Brevet FR2021465A1 — publié le 19700724

L'invention est relative aux amortisseurs hydrauliques, en particulier, mais non exclusivement, pour les matériels ferroviaires. Un objectif de l'invention est de réaliser un système de supports latéraux amortisseurs sur, les wagons de marchandises afin de contrôler leur tendance au roulis qui peut, dans certaines circonstances, etre suffisamment grave pour provoquer un déraillement, méme à de faibles vitesses. Selon un aspect de a présente invention, un amortisseur hydraulique de véhicule comprend un organe central porteur de charge entouré par un ressort comprenant au moins un élément annulaire en caoutchouc, ce ressort étant fixé à sa périphérie intérieure sur 11 organe central porteur et à sa périphérie extérieure à un boitier présentant une cavité délimitée d'un côté par le ressort, cette cavité contenant un liquide et étant reliée hydrauliquement à un frein d'écoulement. Selon un autre aspect de l'invention, le système d'amortissement hydraulique du véhicule comprend deux amortisseurs tel que ci-dessus communiquant par l'intermédiaire d'un frein d'écoulement, ces deux amortisseurs étant placés un de chaque côté du véhicule entre un élément du corps ou de a caisse du véhicule et un élément support de caisse0 Un mode de réalisation de l'invention est décrit ciaprès à titre d'exemple en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'un système d'amortissement selon l'invention, montrant le positionnement transversal du système lorsqu'il est appliqué à un boggie de véhicule ferroviaire, l'un seulement des amortisseurs étant représenté en coupe - la figure 2 est une vue en bout du système de la figure 1. - la figure 3 est une vue en coupe d'un amortisseur hydraulique à incorporer dans un système selon l'invention, la section étant prise suivant deux plans radiaux perpendiculaires, la moitié gauche étant représenté8 à l'étant chargé et la moitié droite à l'état non chargé. - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe de variantes de construction d'amortisseurs hydrauliques selon l'invention avec dans chaque cas seulement une moitié qui est représentée en position non chargée. Dans le cas présent l'invention est appliquée pour le contrôle du roulis entre des caisses de wagons de marchandises et leurs boggies. Le système d'amortissementdu duroulis représenté sur les figures 1 et 2 comprend deux amortisseurs 1 et 2 placés un de chaque c8té du wagon, chaque amortisseur étant aligné verticalement entre une surface convenable 3, 4 de la caisse ou du corps et la surface supérieure 5 support de caisse du sommier ou de la traverse du boggie 6. Bes bases 7 et 8 des amortisseurs sont fixées rigidement sur la surface supérieure 5 de la traverse du boggie 6 et leurs organes centraux porteurs de charge 9, 10 sont en contact par frottement avec les surfaces 3, 4 de la caisse, au moins une des surfaces de chaque paire 3, 11 et 4, 12 comprenant un matériau de friction convenable. Chaque amortisseur comprend (fig. 3) un organe central porteur tronconique 9, 10 entouré par un ressort 15 en caoutchouc/métal feuilleté et adhérisé. L'organe porteur de chaque amortisseur comprend aussi une plaque rectangulaire d'acier doux 13, 14 soudée à la surface 33, 34 de l'organe qui est adjacente à la surface corre s- pondante , 4 de la caisse. Cette plaque 13, 14 qui peut etre revêtue dtun matériau de friction convenable est en contact par frottement avec la surface portante correspondante 3, 4 de la caisse0 Le ressort 15 est constitué de plusieurs couches annulaires concentriques et tronconiques alternées de caoutchouc 16 et de métal 17 adhérisées les unes aux autres et se terminant par une couche extérieure de caoutchouc-16t. Cette couche extérieure, qui comprend une lèvre d'étanchéité 18 autour de sa petite circonférence de base, est adhérisée à sa périphérie extérieure 19 sur une partie 20 du boitier 21 s'étendant axialement et présentant une surface intérieure tronconique 22. Une plaque de baie 23 fixée en position par des boulons de retenue 24 complète le boitier et forme une cavité étanche 25 entre le ressort et la plaque de base 23 par serrage de la lèvre 18 de la couche extérieure de caoutchouc 16' entre la partie 21 du boitier et la plaque de base 23. Le boitier et l'organe porteur central peuvent être fabriqui par moulage ou à partir de tôle. L'organe central porteur peut aussi Qtre en un seul bloc (fige 3) ou être de construction évidée plus légère (voir 30 et 41 sur les fig. 4 et 5). La lèvre d'étanchéité 18 (fig. 3) peut etre remplacée par une lèvre annulaire équivalente 32 sur la plaque de base (fige 4) cette lèvre provoquant une compression locale de la couche extérieure de caoutchouc 33 pour assurer ainsi l'étanchéité du boitier 340 Dans une variante de construction illustrée sur la figure 5 on utilise un boitier en une seule pièce 35 comprenant une lèvre annulaire 36 du type décrit ci-dessus. Le ressort 37 se termine extérieurement par une couche métallique 38.Cette couche extérieure de métal est légèrement cambrée vers l'intérieur en son milieu et elle est retenue en position dans le boitier par son élasticité propre, les couches extérieures de caoutchouc et de métal étant soumises à une compression axiale par engagement d'une extrémité de la couche métallique avec une butée radiale en forme de lèvre 39 fermée sur la jante du boitier et par engagement de la couche extérieure de caoutchouc 40, à l'autre extrémité, avec la lèvre d'étanchéité 36. Les cavités étanches 25 de chaque amortisseurs 1, 2 sont reliées par une conduite transversale 26 qui comprend un orifice étranglé dissipateur d'énergie 27 ou autre dispositif de freinage d'écoulement. Un trou d'écoulement 28 est prévu dans chaque organe porteur central pour permettre au volume du fluide dans les cavités et la conduite d'être maintenu au niveau requis, Les amortisseurs possèdent aussi une petite élasticité horizontale permettant au boggie de pivoter suivant de petits arcs dans un plan horinzontal sans glissement entre les surfaces de la caisse 3, 4 et les surfaces corrrepondantes 11, 12 des amortisseurs. Le boggie peut alors conserver l'alignement correct sur des voies droites ou presque droites. La charge statique portée par les amortisseurs est limitée par le déplacement statique possible de ces amortisseurs, ce déplacement étant maximum lorsque le pivot central 29 supporte sa part entière de la charge verticale statique de la caisse. La charge statique supportée par les amortisseurs est résistée par une réaction verticale provenant des ressorts en caoutchouc tronconiques 15 et de la pression du fluide dans les cavités 25. Lorsque le wagon est soumis à un mouvement de roulis, un des amortisseurs est soumis à une force de compression excédant la charge statique normale Cela soumet le ressort tronconique à une charge de cisaillement et de compression plus élevée. Le déplacement vertical de l'organe central porteur provoque l'expulsion d'une partie du fluide de la chambre ménagée entre le ressort et la plaque de base. Ce fluide expulsé est refoulé dans la conduite transwersale entre les deux amortisseurs et par conséquent à travers l'orifice qui fonctionne comme dissipateur d'énergie, Au cours des oscillations subséquentes du système amortisseur, l'amplitude du roulis est progressivement diminuée par l'absorption dténergie des amortisseurs et de l'orifice. La force requise pour déplacer verticalement l'organe central porteur augmente progressivement du fait de l'effet de coin de cet organe qui soumet le caoutchouc du ressort à une compression et à un cisaillement progressivement plus élevé, engendrant par conséquent une plus grande résistance au déplacement. Bien que le système d'amortissenent décrit ci-dessus utilise des amortisseurs à organes centraux porteurs et à ressorts tronconiques les amortisseurs peuvent aussi, alternativement, utiliser des organes porteurs et des ressorts cylindriques avec des couches de caoutchouc précomprimées. Les amortisseurs décrits ci-dessus ne sont pas destinés à agir comme suspension principale du véhicule mais principalement comme amortisseurs pour réduire le roulis. Un arrangement de ce type peut aussi titre emploi pour résoudre une variété d'autres problèmes de stabilité des véhicules. REVENDI CÂTIONS 10 - Amortisseur hydraulique comprenant un organe central porteur de charge entouré par un ressort comprenant au moins un élément annulaire en caoutchouc, ce ressort étant fixé à sa périphérie intérieure sur l'organe central porteur et à sa périphérie extérieure sur un boitier présentant une cavité délimité à une extrémité par le ressort, cette cavité contenant un liquide et étant reliée hydrauliquement à un frein d'écoulement. 20 - Amortisseur selon 1 dans lequel le ressort comprend plusieurs couches annulaires tronconiques et concentriques de caoutchouc et de métal. 30 - Amortisseur selon 1 ou 2 dans lequel le ressort se termine extérieurement par une couche de caoutchouc adhérisée à sa périphérie extérieure sur le boitier. 40 - Amortisseur selon 1 dans lequel le boitier comprend une partie s' étendant axialement et une plaque de base séparée fixée à cette partie, 50 - Amortisseur selon 10 dans lequel le boitier comprend une partie s' étendant coaxialement et faisant corps avec la base. 60 - Amortisseur selon 40 dans lequel la couche extérieure de caoutchouc du ressort comprend une lèvre circonférencielle pouvant entre serréeentre la plaque de base et l'autre partie du boitier pour assurer l'étanchéité de la cavité formée entre le ressor t et la plaque de base. 70 - Amortisseur selon 4 ou 5 dans lequel la base comprend une lèvre annulaire contactant localement le caoutchouc du ressort pour assurer l'étanchéité de la cavité. 80 - Amortisseur selon 7 dans lequel le ressort se termine extérieurement par une couche métallique cambrée et maintenue en position dans le boitier par l'élasticité propre de cette couche métallique, les couches extérieures de caoutchouc et de métal étant soumises à une compression axiale par engagement d'une extrémité de la couche métallique avecune butée radiale du boitier et par engagement de l'autre extrémité de la couche extérieure de caoutchouc avec la lèvre d'étanchéité. 90 - Amortisseur selon l'une ou l'autre desrevendications précédentes et dans lequel l'organe porteur est de construction évidée. 100 - Amortisseur selon 1 dans lequel le ressort comprend plusieurs couches alternées annulaires, concentriques et cylindriques de caoutchouc et de métal adhérisées les unes aux autres. 110 - Amortisseur selon 4 ou 5 dans lequel la base est attachde å ltun des éléments et l'organe porteur est en contact de frottement avec l'autre élément. 120 - Amortisseur selon 4 ou 5 dans lequel l'organe porteur est attaché à l'un des éléments et la base est en contact de frottement avec l'autre élément, 130 - Amortisseur selon Il ou 12 dans lequel au moins une des surfaces en contact de frottement comprend un matériau de friction convenable. 140 - Système d'amortissement hydraulique pour véhicule comprenant deux amortisseurs selon l'une ou l'autre des revendications 1 - 13 mis en communication par l'intermédiaire d'un frein d'écoulements les deux amortisseurs étant placés un sur chaque côté du véhicule entre un élément de caisse et un élément support de caisse. 150 - Véhicule ferroviaire comprenant un système hydraulique d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 - 14, dans lequel les amortisseurs sont placés entre des surfaces convenables de la caisse et la surface supérieure d'une traverse o.u sommier de boggie.