FR2481199A1

FR2481199A1 - SUSPENSION DEVICES COMPRISING AT LEAST ONE PARABOLIC SPRING BLADE

Info

Publication number: FR2481199A1
Application number: FR8009401A
Authority: FR
Inventors: Michel Duchemin
Original assignee: RESSORTS IND
Current assignee: RESSORTS IND
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1981-10-30
Also published as: DE3116173A1; GB2075441A

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE SUSPENSION DE VEHICULE COMPORTANT AU MOINS UN RESSORT PARABOLIQUE L DONT LE CENTRE DE LA FACE CONVEXE EST EN CONTACT AVEC UNE BRIDE B ELLE-MEME SOLIDAIRE D'UNE PARTIE DU VEHICULE CARACTERISE EN CE QUE LE CONTACT ENTRE LADITE PORTION DE FACE CONVEXE DE LA LAME ET DE LA BRIDE S'EFFECTUE SELON DEUX SURFACES 6 ET 7 POSITIONNEES DE PART ET D'AUTRE DU CENTRE DE LA LAME DE FACON A CE QUE, A TOUT MOMENT, LES EFFORTS EXERCES SUR LA LAME SOIENT DES EFFORTS DE COMPRESSION.THE PRESENT INVENTION CONCERNS A VEHICLE SUSPENSION DEVICE INCLUDING AT LEAST ONE PARABOLIC SPRING L OF WHICH THE CENTER OF THE CONVEX FACE IS IN CONTACT WITH A BRACKET B, HIMSELF SOLID WITH A PART OF THE VEHICLE CHARACTERIZED IN THAT THE CONTACT BETWEEN THE SAID PORTION ON THE CONVEX SIDE OF THE BLADE AND THE FLANGE IS PERFORMED ON TWO SURFACES 6 AND 7 POSITIONED ON EACH OTHER OF THE CENTER OF THE BLADE SO THAT, AT ANY TIME, THE EFFORT EXERCISED ON THE BLADE IS EFFORT OF COMPRESSION.

Description

Dispositifs de suspension comportant au moins une lame de ressortSuspension devices comprising at least one leaf spring

parabolique. La présente invention concerne des dispositifs de parabolic. The present invention relates to devices for

suspension comportant au moins une lame de ressort parabolique. suspension comprising at least one parabolic leaf spring.

Les gros véhicules routiers et ferroviaires sont géné- Large road and rail vehicles are gener-

ralement suspendus par des ressorts composés d'un faisceau de plu- generally suspended by springs composed of a bundle of more

sieurs lames plates superposées, reliées entre elles en leur milieu par une bride solidaire de l'essieu. Les lames sont pdsitionnées dans la bride par un boulon qui traverse un trou percé au milieu de chaque lame. La charge du véhicule est appliquée aux extrémités de la lame supérieure du faisceau de lames et détermine dans chaque lame un momrent de flexion qui est maximal en son milieu, l o elle est percée du trou de passage du boulon. Le trou' east une amorce de several flat blades superimposed, interconnected in the middle by a flange secured to the axle. The blades are placed in the flange by a bolt which crosses a hole drilled in the middle of each blade. The vehicle load is applied to the ends of the upper blade of the blade bundle and determines in each blade a bending moment which is maximum in the middle, where it is pierced with the bolt through hole. The hole is a primer

rupture. Oa peut leviter, s'il s'agit de lames minces, en emboutis- rupture. Oa can levitate, if thin blades, stamped

sant à sa place ute cuvette qui ressort sur l'autre face en forme de bouton. Chaque bouton se loge dans la cuvette de la lame voisine et in its place a cup which emerges on the other side in the form of a button. Each button fits in the bowl of the neighboring blade and

le bouton de la dernière lame dans une cuvette emboutie dans la bride. the button of the last blade in a bowl pressed into the flange.

On peut obtenir le m8me résultat avec des ondulations formées au mi- The same result can be obtained with ripples formed in the middle

lieu de chaque lame et dans la bride. place of each blade and in the flange.

Des brides longues et épaisses diminuent la valeur Long, thick flanges decrease the value

du imoment de flexion maximal et contribuent ainsi à éviter les rup- of the maximum bending imoment and thus help to avoid rup-

tures. Par contre, elles diminuent la flexibilité du ressort et l'alourdissent. On cherche au contraire à alléger les ressorts pour diminuer la charge h transporter. Dans ce but, on tend & remplacer le faisceau de lames plates par une ou plusieurs lames de forte épaisseur, réunies par une bride en leur milieu; ces lames ne sont tures. On the other hand, they reduce the flexibility of the spring and make it heavier. On the contrary, it is sought to lighten the springs to reduce the load to be transported. To this end, the bundle of flat blades is tended to be replaced by one or more very thick blades, joined by a flange in the middle; these blades are only

plates qu'a l'intérieur de cette bride et ont une épaisseur dégres- inside the flange and have a reduced thickness

siveselon une loi parabolique, vers les extrémités, de façon à according to a parabolic law, towards the extremities, so that

former un solide d'égale résistance. form a solid of equal resistance.

En extrémité, les lames sont conformées de façon a s'appliquer les unes sur les autres et se partager la charge du véhicule. En leur milieu, elles sont trop épaisses pour etre boutonnées ouoRndulées; elles sont percées ou encochées et centrées At the end, the blades are shaped so as to apply to each other and share the load of the vehicle. In the middle, they are too thick to be buttoned or wavy; they are drilled or notched and centered

dans la bride par des.boulons, des tétons ou des clavettes de posi- in the flange by bolts, nipples or position keys

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tionnement. On évite que les trous ou les encoches ne provoquent des operation. Prevent the holes or the notches from causing

ruptures en augmentant leur épaisseur, ce qui nuit à leur flexibilité. ruptures by increasing their thickness, which affects their flexibility.

L'invention concerne donc un dispositif de suspension comportant au moins une lame de ressort parabolique dont le centre de la face convexe est en contact avec une bride, elle-même solidaire d'une partie d'un véhicule, ledit dispositif étant caractérisé en ce The invention therefore relates to a suspension device comprising at least one parabolic leaf spring, the center of the convex face of which is in contact with a flange, itself integral with part of a vehicle, said device being characterized in that

que le contact entre ladite face convexe de la lame et la bride s'ef- that the contact between said convex face of the blade and the flange

fectue selon deux surfaces positionnées, de part et d'autre du centre de ladite lame, de façon qu'à tout moment les efforts exercés sur la performs on two surfaces positioned on either side of the center of said blade, so that at any time the forces exerted on the

lame soient des efforts de compression. blade are compressive forces.

Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le centre de la face convexe de la lame parabolique a la forme d'un dièdre plan, la face supérieure de la bride a une forme identique et le contact entre ladite lame et ladite bride s'effectue par deux surfaces situées According to one embodiment of the invention, the center of the convex face of the parabolic blade has the shape of a flat dihedral, the upper face of the flange has an identical shape and the contact between said blade and said flange is carried out by two surfaces located

de part et d'autre et & une certaine distance de l'arête (éventuel- on both sides and & a certain distance from the edge (possibly-

lement non matérialisée) dudit dièdre. Ce que l'on appelle une certaine distance est une distance suffisante pour que, quelle que soit la déformation de la làme les forces transmises par les surfaces de not materialized) of said dihedral. What is called a certain distance is a sufficient distance so that, whatever the deformation of the same the forces transmitted by the surfaces of

contact aient une composante en "compression". contact have a component in "compression".

Dans un autre mode particulièrement intéressant de réali- In another particularly interesting mode of realization

sation de l'invention, les faces convexes et concaves de la partie sation of the invention, the convex and concave faces of the part

centrale de la lame sont pourvues de deux surfaces formant dièdre. center of the blade are provided with two dihedral surfaces.

De cette façon, toute la partie centrale de la lame peut être comprimée entre, d'une part, la bride s'appuyant sur la partie convexe de la lame et, d'autre part, une contre-bride serrée à la bride, et agissant en compression sur le dièdre porté par la face concave de la lame. Là encore, les dièdres doivent être prévus pour que les forces auxquelles les faces de ces dièdres sont soumises In this way, the entire central part of the blade can be compressed between, on the one hand, the flange resting on the convex part of the blade and, on the other hand, a counter-flange tightened to the flange, and acting in compression on the dihedral carried by the concave face of the blade. Here again, the dihedrons must be provided so that the forces to which the faces of these dihedrons are subjected

soient toujours des forces ayant une composante de compression. are always forces having a compression component.

L'invention permet de supprimer une des causes de rupture The invention eliminates one of the causes of failure

des lames.blades.

Les dessins annexés donnent des exemples de réalisation The accompanying drawings give examples of embodiments

de ressorts conformes à l'invention. La description qui va suivre springs according to the invention. The following description

fera mieux comprendre leur fonctionnement et les avantages de will better understand how they work and the benefits of

l'invention.the invention.

La figure 1 est une vue en élévation d'un ressort conforme Figure 1 is an elevational view of a conforming spring

à l'invention.to the invention.

3,3,

La figure 2 est une variante du ressort de la figure 1. Figure 2 is a variant of the spring of Figure 1.

La figure 3 est une autre variante relative à un ressort Figure 3 is another variant relating to a spring

comportant plusieurs lames.comprising several blades.

La figure 4 est une vue en coupe transversale du ressort de la figure 3. FIG. 4 is a cross-sectional view of the spring of FIG. 3.

La figure 5 est une variante de la figure 3. FIG. 5 is a variant of FIG. 3.

On se reporte d'abord à la figure 1. We first refer to Figure 1.

Le ressort conforme à l'invention comprend une lame para- The spring according to the invention comprises a parallel blade.

bolique L et une bride B. La lame parabolique L se compose de deux bras 1 et 2 de forme parabolique reliés par une partie centrale 3 bridée par la bride B. Chacun des deux bras 1, 2 se termine par un glissoir 4, 5 qui s'applique sur les appuis A 1, A 2 solidaires bolique L and a flange B. The parabolic blade L consists of two arms 1 and 2 of parabolic shape connected by a central part 3 clamped by the flange B. Each of the two arms 1, 2 ends with a slide 4, 5 which applies to A 1, A 2 supports

du véhicule.of the vehicle.

La partie centrale de la lame L comporte deux plans inclinés 6 et 7 en contact avec les plans inclinés aux mêmes pentes de la bride B; les plans inclinés 6' et 7' de la bride B se terminent à l'extérieur par des arrondis 8, 9 et sont reliés entre eux par un dégagement 10; les plans inclinés 6 et 7 de la lame L se prolongent un peu à l'extérieur de la bride B. La force F correspondant à la charge du véhicule sur l'essieu est appliquée à la bride B o elle se décompose en deux forces F 1 et F 2 qui se décomposent elles-mêmes en deux forces F 1' et F 2' perpendiculaires à la force F et deux forces F 1" et F 2" parallèles à la force F. Les forces F 1' et F 2' dirigées l'une vers l'autre The central part of the blade L has two inclined planes 6 and 7 in contact with the inclined planes at the same slopes of the flange B; the inclined planes 6 ′ and 7 ′ of the flange B terminate on the outside by rounding 8, 9 and are interconnected by a clearance 10; the inclined planes 6 and 7 of the blade L extend slightly outside of the flange B. The force F corresponding to the vehicle load on the axle is applied to the flange B where it breaks down into two forces F 1 and F 2 which decompose themselves into two forces F 1 'and F 2' perpendicular to the force F and two forces F 1 "and F 2" parallel to the force F. The forces F 1 'and F 2' directed towards each other

compriment la lame parabolique dans sa partie centrale bridée 3. compress the parabolic blade in its flanged central part 3.

Elles assurent donc non seulement un positionnement efficace de la lame L par rapport à la bride B, mais encore augmentent sa résistance They therefore not only ensure effective positioning of the blade L relative to the flange B, but also increase its resistance

par des efforts qui s'opposent à une rupture. by efforts that oppose a break.

Cet effet peut être accentué par deux brides B 1 et B 2 This effect can be accentuated by two flanges B 1 and B 2

serrées de part et d'autre de la lame L 1,comme le montre la figure 2. tightened on both sides of the blade L 1, as shown in Figure 2.

La lame L 1 comporte, sur une face, des plans inclinés Il The blade L 1 has, on one side, inclined planes Il

et 12 et, sur l'autre face, deux autres plans inclinés 13 et 14. and 12 and, on the other side, two other inclined planes 13 and 14.

Les plans inclinés 11 et 12 sont appliqués sur des plans inclinés correspondants de la bride B 1 et les plans inclinés 13 et 14 The inclined planes 11 and 12 are applied to corresponding inclined planes of the flange B 1 and the inclined planes 13 and 14

s'appliquent de même à deux plans inclinés de la contre-bride B 2. apply equally to two inclined planes of the counter flange B 2.

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Les brides B 1 et B 2 sont fortement serrées sur la lame L 1 par plusieurs boulons 15, 16, etc., situés des deux côtés The flanges B 1 and B 2 are strongly tightened on the blade L 1 by several bolts 15, 16, etc., located on both sides

de la lame.of the blade.

Les efforts exercés par les boulons s'ajoutent à la force F 1 appliquée à la bride B 1 et augmentent les efforts de The forces exerted by the bolts add to the force F 1 applied to the flange B 1 and increase the forces of

compression exercés sur la partie centrale 17 de la lame. compression exerted on the central part 17 of the blade.

Cette partie centrale 17 comprimée peut être plus ou moins longue, les plans inclinés Il et 13, d'une part, et 12 et 14, This compressed central part 17 can be more or less long, the inclined planes 11 and 13, on the one hand, and 12 and 14,

d'autre part, étant réunis par une partie plate 18, 19. on the other hand, being joined by a flat part 18, 19.

L'invention s'applique aussi à des ressorts composés de plusieurs lames, tels que celui représenté dans les figures 3 et 4 qui comprend deux lames paraboliques 20, 21 réunies par une même bride qui comporte plusieurs éléments: une cage 22 à l'intérieur de laquelle des cales 23, 24 sont soudées après montage et deux coins 25, 26 qui sont enfoncés à force entre les lames 20 et 21, puis soudés en The invention also applies to springs composed of several blades, such as that shown in FIGS. 3 and 4 which comprises two parabolic blades 20, 21 joined by the same flange which comprises several elements: a cage 22 inside which wedges 23, 24 are welded after assembly and two corners 25, 26 which are forced into between the blades 20 and 21, then welded in

27, 28 sur la cage 22.27, 28 on cage 22.

Les cales 23, 24 ne sont pas toujours indispensables. The shims 23, 24 are not always essential.

Pour des raisons d'encombrement, on peut parfois se contenter des For reasons of space, we can sometimes be satisfied with

coins 25 et 26 qui coopèrent avec la cage 22 pour assurer le posi- corners 25 and 26 which cooperate with the cage 22 to ensure the posi-

tionnement et le renforcement des lames 20 et 21. Les lames du ressort ne sont pas toujours toutes paraboliques; l'invention peut aussi s'y appliquer comme le montre la figure 5, o le ressort se operation and strengthening of the blades 20 and 21. The blades of the spring are not always all parabolic; the invention can also be applied as shown in Figure 5, where the spring is

compose de trois lames plates 29, 30, 31 et d'une lame parabolique 32. consists of three flat blades 29, 30, 31 and a parabolic blade 32.

réunies dans une bride composée d'une cage 33 et d'une cale 34. united in a flange composed of a cage 33 and a wedge 34.

La cage 33 est frettée à chaud sur l'ensemble des lames et de la cale 34, puis soudée sur cette cale. Au refroidissement, le The cage 33 is shrunk hot on all of the blades and of the shim 34, then welded to this shim. On cooling, the

frettage exerce sur la lame parabolique 32 les efforts de compres- hooping exerts on the parabolic blade 32 the compressive forces

sion recherchés.sion sought.

Les lames 29, 30 et 31 qui sont'minces comportent chacune The blades 29, 30 and 31 which are thin each have

une cuvette 41, 35, 36 et le bouton correspondant 37, 38, 39. a bowl 41, 35, 36 and the corresponding button 37, 38, 39.

Le bouton 37 s'engage dans la cuvette 35, le bouton 38 dans la cuvette 36, le bouton 39 dans une cuvette 40 creusée dans la bride. Toutes les lames plates sont ainsi positionnées entre elles et The button 37 engages in the bowl 35, the button 38 in the bowl 36, the button 39 in a bowl 40 hollowed out in the flange. All the flat blades are thus positioned between them and

par rapport à 14 bride.compared to 14 flange.

, Les dessins ont donné quelques exemples de réalisation de ressorts paraboliques conformes à l'invention; celle-ci s'applique , The drawings gave some examples of embodiment of parabolic springs in accordance with the invention; this applies

à tous les ressorts qui comprennent une ou plusieurs lames d'épais- to all springs which include one or more thick blades

seur variable et une bride qui porte sur le ressort par des plans inclinés de pente contraire. Ces ressorts s'appliquent aux véhicules ferroviaires avec une bride G ndralement frettée a chaud wu serrée par des eoins, aussi bien qu'aux véhicules routiers evec une ou deux variable sor and a flange which carries on the spring by inclined planes of opposite slope. These springs apply to rail vehicles with a flange G, usually heat-shrunk wu tightened by corners, as well as to road vehicles with one or two

brides serrées sur les lames par des organes filetés. flanges tightened on the blades by threaded members.

R E V E N D I CATIONSR E V E N D I CATIONS

1. Dispositif de suspension de véhicules comportant au moins une lame de ressort parabolique dont le centre de la face convexe est en contact avec une bride elle-mgme solidaire d'une partie d'un véhicule, caractérisé en ce que le contact entre ladite portion de 1. Vehicle suspension device comprising at least one parabolic leaf spring, the center of the convex face of which is in contact with a flange which is integral with part of a vehicle, characterized in that the contact between said portion of

face convexe de la lame et de la bride s'effectue selon deux sur- convex side of the blade and the flange is carried out in two

faces positionnées, de part et d'autre du centre de ladite lame, de façon que, à tout moment, les efforts exercés sur la lame soient des faces positioned on either side of the center of said blade, so that, at all times, the forces exerted on the blade are

efforts de compression.compression forces.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame comporte sur sa face convexe et de part et d'autre du centre de cette face deux plans formant dièdre, de façon que la lame soit, 2. Device according to claim 1, characterized in that the blade has on its convex face and on either side of the center of this face two planes forming a dihedral, so that the blade is,

dans sa partie centrale, comprimée. in its central part, compressed.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractc- 3. Device according to one of claims 1 and 2, caractc-

risé en ce que les deux faces de la lame sont pourvues de moyens per- laughed in that both sides of the blade are provided with means

mettant, grace a des brides, l'exercice de forces de compression. putting, thanks to flanges, the exercise of compressive forces.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on utilise un empilement de lames paraboliques et que, entre les lames, les efforts de compression sont obtenus par enfoncement de 4. Device according to claim 3, characterized in that a stack of parabolic blades is used and that, between the blades, the compressive forces are obtained by driving in

coins convenablement maintenus en place. corners properly held in place.

5. Ressort selon la revendication 2, caractérisé en ce que la compression de la lame est obtenue par des boulons disposes des 5. Spring according to claim 2, characterized in that the compression of the blade is obtained by bolts disposed of

deux c tês de la lame.two sides of the blade.

6. Ressort selon l'une quelconque des revendications précé- 6. Spring according to any one of the preceding claims.

dentes, caractérisé en ce que la bride contient des cales présentant teeth, characterized in that the flange contains shims having

des plans inclines appliques aux portées de la lame et rendues soli- inclined planes applied to the spans of the blade and made solid

daires de la bride par soudage.of the flange by welding.

7. Ressort selon l'une quelconque des revendications précé- 7. Spring according to any one of the preceding claims.

dentes, caractérisé en ce que la bride contient des coins appliqués teeth, characterized in that the flange contains applied corners

aux portées de la lame et rendus solidaires de la bride par soudage. to the bearing surfaces of the blade and made integral with the flange by welding.