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"déformer élastiquement le coussinet"
Nous vous prions de bien vouloir faire annexer la présente lettre rectificative au dossier de la demande de brevet pour valoir comme de droit et pour qu'une copie en soit jointe à toute copie du brevet qui sera demandée.
Avec non remerciements anticipée, veuilles agréer, Monsieur le Ministre, l'assurance de notre très haute considération.
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Joint distique pour relier entre elle% des pièces de machines* '
La pressente Invention concerne les joints élastiques du type comprenant un coussinet intérieur rigide, un coussinet extérieur rigide et un manohon en caoutchouc ou en un élastomère approprie analogue, le manchon en caoutchouc est comprimé au préalable entre les deux coussinets.
Dans la technique des joints élastiques de ce type, on oonnatt depuis longtemps des joints sphériques, dans lesquels la surface interne du coussinet extérieur et la surface externe du coussinet intérieur, en contact avec le manchon de caoutchouc, sont des zones équatoriales sphé- riques et concentriques; la caractéristique particulière de ces joints sphériques réside dans le fait qu'ils permettent:
des mouvements angulaires d'une amplitude considérable, nana production de couple résistant excessif .On peut admet- tre que la rigidité angulaire de ces joints est pratique- ment constantepuisqu'elle dépend sensiblement des oontrah tes de cisaillement à l'intérieur de l'élastomère.
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, On onnnatt aussi aussi des Joints comportant des cmu$m ginote respectivement intérieur et extérieur, qui nnt la forme do cylindres à section circulaire) ces jointe, contrai- rement aux joints aphdrîquos, ne permettent qu'une liberté - limitée de mouvement angulaire et opposent des cnuplos résin. tanto considérables.
Cependant, dans certaine cas, on exige des joints
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une aptitude considérable à exécuter don mouvements annulai- res cette aptitude se caractérisant par une rigidité qui est très faible pendant le trajet initial de déformation, mais qui augmente progressivement quand l'angle du mouvement devient de plus en plus grand.
La présente invention ont destinée a satisfaire cette exigence; elle réalise pour cela un Joint élastique dont la configuration est telle qu'il permet, dans des plans axiaux, des déformations, qui s'effectuent librement au début, main
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auxquelles S'nppnS8 un raidissement progressif de type asymp- tnt1que A mesure quo l'angle de la déformation augmente.
Le joint élastique conforme à l1 invention est du typo comprenant un coussinet externe rigide, un coussinet interne rigide, et un Manchon de caoutchouc, qui est interposé et comprimé d'avance radialement entre les deux coussinets; dans
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t joint élastique, conforme à l'invention, la surface interne du coussinet extérieur ot la surface externe du coussinet intérieur, qui compriment entre elle* le manchnn on caoutchouc
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snnt respectivement concave et convexe, l'une par rapport a l'autre, et les centras de courbure de leurs génératrices se trouvent sur un plan médian transvor8al du joint;
ce joint est caractérisa par le fait que, si on le regarde dans un plan axial, les centres do courbure des génératrices mutuel
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lement mppmadon de ladite surface interne et de ladite surface
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externe, d'un coté de l'axe géométrique du joint, sont situés tous les deux en dehors du centre géométrique du
Joint et de l'autre côté de l'axe, entre le oentre géome- triquo et la surface interne du coussinet extérieur.
Comme on l'expliquera plus en détail un peu plus loin, les surfaces mentionnées ci-dessus des deux coussinets ne sont pas sphériques, bien que leurs généra- trices puissent être des aras de cercle. Dans un mode de réalisation préféré, ces surfaces consistent chacune en une zone équatoriale d'un ellipstoïde régulier. L'autre part, la courbure moyenne de la génératrice de la surface intérieure est de préférence plus faible que celle de la surface extérieure.
On appelle "courbure moyenne" la courbure inverse du rayon d'un cercle passant par les deux points extrêmes et par le sommet d'une génératrice,
D'autres avantagés et d'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante se référant au dessin annexé, sur lequel @
La figure 1 est une coupe axiale d'un, premier mode de réalisation,dans lequel les génératrices sont des arcs de cercle;
La figure 2 est une coupe axiale d'un autre node de réalisation, dans lequel chaque génératrice est un arc d'un ellipsoïde.
On voit sur la figure 1 un coussinet extérieur Métallique 10, un coussinet intérieur métallique 11, et un manchon en caoutchouc 12, qui est comprimé d'avance entre les doux coussinets: ces trois éléments sont disposés dans des positions coaxiales par rapport à l'axe X du Joint. Le . manchon 12 n'est lié en aucune manière aux deux coussinets
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10 et: 11.
La surface extérieure 10a du coussinet extérieur * les parties extrêmes de la surface intérieurs 11a du coussinet intérieur sont des surfaces cylindriques
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droites à section circulaire La eurtaoe 1n.rne 10 du orua oinet extérieur et 1 surface externe 11 du coussinet intérieur sont des surfaces de révolution comportant des génératrices curvilignes* Sur la coupu axiale représentée sur le dessin, les deux génératrices se faisant face mutuel-
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lomtnt, au-dessus de l'axe X, sont des aroa de cercle, dont le centre commun 0 est situé dans le plan médian transversal M, à l'extérieur de l'axe X.
entre l'axe X et le point mé-
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d1an P de la génératrice qui est diamétralement opposée aux deux premières génératrices considérées et qui appartient à la surface interne 1 2 du coussinet extérieur 10. Cependant, cette conoentrîoité des paires de generaties se faisant face mutuellement n'est pas essentielle.
Il faut souligner qu'avec des arcs de cercle concentriques l'épaisseur radiale 8 du manchon en caoutchouc
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12 augmente progressivement a partir du plan médian trans- versal M vers les deux extrémités opposées du manchon; ainsi les régions extrêmes du manchon 12 sont plus flexibles,sous la charge, que sa région médiane.
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Oraoe uniquement a la configuration concave-con- vexe dos aurrac61ourn4e. mutuellement l'une vers l'autres dans les deux coussinets 10 et 11, la mobilité angulaire relative des deux coussinets est plus grande que celle que l'on pourrait obtenir Avec des coussinets tubulaires cylin-
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dariques! ceci est clair pour les techniciens,
En réalité, tandis qu'avec ces derniers une ! déformation angulaire mutuelle des deux coussinets entrains
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nécessairement des compressions looales, à une extrémité du manohon on caoutchouc, et se trouve par conséquent re- lativemont gênée par lu manchon lui-marne, une déviation alpha avec un joint conforme & la figure 1, produit prin- cipalement des contraintes do cisaillement ou glissement dans le caoutchouc,
et ne rencontre par conséquent qu'une faible opposition, Quand, comme dans le cas représenté ici, les paires de génératrices, se faisant face mutuel. lument, se présentent sous la forme d'aros do oerole con- centriques, les régions opposées extrêmes du manchon 12 à en elastomere se déforment plus facilement qu'avec un sanchon à épaisseur constante, ce qui augmente encore davantage la mobilité angulaire relative chus duux coussi- nots.
La courbure dos génératrices et l'épaisseur du manchon on caoutchouc sont choisies naturellement en fonction dea exigences de chaque cas particulier.
D'autre part, il faut attirer l'attention sur le fait que, pour facilitor l'assemblage du Joint, le' diamètre extérieur maximal du coussinet intérieur 11 est. plus petit que le diamètre intérieur minimal du coussinet extérieur 10. Pour assembler le joint, il suffit par consé- quant d'introduire correctement le manchon en élastomère dans le coussinet extérieur , puis d'introduire à force le coussinet intérieur dans le manchon. Après l'assemblage on peut déformer élastiquement le coussinet extérieur 10 vers l'intérieur si cela est nécessaire,
par exemple par étirage do façon à augmenter l'allongement axial et la compression radiale du manohon en caoutchoucdans une varianteon constitue le cousainot 10 par deux sections complémentaires qui peuvent être serrées comme des coquilles sur le manchon 12 ajuste sur le coussinet intérieur 11.
Il faut remarquer d'autre part que tout mouve- ment angulaire et de torsion, pouvant être exécuté par la @
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joint dans une direction radiale ou axiale s'effectue par l'intermédiaire d'une simple déformation élastique du manohon 12, sans aucune action de glissement des sur* faces accouplées, Il faut en tenir compte pour choisir 1 amplitude de la compression préalable du manchon 12.
Il faut noter aussi que le joint de la fig,1 et d'une manière générale tout joint conforme à 1 'invention possède dans le sens axial une plus grande rigidité et une plus Grande stabilité par rapport aux jointe cylindriques, du fait que les contraintes axiales entraînent dans ce . joint des contraintes de compression à l'intérieur du man- chon en caoutchouc, entre les surfaces respectivement concave et convexe tournées l'une vera l'autre.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, les surfaces tournées mutuellement l'une vers l'autre, dans les coussinets 10 et 11, appartiennent à des ellipsoïdes de révolution A et B, dont les grande axes coïncident avec l'axe X du joint et les centres coïncident avec le centre 0' (intersection de l'axe X et du plan médian transversal M) du joint.
Ces surfaces consistent chacune en une sono équatoriale de leurs ellipsoïdes respectifs. De plus, comme on le voit clairement aur le dessin, la courbure moyenne de la surface extérieure du coussinet Intérieur 11 est plus grande que la courbure moyenne da la surface intérieure du coussinet extérieur 10, de façon à réaliser vers les extrémités du manchon 12 une plus grande augmentation pro- gressive désirée de l'épaisseur radiale de celui-ci que dans le cas du mode de réalisation de la figure 1.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2. 10 centre O11 de la courbure moyenne de la géné-
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ratrice 11c se trouve entre le centre géométrique O' du joint ot le sommet P de la génératrice diamétralement oppo- sée 10d du ooussinet 10. Le contre O10 de la courbure moyenne de la génératrice 10 (qui est une génératrice no- mologue de la génératrice 11c) coïncide avec le sommet P, de façon à montrer, h titre d'exemple, l'excentricité maxi- male des centres de courbure moyenne Les rayons de courbure R10 et R11 sont les rayons d'arcs de cercle pansant par les points extrêmes et les sommets respectifs des génératrices
10c et 11c.
On n'a pas représenté ces aras de cercle sur le dessin, de manière à ne pas embrouiller la figure.
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"elastically deform the pad"
We kindly ask you to have this letter of amendment attached to the patent application file to be valid as of right and for a copy to be attached to any copy of the patent which may be requested.
With no anticipated thanks, please accept, Mr. Minister, the assurance of our highest consideration.
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Coupled joint to connect% of machine parts * '
The present invention relates to elastic seals of the type comprising a rigid inner bush, a rigid outer bush and a manohon made of rubber or a similar suitable elastomer, the rubber sleeve being compressed beforehand between the two bushings.
In the art of elastic seals of this type, spherical seals have long been known in which the inner surface of the outer pad and the outer surface of the inner pad, in contact with the rubber sleeve, are spherical equatorial zones and concentric; the particular characteristic of these spherical joints lies in the fact that they allow:
angular movements of a considerable amplitude, without producing excessive resistive torque. It can be assumed that the angular rigidity of these joints is practically constant since it depends appreciably on the shear stress inside the elastomer .
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Joints comprising inner and outer cmu $ m ginote respectively, which have the shape of cylinders with circular cross-section) are also available. These joints, unlike aphdrîquos joints, allow only freedom - limited of angular movement and oppose resin cnuplos. tanto considerable.
However, in some cases, seals are required
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a considerable ability to perform annular movements this ability characterized by a rigidity which is very low during the initial deformation path, but which gradually increases as the angle of movement becomes larger and larger.
The present invention is intended to meet this requirement; for this, it achieves an elastic joint, the configuration of which is such that it allows, in axial planes, deformations, which are carried out freely at the start, hand
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to which there is a progressive stiffening of an asymp- tnt1que type as the angle of the deformation increases.
The elastic seal according to the invention is of the type comprising a rigid outer bush, a rigid inner bush, and a rubber sleeve, which is interposed and compressed in advance radially between the two bushings; in
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t elastic seal, according to the invention, the internal surface of the outer pad ot the outer surface of the inner pad, which compress between it * the rubber sleeve
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snnt respectively concave and convex, with respect to one another, and the centers of curvature of their generatrices are located on a transvor8al median plane of the joint;
this joint is characterized by the fact that, if we look at it in an axial plane, the centers of curvature of the mutual generators
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mppmadon of said internal surface and said surface
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external, on one side of the geometric axis of the joint, are both located outside the geometric center of the
Joint and on the other side of the axis, between the geometrical center and the internal surface of the outer bearing.
As will be explained in more detail a little later, the above-mentioned surfaces of the two pads are not spherical, although their generators may be circular edges. In a preferred embodiment, these surfaces each consist of an equatorial region of a regular ellipstoid. On the other hand, the average curvature of the generatrix of the interior surface is preferably smaller than that of the exterior surface.
We call "average curvature" the inverse curvature of the radius of a circle passing through the two end points and through the top of a generator,
Other advantages and other characteristics of the invention will become apparent on reading the following description with reference to the appended drawing, in which @
FIG. 1 is an axial section of a first embodiment, in which the generatrices are arcs of a circle;
FIG. 2 is an axial section of another embodiment node, in which each generatrix is an arc of an ellipsoid.
We see in Figure 1 a metal outer pad 10, a metal inner pad 11, and a rubber sleeve 12, which is compressed in advance between the soft pads: these three elements are arranged in coaxial positions with respect to the X axis of the Joint. The . sleeve 12 is not linked in any way to the two bearings
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10 and: 11.
The outer surface 10a of the outer pad * the end parts of the inner surface 11a of the inner pad are cylindrical surfaces
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straight lines with circular section The eurtaoe 1n.rne 10 of the external orua oinet and 1 external surface 11 of the internal bearing are surfaces of revolution comprising curvilinear generatrices * On the axial cut shown in the drawing, the two generatrices facing each other-
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lomtnt, above the X axis, are aroa of a circle, the common center of which 0 is located in the transverse median plane M, outside the X axis.
between the X axis and the midpoint
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d1an P of the generator which is diametrically opposed to the first two generatrices considered and which belongs to the internal surface 1 2 of the external pad 10. However, this conoentrîoité of the pairs of generaties facing each other is not essential.
It should be noted that with concentric arcs of a circle the radial thickness 8 of the rubber sleeve
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12 gradually increases from the transverse mid-plane M to the two opposite ends of the sleeve; thus the end regions of the sleeve 12 are more flexible, under load, than its middle region.
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Oraoe only has concave-convex back aurrac61ourn4e configuration. mutually towards each other in the two bearings 10 and 11, the relative angular mobility of the two bearings is greater than that which could be obtained with cylindrical tubular bearings.
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darics! this is clear to technicians,
In fact, while with these one! mutual angular deformation of the two bushings
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necessarily looales compressions, at one end of the rubber manohon, and is therefore relatively hampered by the sleeve itself, an alpha deviation with a seal conforming to figure 1, mainly produced by shear stresses or slip in the rubber,
and therefore meets only weak opposition, When, as in the case shown here, the pairs of generators, facing each other. lument, are in the form of concentric aros do oerole, the opposite extreme regions of the elastomer sleeve 12 deform more easily than with a constant thickness sock, which further increases the relative angular mobility over the duux cushions.
The generating back curvature and the thickness of the rubber sleeve are naturally chosen according to the requirements of each particular case.
On the other hand, attention should be drawn to the fact that, in order to facilitate the assembly of the Joint, the maximum outer diameter of the inner bushing 11 is. smaller than the minimum internal diameter of the outer bushing 10. To assemble the seal, it is therefore sufficient to correctly insert the elastomer sleeve into the outer bush, then to force the inner bush into the sleeve. After assembly, the outer pad 10 can be elastically deformed inwards if necessary,
for example by stretching so as to increase the axial elongation and the radial compression of the rubber manohon, in a variant the cousainot 10 is formed by two complementary sections which can be clamped like shells on the sleeve 12 fits on the inner pad 11.
On the other hand, it should be noted that any angular and torsional movement that can be executed by the @
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joint in a radial or axial direction is effected by means of a simple elastic deformation of the manohon 12, without any sliding action of the coupled surfaces *, This must be taken into account to choose 1 amplitude of the prior compression of the sleeve 12.
It should also be noted that the seal of FIG, 1 and in general any seal according to one invention has in the axial direction greater rigidity and greater stability compared to cylindrical seals, because the stresses axial result in this. seal of the compressive stresses inside the rubber sleeve, between the respectively concave and convex surfaces facing each other.
In the embodiment shown in FIG. 2, the surfaces facing each other, in the bearings 10 and 11, belong to ellipsoids of revolution A and B, the major axes of which coincide with the X axis joint and the centers coincide with the center 0 '(intersection of the X axis and the transverse median plane M) of the joint.
These surfaces each consist of an equatorial sono of their respective ellipsoids. In addition, as can be clearly seen from the drawing, the average curvature of the outer surface of the inner pad 11 is greater than the average curvature of the inner surface of the outer pad 10, so as to achieve towards the ends of the sleeve 12 a greater desired gradual increase in radial thickness thereof than in the case of the embodiment of Figure 1.
In the embodiment shown in Figure 2.10 center O11 of the mean curvature of the general
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ratrix 11c is located between the geometric center O 'of the joint ot the apex P of the diametrically opposed generator 10d of the bush 10. The counter O10 of the mean curvature of the generator 10 (which is a nominal generator of the generator 11c) coincides with the apex P, so as to show, h as an example, the maximum eccentricity of the centers of mean curvature The radii of curvature R10 and R11 are the radii of circular arcs hugging the extreme points and the respective tops of the generators
10c and 11c.
These aras of a circle have not been shown in the drawing, so as not to confuse the figure.
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