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La présente invention concerne un élément de fixation ou connexion, qui soit amovible, élastique, amortisseur de sons et de vibrations, dans lequel la fixation ou la connexion se fait au moyen d'un organe élastique de (serrage recevant axialement sa charge et qui se dilate .
'en direction perpendiculaire et maintient par serrage les éléments qui doivent être fixés ou connectés. Cette force dd serrage est d'autant plus grande, que la pression axiale spécifique du corps de serra.ge est plus grande. La surface de serrage ne se laisse pas agrandir à volonté dans la plupart des cas dans le cadre de l'espace disponible. Lorsque la tension avec laquelle le corps de serrage est pressé, augmente, l'effet d'amortissement du corps de serrage diminue.
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Pour un bon élément de fixation amortisseur de son du type décrit, il existe des conditions contradictoires, qui consistent en ce que d'un côté la tension du corps de serrage doit être aussi grande que possible à cause du serrage requis, et d'autre part elle doit être aussi petite que possibie à cause de l'amon tissement de sons et de vibrations désiré.
Dans les éléments de connexion connus il n'est pas possible de régler la valeur précise désirée de la tension préalable, car les limites entre la conformation élastique sans modification du volume et la diminution de volume à cause de la compression, s'interpénètrent. On ne sait jamais de manière précise si l'élément de connexion est soumis à une pression suffisamment forte et si une connexion sûre est obtenue. Dans la pratique, le vissage qui dans la plupart des cas sert à presser l'organe de serrage, est trop fort et de cette manière l'effet envisagé d'un amortissement du son et'des vibrations est détruit.
L'invention a pour problème de créer un élément de fixation et connexion dans lequel d'un côté la tension désirée est réglée de manière précice et en même temps les .conditions d'une fixation suffisante et amortissement satisfaisant des-vibrations peut être obtenu.
L'invention est caractérisée en ce que l'organe de serrage à l'état non soumis à la tension présente une forme qui s'écarte de la forme obtenue par forage ou par formation d'une douille, par exemple de la forme cylindrique ou prismatique, et dont les dimensions sont telles que ce n'est que-graduellement sous l'influence de la tension axiale qu'il se raccourcit élastiquement pour arriver à la forme correspondante, par exemple cylindrique ou prismatique.
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D'autres détails de l'invention seront expliqués ci-après pour quelques exemples de réalisation en se reportant aux dessins ci-joints.
Dans ces dessins,
Fig. 1 montre un organe cylindrique connu de serrage pour des charges axiales de valeurs différentes.
Fig. 2 montre un organe de.serrage selon l'invention pour des charges axiales de valeurs différentes.
Fig. 3 montre la répartition de la tension d'après la pression unitaire.
Figs. 4 et 5 montrent deux autres modes de réalisation d'un organe de serrage selon l'invention, à gauche à l'état non soumis à la tension, à droite à l'état soumis à la tension.
Fig. 6 montre un exemple de réalisation dans lequel la pression est exercée sur la surface d'un alésage ou sur la paroi interne d'une douille.
Fig. 7 montre un exemple de réalisation dans lequel la pression s'exerce sur la surface externe d'un boulon cylindrique ou d'un tube.
Fig. 8 montre l'utilisation d'un élément de fixation selon l'invention pour la fixation d'un tube dans une pièce en T.
Pour résoudre le problème imposé, on est parti de la constatation qu'un corps cylindrique prend la'forme d'un tonneau sous l'influence d'.une pression axiale. Dans la figure 1, un organe de serrage connu est désigné par le chiffre 6. Les lignes en traits pleins montrent un contour à l'état non soumis
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à la tension. Il représente un corps cylindrique dont la surface supérieure est désignée par le chiffre 60 et sont la.surface de revêtement est désignée par le chiffre 65.
Pour une certaine charge axiale représentée par les petites flèches à gauche, et qui est produite par un dispositif connu, par exemple par vissage, l'organe de serrage se raccourcit d'une certaine valeur. La surface supérieure se déplace vers 61, la surface initiale cylindrique de revêtement 65 se renfle à la manière dtun tonneau et est désignée par le chiffre 66, L'organe de serrage 6 vient ainsi en contact dans sa région médiane avec la paroi 1 d'un alésage ou analogue, de sorte que de l'espace continu creux, annulaire,initial 90 entre l'organe de serrage non soumis à. la tension et la paroi 1, il ne reste.plu que les espaces creux partiels supérieur et inférieur 91.
Dans, @ sa région médiane cependant, l'organe de serrage 6 exerce maintenant un effort sur la paroi, lequel est indiqué par les -flèches horizontales. Afin que l'organe de serrage puisse exercer sur toute son étendue longitudinale une pression sur la paroi 1, il doit être - poussé dansl'espace creux résiduel 91 et être pressé ainsi plus loin jusque dans la position de serrage qui est illustrée en traits interrompus sur le côté droit de la figure. La surface supérieure 60 se déplace vers 62. La surface \initiale de revêtement 65 se détend jusquâ devenir la surface 67 et redevient cylindrique.
En pressant l'organe de=serrage en position de serrage on doit non seulement vaincre la résistance de la forme dont les dimensions dépendent de la nature de la matière élastique choisie et qui augmentent linéaireillent avec la pression totale, mais on doit également vaincre un grand effort croissant de frottement qui provient du déplacement de la région
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médiane adjacente.
Ltévolution de l'effort ou de la tension en dépendance du raccourcissement correspond dans les corps de serrage cylindriques connus à la courbe de la figure 3.
Elle passe des lignes droites aplaties qui valent pour la conformation sans modification de volume, à la forme en arc pour la partie raide qui vaut pour la pression avec diminution de volume.
La forme la plus simple d'un organe de serrage selon l'invention est illustrée dans la figure 2 dans laquelle les traits pleins montrent le contour à l'état non soumis à la tension, et les lignes en pointillés à gauche un peu comprimé et à droite le commencement de la position . de serrage. La surface enveloppante o5 du corps de serrage 7 se trouve à l'état non soumis à la tension, sous une forme concave lorsque la surface supérieure est en 70.
L'espace creux 90 entre l'organe de serrage 7 et la paroi
1 présente par conséquent la forme d'un anneau avec coupe longitudinale convexe. Lorsque l'organe de serrage tel qu'illustré à ga.uche estpressé jusqu'à ce que sa surface supérieure 70 se déplace vers 71, la surface
75 se ,déforme pour prendre la forme des surfaces moins concaves 76, qui ne touchent à aucun endroit la paroi 1.
Par conséquent, l'espace creux continu 92 est maintenu. L' organe de serrage peut ainsi être pressé élastiquement plus loin sans qu'on doive vaincre un effort de frottement, jusqu'à ce qu'il remplisse complètement l'espace creux, c'est-à-dire qu'il soit devenu un cylindre dont la surface de revêtement est indiquée par le chiffre 77 et dont la surface
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supérieure est désignée par 72. L'évolution de la tension correspond à la partie droite aplatie b de la figure 3. Il est connu qu'une pression digne d'être mentionnée n'est obtenue que lorsque l'organe de serrage est comprimé.
La tension lorsde la compression augmente très rapidement selon la formule p = V1: V . k kg/cm, où V représente le volume original, V1 représente la diminution de volume en cm3 et k est le facteur de compressibilité, lequel pour le caoutchouc par exemple, est d'environ 53 . 10-6 cm2/kg. Comme dans l'organe de serrage selon l'invention, à cause de l'absence de frottement, la tension est uniforme et basse., on peut s'apercevoir du point où le coude commence pour un commencement de compression. On peut ainsi calculer jusqu'où on peut pousser le vissage lorsqu'un effort de pression déterminée, c'est-à-dire une tension déterminée dans l'organe de serrage, doit ..être obtenu. On peut admettre que pour un organe de serrage d'un volume V de 17 cm3, une tension interne de 33,5 kg/cm2 est suffisante.
La diminution de volume d'après la formule ci-dessus est alors de 0,03 cm3. Le raccourcissement en mm. se laisse facilement calculer. Dans l'exemple donné il est de 0,075 mm. Cela correspond pour un vissage avec une pente de 1 mm. à une rotation angulaire d'environ 27 .
Il a été' montré que même pour un espace creux pratiquement rectangulaire on peut obtenir une évolution aussi favorable que pour l'espace creux convexe de la figure 2 lorsqu'il est muni dévidements individuels. Cela est possible de deux manières différentes lorsque l'organe de serrage est formé de disques séparés. Le premier mode de réalisation
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est montré dans la figure 4. Dans cettefigure, l'organe de serrage consiste en une pluralité de disques superposés 8 qui sur leur surface extérieure 81 présentent des évidements convexes. L'espace .creux 94 représente alors en coupe longitudinale un rectangle avec des évide#nts convexes.
Dans le second exemple de réalisation selon la figure 5, entré les disques élastiques 8 dont les surfaces de revêtement ainsi que montré peuvent être droites ou concaves, on dispose de minces disques métalliques 10 d'un diamètre plus petit. Selon les dimensions, on peut placer un disque métallique 10 après chaque disque ou après plusieurs disques 8. La section longitudinale' de l'espace creux 95 est ici sous forme d'un rectangle avec des saillies substantiellement rectangulaires. Dans les deux cas, dans les parties évidées des espaces creux 94 ou 95 pour une charge axiale, les masses élastiques des disques 8 sont d'abord comprimées, de telle sorte qu'à aucun endroit des surfaces de serrage, il ne se produise un .contact prématuré occasionnant un frottement.
L'utilisation de disques individuels 8 présente l'avantage que la longueur de l'organe de serrage peut être adaptée aux conditions ' existantes sans difficultés de la manière la plus simple.
La disposition d'anneaux métalliques intermédiaires présente encore l'avantage que la compression de la masse élastique peut être guidée selon une direction déterminée. Lorsque le serrage doit se faire sur la surface interne d'une perforation 1 comme dans les exemples des figures 5 et 6, dans lesquelles une cheville 2 doit être fixée, le diamètre externe du disque métallique est plus petit que le diamètre externe des disques élastiques 8.
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Par conséquent, l'organe de serrage vient sur toute sa longueur en contact avec la paroi de la perforation. Si cependant, un axe 3 qui passe à travers ou bien un tube qui passe à travers, doit être fixé dans un manchon ou @ douille 15 comme illustré dans la figure 7, le diamètre interne du disque métallique 12 est plus grand que le diamètre métallique du disque élastique 8. L'organe de serrage et ainsi comprimé en direction de la surface externe 31 de l'axe ou du tube j. Il est particulièrement avantagéux lorsque les disques métalliques ont une secton en forme de coins 11,12.
Ainsi que cela résulte des figures 6 et 7, l'organe de serrage selon l'invention peut être utilisé dans les buts les plus divers. Ainsi avec un dispositif similaire à celui montré dans la figure 7, on peut connecter ensemble deux axes ou tubes individuels si l'on dispose sur les deux côtés de la douille un écrou lj et un disque d'insertion 14. Pour empêcher la formation d'un pont sonique direct entre les axes ou entre les tubes d'un côté, et la douille d'un autre coté, on place à l'endroit de contact un disque entier pour la connexion axiale ou un disque annulaire pour la connexion de tubes.en substance élastique,laquelle empêche le contact des extrémités de l'axe ou'arbre.
La formation d'un pontsonique par le disque d'insertion 14 est empêché automatiquement par la masse élastique comprimée dans l'espace annulaire.
La formation d'un pont sonique par l'écrou 13 est empêchée selon un autre trait caractéristique par le fait que l'écrou est évidé coniquement vers l'extérieur. On peut ainsi connecter l'un à l'autre des tubes qui ne sont pas coaxiaux:
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Un autre mode de réalisation est montré par la figure 8, dans laquelle on.a montré la fixation de tubes en. une seule pièce de connexion non soumise à la tension. La plus ie ur s pièce de connexion 5 présente/tubes à alésages décalés, suffisamment longs, qui doivent être réunis en conduits, par exemple trois. Les alésages servent à recevoir les organes de serrage qui sont pressés axialement au moyen des écrous 13, du filetée 12 et des disques d'insertion 14 sur les retraits.51 des alésages.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits d'organes de serrage à section circulaire. Ces corps peuvent bien entendu, présenter d'autres formes, par exemple uneforme ovale ou à angles.