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CA 02564487 2006-10-20
WO 2005/116479 PCT/FR2005/000999
DISPOSITIF AMORTISSEUR A FRICTION
La présente invention concerne le domaine des amortisseurs à
friction.
Plus précisément la présente invention a pour but de
perfectiônner les moyens décrits dans le document FR-A-2 697 881.
On a décrit dans ce document un amortisseur à friction qui
utilise
le frottement comme phénomène physique d'absorption énergétique,
le flambage comme dispositif contrôlé de mise en charge des surfaces
de friction, et
un dispositif de commande permettant la mise en charge du dispositif.
Le dispositif ainsi décrit dans le document FR-A-2 697 881
s'avère très prometteur.
Cependant il requiert un déplacement relatif entre les surfaces
de friction pour permettre la mise en oeuvre de la friction. La courbe de
réponse d'un tel dispositif présente par conséquént une mise en charge
en deux temps. Elle est illustrée sur la figure 1.
Sur cette figure on a représenté sous la dénomination "Phase 1"
une phase initiale de mise en charge, pendant le déplacement relatif
précité, et sous la dénomination Phase 2 la phase de fonctionnement
nominal de l'amortisseur.
L'homme de l'art comprend que la Phase 1, qui correspond à la
course initiale nécessaire. avant tout fonctionnement nominal, retarde le
fonctionnement de l'amortisseur.
D'autre part les modes de réalisation présentés dans le
document FR-A-2 697 881 utilisent des rondelles permettant le
flambage qui agissent entre un arbre et un alésage. Ces rondelles sont
entaillées par des fentes radiales qui débouchent alternativement sur
leur périphérie extérieure et leur périphérie intérieure. Elles ont une
géométrie globalement conique lorsque l'amortisseur est au repos. La
géométrie initiale de cette position de repos conditionne le bon
fonctionnement de l'amortisseur. Elle nécessite donc une réalisation très
soignée, ce qui engendre des coûts non négligeables de fabrication.
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La présente invention a pour but de proposer un nouveau
concept d'amortisseur à friction qui permette de palier à ces deux
difficultés, c'est-à-dire qui permette d'éviter une réponse d'amortisseur
retardée par une course initiale de mise en charge, et par ailleurs qui
permette de réduire le coût de fabrication par rapport aux dispositions
décrites dans le document FR-A-2 697 881.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à
un dispositif amortisseur à friction qui comprend :
au moins deux ensembles susceptibles de déplacement relatif guidé,
l'un lié à une référence fixe, l'autre mobile,
un organe intermédiaire en appui contre l'un premier des ensembles et
susceptible de déplacement relatif par. rapport à ce premier ensemble,
avec friction, sous l'effet d'un effort appliqué,
des moyens élastiques qui agissent sur l'organe intermédiaire,
caractérisé par le fait que
les moyens élastiques sollicitent au repos ledit organe intermédiaire en
appui sur le premier ensemble, et
. que le dispositif comprend en outre des moyens de commande
disposés entre l'organe intermédiaire et le deuxième ensemble tels que
dans un premier sens de déplacement relatif entre les deux ensembles,
le déplacement relatif entre ceux-ci soit freiné par un effort de frictiôn
défini par les moyens élastiques, tandis que dans le deuxième sens de
déplacement relatif entre les deux ensembles, les moyens de commande
agissent sur les moyens élastiques pour modifier l'effort exercé sur
l'organe intermédiaire.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente
invention, les moyens élastiques sont en appui entre deux zones
séparées de l'organe intermédiaire.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente
invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va
suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non
limitatifs et sur lesquels
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- la figure 1 précédemment décrite représente schématiquement la
courbe de réponse d'un amortisseur à friction conforme au document
FR-A-2 697 881,
- la figure 2 représente une vué éciatée des pièces principales
composant un amortisseur conformé à la présente invention,
- la figure 3 représente une vue en position assemblée du même
amortisseur conforme à la présente invention,
- les figures 4, 5 et 6 représentent trois variantes de moyéns élastiques
susceptibles d'être utilisés dans le cadre de la présente invention,
- la figure 7 représente le fonctionnement du dispositif amortisseur
conforme à la présente invention dans un sens de déplacement,
- la figure 8 représente le fonctionnement du même dispositif
amortisseur conforme à la présente invention dans le sens de
déplacement opposé, et
- la figure 9 représente la courbe de réponse obtenue avec un
amortisseur conforme à la présente invention.
On a représenté sur les figures 2 et 3 annexées, un dispositif
amortisseur à friction conforme à la présente invention.
On retrouve sur ces figures deux ensembles 100, 200
susceptibles de déplacement relatif, un organe intermédiaire 300, des
moyens élastiques 400 et des moyens de commande 500.
Les deux ensembles 100, 200 susceptibles de déplacement
relatifs et guidés sont, l'un lié à une référence fixe, l'autre mobile.
Arbitrairement en regard des figures 2 et 3 annexés, on peut considérer
que l'ensemble 100 est lié à la référence fixe et l'ensemble 200 est
mobile par rapport à l'ensemble 100 premier cité. Cependant, cette
disposition n'est pas impérative, le cas échéant, l'on peut envisager que
l'ensemble 200 soit celui lié à la référence fixe et l'ensemble 100 soit
mobile.
Par ailleurs, la réalisation concrète des deux ensembles 100, 200
peut faire l'objet de très nombreuses variantes de réalisation. Celle
illustrée sur les figures annexées ne doit aucunement être considérée
comme limitative.
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Selon le mode de réalisation particulier illustré sur les figures
annexées, l'ensemble 100 est formé d'un élément tubulaire 102', par
exemple symétrique de révolution autour d'un axe 104. Plus
précisément encore, selon la représentation donnée sur la figure. 3
l'élément tubulaire 102 est obturé à une extrémité par une cloison 106.
En variante, celle-ci peut cependant être omise. Par ailleurs, selon la
représentation donnée sur la figure 3, l'élément tubulaire 102 est muni
sur sa seconde extrémité axiale d'une seconde cloison transversale 108
possédant un passage central traversant.,
Selon la représentation donnée sur les figures 2 et 3, le second
ensemble 200 est formé d'une tige rectiligne 202 traversant le passage
de la cloison 108 précitée et ainsi guidée à coulissement selon l'axe 104
par rapport à l'ensemble 102.
L'organe intermédiaire 300 est conçu pour venir en appui contre
l'ensemble 100. Il est susceptible de déplacement relatif par rapport à
ce dernier, avec friction, sous l'effet d'un effort appliqué par les moyens
élastiques 400.
L'organe intermédiaire 300 peut également faire l'objet de
nombreuses variantes de réalisation.
Selon la réalisation particulière et non limitative donnée sur les
figures 2 et 3 annexées, cet organe intermédiaire 300 comprend un
fourreau tubulaire 302 disposé sur l'intérieur de l'élément tubulaire 102.
La dimension de la section droite externe de l'organe intermédiaire 300
est globalement complémentaire de la dimension de la section droite
interne de l'élément tubulaire 102. On notera que, de préférence, ce
dernier possède une section droite constante sur toute sa longueur.
Le fourreau tubulaire 302 est de préférence muni sur l'une de
ces extrémités axiales (dirigé vers la cloison 106 précitée) d'une cloison
304 transversale à l'axe 104.
De préférence, le fourreau tubulaire 302 est réalisé en un
matériau autorisant une extension radiale sous l'effet de la sollicitation
des moyens élastiques 400 pour plaquer l'organe intermédiaire 300
contre la périphérie interne de l'élément tubulaire 102. En variante, le
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fourreau tubulaire 302 relié à la cloison 304 peut être muni d'une
pluralité de découpes ou fentes axiales, c'est-à-dire parallèles _ à l'axe
104 autorisant la déformation précitée en appui contre la surface interne
de l'élément tubulaire 102 sous l'effet de la sollicitation des moyens
5 élastiques 400.
Plus précisément encore, on notera à l'examen des figures 2 et 3
annexées que de préférence, le fourreau tubulaire 302 est muni sur sa
surface extérieure sur une partie de son longueur d'une surépaisseur
306, laquelle constitue une zone déformablè venant en appui par friction
entre la surface intérieure de l'élément tubulaire 102.
De plus, de préférence, l'organe intermédiaire 300 est muni de
moyens permettant de contenir les moyens élastiques de sollicitation
400, lesquels constituent un dispositif de mise en charge par flambagé.
De préférence, ces moyens de confinement des moyens
élastiques 400 sont formés d'une gorge 308 annulaire ménagée sur la
périphérie interne du fourreau tubulaire 302.
Enfin, de préférence, l'organe intermédiaire 300 est également
muni de moyens 310 permettant de limiter le déplacement relatif entre
l'organe intermédiaire 300 et les moyens de commande 500 associés à
l'ensemble 200.
Selon le mode de réalisation particulier non limitatif représenté
sur les figures 2 et 3 annexées, ces derniers moyens sont formés d'une
nervure annulaire 310 en saillie sur la surface interne du fôurreau
tubulaire 302 au niveau de son contour d'ouverture opposé à la cloison
304.
Les moyens de commande 500 sont disposés entre l'organe
intermédiaire 300 et le deuxième ensemble 200. Ils sont adaptés de
telle sorte que dans un premier sens de déplacement relatif entre les
deux ensembles 100 et 200, le déplacement relatif entre ceux-ci soit
freiné par un effort de, friction défini par les moyens élastiques 400,
tandis que dans le deuxième sens de déplacement relatif entre les deux
ensembles 100 et 200, les moyens de commande 500 agissent sùr les
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moyens élastiques 400 pour modifier l'effort exercé sur l'organe
interméd'iâire 300.
Plus 'précisément encore, de préférence, les moyens de
commande 500 sont formés d'un plateau 502 transversal à l'axé 104
solidaire d'une extrémité axiale de la tige formant le deuxième ensemble
200. Le plateau 502 a un diamètre externe au moins légèrement
inférieur à la section droite interne du fourreau tubulaire 302 mais
légèrement supérieur au diamètre interne de la nervure 310.
L'homme de l'art comprend qu'ainsi, lorsque lP plateau 502 est
engagé dans le fourreau tubulaire 302, le plateau 502 limite le
déplacement relatif entre l'ensemble 200 et l'organe intermédiaire 300
lorsqu'il vient en butée contre la nervure 310.
On notera que selon le mode de réalisation représenté sur les
figures 2 et 3, les moyéns de commande 500 comprennent en.outre un
doigt 504 au prolongement s'étendant au-delà . du plateau 502,
axialement, selon l'axe 104, en direction des moyens élastiques 400. Ce
doigt 504 est susceptible de venir solliciter les moyens 400 lorsque
l'ensemble 200 est déplacé vers la droite selon la représentation des
figures 2 et 3 pour modifier l'effort exercé par les moyens élastiques 400
sur l'organe intermédiaire 300, après annulation du jeu existant
initialement.
Les moyens élastiques 400 permettent la mise en charge des
surfaces de contact 302/102. Ces moyens élastiques 400 peuvent faire
l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Ils peuvent être
constitués d'une multitude de rondelles de forme variée comme illustré
sur les figures 4 à 6 pour permettre la mise en flambage de poutres au
montage.
On a représenté sur la figure 4, un mode de réalisation de
rondelles élastiques en forme de croix à quatre branches.
On a représenté sur la figure 5, un mode de réalisation de
rondelles élastiques de géométrie circulaires comprenant une pluralité
de fentes radiales débouchant sur la périphérie externe.
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On a représenté sur la figure 6, une variante de réalisation de
rondelles élastiques formées de lames globalement rectilignes ajourées
sur leurs bords latéraux.
Bien entendu, les moyens élastiques 400 peuvent également
être conformes aux dispositions décrites dans le document FR-A-
2697881. C'est-à-dire que l'on peut utiliser des rondelles de géométrie
circulaire entaillées par des fentes radiales qui débouchent
alternativement sur leur périphérie extérieure et leur périphérie
intérieure.
Par ailleurs, comme on le voit sur les figures 2 et 3, de
préférence le dispositif conforme à la présente invention est complété
par un ressort de rappel 600 qui sollicite au repos le plateau 502 en
appui contre la nervure 310. Selon le mode de réalisation particulier
donné sur les figures 2 et 3, ce ressort de rappel 600 est un ressort
spiral intercalé entre la surface axialement externe de la nervure 310 et
une nervure 506 prévue sur la tige 202, sur le côté du plateau 502
opposé au doigt 504.
Le fonctionnement du dispositif ainsi formé peut maintenant être
décrit en regard des figures 7 et 8.
La figure 7 schématise le fonctionnement du dispositif lorsque le
deuxièmé ensemble 200 'est déplacé vers la droite par rapport au
premier ensemble 100.
Au contraire, la figure 8 schématise, les dispositifs lorsque le
deuxième ensemble 200 est déplacé vers la gauche par rapport au
premier ensemble 100.
L'homme de l'art comprendra que lorsque le deuxième ensemble
200 est déplacé vers la droite par rapport au premier ensemble 100, le
jeu initialement existant entre le doigt 504 et les moyens élastiques 400
est annulé. Le doigt 504 vient par conséquent solliciter les moyens
élastiques 400, déforme et transforme le flambage en flexion et donc
réduit de manière significative la mise en pression des surfaces
302/102. L'effort de flexion est ainsi limité et le déplacement de,
l'ensemble 200 est facilité.
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Au contraire, lorsque, comme illustré sur la figure 8, le deuxième
ensemble 200 est tiré vers la gauche par rapport au premier ensemble
100, la mise en butée du plateau 502 sur la nervure 310 garantit le jeu
existant entre le doigt 504 et les moyens élastiques 400. L'organe
intermédiaire 300 est alors sollicité par les moyens élastiques 400 qui
garantissent la mise en pression du fourreau tubulaire 302 contre la
surface interne de l'élément tubulaire 102. Le déplacement du deuxième
ensemble 200 est alors accompagné d'un effort de freinage par friction.
A l'arrêt du déplacement de l'ensemble 200 vers la gauche, selon la
figure 7, le ressort 600 ramène le système en position initiale.
La courbe d'effort résultante est illustrée sur la figure 9.
Par ràpport à la courbe illustrée sur la figure 1 conforme à l'état
de la technique, l'homme de l'art comprendra que la présente invention
permet de supprimer tout phase initiale de mise en charge susceptible
de retarder le freinage du déplacement.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes
de réalisation précédemment décrits mais s'étend à toutes variantes
conformes à son esprit.
En particulier, on peut envisager toute variante de réalisation
pour la géométrie des pièces précédemment définies. Le cas échéant, on
peut également envisager de disposer un système de multiplication
d'efforts entre le doigt 504 et les moyens élastiques 400 pour réduire
l'effort de retour.
Le dispositif conforme à l'invention peut donner lieu à de
nombreuses applications, par exemple l'amortissement du recul d'une
arme à feu.
