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" Perfectionnements aux amortisseurs de choc et de vibrations"
On commit un certain nombre de dispositifs destinée amortir les chocs et les vibrations. Ces dispositifs pré- sentent toutefois certaines limitations d'emploi. Pour certains d'entre eux leur souplesse est suffisante pour absorber convenablement les vibrations main par contre clans le cas de choca extrêmement violente, ou bion l'organe élastique qu'ils contiennent oct détériorât ou bien la coursa de l'amortisseur est plus ou moins brutalement limitée par une butée mécanique, dons le cas où une telle tubée a été prévue.
D'autres appa- reils connus présentent par contre une très grande résistance aux chocs mais leur rigidité est toile qu'ils deviennent à peu près infoficoa on co qui concerna l'absorption des vibra- tiens.
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La présente invention a pour objet dos perfectionna monta aux amortiaaoura de chocs ot do vibrations leur por- mottant d'amortir avec toute la prosraooivitÓ déairablo et tiens domma.e,o ni pour los appareils qu'ils protègent ni pour qux-momea don choc$ ra:;tx8mamcnt violenta, tout on preaontfntt dans leur position narraolo de fonctionnement, sous la charge permanente qu'ilsatupportont éventuellement une flexibilité suffisante pour constituer un filtro efficace contre la tranc- mission dos vibrations,
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L'invention consiste principalement à constituer un
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amortisseur ia chocs ot do vibrations destiné à rétro intor-
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posé entro doux bâtia, per un piston ronform6 dons uno cavité
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do préférence cylindrique liée à l'un dos bâtis.
la ti8o du
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piston étant fixée à l'autre bâti, la face inférieure dudit
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piaton s'appuyent sur uno membrane on tnatiero à élasticité oaoutchoutiquo dite "mumbrano partouse" qui a'appuio elle- m8lu sur lo fond da la cavité, uno deuxième membrane, dite "membrane a.ntabonistu" é8::1vmont on matière à élasticité caoutchoutiquot étant interposée entre le face aupéricuro du.
**Piston ot la partie aupériuro do In orvité, do talla aorto quo los déplacomonta vers la baa du piston à partir do sa position centrale entraînent uno déformation do la mombrnno portouso pr flexion, ou par comprossion, ou. par loa doux simultanément, zt que loa deplaoemcnta du piaton vert lo haut à partir de cotto mo..o position ccntralo entraînent uno déformation de la mci.tbrfno antpgoninta par flexion, ou par compression. ou pnr lofa doux simultpné ,tonte Outre cotte disposition principrlo l'invention comprend d'autres dispositions prison aéparéraont ou on combi- naisons qui nacortiront dos descriptions Donnera plus loin et parmi lcaquolloa figurent not'ant collas qui sont indi-
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quée a ci-après.
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Un oertcin nombre de ces dispositions sont relatives au Mode de travail des membranes, qu'il s'agisse de la membra- ne porteuse oeulei ou de la membrane antagoniste seule, ou de ces deux membranen simultanément. Une d'entre elles consiste à disposer la membrane considérée de telle fnçon que sous l'effet d'un effort de compression important, exercé par le piston sur ladite membrane, cette dernière vienne s'appuyer en fin de course à plat sur le fond adjacent de la cavité et qu'elle se trouve comprimée dans son épaisseur entre le piston et ledit fond sur au moins une partie de sa surface.
Une telle disposition permet à ladite membre ne de résister à des efforts pouvant atteindre des valeurs très élevées en fin de course, tout en permettant de lui donner une forme et de la consti- tuer en un matériau tel qu'elle ait une souplesse aussi élevée qu'on le déaire, pour les déformations d'amplitude plus faible. Cette disposition peut conduire de plus à un . effet de butée progressive lorsque Ion profils conjugués de la membrane, de la surface du piston et du fond adjacent de la cavité sont tels que les surfaces d'appui de la membrrne sur le piston et sur le fond de la cavité aillent en croissant lorsque l'effort de compression augmente jusqu'à une valeur élevée.
Une autre disposition vise à augmenter la flexibilité du dispositif sous charge en vue d'obtenir un filtrage aussi efficace que possible des petites oscillations autour de la position en charge, Elle consiste à disposer la membrane anta- goniste de telle façon qu'elle travrille seulement à la compression lorsau'un effort de traction est exercé sur le piston et qu'elle ne subisse pas de travail d'extension dans le cas d'un effort de compression sur lodit piston.
Ce résul- fiât peut être obtenu soit en permettant à la membrane anta- goniste de coulisser librement le long de la tige du piston, soit en permettant à la membrane antagoniste do coulisser (par
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sa périphérie le long des parois latérrles de la cavité) soit
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par nos deux moyens appliqués simultanément, D'une f'f1çon P.na.
losue, il pourra être également avantageux de disposer la mem- brane partema de telle façon qu'elle ne subisse que des ef- forts de compression et qu'elle soit soustraite à tout effort de traction, A cet effet, le piston pourra s'appuyer simple ment sur la membrane porteuse sens avoir de liaison positive
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avec ladite mombrone, ou encore la membrane porteuse pourra coulisser librement par sa périphérie contre les parois laté-
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rrles de la cevit6o oea deux solutions pouvant être employées séparément ou simultanément.
D'autres dispositions concernent l'amortissement des
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chocs et des vibrations donna les directions de l'espace autres que la direction axiale du dispositif, Une de ces disposition@ consiste à ménager entre la tige du piston et l'orifice de pas- sage de cette tigo dans le fond supérieur de la cavité un jeu
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suffisant.
do l'ordre do plusieurs millimètres, pour permettre un d6battoment du piston par rapport à la cr-vlté porpondiou- lairoment à son axe, un jeu du même ordre étant alors bien entendu ménagé entre la périphérie du piston et les parois
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latérales adjacentes de la cavité, Une disposition complémon- taire do la précédonto consiste à disposer suit la mombrano antagoniste, soit la membrane porteuse, soit les doux montera- nos simultanément d'uno toile foçon quo tout déplacement ra-
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dial du piston ( o' oat-à-dirQ perpendiculaire à son axe)
on- traîne uno déformation élastique à la mombrano oonsidéréo ot par suite un effort de rappel élastique du piston vers sa po- sition centrale. Dans le cas où le piston s'appuie simplement sur la membrane porteuse, la membrane antagoniste sera alors utilisée pour ce rappel transversal et il pourra être avan- tageux de donner alors à ladite membrane antagoniste une épate- seur suffisante pour lui permettre de résister élastiquement)
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à deu efforts latéraux élevés, Dans ce ces une disposition déjà décrite, prévoyant une possibilité de coulissement de la membrane antagoniste Boit par rapport au piston soit par rap- port aux parois latérales de la cavité,
sera avantageusement utilisée en vue d'éviter que la rigidité de la membrane anta-
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goniste n'intervienne pour raidir le dispositif vie-à"vis des oscillations axiales autour de la position en charge*
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D'autres dispositions concernent dea formes parties- lèros à donner aux membranes.
Une de ces dispositions consiste à donner à la membrane porteuse la forme d'une cloche s'ap-
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puyant à sa breoi par sa périphérie, sur le fond adjacent de la or-vit4 et supportant par son sommet l'effort transmis par le pistons Dans ces conditions tout effort de compression exer- cé sur le sommet de la membrane par le piston tond à aplatir ladite membrane et à la dilater radirlement à sa base en en- traînant ainsi un frottement contre le fond de la cavité et en provoquant ainsi un amortissement des oscillations axiales,
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Un amortissement oomplémentaire peut en outre être obtenu dans ce cas per "l'effet do ventouse" auquel conduit cette disposi- tion* Iiors de la compression de la membrane en forme de cloche,
l'air interposé entre ladite membrane et le fond de la cavité tend à s'échapper sous la pression lors do la descente du pis- ton, et lors do la remontée de ce dernier la rentrée de l'air à 1* intérieur de la membrane sc trouva freinée, une dépression
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on résultant dans l'ospcoo limité par la mombreno et le fond do la cavité . Il pourra btre avantageux nlors do lubrifier légèrement par exemple au moyon d'une huile à baso do eiliconoa, la aurfaoo portrnto do la mot,lbrano ot la faco adjacente du fond do la cavité pour obtenir des conditions do frottomont plus régulières.
Une disposition coiwpl.6riantairo do la précé- dolito consiste & donnor à la mombranc porteuse uno forme do olocho toile qu'elle vient d'Être indiquée ci-dessus et à la
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prolonger à sa périphérie, extérieureh1Emt à la partie qui prend appui sur le fond do la cavité, por une jupe prenant appui contre les parois latérplea de la cavité. D'autre part, une disposition particulière peut être appliquée de préférence à la membrane antagoniste, en. vue d'augmenter son élasticité radiale pour les faibles déplacement radiaux tout en lui per-
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mettant d'avoir une épaisseur qui lui confère une grande résis- tance vis-a-via dos efforts importants, soit axiaux soit ra- diaux.
Cotte dernière disposition consiste à donner à ladite membrane la farme d'un disque épais présentant au voisinage de sa périphérie une rainure circulaire profonde, de telle sorte que ladite membrane prenne appui sur la surface latérale interne de la cavité par une lèvre relativement mince et per suite, flexible, Sous l'effet d'un déplacement latéral imposé
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au piston cette lèvre tend DO reformer donna la zone d'appui radiple du disque et permet ainsi un effet de butée progres-
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suive pour les efforts perpendiculaires à l'axe du dispositif (efforts radiaux).
Le c:oupl4ment de description qui va suivre permettra de mieux comprendre l'invention et de faire ressortir les avan- tages qui lui sont propres. Il est illustre prr le dessin
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ci-annexé .ta.r4t entendu que ledit complément et ledit dessin sont donnée à titre d'indication, et n'ont pas de caractère limitatif. Les différents mode de réalisation do l'invention représentés sur ce dessin étrnt supposés de révolution autour d'un axe, des vues en coupe, à l'exclusion de toute vue en plan, ont été jugées suffisantes pour en définir les caractéristiques essentielles.
D'autre part, les descriptions qui suivent sont données en supposant que l'amortisseur est vertical et supporte
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une charge de compression ou "charge statique", étant entendu que l'invention englobe également tout amortisseur comportant des organes semblables à ceux qui amont décrits, mais destiné ,
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à travailler soit nana charge étatique, soit boom l'effet d'un effort de traction permanent, soit encore horizontalement ou
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ob1tq,uumont.
La figure 1 représente une vue on coupe axiale d'un mode do réalisation do 1'invention, l'amortisseur étant supposa non charge et le. figure 2 représente une vuo en coupe du morne mode do réalisation do l'invention, l'amortisseur étant supposé comprimé à fond,
La figure 3 ost un croquis d'ensemble comportant une vue en coupa d'un modo do réalisation particulier de la mo:
nbra-
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ne portouoa ot do la membrane antagoniato, Le diagramme do la figuro 4 ropr4aonto l'allure séné- ralo do la loi do la variation do la réaction élastique axiale d'un amortisseur colon l'invention, sous l'effet d'un déplace-
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mont axial du piston, soit vars Io haut, soit vars Io bac, La figure 5 représente uno vuo un coupo d'un modo pr6. t6ré du réalisation do l'invention, l'amortisseur étant suppo- ed non charge, et la figure 6 ont un croquis d'onsomblo du môrao amortisseur supposé comprime à fond, montrant la position ot la formo prises par les membranes.
Lo diagramme do la figure 7 représente l'alluro géné-
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rple de la loi de variation do la réaction claat'iquo rt1dir'lo d'un amortisseur selon l'invention.
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L'amortisseur représenté on coupe pnr In figuro 1 ost supposa interposé entre les doux batis 1 ot 2, son rblo étpnt alors d'atténuer la transmission dos chocs ot dos vibrations d'un bâti à Itrutru tant uxilcmont quo raditlomont, Il compor- to un corps 3 limité du cote du bati 1 prr un tond inférieur 4p ledit corps étant fixe uur Io bâti 1 prr dos vis tolloa quo 5.
La corps 3 do l' f\n1ortisoour ast d'autre prrt formé à un pnrtio supérieure par un fond supérieur 6 comportant un son contre un trou 7 un trnvors duquel pasao la tigo a du piston go ladite
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tigo êtrnt Bolidr.1ro du btti 2 pr l'intoruiédiatro du plntonu do :t'ixrt1.o.1 10. L'onuoobio du corps cylindrique 19 du fond inforio 4 ot du fond supérieur 6 forme rinui uno envité rQn- feront l piston 9. Uno mombranu 11 on w tièro à 61auticitd anol1tcholltiquo est intorpos# ontro la fnoo inférieure 12 du piston ot lo fond 4. Une mqmbrnno 15# égnltmont on ontièro à élasticité caotitchoutiquoe ont d'autre pnrt intorpoDéo ontro If faco sup6rîuu-ra 14 du. piaton ot lo fond supérieur 6. Lo fonctionnidmon-b d'un tol amortisacur ont nlors la suivant.
Sous l'offot d'uno chai-go do compression oroioeanto In mombrrno 11 cet 602."1'.±1'30 progrco±jîvct,,ont jusqu'à co quo la froo inférieure do cotto mom'brn.no vienne olnppliquor contre le fond 4 drus la position r,,pt6sont6o fiLurQ 2. Do prét6ronoo los profile con jugula do la mOll1brnne, du la faco infériouro 12 du piston gi ot des In. faco oup6ricuxQ du fond 4, soront tolu qui Io con- tact dQ la mombrrnu avuo Io fond 4 et 10 piston 9 00 ffsoo d'abord pr.r due surfaces :t',st1'o intos fJucoopt 1.bll.B do aino- oroitrci sous l'offct d'uno auLmLntrtîon Co la pounodo oxor- 060 prr 1& piston 9. !),:no le. modo dQ r6nliaatïon roprosonto sur Ica fiuroo 1 ut 2, In muinbrono supérieure 13 oat OUPPO060 f 1.".60 à 6f'. périphérie r-a corpo 3 dû 1'r.raortisac.ur tindis quo la tige a du piston pout coulicaor librement drno l'ouvorturo olntrplo 15 prntiqu6o drne Cv-tto mcmbrrtno.
Ti'rvrntr-go do ootto disposition cet do n'imposer eucuno d6forrwtion do traction à Ir, mom1)rno 13 lorsqu'un offort do oomprosaion oat appliqué ru piston 9 par or ti6r. 8, En particulier, nous chl1rgo, In 1 rigidité do In m*mbrnno 11 intorviundrn aoulo pour amortir la tranomiLi3îon dos v1brr,tieno, la. ffiQmbrl'lno nnt/'1f,oniato 13 n'in-t to:
t"V\"'nI\n't qu'oce.e.ulonnollunicint pour limiter 61notiquomont 10 d6battrtiQnt vqru IQ haut do llnmortinoour loruquo, noue l'of- tot d'un choc prr oxmplo, un offort momontand do traction
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vient à a'uxoroor bot 1(\ tigo do piston se
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ici figure 3 rw-présonto un .utro mode- do réalisation drna lequel In. mombrrno porteuse 11 est on forme do clocha* ladite tticiriibrrno s'appuyât prr an périphérie trngontiollomont sur Io fond 4, do tollo sorte quo BOUS l'offot d'uno oha-rgo appliquée do h.".14t on bas uur In tigo du. piston 8 If déforma- tion élastique do 1"', mombrr.no 11 ontra.1no uno friction entra or f"oo infériouro ot Io fond 4, on absorbant ninsi do 1'6nor- giot un froinrgo eupplémontniro étrnt obtenu d'nutro pnrtplore do in d4t,ptu de 1a mimbrrnri 11 p"r un "ol'f;,! do vontou.ao".
Dr'.na Io ona où oc dornior Qftot no sortit pns roohoroh6, il suffit d munir 1 fond 4 d'une putito ouverture 17 pormottrnt In minc on communication avoc l'extérieur du. volumo intjrno délimité p-r lp. mcmbrrno 11 et 10 fond 4. Dtns la modo do rém.- liantion rQpréaont6 fiuro 3 le mûmbrrno antagonisto rovtt In forme d'un disque coniquo épf\10, fixé d'une pnrt sur la tigo du. piston 6 et ayrnt d'autru pnrt à sa p6riphèrio 16 uno pos- eibilité do oeu1.iafiOInt nvoo frottomont dans l' t\léer'.go du corps 3* D'autre part IQ piston 9 prend un simple appui. pnr an Irco 12 sur lo aomwot de 1 racmbrrno portouso 11.
Zoo dépla- Oúmonta rodira, qui peuvent otru imposée punit piston no sont Ploru pro rotrrnsmis à lr ucribrnno 110 wis provoquant ontro coo djux organes un glioscaont susceptible dlpbaorbor uno cor- trino énçreio prr frotturont. pnr contre, lr. mcabr'<no nntngo- nisto 13 fsauro un vr,ppul élastique du piston vers an position contrée dès quo c-lui-ci s'en 6cert(, sous l'offot d'un offort
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extérieur
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Dr.no un mOhtr' 8.,) toi que ojluî des figures 1 et 2# ou alu1 do la figure;
3j il Qat ponuibl, de.. fnir4 varr Ion top- rr cttS1'1ut iquoD èlratiquve du l'nuortiuscur en faisant varier In précontrainte do mentl"'.±\. des iQmbmnuB, Si ootto préoon- trainte oet nulle ohnquo I...mbrn.n... r.81 t indépendamment l' uno nous lon efforts de coraprosaion, 11 r u't'O son les offorto do
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traction* Par contre,il est possible de donner aux membranes
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une forme telle qu'elles se trouvent simultnnément comprimées au montage d'une certaine quantité, dite 'couse de précon- trainte". les deux membranes agiront alors simultanément pour le déplacement du piston ne dépassant pas la course de pré- contrainte, et indépendamment pour les déplacements supérieure à cette course.
L'allure générale de lu course de flexibilité axiale
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d'un amortisseur selon l'invention, tel par e::omple que celui représenté par les figures 1 et 2, ou celui représenté par la figure 3, est alors donnée par un diagramme analogue à celui de la figure 4. sur lequel figurent en ordonnée le dé-
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placement 8xiel Z du piston et en abscisse la réaction élan- tique lz de l'amortisseur. L'origine 0 des coordonnées cor- roapond à la position d'équilibre, à vide, du piston maintenu entre les deux membranes 11 et 13. La position d'équilibre sous charge est représentée par un point figuratif tel que C.
La courbe de flexibilité comprend deux asymptotes quasi hori-
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zontales,l'une d'ordonnée à l'origine + A correspond à l'en- foncement maximum utile du piston 9, obtenu lorsque la membrane 11 est complotèrent eplatie sur le fond 4, et l'autre d'ordon- née - b orrea1ond à la limite pratique Ce soulèvement du piston 9, obtenu lorsque la membrane 13 se trouve enserrée ,
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df'na la zone située à la périphérie du trou 7, entre le fond supérieur 6 ot la périphérie ca la fece supérieure 14 du pis ton 9. On obtient ainsi un nmcrtieoeur à flexibilité ai-lale variable avec effet de butée progressive vers le haut et vers le bas, lui permettant d'admettre des surcharges momentanée.
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oonsidérables, soit en traction, soit on compression.
D'autre part, il aéra toujours possible, un jouant sur l'épaisseur de le. membrane porteuse, et sur la composition du matériau élas-
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tique qui la constitue, de donner à l'pmortisseur une flexibl-s
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lité relativement élevée pour les petits déplacements vibra- toires autour de la position C (représentée par la tangente
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en 0 à la courbe). A cet effet, la position char,âo c sors de préférence choisie on dehors de la course de précontrainte, la membrane porteuse agissant alors seule pour le reppel axial du piston.
Un tel amortisseur possède d'autre paît une certaine.
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élasticité rdi, 10, la rappel de la tige de piston 8 vers sa position contrée étrnt assuré par la membrane épaisse 13. la figure 5 représente un modo préféré de réalisation
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de l'invention qui se ccrcctériso notpmont par les partial- larités suivantes. La mombrano 11 affecte una forma do cloche prenant appui à sa base sur le fond 4 avec toutefois cette différence avec la réalisation de la figure 3 que la membrane 11 se trouve prolongée à sa périphérie par uno jupe 18 qui vient prondro appui sur un épauleront 19 ménagé dons l'alésage du corps 3. Le fonctionnement do cotto mombrnno à la oompros-
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sion so conçoit facilemont.
Sous l'offot do prossiona crois- santos vars le bas oxorcéos par 10 piston 9, la mombrono s'ap- latit contre 1Q fond 4 on morne temps quo à congé do rvocor- damant do la jupe 18 avoc la partie oontrrlc on forme do cloche tond à venir s'appliquer contra le congé 20 du raccordement
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do l'alésage du corps ? avoc la fond 4t dpns uno position voisine do colle roprésontéo figure. 6; Uno tollo disposition présente l'avantage Go permettre d'obtenir un effet do "flo-
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xibilité vnrinblo" quo l'on pout modifier dcna do grandes proportions à partir do légoros modifiortiona do forma do la. membrane.
On pout obtenir notamment doux ou trois ètpgoc do flexibilité suivant quo le butéo do la membreno contra lier- rondi 20 oust obtonu lors do l'aplatissoment do la mombrpnot ou avant out npln.titHI01l\Ont. Uno autre pertieularité importnnto du modo do réaliaction de la figure 5 résida dons la forme don-
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née à la mombrrno antagoniste 13 qui ro3uro d'une part la rap- @
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pol axicle vors le bas do la tigo do piston 8, ot d'autre part le rappel radial de ladite tigo do piston,
En vue do conférer à ladite mombrno natagonists uno grande résistance aux offorts tant mdirux qu'axiaux (vers lo haut),
qui pouvant résulter do ohooe importants, il lui a été donné, do même que dr.ns la réalisation do la figuro 3, In forme d'un disquo relativement épris ce qui lui confèro on oontro-partio une rigidité relativement élovéc. En vue do lui roatituor La souplacees désirable pour un filtrage convonable de vibrations entraînant des déplacements radiaux de faible amplitude de la tige de piston 8 autour de sa position centrée, une rainure circulaire profonde 21 est creusée dons la membrane 13 au voisinage de sa périphérie, en même temps qu'une forme générale conique est donnée à la surface périphérique du disque.
L'appui latérel de la membrane 13 sur l'alésage du corps 3 se feit alors par une lèvre relativement déformable 22, et permet d'obtenir une élasticité élevée pour des déplace- ments rpdiau.:' de l'ordre de la largeur de la fente 21 à sa bese.
La courbe d'élasticité radiale de l'amortisseur a alors l'allure de celle représentéefigure 7, Dans oe diagramme, on a porté en ordonnée les déplacements radiaux, et en abscisse les forces de rappel élastiques Fr, Une telle courbe caracté- rise un système à élasticité varie ble avec une flexibilité élevée dans la zone a' a, de part et d'autre de l'origine c, et une flexibilité décroissante pour les déplacements plus grands, engendrant ainsi un effet de butée progressive,
Une autre particularité notable du dispositif repré- senté par la fleure 5 réside dans le fait que la tête de piston 9 affecte la forme d'une coupelle dont la tocs d'appui sur la membrane porteuse 11 est concave,
tandis que la face qui s'appuie contre la membrane antagoniste 13 est convexe, On obtient ainsi une meilleure portée sur le sommet de la
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membrane 11, et une plus grande progressivité d'appui sur la membre ne 13.
Ainsi que les explications qui précèdent l'on fait comprendre,1' invention permet de réaliser dos amortisseurs de ohooe et de vibrations permettant d'obtenir un filtrage efficace des vibrations aussi bien axiales que radieles, tout en étnt susceptibles d'absorber élstiquement les chocs les plus violents, dans les directions axiales et radiales.
D'autre part) il apparaît clairement, d'après les figures et les descriptions qui ont été données, que les amortisseurs @ selon l'invention constituent on outre des articulations à rotule susceptibles d'une grande souplesse, ce qui présente de grands avantages dans de nombreux cas d'utilisation. Il apparaît donc que l'invention permet de réaliser des amortis- seurs de chocs et do vibrations susceptibles de répondre mieux que cour. antérieurement connue, à 1'ensemble des conditions qui peuvent être imposées dans la prctique à de tels appareils.
Il est bien entendu que l'invention ne se limite pas eux modes de réalisation précédemment décrits, et qu'elle en- globe également tous les autres modes de réalisation utilisent séparément ou en combinaison les dispositions caractère tiques dont il a été f it mention, ceci quelles que soient les diffé- rences existant par ailleurs. Notamment le corps de l'appareil et le piaton peuvent être de formes différentes, et leur mode de fixation différent.
Les membranes peuvent également affec- ter une autre forme que celles représentées sur les figures du dessin joint, D'autre part, dnns un but de simplification de l'exposé, les descriptions qui précèdent ont été données en supposant que l'amortisseur travaille en compression sous l'effet d'une charge permanente, mais on se rend compte aisé- ment qu'il suifit d'intervenir la position de la membrane por- touso et do la membrane antagoniste pour obtenir un amortisses
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travaillant à la traction sous l'effet d'une charge permanente et présentant les mêmes caractéristiques de fonctionnement que celles qui ont été décrites, précédemment,
ledit amortis- seur faisant alors partie de 1'invention. Enfin, bien que les descriptions aient été foitea daus le cas d'appareils tra- veillant verticalement , les amortisseurs de chocs et de vibra- tions selon l'invention peuvent être également utilisée dans une position quelconque, par exemple oblique ou horizontale, 1 et ils peuvent, notamment dans ce dernier cas, ne paa supporter de charge permanente.
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"Improvements to shock and vibration dampers"
A number of devices were made to damp shocks and vibrations. However, these devices have certain limitations in use. For some of them their flexibility is sufficient to adequately absorb the hand vibrations on the other hand in the case of extremely violent shock, or bion the elastic member which they contain deteriorates or else the course of the shock absorber is more or less abruptly limited by a mechanical stop, in the event that such a casing has been provided.
Other known devices, on the other hand, have a very high impact resistance but their rigidity is because they become more or less infoficoa on co which concerns the absorption of vibrations.
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The object of the present invention is to improve the level of shock absorption and vibration damping them with all the prosraooivitÓ dairablo and dama.e, or for the devices they protect or for qux-momea don shock $ ra:; tx8mamcnt violenta, all one preaontfntt in their narraolo operating position, under the permanent load that they will eventually support sufficient flexibility to constitute an effective filtro against the vibration trance,
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The invention mainly consists in constituting a
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shock absorber ia vibration and intended for retro intor-
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put in soft entro batia, by a reformed piston donating a cavity
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do preferably cylindrical linked to a back frame.
the ti8o of
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piston being fixed to the other frame, the lower face of said
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piaton are based on a membrane on tnatiero with oaoutchoutiquo elasticity called "mumbrano partouse" which a'appuio itself on the bottom of the cavity, a second membrane, called "membrane a.ntabonistu" é8 :: 1vmont on material with elasticity rubbery being interposed between the face aupericuro.
** Piston ot the part aupériuro do In orvité, do talla aorto quo los displacomonta towards the baa of the piston from its central position cause a deformation of the mombrnno portouso by bending, or by compression, or. by soft loa simultaneously, zt that loa deplaoemcnta of the green piaton lo top from cotto mo..o position ccntralo cause uno deformation of the mci.tbrfno antpgoninta by bending, or by compression. In addition to this principle provision, the invention includes other prison arrangements apareraont or combinations which will give rise to the descriptions will be given below and among lcaquolloa appear noting collas which are indicated.
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quée a below.
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A number of these provisions relate to the mode of operation of the membranes, whether it is the egg-bearing membrane or the antagonist membrane alone, or both of these membranes simultaneously. One of them consists in arranging the membrane considered in such a way that under the effect of a significant compressive force exerted by the piston on said membrane, the latter comes to rest at the end of its stroke flat on the bottom. adjacent to the cavity and that it is compressed in its thickness between the piston and said base over at least part of its surface.
Such an arrangement enables said member not to withstand forces which can reach very high values at the end of the stroke, while allowing it to be given a shape and to be made of a material such that it has such high flexibility. let it be dewed, for the deformations of lower amplitude. This arrangement can lead to more than one. progressive stop effect when the conjugate profiles of the diaphragm, the surface of the piston and the adjacent bottom of the cavity are such that the bearing surfaces of the diaphragm on the piston and on the bottom of the cavity increase when The compressive force increases to a high value.
Another arrangement aims to increase the flexibility of the device under load in order to obtain as effective filtering as possible of the small oscillations around the position under load. It consists in placing the antagonist membrane in such a way that it only travels. to compression when a tensile force is exerted on the piston and that it does not undergo extension work in the case of a compression force on the piston.
This can be achieved either by allowing the antagonist membrane to slide freely along the piston rod, or by allowing the antagonist membrane to slide (for example).
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its periphery along the side walls of the cavity) or
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by our two means applied simultaneously, In one way P.na.
losue, it may also be advantageous to arrange the partema membrane in such a way that it undergoes only compressive forces and that it is subtracted from any tensile force. For this purpose, the piston may s' simply press on the carrier membrane meaning there is a positive connection
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with said mombrone, or the carrier membrane will be able to slide freely by its periphery against the side walls.
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rrles de la cevit6o where two solutions can be used separately or simultaneously.
Other provisions concern the amortization of
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shocks and vibrations gave the directions of space other than the axial direction of the device, One of these arrangements consists in making between the piston rod and the orifice of passage of this tigo in the upper bottom of the cavity a game
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sufficient.
do the order of several millimeters, to allow a d6battoment of the piston with respect to the cr-vlté porpondiou- lairoment to its axis, a clearance of the same order then of course being provided between the periphery of the piston and the walls
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adjacent sides of the cavity, A complementary arrangement of the preceding consists in arranging following the antagonist mombrano, either the carrying membrane, or the soft ascents simultaneously of a web so that any displacement ra-
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piston dial (o 'oat-to-dirQ perpendicular to its axis)
there is an elastic deformation at the mombrano oonsidéréo ot consequently an elastic return force of the piston towards its central position. In the case where the piston simply rests on the carrier membrane, the antagonist membrane will then be used for this transverse return and it could then be advantageous to give said antagonist membrane a sufficient thickness to allow it to resist elastically. )
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with two high lateral forces, In these an arrangement already described, providing for a possibility of sliding of the opposing membrane either relative to the piston or relative to the side walls of the cavity,
will be advantageously used in order to prevent the rigidity of the
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gonist intervene to stiffen the life-to-face device against axial oscillations around the loaded position *
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Other provisions relate to partial shapes to be given to the membranes.
One of these arrangements consists in giving the supporting membrane the shape of a bell
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puyant at its breoi by its periphery, on the adjacent bottom of the or-vit4 and supporting by its top the force transmitted by the pistons Under these conditions any compressive force exerted on the top of the membrane by the piston mows at flatten said membrane and radially expand it at its base, thus causing friction against the bottom of the cavity and thus causing damping of the axial oscillations,
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An additional damping can also be obtained in this case by the "suction effect" to which this arrangement leads * Iiors of the compression of the bell-shaped membrane,
the air interposed between said membrane and the bottom of the cavity tends to escape under the pressure during the descent of the piston, and during the rise of the latter the re-entry of the air inside the piston. membrane sc found braked, a depression
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resulting in the ospcoo limited by the mombreno and the bottom of the cavity. It may be advantageous then to lubricate lightly, for example using a base oil of eliconoa, the aurfaoo portrnto do la mot, lbrano ot the adjacent faco of the bottom of the cavity to obtain more regular friction conditions.
A coiwpl.6riantairo arrangement of the precedent consists in giving to the load-bearing structure a form of olocho toile which it has just been indicated above and to the
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extend to its periphery, outside the part which rests on the bottom of the cavity, for a skirt resting against the side walls of the cavity. On the other hand, a particular arrangement can preferably be applied to the antagonist membrane, in. view to increase its radial elasticity for small radial displacements while allowing it to
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It is important to have a thickness which gives it great resistance to significant stresses, either axial or radial.
This last arrangement consists in giving said membrane the form of a thick disc having in the vicinity of its periphery a deep circular groove, so that said membrane bears on the internal lateral surface of the cavity by a relatively thin lip and per continued, flexible, Under the effect of an imposed lateral displacement
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to the piston this lip tends DO reformer gave the radiple bearing zone of the disc and thus allows a progressive stop effect.
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follows for the forces perpendicular to the axis of the device (radial forces).
The additional description which follows will make it possible to better understand the invention and to highlight the advantages which are specific to it. It is illustrated by the drawing
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Annexed .ta.r4t understood that said supplement and said drawing are given by way of indication, and are not limiting in nature. The various embodiments of the invention shown in this drawing are assumed to be of revolution about an axis, sectional views, to the exclusion of any plan view, have been deemed sufficient to define their essential characteristics.
On the other hand, the following descriptions are given on the assumption that the shock absorber is vertical and supports
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a compressive load or "static load", it being understood that the invention also encompasses any damper comprising members similar to those which upstream described, but intended,
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to work either nana state load, or boom the effect of a permanent tensile force, either horizontally or
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ob1tq, uumont.
Figure 1 shows an axial sectional view of an embodiment do 1'invention, the damper being assumed unloaded and the. Figure 2 shows a sectional view of the dismal embodiment of the invention, the shock absorber being assumed to be fully compressed,
Figure 3 is a general sketch comprising a sectional view of a particular embodiment of the mo:
nbra-
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ne portouoa ot de la membrane antagoniato, The diagram of figure 4 ropr4aonto the general allure of the law of the variation of the axial elastic reaction of a shock absorber colonizing the invention, under the effect of a displacement-
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axial mount of the piston, either vars Io top, or vars Io bac, Figure 5 shows uno vuo a cut of a pr6 modo. The embodiment of the invention with the shock absorber assumed to be unloaded, and FIG. 6 is an onsomblo sketch of the shock absorber assumed to be fully compressed, showing the position of the form taken by the membranes.
The diagram in figure 7 represents the general alluro
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rple of the law of variation of the reaction claat'iquo rt1dir'lo of a damper according to the invention.
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The shock absorber represented is cut pnr In figuro 1 ost supposed interposed between the soft frames 1 ot 2, its rblo étpnt then to attenuate the transmission back shocks ot back vibrations of a frame in Itrutru as uxilcmont quo raditlomont, It behaves a body 3 limited to the side of the frame 1 prr a lower mow 4p said body being fixed uur Io frame 1 prr back screw tolloa quo 5.
The body 3 of the f \ n1ortisoour is other prrt formed at an upper part by an upper bottom 6 comprising a sound against a hole 7 a trnvors of which pasao the tigo has the piston go said
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tigo êtrnt Bolidr.1ro du btti 2 pr intoruiédiatro du plntonu do: t'ixrt1.o.1 10. The onuoobio of the cylindrical body 19 from the bottom inforio 4 ot from the upper bottom 6 form rinui uno envité rQn- will make the piston 9. Uno mombranu 11 on w tièro à 61auticitd anol1tcholltiquo is intorpos # ontro the lower fnoo 12 of the piston ot the bottom 4. A mqmbrnno 15 # égnltmont on ontièro with caotitchoutiquoe elasticity have other intorpoDéo ontro If faco sup6rîu-ra . piaton ot lo superior bottom 6. Lo functionidmon-b of a tol amortisacur have nlors the following.
Under the authority of uno chai-go do compression oroioeanto In mombrrno 11 ce 602. "1 '. ± 1'30 progrco ± jîvct ,, have until co quo the lower froo do cotto mom'brn.no come olnppliquor against the bottom 4 drus the position r ,, pt6sont6o fiLurQ 2. Do pret6ronoo los profile con jugula do la mOll1brnne, from the inferior faco 12 of the piston gi ot the In. faco oup6ricuxQ of the bottom 4, exit tolu which Io contacts dQ la mombrrnu avuo Io bottom 4 and 10 piston 9 00 ffsoo first pr.r due surfaces: t ', st1'o intos fJucoopt 1.bll.B do aino- oroitrci under the offct of uno auLmLntrtîon Co la pounodo oxor - 060 prr 1 & piston 9.!) ,: no. Modo dQ r6nliaatïon roprosonto sur Ica fiuroo 1 ut 2, In muinbrono upper 13 oat OUPPO060 f 1. ". 60 to 6f '. periphery r-a corpo 3 due 1'r.raortisac.ur tindis quo the piston rod has coulicaor freely drno the overture olntrplo 15 prntiqu6o drne Cv-tto mcmbrrtno.
Ti'rvrntr-go do ootto provision this do not impose any deforrwtion of traction on Ir, mom1) rno 13 when an oomprosaion offort oat applied to piston 9 by gold. 8, In particular, we chl1rgo, In 1 rigidity do In m * mbrnno 11 intorviundrn aoulo to cushion the tranomiLi3îon dos v1brr, tieno, la. ffiQmbrl'lno nnt / '1f, oniato 13 n'in-t to:
t "V \" 'nI \ nt only oce.e.ulonnollunicint to limit 61notiquomont 10 d6battrtiQnt vqru IQ high do llnmortinoour, loruquo, knots off a prr oxmplo shock, a momentary offort of traction
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comes to a'uxoroor bot 1 (\ tigo do piston se
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here figure 3 rw-presonto a .utro embodiment drna which In. mombrrno carrier 11 is one form do bell * said tticiriibrrno was based on the periphery trngontiollomont on Io bottom 4, so tollo so that BOUS the offot d ' uno oha-rgo applied do h. ". 14t on bas uur In tigo of. piston 8 If elastic deformation do 1" ', mombrr.no 11 ontra.1no uno friction entered or f "oo infériouro ot Io bottom 4, thus absorbing from the norgiot a eupplémontniro froinrgo obtained from nutro pnrtplore do in d4t, ptu from the imbrrnri 11 by an "ol'f;,! do vaou.ao".
Dr'.na Io ona where oc dornior Qftot no came out pns roohoroh6, it suffices to provide 1 bottom 4 with a putito opening 17 pormottrnt In minc on communication with the outside of. volumo intjrno delimited p-r lp. mcmbrrno 11 and 10 bottom 4. Dtns la modo do rém.- liantion rQpréaont6 fiuro 3 le moumbrrno antagonisto rovtt In the form of a conical disc epf \ 10, fixed at one point on the tigo of. piston 6 and ayrnt on the other side penetrated to its periphery 16 uno possibility of o1.iafiOInt nvoo rubs into the teler'.go of the body 3 * On the other hand IQ piston 9 takes a simple support. pnr an Irco 12 on lo aomwot de 1 racmbrrno portouso 11.
Zoo displa- Oúmonta rodira, which can otru imposed punishes piston no are Ploru pro rotrrnsmis at lr ucribrnno 110 wis causing ontro coo djux organs a glioscaont likely dlpbaorbor uno cor- trino ençreio prr rubbing. pnr against, lr. mcabr '<no nntngo- nisto 13 fsauro un vr, elastic ppul of the piston towards a countered position as soon as it gets over it (, under the offot of an offort
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outside
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Dr.no un mOhtr '8.,) you that ojluî of figures 1 and 2 # or alu1 of figure;
3j il Qat ponuibl, de .. fnir4 varr Ion top- rr cttS1'1ut iquoD èlratiquve du l'nuortiuscur by varying In prestressing do mentl "'. ± \. Des iQmbmnuB, Si ootto pre-stress oet null ohnquo I .. .mbrn.n ... r.81 t independently the uno we lon coraprosaion efforts, 11 r u't'O are the offorto do
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traction * On the other hand, it is possible to give the membranes
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a shape such that they are simultaneously compressed when mounting a certain quantity, called a 'prestressing shoe'. the two membranes will then act simultaneously for the displacement of the piston not exceeding the pre-stress stroke, and independently for trips greater than this race.
The general shape of the axial flexibility stroke
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of a shock absorber according to the invention, such by e :: omple as that represented by FIGS. 1 and 2, or that represented by FIG. 3, is then given by a diagram similar to that of FIG. 4 in which appear on the y-axis
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8xiel Z position of the piston and on the abscissa the dynamic reaction lz of the shock absorber. The origin 0 of the coordinates corresponds to the position of equilibrium, empty, of the piston held between the two membranes 11 and 13. The position of equilibrium under load is represented by a figurative point such as C.
The flexibility curve includes two quasi-horizontal asymptotes
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zontals, one of ordinate at the origin + A corresponds to the maximum useful sinking of the piston 9, obtained when the membrane 11 is plotted flattened on the bottom 4, and the other of ordinate - b orrea1ond at the practical limit This lifting of the piston 9, obtained when the membrane 13 is clamped,
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df'na the area located at the periphery of the hole 7, between the upper bottom 6 ot the periphery ca the upper fece 14 of the udder 9. This gives a variable ally flexibility nmcrtieoeur with progressive stop effect upwards and down, allowing it to admit momentary overloads.
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Considerable, either in traction, or compression.
On the other hand, it will always be possible, playing on the thickness of the. membrane, and on the composition of the elastic material
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tick which constitutes it, to give the shock absorber a flexibl-s
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relatively high ity for small vibratory displacements around position C (represented by the tangent
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in 0 to the curve). For this purpose, the position char, âo c are preferably chosen outside the preload stroke, the carrier membrane then acting alone for the axial recall of the piston.
Such a shock absorber has some other pasture.
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elasticity rdi, 10, the return of the piston rod 8 to its counter position ensured by the thick membrane 13. FIG. 5 represents a preferred embodiment
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of the invention which is characterized by the following partialities. The mombrano 11 affects a forma do bell resting at its base on the bottom 4 with however this difference with the embodiment of Figure 3 that the membrane 11 is extended at its periphery by a skirt 18 which comes prondro resting on a shoulder 19 spared the bore of the body 3. The functioning do cotto mombrnno à la oompros-
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sion so designs facilemont.
Under the offot do prossiona increasing vars the bottom oxorcéos by 10 piston 9, the mombrono flattens against 1Q bottom 4 one dreary time quo at leave do rvocor- damant of the skirt 18 with the part oontrrlc one forms do bell mowing to come apply against the leave 20 of the connection
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do the bore of the body? with the bottom 4t in a position close to the glue ropresontéo figure. 6; Uno tollo arrangement has the advantage Go to allow to obtain an effect do "flo-
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Vnrinblo xibility which can be modified in large proportions from legoros modifiortiona do forma of the membrane.
In particular, we can obtain soft or three flexibility depending on whether the butéo of the membreno contra lier-rondi 20 oust obtained during the flattening of the mombrpnot or before out npln.titHI01l \ Ont. Another important aspect of the mode of reaction of figure 5 resided in the form given
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born to the antagonist mombrrno 13 who ro3uro on the one hand the rap- @
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pol axicle vors the bottom of the piston rod 8, ot on the other hand the radial return of said piston rod,
In order to confer on the said mombrno natagonists great resistance to both medial and axial attacks (upwards),
which can result from ohooe important, it was given to it, as well as to the realization of the figure 3, In the form of a relatively enamored record which confèro on oontro-partio a relatively high rigidity. In order to do him roatituor The desirable souplacees for a convonable filtering of vibrations causing low-amplitude radial displacements of the piston rod 8 around its centered position, a deep circular groove 21 is hollowed out in the membrane 13 in the vicinity of its periphery, at the same time that a generally conical shape is given to the peripheral surface of the disc.
The lateral support of the membrane 13 on the bore of the body 3 is then effected by a relatively deformable lip 22, and makes it possible to obtain a high elasticity for rpdiau displacements: 'of the order of the width of the slot 21 at its bese.
The radial elasticity curve of the shock absorber then looks like that shown in Figure 7, In this diagram, the radial displacements are plotted on the ordinate, and the elastic restoring forces Fr on the abscissa, Such a curve characterizes a variable elasticity system with high flexibility in zone a 'a, on either side of origin c, and decreasing flexibility for larger displacements, thus generating a progressive stop effect,
Another notable feature of the device represented by the flower 5 lies in the fact that the piston head 9 takes the form of a cup, the bearing of which on the carrier membrane 11 is concave,
while the face which rests against the antagonist membrane 13 is convex, We thus obtain a better bearing on the top of the
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membrane 11, and greater progressiveness of support on the limb 13.
As the foregoing explanations make it clear, one invention makes it possible to produce ohooe and vibration dampers making it possible to obtain effective filtering of both axial and radial vibrations, while at the same time capable of absorbing shock elstically. the most violent, in the axial and radial directions.
On the other hand) it appears clearly, from the figures and the descriptions which have been given, that the dampers according to the invention also constitute ball-and-socket joints capable of great flexibility, which has great advantages. in many use cases. It therefore appears that the invention makes it possible to produce shock and vibration dampers capable of responding better than usual. previously known, to all the conditions which may be imposed in the prctic on such devices.
It is understood that the invention is not limited to the embodiments described above, and that it also encompasses all the other embodiments separately or in combination using the tick-like arrangements of which it has been mentioned, this regardless of the differences that exist elsewhere. In particular, the body of the device and the piaton may be of different shapes, and their method of attachment different.
The membranes can also have a shape other than those shown in the figures of the accompanying drawing. On the other hand, for the purpose of simplifying the description, the foregoing descriptions have been given on the assumption that the shock absorber works in compression under the effect of a permanent load, but one realizes easily that it suffices to intervene the position of the por- touso membrane and of the antagonist membrane to obtain a damping
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working in traction under the effect of a permanent load and exhibiting the same operating characteristics as those described above,
said shock absorber then forming part of the invention. Finally, although the descriptions have been made in the case of devices working vertically, the shock and vibration dampers according to the invention can also be used in any position, for example oblique or horizontal, 1 and they may, in particular in the latter case, not bear a permanent load.