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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514438A1
Family ID 21971463
Probable Assignee Herriola S Coop
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SYSTEME D'ARTICULATION DE MOUVEMENTS, APPLICABLE A DES UNIONS
ARTICULABLES
Abstract
_________________________________________________________________
SYSTEME D'ARTICULATION DE MOUVEMENTS QUI CONSISTE A DEFORMER, PAR
ELARGISSEMENT DE LA SECTION, LES EXTREMITES DES DEUX MOITIES D'UN
TUBE, LA DEFORMATION DE L'UN DES DEUX ETANT SUPERIEURE A CELLE DE
L'AUTRE, DE MANIERE A PERMETTRE L'INCLUSION ET LA RETENTION D'UNE
EXTREMITE A L'INTERIEUR DE L'AUTRE CE QUI FORME UN BOITIER A
L'INTERIEUR DUQUEL ON INTRODUIT DES ELEMENTS DE PRESSION FOURNISSANT
LA FORCE DE FRICTION NECESSAIRE POUR MAINTENIR L'ARTICULATION.
Description
_________________________________________________________________
Systeme d'articulation de mouvements, applicable a des
unions articulables.
Il existe deja des systemes permettant d'obtenir des mouvements
articules (par exemple pour des lampes, structures et meubles pliants,
etc), mais ces systemes, bien qu'ils se fondent sur des bases ou
solutions mecaniques, offrent entre autres, les inconvenients
suivants:
a) Ils requierent une structuration complexe, genera-
lement avec des multiples articulations.
b) Une fois qu'ils sont construits, on ne peut plus varier leur
resistance, ils ne sont donc utiles que pour un
type determine de sollicitations.
c) Pour de fortes sollicitations, les articulations
doivent etre tres volumineuses.
Tous ces inconvenients sont elimines grace au systeme d'articulation
de mouvements, objet de cette invention, qui possede une base
mecanique (force de friction entre plusieurs
corps en contact) et une structuration totalement nouvelle per-
mettant un rapport maximum entre la force de friction et la
surface de contact.
Etant donne que normalement l'objet qu'on veut doter d'une
articulation a une structure tubulaire, il faut obtenir
un point d'articulation dans ce tube.
L'idee generale de ce systeme est de diviser le tube en deux parties,
en provoquant, a l'aide des elements elastiques, des efforts de
friction entre les deux parties ou entre les
deux parties et une troisieme leur servant d'union.
Ce systeme implique notamment la deformation elastique de deux corps,
generalement tubulaires, la deformation de l'un d'eux etant plus
grande que celle de l'autre, de maniere
a permettre l'inclusion de l'un dans l'autre.
Dans une variante, la plus grande deformation est rempla-
cee par un troisieme tube a l'interieur duquel se trouvent les
plus petites deformations des deux corps ci-dessus.
On peut avoir n'importe quelle deformation, meme une
deformation spherique.
Dans un cas particulier, l'extremite de la deformation du corps
emboite peut faire une butee avec l'interieur du debut de la
deformation emboitante, alors que l'extremite de la deformation
emboitante, fermee sur elle-meme, et formant
un angle, serre l'exterieur du debut de la deformation emboi-
tee. Dans cette sorte de boitier elargi que nous venons de decrire, on
introduit des elements de pression qui fournissent
la force de friction requise par l'articulation.
Cette force elastique est fonction de la fleche elastique et elle
depend aussi de la facon de placer les rondelles et de leurs
caracteristiques physiques, comme nous le detaillons
plus loin.
Cette force de friction tend a eviter la rotation entre les corps
tubulaires, cette articulation restant statique a condition qu'il
n'existe pas de force appliquee superieure a
la force de friction citee.
Suivant une autre caracteristiques de l'invention, avec un meme
dimensionnement dans la deformation elastique des corps -boitier on
peut obtenir des rigidites differentes dans
l'articulation, tout en ne variant que le nombre et/ou la posi-
tion des rondelles elastiques (ou, le cas echeant, la constante
elastique du ressort) inserees dans le systeme articule.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, les unions
articulees sont obtenues en introduisant des ecrous dans les
extremites des corps tubulaires, unis entre eux grace
a un segment d'un plus grand diametre.
Dans l'explication pratique suivante de cette invention on a
represente les particularites et les elements formant, par
exemple, le bras articule d'une lampe.
La figure 1 represente une section de deux corps 1 et 2 dans leur zone
constituant une articulation suivant le systeme preconise. La figure 2
represente une vue sectionnee (avec les corps
1 et 2 deja elargis dans cette zone) et un bon nombre de rondel-
les elastiques 3; tout cela en position de montage.
La figure 3 represente une union articulee suivant le
systeme de l'invention.
La figure 4 represente une union articulee similaire a celle qui est
representee sur la figure precedente, mais avec
les rondelles elastiques 3 disposees differemment.
La figure 5 represente une construction possible du
systeme d'articulation de mouvements objet de notre inven-
tion, qui comporte un ressort 4 remplacant les rondelles e-
lastiques 3.
La figure 6 represente une solution constructive du
systeme d'articulation de mouvements objet de notre inven-
tion, qui comprend une douille 5 facilitant l'emboitement et
le serrage des rondelles elastiques 3.
La figure 7 represente un diagramme dans lequel on voit
l'interdependance fonctionnelle de la force P et de la course
elastique f pour les rondelles 3.
Nous decrivons par la suite, avec reference aux plans annexes, le
systeme pour l'articulation de mouvements, objet
de notre invention.
On part de deux corps 1 et 2 qu'on veut doter d'un mou-
vement relatif entre eux.
Ces deux corps 1 et 2 qui doivent se mettre face a face
vont subir une deformation elastique qui provoquera les elar-
gissements 10 et 20 respectivement Ces deformations se font
par n'importe quel moyen connu et en particulier par emboutis-
sage. Les deformations obtenues se comportent de la maniere suivante
Le bout de l'extremite du corps 1 est plie formant un
angle qui serre par l'exterieur le corps 2 au niveau de l'in-
flexion en angle forme au point d'elargissement de sa section Le corps
emboite 2 presente une extremite droite qui peut buter a l'interieur
contre l'inflexion en angle formee au point
d'elargissement de la section 10 du corps 1.
Dans l'espace elargi qui se forme a l'interieur de cette
union articulee, on monte des elements de pression materiali-
ses dans cette realisation pratique representee sur les figures
3, 4 et 6 par des rondelles elastiques 3 Ces rondelles elas-
tic 3 exercent une pression sur les parois de l'elargisse-
ment, ce qui provoque une force de friction entre les tubes,
superieure au couple de forces cree par le corps qui est uni a l'aide
d'articulations a travers des bras 1 et 2, de sorte que l'articulation
reste statique (les bras 1 et 2 sans mouvement relatif entre eux) tant
qu'une force superieure a la force de
friction citee auparavant n'est pas appliquee.
La force de friction generee depend des caracteristiques
physiques de chaque rondelle elastique 3 Chacune de ces ron-
delles elastiques 3 fournit un effort elastique determine par la
formule generale: P= 234 f h-f h 5
P = 92300 (,
D 2 S S S s avec:
P= force elastique de la rondelle 3.
D= diametre exterieur.
S= epaisseur.
h= hauteur interieure du cone tronque-sans charge.
"= valeur caracteristique (depend du rapport D/d)
La force de friction P generee depend de la course elas-
tic f et de la disposition des rondelles elastiques 3.
En representant ainsi, suivant la figure 7, en abcisses les valeurs de
la course elastique f et en ordonnees les valeurs de la force P. P
etant l'angle forme par la valeur fonctionnelle a chaque point avec
l'axe des ordonnees, nous avons: P Pour une seule rondelle elastique 3
tg R =_ = 1 Pour des rondelles elastiques 3 emboitees fdans un meme
sens voir l'une des semi-parties symetriques sur la figure 4; tg P = P
-1 f
Pour des rondelles elastiques 3 emboitees en sens con-
traires l'une par rapport a l'autre voir figure 3,
tgg = 1 (qu'elles soient isolees ou en groupe).
f Des experiences ont demontre que la disposition la plus
perfomante des rondelles elastiques 3 est celle qui est re-
presentee sur la figure 4, position grace a laquelle on obtient aussi
une repartition plus soutenue des efforts Pour
cette disposition tg A = 'P 0,25.
f
L'union articulee se termine, suivant le systeme pre-
conise, par des encoches de finition 101 qui, faites sur le bras 1,
empechent leur deplacement axial, tandis que la zone
terminale 201 de l'autre bras 2 vient buter contre l'infle-
xion de l'elargissement (voir figures 3 a 6).
Dans cette invention est prevue l'inclusion d'un ressort 4 -ou
n'importe quelle solution elastique similaire pour remplacer les
rondelles elastiques 3 de cette invention sans modifier ses
caracteristiques voir figure 5- L'inclusion
d'un ressort 4 dans cette invention deplace le point de gene-
ration des efforts qui se concentrent sur les zones extremes du
boitier forme par les elargissements 10, 20 o on a fait
les encoches de finition 101, 201.
Notre invention prevoit egalement, dans une autre cons-
truction representee sur la figure 6, l'inclusion d'une douil-
le 5 Il peut aussi y avoir une autre douille dans le bras 2.
Cette douille 5, conique ou de preference cylindrique, d'un diametre
variable, a une extremite dont le diametre "d" co ncide sensiblement
avec celui de l'un des bras 1 alors que
l'autre extremite a un diametre "D" qui coi'ncide avec le dia-
metre du segment elargi de l'autre bras 2 -voir figure 6-.
De cette maniere, en introduisant cette douille 5, on facilite
l'emboitement et le serrage des rondelles elastiques 3 compri-
mees a l'interieur de la zone elargie.
Claims
_________________________________________________________________
R E V E N D I C A T I O NS
1 Systeme pour articulation de mouvements, applicable a des unions
articulables, caracterise par:
a) Deux corps (-1 et 2) a articuler avec leurs extre-
mites elargies en section, b) les systemes d'union ( 101) des deux
extremites elargies,
c) les systemes elastiques ( 3) mis par pression en-
tre les deux extremites elargies.
2 Systeme pour articulation de mouvements, applicable
a des unions articulables selon la revendication 1, caracte-
rise par le fait que les systemes d'union des deux extremites elargies
sont formes d'un element tubulaire dont les bouts ( 101) serrent les
extremites elargies des deux corps ( 1 et 2)
a articuler.
3 Systeme pour articulation de mouvements, applicable
a des unions articulables selon la revendication 1, caracte-
rise par le fait que les extremites des deux corps ont des
elargissements ( 10, 20) d'une section differente, l'extremite la plus
large etant suffisamment elargie pour y introduire
l'extremite la moins elargie.
4 Systeme pour articulation de mouvements, applicable
a des unions articulables selon l'ensemble des revendications
2 et 3, caracterise par le fait que les systemes d'union ( 101)
correspondent a une deformation de l'extremite du plus grand
elargissement ( 10), qui se ferme sur elle-meme en formant un angle et
en serrant l'exterieur du debut de la plus petite deformation. Systeme
pour articulation de mouvements, applicable
a des unions articulables selon la revendication 1, caracte-
rise par le fait que les elements elastiques ( 3) sont consti-
tues d'une serie de rondelles elastiques montees l'une contre l'autre
dans le boitier forme par les deux extremites elargies, de sorte que
la force de f-icion generee est fonction de la course elastique et
depend: a) des caracteristiques physiques de chaque rondelle et,
b) de la disposition des rondelles.
6 Systeme pour articulation de mouvements, applicable
a des unions articulables, selon la revendication 5, caracte-
rise par le fait que la force de friction de chaque rondelle elastique
( 3) est determinee par le formule P = 92300 5 f (h _ 025) 2 S S S s
avec:
P= force elastique de chaque rondelle.
D = diametre exterieur.
d = diametre interieur.
s = epaisseur.
h = hauteur interieure du cone tronque sans charge.
f = course elastique.
"= valeur caracteristique, dependant du rapport D/d.
7 Systeme pour articulation de mouvements, applicable
a des unions articulables, selon l'ensemble des revendications
precedentes, caracterise par le fait que P/f 1 avec:
P = force elastique de chaque rondelle.
f = course elastique.
9 Systeme pour articulation de mouvements, applicable
a des unions articulables, selon la revendication 1, caracteri-
se par le fait que les systemes elastiques sont formes d'un
ressort ( 4).
Systeme pour articulation de mouvements, applicable
a des unions articulables, selon la revendication 1, caracte-
rise par le fait que la force de friction est distribuee de maniere
uniforme et continue tout au long de la paroi interne
du bottier elargi ( 20).
11 Systeme pour articulation de mouvements, applicable
a des unions articulables, selon l'ensemble des revendications
precedentes, caracterise par le fait qu'on dispose une douille
( 5) de section variable, placee au debut de l'un des elargis-
sements au moins et sur laquelle font butee les noeuds elas-
tic. 12 Systeme pour articulation de mouvements, applicable a des
unions articulables.
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