Brevet FR2013043A1 — publié le 19700327

La présente invention concerne un dispositif de traction et de poussée pour véhicules ferroviaires comportant un ensemble de ressorts constitués par du caoutchouc ou par une matière analogue, subdivisé dans le sens de sa longueur en deux ressorts élémentai- res agissant indépendamment l'un de l'autre, ce système de ressorts comportant le ressort proprement dit et trois plaques travaillant à la traction et à la poussée, et un bras d'accouplement prenant appui sur les deux ressorts élémentaires afin de transmettre les forces de poussée, la plaque de poussée postérieure prenant appui en un point fixe tandis que les forces de traction ne sont transmises par un dispositif transmettant les forces que sur le ressort élémentaire postérieur, et la plaque de poussée médiane prenant appui sur un point fixe dans le sens dans lequel s'exercent les forces de traction. Le but de l'invention est de simplifier la construction de ce dispositif et par conséquent de l'améliorer au point de vue de son montage. Suivant l'invention, il est prévu de munir la plaque de poussée antérieure ou postérieure d'un axe de guidage central s'étendant jusqu'à la plaque de poussée postérieure ou antérieure afin de guider les ressorts élémentaires disposés entre les plaques de poussée, et sur lequel axe est guidée la plaque de poussée postérieure ou la plaque de poussée antérieure. Grâce à cet agencement, on obtient une construction très simplifiée car l'axe de guidage assure la liaison des plaques de poussée entre elles. Suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, il est prévu d'utiliser comme dispositif de transmission des forces un étrier de guidage d'une seule pièce guidé de manière à ne pouvoir se déplacer angulairement, à l'extrémité antérieure duquel est articulé le bras d'accouplement, le dispositif d'articulation s'appliquant rigidement dans le sens de la traction contre l'é- trier de guidage et dans le sens de la poussée, contre la plaque de poussée antérieure sous l'effet d'une certaine contrainte pré- alable. A son extrémité postérieure est prévue une butée s'y appliquant dans le sens de la traction pour la plaque de poussée postérieure et dans cette butée sont guidées au moins les plaques de poussée antérieure et postérieure.L'engagement de l'étrier de guidage formant boîtier sert également à simplifier la construction et à augmenter la sécurité et permet en outre de réaliser le dispositif de suspension à ressort de façon rationnelle. Ce dispositif de suspension doit absorber les charges résultant de la traction et de la poussée et subit par conséquent des contraintes considérables. Une condition importante pour la réalisation de l'étrier de guidage, notamment destiné à être monté dans le véhicule, réside dans le fait qu'il est prévu à cet effet des ressorts résistant à l'usure, fonctionnant sans incident, et faciles à monter ainsi qu'à démonter. Rationnellement, les ressorts élémentaires eux-mêmes sont constitués par plusieurs blocs de caoutchouc plats, dont la forme correspond de préférence à celle de la tôle et fixés sur une lamelle circulaire rectangulaire ou analogue, la lamelle présentant des bords rabattus et étant munie d'un evidement correspondant à l'étrier de guidage. Le relèvement des bords sert à renforcer la lamelle, et par conséquent le ressort, à améliorer le guidage du ressort sur l'étrier de guidage et à en réduire par conséquent l'usure. La labelle elle-même est constituée de façon usuelle par une tôle devant être d'une résistance suffisante et capable d'évacuer la chaleur. La forme du ressort est de la plus grande importance aussi bien pour la courbe caractéristique du ressort que pour la résistance à l'usure du bloc de caoutchouc. I1 est déjà connu de relier de tels blocs de caoutchouc à une lamelle plate dans sa partie thtourant 1'évidement et dans sa partie extérieure, la partie intermédiaire ayant la forme d'une cuvette de section tronconique, dont l'angle du cône est de préférence inférieur à 450, ce bloc de caoutchouc, en regardant parallèlement au sens dans lequel s'exerce la charge, présentant une épaisseur de couche uniforme à ces trois endroits afin que plusieurs ressorts montés les uns derriere les autres puissent s'appliquer parfaitement les uns sur les autres. I1 est alors prévu de chanfreiner le bord intérieur du bloc de caoutchouc afin que ce bord soit incliné de 15 à 450, et de préférence de 300 par rapport à sa surface libre. Ainsi conformé, le bloc de caoutchouc est capable de dévier vers la lamelle les contraintes de pression et de bien répartir le volume comprimé. Pour parvenir à ce résultat, le bloc de caoutchouc peut être muni dans sa partie inférieure plane d'alésages s'étendant parallèlement à l'axe de guidage, le nombre de ces alésages repartis sur sa périphérie étant de préférence huit. Suivant un autre mode de réalisation, particulièrement rationnel de l'objet de l'invention, l'ensemble de la lamelle est tronconique à la manière d'un ressort de type "Belleville", l'angle du cône étant compris entre 90 et 1600, de préférence de 1500, et le bloc de caoutchouc étant muni d'une couche d'épaisseur constante. Les caractéristiques élastiques sont ici particulièrement favorables car, du fait que les surfaces élastiques s'étendent de façon constante, il est possible d'obtenir un fluage presque sans rétention du volume du bloc de caoutchouc comprimé lors de son entrée en action, ce qui réduit l'écrasement du caoutchouc dont la longévité est de ce fait beaucoup plus grande. En modifiant l'angle d'inclinaison du bord intérieur et du bord extérieur du bloc de caoutchouc, il est possible d'adapter ces conditions de façon optimum à toutes les exigences. I1 est particulièrement avantageux que le bloc de caoutchouc soit conformé de telle sorte que le bord extérieur soit parallèle à l'axe de guidage ou présente une inclinaison par rapport à la surface libre de 300, le bord intérieur présentant une inclinaison de 15 à 750 par rapport à cette surface. Suivant un autre mode de réalisation du dispositif de suspension suivant l'invention, il est prévu que la plaque de pression antérieure du ressort vienne s'appliquer sur le dispositif d'articulation par l'intermédiaire de ressorts de caoutchouc. Ainsi, les chocs éventuels sont transmis élastiquement à cette plaque a de poussée. I1 est généralement prévu d'utiliser comme dispositif d'articulation un axe vertical portant le bras d'accouplement dans sa partie médiane. Lorsqu'on utilise ce montage, il est prévu suivant une autre particularité de l'objet de l'invention, que l'axe s'applique sur le dispositif de transmission des forces seulement à ses extrémités supérieure et inférieure par sa surface d'enveloppe orientée vers l'avant, et sur chacune des cuvettes à ressort par sa surface d'enveloppe orientée vers l'arrière, une autre cuvette à ressort en liaison~fonctionnelle avec la première par l'intermédiaire du ressort de caoutchouc s'appliquant sur la plaque de poussée antérieure, éventuellement avec interposition d'un élément intermédiaire. En outre, ifl est avantageux de monter les cuvettes à ressort de telle sorte qu'elles puissent se déplacer dans le sens longitudinal, les cuvettes postérieures étant munies de rainures de guidage et les cuvettes antérieures s'appliquant sur l'axe sans pouvoir se déplacer angulairement et pouvant être montées et démontées l'une par le haut et l'autre par le bas. On obtient ainsi un montage très simple malgré la compression préalable obtenue. Les cuvettes à ressort sont rationnellement constituées par deux cylindres aplatis sur deux de leurs surfaces parallèles l'épaisseur des cuvettes à ressort (entre ces deux surfaces parallèles) étant inférieure aux 7/10 du diamètre du cylindre. Le montage de la cuvette à ressort est effectué de telle sorte qu'elle soit déplacée angulairement de 900 environ par rapport à sa position définitive puis, amenée dans sa position définitive. La réalisation du dispositif de transmission des forces et des cuvettes à ressort est rendue plus facile lorsque celles-ci sont munies d'un guidage cylindrique commun dans le dispositif de transmission des forces et lorsque la cuvette à ressort postérieure n'est pas plus longue que la moitié de la longueur totale du dispositif de guidage des cuvettes à ressort. On mentionnera que les mesures destinées à assurer l'elasti- cité du dispositif d'articulation en cas de choc n'est pas limitée à un dispositif de traction et de poussée ne comportant qu'un seul axe de guidage et qu'un seul étrier de guidage, mais peuvent également s'étendre aux dispositifs de traction et de poussée décrits par exemple dans les modèles d'utilité allemands 1.978.242 et 1.979.144, convenant bien particulièrement pour les automotrices pour des raisons d'encombrement. Les dessins schématiques annexés montrent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'ob- jet de l'invention. La fig. 1 est une vue en coupe verticale du dispositif de traction et de poussée, objet de l'invention. La fig. 2 en est une vue de dessus. Les fig. 3, 4 et 5 sont des vues en coupe prises respectivement par les lignes III-III, IV-IV et V-V en fig. 1. La fig. 6 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble de ressorts que montre la fig. 5. La fig. 7 est une vue de devant d'un ensemble élastique carré. La fig. 8 est une vùe transversale d'un autre mode de réalisation du ressort. Sur les fig. 1 et 2, on a désigné par la référence 1 l'e- trier de guidage constitué essrntellement par deux supports 2 et 3 horizontaux et plats, reliés l'un à l'autre à leur extrémité antérieure par des raccords 4 et à leur extrémité postérieure par des raccords 5. A l'extrémité antérieure de l'étrier de guidage 1 sont prévus deux trous 6 de forme oblongue sur la surface antérieure desquels vient s'appliquer un axe 7 dès que le bras d'accouplement 8 monté dans l'axe 7 travaille à la traction (flèche 9). En poussée, (flèche 10) les forces sont transmises de l'axe 7 à une cuvette à ressort 11 puis, par l'intermédiaire d'un ressort de caoutchouc 12 à plusieurs épaisseurs et d'une seconde cuvette à ressort 13, à une pièce inter médiaire 14.Sur cette pièce s'applique la plaque antérieure de trois plaques de poussée 15,17 et 18 entre lesquelles sont disposés le ressort antérieur 19 et le ressort postérieur 20, aonstitués par des ressorts élémentaires 21 qui seront décrits ci-après. Les plaques de poussée 15, 17 et 18 et l'élément intermédiaire 14 sont guidés par des plages de guidage supérieure et inférieure prévues sur les supports 2 et 3 de l'étrier de guidage 1, la pièce intermédiaire 14 et les plaques de pous-~ sée 15 et 17 s'étendant dans le sens vertical et dans le sens horizontal et la plaque de poussée 18 détendant seulement dans le sens vertical (Voir fig. 3 à 5). En outre, la pièce intermédiaire 14 et la plaque de poussée antérieure 15 s'appliquent l'une sur l'autre et, dans le sens de la traction 9, sur une butée fixe 22 (fig. 2). De même, la cuvette de poussée à ressort médiane prend appui sur la butée 22 par son prolongement 23. La plaque de poussée antérieure présente en outre un axe de guidage 16 s'étendant à travers un alésage 24 ménagé dans la plaque de poussée médiane 17 jusqu'à un alésage 25 ménagé dans la plaque de poussée postérieure 18 qui est ainsi guidée dans le sens horizontal. La plaque de poussée postérieure 18 prend en outre appui sur un etrier de guidage 1 de façon à être entraînée par l'étrier de guidage en cas de traction (butée la), et le point d'appui fixe (butée 22a) agissant en cas de poussée. L'étrier de guidage I est lui-même guidé dans le boîtier fixe 26 de manière à pouvoir se déplacer dans le sens longitudinal mais sans possibilité de se déplacer angulairement, - l'avant au moyen des plaques de guidage 27 et à l'arrière par des méplats 28 (voir fig. 2). Une butée 22b limite la course de l'étrier de guidage en cas d'effort de traction. Entre les plaques de poussée 15, 17 et 18 sont montés des ressorts 21 de façon à pouvoir se déplacer dans le sens longitudinal sur l'axe de guidage 16 (voir fig. 1 et 5). On a repré senté en détail sur la fig. 6 la façon dont est constitué un tel bloc élastique. Ce bloc élastique est constitué par une lamelle de tôle 29 tronconique constituée à la manière d'un ressort Belleville dont l'angle du cône est de 1500, et dont la surface intérieure 30 est relevée et garnie sur l'une de ses faces d'un bloc de caoutchouc 31 d'épaisseur constante. Le bord extérieur 32 du bloc de caoutchouc 31 est parallèle à l'axe. Mais, comme indiqué en traits mixtes en 32a, il peut également faire un angle allant jusqu'à 300 par rapport à l'horizontale, étant in cliné vers la surface supérieure du bloc de cautchouc.L'angle dans sa partie intérieure 33 peut être compris entre 150 et 750, dans le cas présent il est de 600. On a représenté sur la fig. 7 un ensemble élastique 34 de forme rectangùlairedont les coins 35 sont arrondis. Le bloc de caoutchouc 36 et le rebord 37 correspondent aux modes de réalisation que montrent les fig. 5 et 6. Cet ensemble élastique peut être monté de façon à ne pouvoir se deplacer angulairement, sauf que cela ne présente aucune difficulté, ce qui est particu lièrement important dans beaucoup de cas d'utilisation. On a représenté sur la fig. 8 une autre variante de l'ensem- ble élastique. L'ensemble élastique 38 représenté ici comporte une lamelle plane 39 dans ses parties intérieure et extérieure 40 et 41 et conique dans sa partie médiane 42. Dans la zone intérieure 40, la tôle,presente un rebord relevé 43. Le bloc de caoutchouc 44 est également ici d'épaisseur constante (en regardant parallèlement à son axe) le bord extérieur 45 étant parallèle à l'axe. Le bord intérieur 46 va en diminuant selon un angle de 300 par rapport à la surface supérieure du bloc de caoutchouc 44. En outre, celui-ci présente des orifices 47, par exemple huit, destinés à mieux répartir le caoutchouc en cas de contraintes de poussée. Dans le cas des ensembles élastiques que montrent les fig. 6 à 8, l'épaissseur de la lamelle 29 ou 39 et l'épaisseur du bloc de caoutchouc 31 sont rationnellement dans le rapport 1:5. Dans le cas des ensembles élastiques représentés sur la fig. 8, il est en outre recommandé de déplacer la zone intérieure 40 par rapport à la zone extérieure 41 de deux à trois fois la valeur de l'épaisseur du bloc de caoutchouc 44. On a représenté en outre, sur les fig. 1 à 4, d'autres détails du montage assurant la suspension de l'axe 7 en cas de contraintes de poussée. Les cuvettes à ressort 11 et 13, dont seules les deux supérieures sont visibles sur la fig. 1, sont aplaties (méplats 52) et sont guidées dans un guide cylindrique 49. La cuvette à ressort postérieure 13 est guidée sur toute sa longueur dans une rainure de manière à ne pouvoir se déplacer angulairement, la cuvette à ressort elle-même présentant la rainure 50 et le support 2 ou 3 présentant le ressort 51 (voir fig. 4). En outre cette cuvette présente une longueur telle qu'elle puisse être extraite (l'extraction hors de la rainure s'effectuant vers l'avant),un déplacement angulaire de 900 étant juste suffisant à cet effet. Etant donné ce mode de montage et de démontage, l'épaisseur de la cuvette à ressort 13 ne doit pas dépasser une valeur déterminée qui est fonction du diamètre du cylindre de guidage (c'est-à-dire par exemple les 7/10 de ce diamètre). I1 en est de même de la cuvette à ressort antérieure 11 pour laquelle il n'est évidemment pas nécessaire de prévoir de rainures de guidage étant donné qu'elle s'applique sur l'axe 7 sans pouvoir se déplacer angulairement. Au reste, le ressort 12 a une section circulaire et est monté dans des évidements correspondants ménagés dans les cuvettes à ressort. Entre les diverses couches de ressorts sont disposées des lamelles 53. Les détails de réalisation peuvent être modifiés sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de traction et de poussée pour véhicules ferroviaires constitué par un ensemble élastique d'amortissement travaillant à la traction et à la poussée, subdivisé dans sa longueur en deux éléments élastiques ou ressorts élémentaires agissant indépendamment l'un de l'autre, constitués par du caoutchouc ou par une matière analogue, présentant le ressort proprement dit ainsi que trois plaques travaillant à la traction et à la poussée, et un bras d'accouplement prenant appui sur les deux éléments élastiques par l'intermédiaire d'un ensemble articulé en vue de transmettre les poussées, la plaque de poussée postérieure prenant appui sur un point fixe tandis que les forces de traction ne sont transmises par un dispositif transmettant les forces qu'à la partie postérieure du ressort, la plaque de poussée médiane prenant appui sur un point fixe dans le sens dans lequel s'exerce la traction, caractérisé en ce que la plaque de poussée antérieure ou postérieure (15) est munie d'un axe de guidage (16) s'étendant jusqu'à la plaque de poussée postérieure et jusqu'à la plaque de poussée antérieure (18) entre lesquelles il est disposé, afin de guider les blocs élastiques (19,20) montés entre les plaques de poussée (15,17,18), la plaque de poussée médiane ainsi que la plaque de poussée postérieure et la plaque de poussée antérieure (17,18) étant guidées sur cet axE (16). 2. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 1, caractérisé par la présence d'un étrier de guidage (1) formant dispositif de transmission des forces, formé d'un seul élément guidé dans le sens longitudinal mais ne pouvant se déplacer angulairement, à l'extrémité antérieure duquel est articulé le bras d'accouplement (8), le dispositif d'articulation (axe 7) s'appliquant rigidement sur l'étrier de guidage et, dans le sens de la poussée, s'appliquant élastiquement avec précontrainte contre la plaque de poussée antérieure (15), et à l'ex- trémité postérieure duquel vient s'appliquer, dans le sens de la traction, une butée (la) prévue pour la plaque de poussée postérieure (18) et dans lequel sont guidées au moins la plaque de poussée antérieure (15) et la plaque de poussée postérieure (18). 3. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les ressorts élémentaires (19,20) sont constitués par plusieurs blocs de caoutchouc (31,44) fixés chacun sur une lamelle r2939) circulaire, carrée ou de toute autre forme, correspondant de préférence à la forme de la lamelle, cette lamelle présentant un évidement correspondant à l'axe de guidage (16) et étant relevée sur ses bords (en 30,33). 4. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la lamelle (29) présente une forme conique à la manière d'un ressort Belleville, l'angle au sommet du cône, compris entre 90 et 1600, étant de préférence égal à 1500 et le bloc de caoutchouc (31) présentant une épaisseur constante. 5. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc de caoutchouc (31) présente un bord extérieur (32,32a) parallèle à l'axe de guidage ou présente une surface inclinée jusqa'à 300 et, sur son bord intérieur, (33) une inclinaison de 15 à 850 par rapport à la surface libre du bloc de caoutchouc. 6. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 3, dans lequel la lamelle est plate dans sa partie intérieure entourant l'évidement ainsi que dans sa partie extérieure, la partie aneermediaireJ etant conique à la manière d'un ressort Belleville, l'angle au sommet du cône étant de préférence de 450, et le bloc de caoutchouc présentant, parallèlement au sens dans lequel s'exercent les contraintes, une épaisseur constante sur ses trois zones, caractérisé en ce que le bloc de caoutchouc (44) présente sur son bord intérieur (46) une inclinaison de 15 à450, et de préférence de 300 par rapport à sa surface libre. 7. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le bloc de caoutchouc (44) présente sur sa périphérie, dans sa partie intérieure plane (40) des alésages (47), de préférence au nombre de huit, s'étendant parallèlement à l'axe de guidage. 8. Dispositif de traction et de poussée suivant l'une quelconque des revendications 3 å 7, caractérisé en ce que l'epais- seur de la lamelle (29, 39) est, à l'epaisseur du bloc de caoutchouc (31, 44) dans un rapport de 1 : 5. 9. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la partie intérieure (40) de la lamelle (39) est décalée par rapport à la partie extérieure (41) de la valeur de deuxàtrois fois l'épaisseur du bloc de caoutchouc -(44). 10. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque de poussée antérieure (15) s'applique sur le dispositif d'articulation (axe 7) par l'intermédiaire de ressorts de caoutchouc (12). 11. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 10, dans lequel le dispositif d'articulation est constitue par un axe disposé verticalement et portant dans sa partie médiane le bras d'accouplement, caractérisé en ce que l'axe (7) s'applique sur le dispositif de transmission des forces (étrier de guidage 1) seulement à ses extrémites supérieure et inférieure, par sa surface d'enveloppe orientée vers l'avant, et sur chacune des cuvettes à ressort (11) par sa surface d'enveloppe orientée vers l'arrière, une autre cuvette à ressort (13) en liaison fonctionnelle avec la première cuvette à ressort citée (11) par l'intermediaire du ressort de caoutchouc (12) s'appliquant contre la plaque de poussée antérieure (15), éventuellement avec interposition d'un élément intermédiatre (14). 12. Dispositif de traction et de poussez suivant la revendi etc il; car-ctérié e cs que les duvettes a ressort (11,13) sont montées sur le dispositif de transmission des forces (étrier de guidage 1) de manière à pouvoir se deplacer dans le sens longitudinal, les cuvettes à ressort postérieures (13) présentant des rainures de guidage (50, 51) et les cuvettes à ressort (11) s'appliquant sans possibilité de déplacement angulaire sur l'axe (7) et pouvant être montées et démontées l'une par le haut et l'autre par le bas. 13. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les cuvettes à ressort (11,13) sont constituees par des cylindres aplatis sur deux surfaces pa rallèles (52) ,l'épaisseur des cuvettes à ressort (en considérant l'écartement entre deux surfaces parallèles) étant inférieure aux 7/10 du diamètre du cylindre. 14. Dispositif de traction et de poussée suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les deux cuvettes à ressort (11,13) presentent un guide cylindrique commun (49), la cuvette à ressort postérieure (13).n'étant pas plus longue que la moitié de l'ensemble de la longueur de guidage de la cuvette à ressort. 15. Dispositif de traction et de poussée suivant l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé par un bloc de caoutchouc formé de plusieurs couches et de section circulaire disposé entre les cuvettes à ressort (11,13).