CH618505A5 - - Google Patents

Description

Cette invention se rapporte à un tampon amortisseur, par exemple un tampon pour véhicule ferroviaire.

Des tampons amortisseurs en caoutchouc ont été utilisés pendant de nombreuses années sur des véhicules ferroviaires et de mines, pour amortir les impacts et les chocs. De tels tampons ont également été utilisés dans des dispositifs de suspension pour des camions et des engins tous terrains. Un tampon amortisseur typique qui a donné d'excellents résultats est décrit dans le brevet USA 2 686 667, dans lequel le tampon en caoutchouc présente une surface ondulée. Dans ce brevet, les nervures de l'ondulation sont linéaires et présentent une section transversale constante sur toute leur longueur. Lorsqu'un tampon présentant une telle configuration est comprimé, les faces opposées de ces nervures gonflent l'une vers l'autre et finissent par entrer en contact d'abord en un point milieu des nervures, puis ce contact augmente progressivement jusqu'à l'extrémité des nervures jusqu'à ce que les faces soient pratiquement entièrement en contact sur toute la longueur des nervures. Une fois que les faces des nervures sont en contact, les gorges sont naturellement entièrement remplies et si l'on applique une charge supplémentaire au tampon, celui-ci se comprimera comme s'il était constitué en un bloc solide. Les caractéristiques de déflexîôn en fonction de la charge d'un tel tampon donnent une action plus raide pour de faibles charges que ce qu'il est souvent désirable.

Le but de cette invention tendant à obvier aux inconvénients des tampons amortisseurs connus consiste à fournir un tampon permettant une action plus rapide que le tampon présentant des nervures de section constante, ainsi qu'une plus grande déflexion tant pour des charges élevées que pour des charges faibles. Le but est atteint par l'objet de l'invention qui consiste en un tampon amortisseur du type à compression comportant une plaque présentant un coussin élastomère fixé à un côté de cette plaque, ce coussin présentant alternativement des nervures et des gorges s'étendant à travers le tampon, ces gorges présentant transversalement une forme généralement concave s'étendant jusqu'au haut de ces nervures, les côtés opposés de ces nervures étant généralement de forme concave dans une direction longitudinale, ces nervures et ces gorges étant dimen-sionnées de telle sorte que sous l'effet d'une compression de ce tampon les côtés opposés de ces nervures fluent l'un vers l'autre, de telle manière à ce qu'ils entrent en contact approximativement simultanément sur toute la longueur des nervures.

L'invention sera mieux comprise à partir de la description qui suit d'exemples donnés à titre illustratif dans les dessins annexés dans lesquels:

La fig. 1 est une vue en plan d'un tampon amortisseur selon l'invention.

La fig. la est une coupe verticale suivant la ligne la-la de la fig. 1.

La fig. lb est une coupe verticale selon la ligne lb-lb de la fig. 1.

La fig. 2 est une vue en élévation de côté du tampon illustré à la fig. 1.

La fig. 3 est une vue en bout du tampon illustré à la fig. 1.

La fig. 4 est une vue de côté en élévation de tampons du type illustré à la fig. 1, comprimés d'une valeur prédéterminée.

La fig. 4a est une vue en élévation de côté des tampons illustrés à la fig. 4, comprimés d'une valeur supérieure.

La fig. 5 est une vue en plan du tampon illustré à la fig. 1, mais illustrant le flux des nervures dans les gorges pendant la compression du tampon.

La fig. 6 est un graphique illustrant une courbe typique charge-déplacement pour différents tampons amortisseurs.

La fig. 7 est une vue en plan d'un tampon amortisseur selon l'art antérieur.

La fig. 7a est une élévation de côté du tampon illustré à la fig. 7.

La fig. 8 est une vue en plan d'une forme d'exécution modifiée du tampon amortisseur.

La fig. 9 est une vue en plan d'une autre variante du coussin amortisseur.

La fig. 10 est une vue en plan d'une groupe de tampons amortisseurs selon l'invention utilisé sur un véhicule ferroviaire.

Le tampon amortisseur 10 comporte une plaque métallique plane 12 présentant un coussin élastique 14 réalisé en un matériau élastomère tel que du caoutchouc ou un matériau similaire fixé de chaque côté de celle-ci. Le coussin 14 présente, dans sa forme libre ou non comprimée, une surface ondulée présentant de façon alternée des nervures 16 et des gorges 18 s'étendant transversalement par rapport au tampon. Dans la fig. 1, trois nervures et deux gorges sont illustrées à titre d'exemple, mais il faut comprendre toutefois qu'un plus grand nombre de nervures et de gorges peuvent être utilisées suivant les dimensions et la capacité requise par le tampon. On voit que deux nervures avec une gorge située entre-elles constituent le minimum pratiquement réalisable. Le coussin 14 émerge obliquement vers le haut à partir de son arête périphérique pour s'éloigner de la plaque, comme illustré en 20, jusqu'à l'arête du haut plat 16a des nervures 16. L'épaisseur de l'élastomère à chaque nervure 16 est de préférence de la même dimension, chaque surface plane supérieure 16a étant disposée dans un plan parallèle au plan de la plaque 12. L'épaisseur de l'élastomère au fond des gorges 18 peut varier suivant les caractéristiques charge-déflexion requises, mais pour des rai5

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sons de fabrication et de longueur de vie du tampon ne devrait pas être inférieure à 10% de l'épaisseur des nervures. Pour aligner de façon précise un groupe de tampons face à face en vue de leur contact, le tampon est muni d'un doigt 21 et d'un renfoncement correspondant 22. Le doigt 21 présente de préférence une forme tronconique. L'ajustage du doigt et du renfoncement dans un tampon adjacent est précis de sorte qu'un alignement précis d'un groupe de tampons peut être obtenu.

Selon la présente invention, les faces opposées des nervures 16 sont formées de façon concave dans une direction longitudinale comme illustré en 16b (voir fig. 1). Cette configuration donne une section transversale de chaque nervure qui présente un minimum à proximité de son point milieu et un maximum à proximité de chacune de ses extrémités comme illustré aux fig. la et lb. Il faut noter dans les fig. la et lb que les gorges 18 présentent en section transversale également une forme concave, et pour des raisons d'illustration, présentent une surface approximativement égale à celle des nervures 16. Les côtés externes des nervures terminales 16 sont illustrés comme étant linéaires.

Lorsque le tampon est soumis à une charge de compression, les côtés opposés 16b des nervures se gonflent ou fluent en direction l'une de l'autre, diminuant ainsi la dimension des gorges 18. Lorsque la compression du tampon continue, les côtés 16b atteignent une position illustrée à la fig. 4 dans laquelle les gorges 18 ont été grandement remplies. Dans la fig. 5, la ligne en traitstillés «x» présente l'arête avant de la surface latérale 16b lorsque le tampon est comprimé d'une valeur approximativement égale à ce qui est illustré à la fig. 4. On observera que la ligne «x» est moins concave que l'arête «e» de la nervure dans sa condition non chargée. Lorsque le tampon est comprimé plus avant, les côtés opposés des nervures se rapprochent encore plus près et entrent en contact pratiquement simultanément le long d'une ligne droite. Ce remplissage des gorges est illustré à la fig. 4a et également à la fig. 5 dans laquelle la ligne «f» représente la ligne commune de contact entre les côtés des nervures. Lorsque les gorges ont été remplies, le coussin constitue effectivement un bloc solide et lors d'une compression subséquente, l'élastomère ne peut s'étendre que le long de ses surfaces périphériques.

Avant d'expliquer les caractéristiques charge-déplacement du tampon, il faut se référer au tampon selon l'art antérieur 29 illustré aux fig. 7 et 7a dans lesquelles les nervures 30 sont droites et d'une section constante. Lorsque ce tampon est comprimé, un contact entre les côtés opposés 32 des nervures s'effectue d'abord au point milieu de ces nervures. Lorsque la compression du tampon continue, l'engagement entre les côtés des nervures progresse de ce contact initial au point milieu vers les extrémités des nervures jusqu'à ce que les gorges soient remplies et qu'un contact complet existe.

En référence maintenant à la fig. 6, dans laquelle la charge est donnée en tonnes, en fonction du déplacement ou de la compression en centimètres, la courbe A représente la caractéristique approximative charge-déplacement d'un tampon du type bloc, tel que celui dans lequel le coussin correspond approximativement aux dimensions et à la forme illustrées aux fig. 1 ou 7, mais sans avoir d'ondulations. Cette courbe indique que même pour un déplacement ou course initiale faible, la charge augmente très rapidement. En d'autres mots, ce tampon procurera une action d'amortissement raide à charge réduite. Il offrira également une résistance maximum à la compression lorsque les charges augmentent, comme illustré par la forte pente de la courbe pour des charges plus élevées.

La courbe B représente les caractéristiques charge-déplace-ment du tampon de l'art antérieur illustré à la fig. 7. La courbe B indique que le tampon de la fig. 7 présente une action d'amortissement générale plus douce que le tampon bloc. Le point «p» sur la courbe B indique la charge et le déplacement auxquels les côtés opposés 32 du tampon 29 entrent initialement en contact au point milieu des nervures, et le point «r» la charge et le déplacement pour lesquels les côtés 32 sont en engagement complet. Il faut noter que la pente de la courbe augmente rapidement entre les points «p» et «r» signifiant une accélération de la résistance à la compression du tampon.

La courbe C représente les caractéristiques charge-déplace-ment pour le tampon illustré aux fig. 1, 2 et 3. Une inspection de cette courbe révèle qu'elle présente une plus faible pente que la courbe B à partir de 0 jusqu'à environ 0,45 pouces de déplacement. Ceci indique une action plus douce pour des charges faibles et modérées que le tampon selon l'art antérieur et illustre que pour une charge donnée appliquée à un tampon une plus grande déflexion ou compression de celui-ci sera obtenue. Au point «s» sur la courbe C, les côtés des nervures ne sont pas encore en contact, mais en «t» les nervures sont en engagement et en conséquence, les gorges sont remplies complètement. Au point «t», le tampon agit virtuellement comme un bloc solide et la courbe à partir de ce point, progresse avec une grande pente vers le haut. Les caractéristiques charge-déplacement telles qu'illustrées par la courbe C sont particulièrement utiles dans un mécanisme de suspension pour un véhicule tel qu'un camion ou un véhicule tous terrains,

dans lesquels une action douce est désirable pour de faible charge ou des charges à vide. Ainsi, le tampon réalise l'avantage de permettre l'amortissement doux de faibles charges tout en ayant une réserve de capacité permettant d'accepter les charges importantes. Il faut comprendre que la configuration de la courbe C est typique pour le tampon amélioré, les caractéristiques charge-déplacement d'un tampon de dimension prédéterminée destiné à être utilisé pour des besoins spécifiques sont dépendants de différents facteurs tels que par exemple l'épaisseur et la dureté de l'élastomère formant le coussin et du nombre et de l'espacement des nervures. Un ou plusieurs de ces facteurs peut être modifié pour obtenir les performances du tampon désiré. Un tampon présentant un coussin élastique dont la forme correspond à cette invention, de sorte que les côtés des nervures entrent approximativement simultanément en contact à une charge prédéterminée permettra une action d'amortissement plus douce pour des charges faibles que le tampon selon l'art antérieur de la fig. 7 d'une dimension comparable.

On voit à la fig. 8 un tampon amortisseur qui est modifié par rapport au tampon illustré à la fig. 1 en ce que les côtés opposés 16b' des nervures 16' sont pratiquement droits vus en plan, et convergent dans une direction partant du point milieu des nervures jusqu'à leur extrémité. Pour d'autres aspects, ce tampon est similaire à celui de la fig. 1, notamment en ce qui concerne ses caractéristiques charge-déflexion. Un avantage de ce tampon toutefois réside dans sa fabrication, le moule pour le produire étant plus facile à réaliser du fait de la forme des nervures et des gorges. Le moule est moins cher à fabriquer pour cette forme d'exécution.

Dans la fig. 9, on a illustré un tampon dans lequel le coussin élastomère 40 présente une configuration de nervure et de gorge qui est en un sens l'inverse de la forme d'exécution précédente. Les côtés opposés des nervures 42 divergent vers l'extérieur à partir du point milieu de ces nervures jusqu'à leurs extrémités. Les caractéristiques charge-déflexion de ce tampon sont représentées par la courbe D de la fig. 6. On voit que la plus grande partie de la courbe D est située entre la courbe A et la courbe B. Ainsi, le tampon modifié permet une action plus douce qu'un coussin du type bloc solide, mais plus raide que le coussin selon l'art antérieur pour des charges faibles et intermédiaires. Ceci résulte du fait de l'entrée en s

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contact au point milieu des côtés opposés des nervures, qui est réalisée plus tôt que ce n'est le cas dans le tampon de l'art antérieur ou du tampon de la fig. 1 pendant la compression du tampon. Lorsque la charge sur ce tampon est augmentée, l'entrée en contact des côtés opposés des nervures augmente progressivement en direction des extrémités des nervures, mais à un taux plus lent que pour les tampons représentés aux fig. 1, 7 ou 8. La courbe D de ce fait, intersecte les courbes B et C dans sa partie supérieure, ce qui indique qu'une charge plus importante est nécessaire pour remplir les gorges à proximité de l'extrémité des nervures. Ce tampon présente ainsi des caractéristiques charge-déflexion qui sont utilisables notamment dans des dispositifs d'amortissement nécessitant une action plus douce que le type de tampon bloc solide ne pourrait donner.

La fig. 10 illustre l'utilisation d'un groupe de tampons 10 selon l'invention à un véhicule ferroviaire. Les tampons sont disposés dans les renfoncements usuels formés par le châssis 50 du véhicule. Un suiveur frontal 52 et un suiveur arrière 54 sont en contact avec des arrêts 56 et 58 du châssis du véhicule. Un joug 60 entoure les tampons et les suiveurs pour transmettre la traction et la compression à ces tampons. Un accouplement (non illustré) est relié à l'extrémité avant 62 du joug. On observe que l'extrémité du tampon E du groupe présente un s coussin élastique 14 sur un seul côté de la plaque 12. Ceci évite une abrasion du coussin par le suiveur comme cela arriverait si le tampon d'extrémité présentait un coussin 14 sur chacun des côtés de sa plaque.

Un groupe de tampons tels qu'illustrés à la fig. 10 peut naturellement être disposé verticalement pour être utilisé dans un système de suspension pour des camions ou des véhicules tous terrains.

Comme décrit ci-dessus, un tampon du type à compression présente des caractéristiques charge-déplacement aptes à répondre à des besoins spécifiques d'absorption de chocs. Le tampon comporte une plaque métallique présentant un coussin élastomère fixé à au moins un côté de celle-ci, le coussin présentant une surface ayant une configuration ondulée, présentant une forme adaptée à obtenir les caractéristiques charge-déflexion désirées.

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1. Tampon amortisseur du type à compression comportant une plaque présentant un coussin élastomère fixé à un côté de cette plaque, ce coussin présentant alternativement des nervures et des gorges s'étendant à travers le tampon, ces gorges présentant transversalement une forme généralement concave s'étendant jusqu'au haut de ces nervures, les côtés opposés de ces nervures étant généralement de forme concave dans une direction longitudinale, ces nervures et ces gorges étant dimen-sionnées de telle sorte que sous l'effet d'une compression de ce tampon les côtés opposés de ces nervures fluent l'un vers l'autre, de telle manière à ce qu'ils entrent en contact approximativement simultanément sur toute la longueur des nervures.

2. Tampon selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le coussin présente à sa périphérie des arêtes inclinées s'étendant vers le haut à partir de la surface de cette plaque jusqu'au haut des nervures.

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REVENDICATIONS

3. Tampon selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les sommets de ces nervures sont plats et sont disposés dans un plan parallèle au plan de la plaque.

4. Tampon selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la section transversale de chaque nervure présente un minimum à son point milieu entre ses extrémités et un maximum à chacune de ses extrémités.

5. Tampon selon la revendication 4, caractérisé par le fait que chaque côté d'une nervure située en face d'une gorge est incurvé de façon concave suivant la longueur de la nervure.

6. Tampon selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les côtés opposés de ces nervures sont rectilignes et divergent à partir des extrémités des nervures en direction d'un point milieu entre ces extrémités.

7. Tampon selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'épaisseur de ce coussin dans le fond des gorges n'est pas inférieur à 10% de l'épaisseur des nervures.