 mounted by their heads between discs 2, 3 and rings 2 ', 3' which engage over these discs. The discs have notches in the form of grooves in which the heads of the blades are mounted in partial rotation, or they are in the form of saw teeth around their periphery, as does the inner periphery of the rings 2 ', 3' of such so that the blades are in all cases held tight by covering one another, their heads being able, however, to perform a partial rotation around axes inclined with respect to the radial direction. However, the nature of the springs is not of essential importance as regards the invention.
According to the invention, the crown of blades is surrounded by a kind of helical spring 8, the ends of which are suitably fixed to the clamping heads 2, 3 of the lanes. When the leaf torsion spring works in torsion @ under the action of the torque which acts on the lever 4 and which must be damped, the turns 8 enclosing the blades by pressing them on each other. The result, partly between the blades and partly between the latter and the turns 8, frictional torques which act as shock absorbers.
Depending on whether the turns are already tightening the torsion spring leaves
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when the latter is not loaded, or when the tightening is less forceful, this has an influence on the entry into play of the damping torque and on the rate of damping. The number of threads of the coil spring also has an influence on the characteristic of the spring. an elongated pitch coil spring having a relatively small number of turns already produces, at a fairly small torsion angle, a very forceful clamping of the leaf spring and therefore a relatively large damping moment. In itself, the elastic action of the spring 8 plays only a secondary role relative to the damping action.
Fig. 4 is a longitudinal section of a torsion spring of the same type as that of FIG. 3, except that a winding 9 working on crushing, in a manner known per se, is mounted inside the crown of blades.
If the spring works in torsion, the winding 9 tends to widen and it thus exerts, on the blades 1, a radial pressure directed from the inside out. When the outer sleeve 10 of the spring tightly surrounds the leaves, the latter are applied strongly to the inner wall of said sleeve undergoing slight elastic bending, and in this case they still produce additional friction.
It is possible, by the choice of the play between the blades 1 and the sleeve 10, to vary the angle of torsion from which this friction begins. It is also possible to obtain a similar action, in the type of fig. 3, by inserting a cylindrical core inside the crown of blades.
The use of the wrap spring 8 (fig. 3) or the widening spring 9 (fig. 4) is not limited to leaf torsion springs. Thus, for example, a simple torsion bar 11 serving as a spring can be provided, as shown in FIG. 5, a large winding
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of interlacing 8 advantageously starting at one end with a relatively elongated pitch, while the turns are tighter towards the other, to take account of the friction in the axial direction and thus distribute the entanglement of the tension bar by a uniformly over the entire length.
The action of the winding 8 is based partly on the friction, but partly also on the fact that this winding works under tension when it is applied to the torsion bar and therefore plays the role of additional tensile elastic spring element. If a certain clearance is left between the perimeter of the bar and the unloaded spring, the additional action does not begin until the torsion angle of the torsion bar spring reaches a value corresponding to this clearance. , for example, be narrower at the center than at the ends.
A winding working in crushing can also be mounted in a tube torsion spring, in a manner analogous to that shown in FIG. 4.