FR2524592A1 - PNEUMATIC SPRING IN BELL - Google Patents
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Abstract
LE RESSORT PNEUMATIQUE EN CLOCHE SUIVANT L'INVENTION EST CONSTITUE PAR DEUX CORPS TUBULAIRES RIGIDES 2, 13 COAXIAUX ENTRE EUX, ENGAGES PARTIELLEMENT L'UN DANS L'AUTRE ET RELIES L'UN A L'AUTRE PAR UNE MEMBRANE SENSIBLEMENT CYLINDRIQUE 5, FAITE D'UNE MANIERE ELASTOMERE PRE-COMPRIMEE ET QUI RENFERME DES FILS DE RENFORCEMENT DISPOSES SELON LES GENERATRICES DE LA FORME CYLINDRIQUE. APPLICATION NOTAMMENT DANS L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.THE PNEUMATIC BELL SPRING FOLLOWING THE INVENTION IS CONSTITUTED BY TWO RIGID TUBULAR BODIES 2, 13 COAXIALS BETWEEN THEM, PARTIALLY ENGAGED WITH ONE THE OTHER AND CONNECTED TO ONE ANOTHER BY A SENSITIVELY CYLINDRICAL MEMBRANE 5, MADE OF '' A PRE-COMPRESSED ELASTOMERIC WAY THAT CONTAINS REINFORCING WIRES ARRANGED ACCORDING TO THE GENERATORS OF THE CYLINDRICAL SHAPE. APPLICATION ESPECIALLY IN THE AUTOMOTIVE INDUSTRY.
Description
La présente invention se rapporte à un ressort pneumatique en clocheThe present invention relates to a pneumatic bell spring
destiné à contenir de l'air sous pression. Les ressorts pneumatiques en cloche comprennent sensiblement une enveloppe flexible dans laquelle de l'air intended to contain air under pressure. The bell-shaped air springs substantially comprise a flexible envelope in which air
sous pression est introduit pour équilibrer une charge ex- under pressure is introduced to balance an ex-
térieure. Les ressorts pneumatiques en cloche ont un large térieure. The pneumatic bell springs have a wide
champ d'application Ils servent, par exemple, pour réali- field of application They serve, for example, to
ser les suspensions de véhicules automobiles, dans les cas o l'on exige un confortlors du roulement particulièrement grand et o le rapport entre le poids du véhicule à pleine the suspensions of motor vehicles, in cases where comfort is required during particularly large turnover and where the ratio of the weight of the vehicle to full
charge et son poids vide est très grand. load and its empty weight is very big.
Leur utilisation s'étend aux suspensions d'instal- Their use extends to plant suspensions
lations fixes qui doivent être isolées des vibrations pro- fixed areas which must be isolated from
venant de l'extérieur, ou encore aux suspensions utilisées coming from outside, or to the suspensions used
pour protéger des vibrations les zones adjacentes à une ma- to protect from vibration the areas adjacent to a
chine vibrante.China vibrating.
Ces ressorts sont également utilisés pour réali- These springs are also used to realize
ser des vérins pneumatiques, en remplacement des vérins hy- pneumatic cylinders, replacing the hydraulic cylinders
drauliques plus coûteux.more expensive hydraulics.
Les ressorts pneumatiques en cloche déjà connus comprennent généralement une membrane en tissu-caoutchouc, à parois minces et flexibles, qui assure la fonction de conteneur pour l'air sous pression, cet air constituant Known bellows air springs already known generally comprise a fabric membrane-rubber, thin-walled and flexible, which provides the container function for pressurized air, this air constituting
l'élément porteur qui fournit la réaction élastique du res- the carrier element which provides the elastic reaction of
sort.fate.
Le tissu de la membrane a pour fonction de suppor- The function of the membrane tissue is to support
ter les tensions qui ont leur origine dans la pression de l'air à l'intérieur de la membrane et qui équilibrent la charge extérieure appliquée sur le ressort Ce tissu est généralement constitué par deux ou plus de deux couches de the voltages that have their origin in the air pressure inside the membrane and which balance the external load applied to the spring. This fabric is generally composed of two or more layers of
fils ou câblés disposés dans une direction oblique par rap- wire or cable in an oblique direction with respect to
port à l'axe longitudinal de la membrane, chaque couche étant dans une position croisée par rapport à celle de la couche adjacente; ou encore par une ou plusieurs couches de fils port to the longitudinal axis of the membrane, each layer being in a cross-position relative to that of the adjacent layer; or by one or more layers of yarn
disposées dans la direction de l'axe longitudinal du res- arranged in the direction of the longitudinal axis of the
sort. La couche de caoutchouc qui recouvre le tissu a fate. The layer of rubber that covers the fabric has
pour fonction de rendre la membrane imperméable et résis- function to make the membrane waterproof and resistant
tante aux éventuels agents chimiques ou atmosphériques. aunt to possible chemical or atmospheric agents.
La membrane est de forme sensiblement cylindrique The membrane is substantially cylindrical in shape
ou toroldale.or toroldale.
Dans le premier cas, elle peut être entourée In the first case, she can be surrounded
d'une bande métallique ou d'un cylindre de tissu-caout- of a metal band or a cylinder of tissue-rubber
chouc ou de métal qui a pour mission de limiter les défor- rubber or metal whose mission is to limit deformities
mations transversales du ressort pendant l'utilisation. transversal features of the spring during use.
Dans le deuxième cas, La membrane présente généra- In the second case, the membrane generally presents
lement un certain nombre d'anses superposées, entre les- a number of overlapping handles, between
quelles sont interposés des anneaux métalliques de renfor- which are interposed reinforcing metal rings
cement et de limitation des déformations transversales. and limiting transverse deformations.
La membrane est fermée aux extrémités par des bri- The membrane is closed at the ends by bridges
des appropriées ou par des plateaux métalliques qui ser- appropriate or by metal trays
vent également pour la fixation du ressort à la structure also wind for fixing the spring to the structure
de l'installation à laquelle il est destiné. of the installation for which it is intended.
Dans les conditions de service, les fils constitu- Under the conditions of service, the wires constitute
ant le tissu de la membrane sont sujets à subir des solli- the tissue of the membrane are subject to stress
citations qui sont directement proportionnelles à leurs quotes that are directly proportional to their
rayons de courbure.radii of curvature.
Ceci signifie que, pour une pression de service donnée, plus le rayon de courbure d'un fil est grand, plus This means that, for a given operating pressure, the greater the radius of curvature of a wire, the greater the
grande est la tension à laquelle le fil est soumis. big is the voltage to which the wire is subjected.
Dans la membrane dans laquelle le tissu est compo- In the membrane in which the tissue is composed
sé de toiles croisées, les rayons de courbure des fils sont toujours supérieurs au diamètre de la membrane et crossed webs, the radii of curvature of the wires are always greater than the diameter of the membrane and
sont par conséquent relativement grands. are therefore relatively large.
Les sollicitations que les fils doivent supporter, sont dans ce cas importantes et obligent à maintenir les valeurs de la pression de service inférieures à la limite The stresses that the wires must bear, are in this case important and force to maintain the values of the operating pressure below the limit
maximum de 7-8 kg/cm 2.maximum of 7-8 kg / cm 2.
Un autre inconvénient de la membrane comportant un tissu composé de couches croisées et superposées provient Another disadvantage of the membrane comprising a fabric composed of crossed and superposed layers comes from
du fait que, dans les conditions de service, il y a tou- because, under the conditions of service, there is always
jours des déplacèments relatifs entre une couche et celle qui lui est adjacente, qui sont dûs aux variations de days of relative displacements between a layer and the one adjacent to it, which are due to variations in
l'angle d'intersection entre les deux couches. the angle of intersection between the two layers.
Ceci donne naissance à des tensions tangentielles, This gives rise to tangential tensions,
plus précisément,à des efforts de cisaillement dans le re- more specifically, to shear forces in the re-
vêtement des fils, efforts qui peuvent produire de petites garment threads, efforts that can produce small
déchirures et de petits décollements dans le caoutchouc. tears and small detachments in the rubber.
Ce processus s'amplifie et conduit rapidement à la détério- This process is amplified and leads quickly to the deterioration
ration de la membrane par fatigue.ration of the membrane by fatigue.
De ce point de vue, il est donc préférable d'adop- From this point of view, it is therefore preferable to adopt
ter une membrane dont le tissu est composé de fils dirigés sensiblement selon la direction de l'axe longitudinal du ter a membrane whose fabric is composed of wires directed substantially in the direction of the longitudinal axis of the
ressort, encore mieux s'ils sont disposés en une seule cou- even better if they are arranged in a single
che. Toutefois, dans ce cas, la membrane présente des segments longitudinaux dans lesquels le rayon de courbure des fils du tissu est très grand et o, par conséquent, che. However, in this case, the membrane has longitudinal segments in which the radius of curvature of the yarns of the fabric is very large and, therefore,
les fils sont soumis à de fortes sollicitations. the wires are subjected to heavy demands.
Le problème a été résolu en renforçant la membra- The problem was solved by strengthening the mem-
ne avec un bandage métallique circonférentiel ou avec un ne with a circumferential metal bandage or with a
cylindre de caoutchouc-toile ou de métal, ce bandage ou cy- cylinder of rubber-cloth or metal, this bandage or cy-
lindre étant emmanché sur sa surface latérale extérieure. lindre being fitted on its outer lateral surface.
De cette façon, les sollicitations qui s'exercent sur les fils de la membrane dans les segments à grand In this way, the stresses which are exerted on the threads of the membrane in the large segments
rayon de courburesont contrebalancées par la paroi de l'é- radius of curvatures are counterbalanced by the wall of the
lément de renforcement.reinforcement element.
Un ressort de ce type est sensiblement constitué par deux cylindres coaxiaux de diamètres différents dont A spring of this type is substantially constituted by two coaxial cylinders of different diameters of which
l'un est creux Les deux cylindres peuvent coulisser axia- one is hollow The two cylinders can slide axially
lement l'un par rapport à l'autre et le cylindre creux, de plus grand diamètre, reçoit partiellement ou entièrement l'autre. the hollow cylinder, of larger diameter, receives partially or entirely the other.
A l'intérieur du cylindre creux est logée une mem- Inside the hollow cylinder is housed a mem-
brane du type décrit (c'est-à-dire en caoutchouc-tissu, avec un tissu à fils longitudinaux), dont une extrémité brane of the type described (i.e., rubber-fabric, with a longitudinal-threaded fabric), one end of which
est-ancrée au cylindre creux et l'autre à l'autre cylindre. is anchored to the hollow cylinder and the other to the other cylinder.
La paroi extérieure de la membrane est appuyée sur une partie dé son développement longitudinal contre la paroi latérale intérieure du cylindre creux et contre la paroi extérieure de l'autre tandis qu'elle est repliée en U dans la zone comprise entre la paroi latérale intérieure The outer wall of the membrane is supported on a part of its longitudinal development against the inner side wall of the hollow cylinder and against the outer wall of the other while it is bent in a U in the area between the inner side wall.
du cylindre creux et la paroi latérale extérieure de l'au- of the hollow cylinder and the outer side wall of the
tre cylindre. De cette façon, pendant l'utilisation, l'unique segment de la membrane qui n'est pas entouré par une paroi de renforcement, est le segment en U lequel,étant d'un faible rayon de courbure, résiste bien aux sollicitations issues be cylinder. In this way, during use, the only segment of the membrane which is not surrounded by a reinforcing wall, is the U-shaped segment which, being of a small radius of curvature, withstands the stresses resulting from
de la pression de l'air contenu dans la membrane. the pressure of the air contained in the membrane.
Les ressorts de ce type qui sont déjà connus pré- Springs of this type which are already known pre-
sentent toutefois les inconvénients suivants: le segment de la membrane qui est replié en Uest exposé However, there are the following disadvantages: the segment of the membrane which is folded in U is exposed
à la lumière qui, comme on le sait, détermine une accélé- light, which, as we know, determines an accelerated
ration du processus de vieillissement des élastomères, en the aging process of elastomers, in
particulier lorsque cet élastomère est soumis à des solli- particularly when this elastomer is subjected to
citations cycliques de traction, comme dans le cas en ques- cyclic quotations of traction, as in the case in question
tion; dans le cas de deux éléments cylindriques entre lesquels est interposée la membrane à fils longitudinaux, il n'est pas possible d'obtenir une variation de l 'aire efficace tion; in the case of two cylindrical elements between which is interposed the longitudinal wire membrane, it is not possible to obtain a variation of the effective area
pendant la course du ressort, c'est-à-dire pendant le pas- during the spring run, that is during the pas-
sage de la distance axiale maximum à la distance axiale wise of the maximum axial distance to the axial distance
minimum entre les deux cylindres.minimum between the two cylinders.
On entend par aire efficace Ae/ l'aire délimitée par la circonférence constituant le lieu géométrique des Effective area Ae / the area delimited by the circumference constituting the locus of
points o la tangente à la courbure de l'enveloppe déforma- points where the tangent to the curvature of the deformed envelope
ble est perpendiculaire à la direction de la charge agis- ble is perpendicular to the direction of the load
sant sur le ressort.on the spring.
L'aire efficace est liée à la pression de service The effective area is related to the service pressure
du ressort et à la charge appliquée par la relation suivan- of the spring and the load applied by the following relation-
te: P p =- Ae o p = pression de service P = charge appliquée Ae = aire efficace te: P p = - Ae o p = working pressure P = applied load Ae = effective area
En conséquence, pour un ressort déterminé, en fai- Consequently, for a given jurisdiction, in
sant varier la valeur de l'aire efficace le long de la to vary the value of the effective area along the
course, il est possible de faire varier la poussée du res- race, it is possible to vary the thrust of
sort et ceci se traduit par une relation poussée-course du ressort possédant une caractéristique incurvée. fate and this results in a push-stroke relationship of the spring having a curved feature.
De même, en faisant varier la charge, il est pos- Similarly, by varying the load, it is pos-
sible de maintenir constante la raideur du ressort, ou de la faire varier selon une loi pré-établie, au moyen d'une sible to maintain the spring's stiffness constant, or to vary it according to a pre-established law, by means of a
variation appropriée des valeurs des aires efficaces. appropriate variation of the effective area values.
Il ressort de ce qui précède que l'impossibilité, dans les ressorts connus, de faire varier les valeurs des It follows from the above that the impossibility, in the known jurisdictions, of varying the values of the
aires efficaces en fonction de la course du ressort, repré- effective areas according to the spring stroke,
sente un notable inconvénient.feels a noticeable disadvantage.
Le but de la présente invention est de réaliser un ressort pneumatique en cloche destiné à contenir de l'air sous pression, qui ne présente pas les inconvénients The object of the present invention is to provide a pneumatic bell spring intended to contain air under pressure, which does not have the disadvantages
énumérés plus haut et qui, en particulier, permet d'opé- listed above and which, in particular, makes it possible
rer avec des pressions pouvant atteindre 15 kg/cm 2, et qui with pressures up to 15 kg / cm 2, and
possède en même temps d'excellentes caractéristiques de du- at the same time has excellent characteristics of
rée et de fiabilité, tout en utilisant cependant pour la and reliability, while using however for the
membrane des fils de renforcement qui possèdent une résis- reinforcement wires which have a resistance
tance inférieure à celle des fils actuellement utilisés, et qui présentent d'excellentes caractéristiques de durée lower than that of the currently used yarns, which have excellent durability characteristics
et de fiabilité.and reliability.
Comparativement aux ressorts déjà connus, le res- Compared to the springs already known, the res-
sort selon l'invention présente également d'autres avanta- A fate according to the invention also has other advantages
ges qui ressortiront au cours de la description. which will come out in the description.
L'invention a pour objet un ressort pneumatique The subject of the invention is a pneumatic spring
en cloche destiné à contenir de l'air sous pression et ca- bell designed to contain air under pressure and
ractérisé en ce qu'il comprend: au moins deux éléments ri- characterized in that it comprises: at least two
gides creux de forme sensiblement tubulaire, coaxiaux et hollow gules of substantially tubular shape, coaxial and
capables de se déplacer axialement l'un par rapport à l'au- able to move axially with respect to the
tre, au moins l'un de ces éléments étant ouvert à au moins at least one of these elements being open to at least
une extrémité et au moins l'un présentant des parois à pro- one end and at least one having walls to pro-
fil variable; au moins une membrane flexible interposée entre l'un et l'autre des éléments rigides, qui comprend une pluralité de fils ou câbles sensiblement inextensibles 4 q variable wire; at least one flexible membrane interposed between the one and the other of the rigid elements, which comprises a plurality of substantially inextensible wires or cables 4 q
disposés sensiblement dans la direction de l'axe longitudi- substantially in the direction of the longitudinal axis
nal du ressort et noyés dans une couche de caoutchouc;et des moyens d'assemblage de la membrane ou des membranes spring and embedded in a layer of rubber, and means for assembling the membrane or membranes
aux éléments rigides.to rigid elements.
Les figures des dessins annexés donnés uniquement à The figures of the attached drawings given only in
titre d'exemple non limitatif, feront mieux comprendre com- As a non-limitative example, we will better understand how
ment l'invention peut être réalisée Sur ces dessins, The invention can be embodied in these drawings.
la figure 1 est une coupe longitudinale d'un res- FIG. 1 is a longitudinal section of a resistor
sort pneumatique en cloche selon l'invention; la figure 2 montre en perspective une membrane en coupe dans la direction longitudinale et avec une partie pneumatic bell bell according to the invention; FIG. 2 shows in perspective a membrane in section in the longitudinal direction and with a portion
du caoutchouc de revêtement enlevée pour mettre en éviden- coating rubber removed to highlight the
ce les éléments qui en font partie; the elements that are part of it;
la figure 3 montre en coupe longitudinale une va- FIG. 3 shows in longitudinal section a variation
riante de réalisation d'un ressort pneumatique en cloche conforme au principe de l'invention; an embodiment of a pneumatic spring bell according to the principle of the invention;
la figure 4 montre en coupe longitudinale une au- Figure 4 shows in longitudinal section a further
tre variante de réalisation d'un ressort pneumatique en cloche conforme au principe de l'invention; et an alternative embodiment of a pneumatic spring bell according to the principle of the invention; and
la figure 5, est une vue en coupe lon- FIG. 5 is a sectional view
gitudinale d'une autre variante de réalisation du principe of another embodiment of the principle
de l'invention.of the invention.
Selon le principe le plus général d'un ressort According to the most general principle of a spring
pneumatique en cloche selon l'invention, ce ressort com- pneumatic bell according to the invention, this spring com
prend au moins deux éléments rigides, de forme générale tu- takes at least two rigid elements, generally
bulaire, creux, coaxiaux entre eux et qui ont la possibili- hollow, coaxial with each other and which have the possibility of
té de se déplacer l'un par rapport à l'autre le long de leur axe, au moins l'un de ces éléments étant ouvert et au moins une extrémité d'au moins un de ces éléments étant à to move relative to each other along their axis, at least one of these elements being open and at least one end of at least one of these elements being
paroi latérale à profil variable.side wall with variable profile.
Ces éléments sont positionnés l'un à la suite de l'autre dans la direction de l'axe longitudinal du ressort These elements are positioned one after the other in the direction of the longitudinal axis of the spring
et se pénètrent mutuellement, au moins partiellement. and penetrate each other, at least partially.
En fait, pour un couple quelconque d'éléments con- In fact, for any couple of elements con-
sécutifs, l'un des deux éléments est ouvert à une seule ex- two elements is open to a single ex-
trémité ou fermé, tandis que l'autre est toujours ouvert à tremité or closed, while the other is always open to
au moins une extrémité et possède des dimensions transver- at least one end and has transverse dimensions
sales supérieures à celles du premier élément, de manière sales superior to those of the first element, so
à pouvoir le contenir, au moins en partie. to be able to contain it, at least in part.
Entre un élément et le suivant, est interposée et assemblée à cet élément par ses extrémités une membrane flexible comprenant une pluralité de fils (ou câblés) sen- Between one element and the next, is interposed and assembled to this element by its ends a flexible membrane comprising a plurality of son (or cabled) sen-
siblement inextensibles, noyés dans une couche de caout- sibly inextensible, embedded in a layer of rubber
chouc et disposés sensiblement dans la direction de l'axe rubber and arranged substantially in the direction of the axis
longitudinal du ressort.longitudinal of the spring.
La membrane, qui joue le rôle de liaison entre les deux éléments rigides, est repliée en U dans l'espace compris entre la partie intérieure de l'élément de grandes The membrane, which acts as a link between the two rigid elements, is folded in a U in the space between the inner part of the large element
dimensions transversales et la paroi extérieure de l'autre. transverse dimensions and the outer wall of the other.
En outre, et ainsi qu'on l'expliquera dans la suite, cette In addition, and as will be explained later, this
membrane est précomprimée, afin de posséder une plus gran- membrane is precompressed, in order to have a larger
de résistance aux sollicitations et à la lumière. resistance to stresses and light.
Sur les figures 1 et 2, le ressort pneumatique en In FIGS. 1 and 2, the air spring in
cloche comprend un élément rigide 2, creux, de forme sensi- bell comprises a rigid element 2, hollow, sensitively shaped
blement tubulaire et, en particulier, cet élément présente un premier segment 2 ' de forme cylindrique, un deuxième segment 2 " de forme bombée et un troisième segment 2 ''' de tubular element and, in particular, this element has a first segment 2 'of cylindrical shape, a second segment 2 "of curved shape and a third segment 2' '' of
forme cylindrique.cylindrical shape.
A l'intérieur du corps rigide 2, est logé partiel- Inside the rigid body 2, is housed partially
lement un deuxième élément rigide 13, lui aussi coaxial au a second rigid element 13, also coaxial with
premier, de forme sensiblement tubulaire et qui, en parti- first, of substantially tubular form and which, in
culier, comprend un premier segment 13 ' de forme cylindri- the first segment 13 'of cylindrical shape
que, un deuxième segment 13 " de forme bombée et un troisiè- that a second segment 13 "of curved shape and a third
me segment 13 "' qui est à nouveau de forme cylindrique. me segment 13 "'which is again cylindrical.
Dans l'espace compris entre les deux éléments ri- In the space between the two elements
gides 2 et 13, est logée une membrane 5 qui comprend une série de fils 6 flexibles et sensiblement inextensibles, 2 and 13, is housed a membrane 5 which comprises a series of son 6 flexible and substantially inextensible,
disposés sensiblement dans la direction de l'axe longidudi- disposed substantially in the direction of the longitudinal axis
nal du ressort et noyés dans une couche de caoutchouc 8, spring and embedded in a layer of rubber 8,
généralement à base de néoprène. generally based on neoprene.
La membrane 5 possède un diamètre approximative- The membrane 5 has an approximate diameter
ment égal au diamètre intérieur maximum de l'élément rigi- equal to the maximum inside diameter of the rigid element
de 2.of 2.
L'extrémité supérieure 4 de la membrane 5 est en- The upper end 4 of the membrane 5 is
roulée autour d'un anneau 7 en caoutchouc dur ou de métal et elle est logée dans un logement approprié 3 ménagé sur le bord supérieur intérieur du corps rigide 2 Un plateau métallique 9 fixé à l'élément rigide 2 au moyen de vis 10 ferme l'extrémité supérieure de l'élément rigide et bloque rolled around a ring 7 of hard rubber or metal and it is housed in a suitable housing 3 formed on the upper inner edge of the rigid body 2 A metal plate 9 fixed to the rigid element 2 by means of screws 10 closes the upper end of the rigid element and blocks
l'extrémité 4 de la membrane 5 dans le logement 3. the end 4 of the membrane 5 in the housing 3.
La membrane 5 adhère par sa surface extérieure à The membrane 5 adheres by its outer surface to
la paroi intérieure de l'élément rigide 2 et à la paroi ex- the inner wall of the rigid element 2 and the outer wall
térieure de l'élément rigide 13, à l'exception d'un seg- of the rigid element 13, with the exception of a segment
ment dans lequel elle est repliée en U dans l'espace com- in which it is U-folded in the space
pris entre les deux parois citées.taken between the two walls mentioned.
La deuxième extrémité 4 ' de la membrane 5 est en- The second end 4 'of the membrane 5 is
roulée autour d'un anneau 7 ' en caoutchouc dur ou en métal. rolled around a 7 'ring of hard rubber or metal.
L'anneau 7 ' possède un diamètre inférieur à celui The ring 7 'has a diameter smaller than that
de la membrane 5 et, en conséquence, l'extrémité 4 ' de cet- of the membrane 5 and, consequently, the 4 'end of this
te membrane est contrainte de prendre, en s'enroulant au- the membrane is forced to take, by winding itself
tour de l'anneau 7 ', un diamètre qui correspond à celui de round of the ring 7 ', a diameter which corresponds to that of
l'anneau 7 ' De cette façon, les fils 6 du tissu de la mem- In this way, the threads 6 of the fabric of the mem-
brane 5, qui étaient initialement parallèles, sont légère- brane 5, which were initially parallel, are lightly
ment convergents dans la direction longitudinale du res- converge in the longitudinal direction of the
sort et dans le sens qui va de l'anneau 7 à l'anneau 7 '. fate and in the direction that goes from the ring 7 to the ring 7 '.
D'une façon correspondante, le caoutchouc de revêtement des fils 6 de la membrane 5 est comprimé, en particulier Correspondingly, the coating rubber of the wires 6 of the membrane 5 is compressed, in particular
dans le segment terminal proche de son extrémité 4 '. in the terminal segment near its 4 'end.
Ainsi qu'on l'expliquera dans la suite, ce fait As will be explained later, this fact
représente un avantage.represents an advantage.
L'extrémité 4 ' de la membrane 5 enroulée autour de l'anneau 7 ' est logée dans un logement approprié 1 l ménagé sur le bord supérieur extérieur du corps rigide 13 et elle y est bloquée par une bride métallique 12 de forme The end 4 'of the membrane 5 wound around the ring 7' is housed in a suitable housing 1 l formed on the upper outer edge of the rigid body 13 and is blocked there by a metal flange 12 of shape
circulaire fixée au corps rigide 13 au moyen de vis 12 '. circular fixed to the rigid body 13 by means of screws 12 '.
Ce corps est soudé par son autre extrémité sur une embase This body is welded by its other end to a base
métallique 14.metal 14.
Sur la figure 3, on a représenté en coupe longitu- In FIG. 3, a longitudinal section is shown.
dinale une variante de réalisation d'un ressort pneumati- a variant embodiment of a pneumatic spring
que en cloche qui rentre dans le principe de l'invention. than bell that fits in the principle of the invention.
Comme on peut le voir sur la figure 3, l'élément rigide 19 du ressort 18 se différencie de l'élément rigide As can be seen in FIG. 3, the rigid element 19 of the spring 18 differs from the rigid element
13 du ressort 1 par le fait qu'il est ouvert à une extrémi- 13 of spring 1 by the fact that it is open to one
té, de sorte que sa cavité intérieure 20 est en communica- ture, so that its inner cavity 20 is in communica-
tion directe avec l'espace délimité par la membrane 5 et par le plateau métallique 9 Dans ce cas, l'extrémité inté- rieure de la membrane 5 est assemblée à l'élément 19 par direct contact with the space delimited by the membrane 5 and the metal plate 9 In this case, the inner end of the membrane 5 is assembled to the element 19 by
l'intermédiaire de l'anneau 27 et des vis 28. through the ring 27 and screws 28.
Dans la cavité 20 de l'élément 19 est positionnée une autre membrane déformable 21 en tissu-caoutchouc ou en matière élastique La membrane 21 (représentée en position In the cavity 20 of the element 19 is positioned another deformable membrane 21 of fabric-rubber or elastic material The membrane 21 (shown in position
tendue sur la figure) est de forme sensiblement hémisphéri- stretched on the figure) is of a substantially hemispheric
que et son extrémité circonférentielle est enroulée autour that and its circumferential end is wrapped around
de l'anneau 21 ' en caoutchouc dur ou en métal et est an- ring 21 'made of hard rubber or metal and is
crée à l'embase 22 de l'élément rigide 19 au moyen d'un plateau métallique 24 serré sur l'embase 22 par des vis 23. Entre le plateau 24 et l'embase 22 est interposée created at the base 22 of the rigid element 19 by means of a metal plate 24 clamped on the base 22 by screws 23. Between the plate 24 and the base 22 is interposed
une garniture d'étanchéité 25 d'un type connu. a seal 25 of a known type.
Sur le plateau métallique, est prévue une ouvertu- On the metal tray, an opening is planned
re 26 pour le passage d'un liquide sous pression De cette re 26 for the passage of a liquid under pressure of this
façon, il est possible d'introduire dans le ressort un li- way, it is possible to introduce into the
quide sous pression dans l'espace délimité par la membra- under pressure in the space delimited by the membrane
ne 21 et le plateau 24.No. 21 and the plate 24.
Le liquide introduit détermine le gonflage de la membrane 21, ce qui réduit le volume disponible pour l'air comprimé contenu dans le ressort et, par conséquent, permet de faire varier le rapport de compression entre les volumes de l'air comprimé contenu dans le ressort qui sont mesurés, respectivement, dans l'état d'allongement maximum The introduced liquid determines the inflation of the membrane 21, which reduces the volume available for the compressed air contained in the spring and, consequently, makes it possible to vary the compression ratio between the volumes of the compressed air contained in the which are measured, respectively, in the state of maximum elongation
et dans l'état d'allongement minimum du ressort. and in the state of minimum elongation of the spring.
La possibilité de faire varier le rapport de com- The possibility of varying the relationship between
pression Vmax Vmin (o Vmax signifie le volume de l'air comprimé dans les conditions d'allongement maximum du ressort et pressure Vmax Vmin (o Vmax means the volume of the compressed air under the conditions of maximum elongation of the spring and
Vmin le volume de l'air comprimé mesuré dans les condi- Vmin the volume of compressed air measured in the conditions
- tions d'allongement minimum du ressort), permet d'agir sur le degré de raideur du ressort De cette façon, on dispose encore d'un autre moyen pour faire varier le comportement - Minimum elongation of the spring), allows to act on the degree of stiffness of the spring In this way, there is still another way to vary the behavior
du ressort de la façon voulue, en fonction du type d'utili- the appropriate way, depending on the type of use
sation et des variations de la charge qui lui est appli- quée. tion and variations in the load applied to it.
Sur la figure 4, on a représenté en coupe longitu- In FIG. 4, a longitudinal section is shown in FIG.
dinale une autre variante de réalisation d'un ressort pneu- another embodiment of a pneumatic spring
matique qui rentre dans le domaine du principe de l'inven- which falls within the field of the principle of the invention
tion.tion.
Comme on le voit sur la figure 4, le ressort pneu- As can be seen in FIG. 4, the tire spring
matique 30 comprend trois éléments rigides 32 ', 31 et 32, tous creux et capables de se déplacer l'un par rapport à 30 comprises three rigid elements 32 ', 31 and 32, all hollow and able to move relative to each other.
*l'autre le long de leur axe.the other along their axis.
Les éléments 31 et 32 sont ouverts à une extrémi- Elements 31 and 32 are open to one end
té L'élément 32 a une forme cylindrique et reçoit partiel- The element 32 has a cylindrical shape and receives partially
lement l'élément 31, qui possède une forme analogue à cel- element 31, which has a shape similar to that
le de l'élément 2 du ressort 1 L'élément 31 reçoit à son the element 2 of the spring 1 The element 31 receives at its
tour l'élément 32 ', de la même façon qu'on l'a décrit à pro- element 32 ', in the same way as it has been described
pos du ressort 1.spring position 1.
L'extrémité supérieure de l'élément rigide 31 est The upper end of the rigid element 31 is
partiellement fermée par une couronne circulaire 38 soli- partially closed by a circular ring 38
daire du reste de l'élément 31, qui délimite une ouverture circulaire ayant pour fonction de permettre le montage de the remainder of element 31, which delimits a circular opening whose function is to allow the assembly of
l'anneau 33 Celui-ci est-fixé au corps rigide par des gou- the ring 33 This is fixed to the rigid body by gou-
jons prisonniers avec écrou 34 et il bloque l'extrémité su- jons prisoners with nut 34 and it blocks the su
périeure de la membrane 35 (qui est sensiblement identique à la membrane 5 du ressort 1), qui est enroulée autour d'un anneau 35 ' en caoutchouc dur ou en métal, au niveau du membrane 35 (which is substantially identical to the membrane 5 of the spring 1), which is wound around a ring 35 'of hard rubber or metal, at the level of the
bord supérieur intérieur de l'élément rigide 31. inner upper edge of the rigid member 31.
L'extrémité supérieure de l'élément rigide 31 est fermée par un disque métallique 36 fixé à l'élément 31, The upper end of the rigid element 31 is closed by a metal disk 36 fixed to the element 31,
par des boulons 37.by bolts 37.
Entre le disque 36 et l'élément 31 est interposée Between the disk 36 and the element 31 is interposed
une garniture d'étanchéité 38 de type connu. a seal 38 of known type.
AU niveau du bord supérieur extérieur de l'élé- At the outer edge of the outer edge of the
ment rigide 31, est fixé, également au moyen des goujons 31, is fixed, also by means of the studs
prisonniers avec écrou 34 qui fixent l'anneau 33, un an- prisoners with nut 34 who secure ring 33, a
neau métallique 39 qui bloque l'extrémité intérieure d'une metal plate 39 which blocks the inner end of a
membrane 40 du type décrit.membrane 40 of the type described.
L'autre extrémité de la membrane 40 est fixée de l'une des façons représentées au bord intérieur supérieur The other end of the membrane 40 is fixed in one of the ways shown at the upper inner edge
de l'élément rigide 32 et elle est repliée en U dans l'es- rigid member 32 and is U-folded into the
pace compris entre la paroi extérieure de l'élément 31 et pace between the outer wall of the element 31 and
la paroi intérieure de l'élément 32. the inner wall of the element 32.
L'élément rigide 32 possède une forme sensible- The rigid element 32 has a sensitive shape
ment cylindrique et il est fermé à son extrémité supérieu- cylindrical and is closed at its upper end.
re par un plateau 41 qui y est fixé au moyen de goujons re by a plate 41 which is fixed there by means of studs
prisonniers avec écrou 42 et qui bloque l'extrémité supé- prisoners with nut 42 and which blocks the upper end
rieure de la membrane 40.of the membrane 40.
Finalement, la figure 5 montre encore une varian Finally, Figure 5 still shows a varian
te de réalisation du principe de l'invention. embodiment of the principle of the invention.
Comme on peut le voir sur la figure 5, le ressort pneumatique 50 comprend un élément rigide 51, identique à l'élément rigide 13 du ressort 1 et un deuxième élément As can be seen in FIG. 5, the air spring 50 comprises a rigid element 51 identical to the rigid element 13 of the spring 1 and a second element
rigide 52, de forme sensiblement identique à celle de l'é- rigid 52, of a shape substantially identical to that of the
lément rigide 2 du ressort 1, avec cette différence que l'élément rigide 52 est formé de deux parties 52 ' et 52 " qu'on séparer l'une de l'autre Les deux éléments 51 et 52 the rigid element 2 of the spring 1, with this difference that the rigid element 52 is formed of two parts 52 'and 52 "that are separated from one another The two elements 51 and 52
sont coaxiaux et partiellement engagés l'un dans l'autre. are coaxial and partially engaged in each other.
A l'intérieur de l'élément rigide 51 est logée une membrane 53 plus courte que la membrane 5 du ressort 1 L'extrémité inférieure 53 ' de la membrane 53 est ancrée à l'élément rigide 51 (dans le sens décrit pour la membrane 5 du ressort 1) tandis que l'extrémité supérieure est ancrée à la paroi intérieure de l'élément rigide 52 au niveau o l'élément 52 peut être divisé en les deux Inside the rigid element 51 is housed a membrane 53 shorter than the membrane 5 of the spring 1 The lower end 53 'of the membrane 53 is anchored to the rigid element 51 (in the direction described for the membrane 5 of the spring 1) while the upper end is anchored to the inner wall of the rigid element 52 at the level o the element 52 can be divided into two
parties 52 ' et 52 ".parts 52 'and 52 ".
A cet effet, la partie 52 ' comprend un anneau 56 et la partie 52 " comprend un anneau 56 ', qui sont serrés l'un sur l'autre par des boulons 57 et entre lesquels For this purpose, the portion 52 'comprises a ring 56 and the portion 52 "comprises a ring 56', which are tightened one on the other by bolts 57 and between which
est enfermée l'extrémité supérieure 53 " de la membrane 53. is enclosed the upper end 53 "of the membrane 53.
Un plateau métallique 54 ferme l'extrémité supé- A metal tray 54 closes the upper end
rieure de l'élément rigide 52 et est fixé à celui-ci au the rigid element 52 and is attached thereto to the
moyen de vis 55.means of screws 55.
Le ressort pneumatique en cloche selon l'inven- The pneumatic bell spring according to the invention
tion permet d'atteindre les buts visés. tion achieves the intended goals.
En effet, ce ressort permet de faire varier de la façon voulue les aires efficaces du ressort, soit par un profilage approprié des parois d'au moins l'un des corps Indeed, this spring makes it possible to vary in the desired manner the effective areas of the spring, or by a suitable profiling of the walls of at least one of the bodies
rigides du ressort, soit au moyen d'une variation du rap- stiffness of the spring, either by means of a variation of the
port de compression qu'on obtient en introduisant une quan- port of compression obtained by introducing a quantity
tité appropriée de liquide dans l'espace délimité par une appropriate liquidity in the space delimited by a
membrane contenue dans l'un des corps rigides du ressort. membrane contained in one of the rigid bodies of the spring.
La variation des aires efficaces détermine la variation du The variation of the effective areas determines the variation of the
degré de raideur du ressort, c'est-à-dire de ses caracté- degree of stiffness of the spring, that is to say of its
ristiques de comportement dans les conditions de service. behaviors in service conditions.
En conséquence, il est possible, en agissant sur As a result, it is possible, by acting on
les variations des aires efficaces et du rapport de com- variations in effective areas and the relationship between
pression, d'obtenir un comportement optimal du ressort, dans les limites de sa résistance mécanique, quelles que pressure, to obtain an optimal behavior of the spring, within the limits of its mechanical resistance, whatever
soient les conditions de charge et le type de sollicita- the load conditions and the type of
tions. L'utilisation d'une ou de plusieurs membrane(s) précomprimée(s) (le nombre des membranes étant fonction du tions. The use of one or more precompressed membrane (s) (the number of membranes depending on the
nombre des éléments rigides qui font partie du ressort) dé- number of rigid elements which form part of the
termine une plus grande résistance du caoutchouc à la lu- finishes greater resistance of rubber to
mière, en particulier dans la zone dans laquelle la membra- especially in the area in which the membra-
ne est la plus exposée, c'est-à-dire la zone située au ni- is the most exposed, that is to say the area
veau du bord de l'extrémité ouverte de l'élément rigide calf from the edge of the open end of the rigid element
dans lequel la membrane est logée En effet, dans cette zo- in which the membrane is housed In fact, in this area
ne, dans l'état d'exposition maximum à la lumière (ressort entièrement allongé), la membrane présente le maximum de compression du caoutchouc et, par conséquent, le maximum de résistance à la détérioration sous les effets connus de in the state of maximum exposure to light (fully extended spring), the membrane has the maximum compression of the rubber and, therefore, the maximum resistance to deterioration under the known effects of
la lumière.the light.
Etant donné que, en outre, la membrane précompri- Since, in addition, the precompounding membrane
mée est plus résistante aux sollicitations, elle présente is more resistant to stress, it presents
une plus grande durée et une plus grande fiabilité. longer life and greater reliability.
Un autre avantage du ressort pneumatique selon le Another advantage of the air spring according to the
principe de l'invention consiste dans la possibilité d'uti- principle of the invention consists in the possibility of using
liser une membrane comportant un tissu ou des fils longitu- a membrane with a tissue or longitudinal threads
dinaux de dimensions inférieures à celles du tissu ou des dinals smaller than those of the fabric or
fils utilisés dans les ressorts connus possédant des dimen- used in known springs having dimensions of
sions et une course analogues.and a similar race.
En effet, dans un ressort pneumatique selon le Indeed, in a pneumatic spring according to the
principe de l'invention, il est possible d'ancrer une ex- principle of the invention, it is possible to anchor an ex-
trémité de la membrane dans une position intermédiaire en- end of the diaphragm in an intermediate position
tre les extrémités de l'élément rigide dans lequel la mem- be the extremities of the rigid element in which the
brane est logée Ceci permet d'obtenir les mêmes résultats brane is housed This allows to obtain the same results
en utilisant une membrane qui ne recouvre pas presque entiè- using a membrane that does not almost completely cover
rement la paroi intérieure de l'élément rigide qui la con- the inner wall of the rigid element
tient et en utilisant pour l'effet de retenue de l'air sous pression une partie de la paroi de cet élément rigide Il va de soi que des modifications pourront être holds and using for the effect of retaining air under pressure a part of the wall of this rigid element It is obvious that modifications may be
apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être dé- made to the embodiments just described.
crits, notamment par substitution des moyens techniques in particular by substitution of technical means
équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'inven- equivalent, without departing from the scope of the invention.
tion.tion.
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- 1983-04-01 FR FR8305433A patent/FR2524592A1/en active Pending
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