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Title:
FRICTION DAMPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/116479
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a friction damper comprising at least two guided relatively displaceable assemblies (100, 200), one of which is connected to a fixed reference and the other is movable, an intermediate member (300) which rests on the first assembly (100) and is relatively frictionally movable with respect thereto by an applied force and elastic means (400) acting upon said intermediate member. Said invention is characterised in that said elastic means (400) at standstill loads said intermediate member (300) resting on the first assembly (100) and the device also comprises control means (500) disposed between the intermediate member (300) and the second assembly (200) in such a way that the relative displacement between the two assemblies (100, 200) in a first relative displacement direction therebetween is braked by a friction force defined by the elastic means (400), while in the second relative displacement direction between the two assemblies (100, 200), while the control means (500) acts on the elastic means (400) in order to modify the force applied on the intermediate member (300), in the second relative displacement direction between the two assemblies (100, 200).

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Inventors:
VALEMBOIS GUY (FR)
Application Number:
PCT/FR2005/000999
Publication Date:
December 08, 2005
Filing Date:
April 22, 2005
Export Citation:
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Assignee:
LACROIX SOC E (FR)
VALEMBOIS GUY (FR)
International Classes:
F16F1/32; F16F7/08; F16F7/09; (IPC1-7): F16F7/08; F16F1/32
Foreign References:
FR2697881A11994-05-13
US20020185348A12002-12-12
US5423400A1995-06-13
US20020000351A12002-01-03
Attorney, Agent or Firm:
Martin, Jean-jacques (20 rue de Chazelles, Paris Cedex 17, FR)
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Description:
DISPOSITIF AMORTISSEUR A FRICTION La présente invention concerne le domaine des amortisseurs à friction. Plus précisément la présente invention a pour but de perfectionner 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 œuvre de la friction. La courbe de réponse d'un tel dispositif présente par conséquent 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. 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 friction 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 : - 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 vue éclatée des pièces principales composant un amortisseur conforme 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 moyens 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. 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 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 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 déformablé 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 flambage. 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 fourreau tubulaire 302 au niveau de son contour d'ouverture opposé à la cloison

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 sur les moyens élastiques 400 pour modifier l'effort exercé sur l'organe intermédiaire 300. Plus précisément encore, de préférence, les moyens de commande 500 sont formés d'un plateau 502 transversal à l'axe 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 le 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 moyens 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. 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 deuxième 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. 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 rapport 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.




 
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