Brevet FR2398651A1 — publié le 19790223

L'invention a pour objet un perfectignnement aux wagons articulés, en particulier aux wagons destines au transport-des automobiles, permettant d'assu- rer le maintinn en courbe des tels wagons. Un wagon articulé se compose d'au moins deux demi-châssis consécutifs dont les extrémités adjacentes sont reliées entre elles par une articulation mon fixes tee sur deux- organes d1accrochage/chacun sur un demi-châssis.D'autre parti les deux extrémités adjacentes reposent sur un faux chassis commun appelé ',truck" par l'intermédiaire d'appuis glissants, ce faux châssis pouvant reposer lui-même soit sur deux essieux et il s'agit alors d'un bogie, soit sur un seul essieu qui est maintenu le long delta bissectrice de l'angle forme par les axes longitudinaux des deux châssis, au moyen de systèmes variés qui ne font pas l'objet du présent texte. L'articulation à rotule des deux extrémités adjacentes des châssis permet les oscillations éventuelles des châssis autour de leur axe longitudinal, et leur rotation lors des passages en courbe par rapport à l'axe longitudinal du faux châssis, ce dernier étant, comme on 1 l'a vu, assujetti à rester tangent à la courbe. L'articulation à rotule transmet également d'un châssis à l'autre les efforts de traction, de refoulement et-de freinage. Entre wagons consécutifs,dans une rame,ces mêmes efforts sont transmis d'un wagon à l'autre par les organes d'attelage et de tamponnement. Lorsque-le train freine, le freinage ntest pas égalemant réparti sur chaque wagon, et la locomotive freine généralement plus rapidement que ceux-ci, de sorte que chaque wagon exerce une poussée sur celui qui le précède. Lorsque-Le freinage est effectue en ligne droite, les poussées sont exercées suivant l'axe longitudinal des wagons, et entre les châssis d'un wagon articulé.La poussée du châssis et la réaction de l'autre s'équilibrent en intensité et en direction sur la rotule de liaison. Il n'apparat alors aucune poussée transversale. En revanche, lorsque le freinage est effectué en courbe, les poussées et réactions réciproques des deux parties du wagon s'appliquent a la rotule en faisant un angle au moins égal à l'angle formé par les deux axes longitudinaux des deux demi-wagons dans la courbe. I1 apparait alors une résultante radiales dirige vers ltextérieur de la courbe et qui tend à faire fermer l'angle formé en courbe par les deux axes longitudinaux des deux châssis du wagon. Cet effort radial doit être absorbé par le rail extérieur de la voie.Le phénomène est encore aggravé par le fait que, à chaque extrémité wagon, le tampon intérieur redoit du wagon voisin un effort plus important que le tampon extérieur. La poussée ré sultante exercée d'un wagon sur l'autre est donc décale vers l'intérieur dede la courbe , ce qui augmente la tendance à la fermeture relative des deux demi-wagons, et augmente effort radial sur la voie. Cet effort risque, dans certaines conditions, d'entrainer le ripage de la voie. On voit que, pour diminuer la poussée radiale sur la voie, on peut agir notamment sur la géomètrie du wagon, sur l'angle que font les wagons entre eux, enfin sur le décalage dû aux différences de compression entre les tampons intérieur et extérieur. La Société deposante étudie depuis longtemps ce problème et a fait breveter plusieurs types de solution. C'est ainsi que, dans le brevet français 2.278.550, on a proposé de relier entre elles les extrémités adjacentes des chassies, sur au moins un côté du faux châssis,~de capter le déplacement radial en courbe d'au moins une extrémité du châssis par rapport au faux châssis et de transformer le déplacement radial capté en un effort de limitation des variations de distance entre les points d'appui. L'invention a pour objet-un nouveau dispositif permettant d'obtenir un tel résultat au moyen de dispositions particulièrement simples. Le principe de l'invention consiste, au lieu de détecter un déplacement radial des demi-châssis par rapport au truck porteur, à permettre le rapprochement des deux extrémités adjacentes attelées en donnant à l'articulation une possibiLité de jeu, et à utiliser ce rapprochement pour-commander un organe de blocage par friction de I'articulation. Conformément à l'invention, chaque demi-châssis est muni d'au moins une surface de friction parallèle à une surface conjuguée ménagée sur l'autre demi- châssis, et l'articulation est pourvue d'une possibilité de jeu permettant un léger rapprochement des deux demi- châssis lorsque le wagon subit un effort de poussée, ledit rapprochement commandant le serrage, l'une contre l'autre, des surfaces de friction pour la création d'un couple résistant à la fermeture de l'angle formé par les axes des demi-châssis. Dans un mode de réalisation préférentiel, les surfaces de friction sont ménagées sur les faces en regard d'une pluralité de plaques accolées disposées en deux groupes imbriqués, alternativement solidaires en rotation de l'un ou l'autre organe d'accrochage et formant un paquet sur les faces extrèmes duquel prennent appui les deux organes d'accrochage lorsque le wagon subit une poussée com mandant le serrage des plaques, et ce par l'intermédiaire de de deux barreaux munis de faces d'appui cylindrique, l'une d'axe horizontal, l'autre d'axe vertical, s'appuyant sur des logements de formes conjuguées ménagés chacun sur un organe d'accrochage. Dans le cas où les organes d'accrochage sont constitués d'un tenon tournant autour de l'articulation entre les deux branches d'une chape, les plaques de l'un des groupes ont une hauteur inférieure à l'écartement des deux branches de la chape et s'appuient par leurs extrémités latérales sur deux bras ménagés à l'extrémité du tenon et écartés latéralement de part et d'autre de l'axe longitudinal du tenon et, les plaques de l'autre groupe ayant une largeur inférieure à l'écartement des bras du tenon et une hauteur supérieure à l'écartement des branches de la chape, leurs extrémités supérieure et inférieure pénètrent dans deux logements allongés ménagés respectivement sur les deux branches de la chape et s'appuient par leurs côtés latéraux sur les deux faces latérales desditslogements, de part et d'autre de l'axe longitudinal de la chape. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le wagon est muni d'au moins une barre de liaison dont une extrémité est articulée sur un -demi-chassis en un point décalé latéralement par rapport à l'articulation centrale ét l'autre extrémité passe entre deux mhoires montées sur l'extrémité adjacente de l'autre demi-chassis, ce dernier portant un organe hydraulique de serrage desdites mâchoires sur des surfaces de friction ménagées sur ltextrémité de la barre de liaison et reliées à un vérin de commande et, les organes d'accrochage étant constitués d'une chape et diun tenon, l'extrémité du tenon peut s'appuyer, en cas de rapprochement des demi-châssis sous l'action d'un effort de poussée, sur le vérin de commande de l'organe hydraulique de serrage des mâchoires,-celui-ci étant placé dans le fond de la chape. L'invention va maintenant être décrite en se référant à plusieurs modes de réalisation donnés a titre d'exemples et représentés sur les dessins annexés. La figure 1 est une vue- schématique de la partie centrale d'un wagon articulé. La figure 2 représente une vue en plan et en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 3 représente une vue en plan et une coupe longitudinale d'un second mode de réalisation de l'invention. La figure 4 représente- une vue en plan et en coupe longitudinale d'un troisième mode de réalisation de l'invention. mode mode La figure 5 représente une vue en plan d'un quatrième/de réalisation de 1 t invention. La figure 6 est une vue en coupe longitudinffe de l'articulation dans le mode de réalisation de la figure 5. Sur la figure 1 on a représenté la partie articulée d'un wagon comprenant deux demi-châssis 1 et 2 reposant, généralement par des appuis glissants ou déformables, sur un faux châssis 3 qui porte un essieu unique ou deux essieux. Les extrémités adjacentes des demi-châssis 1 et 2 sont reliées entre elles par une - articulation 4 montée sur deux organes d'accrochage 5 et 6 solidaires respectivement des demi-châssis i et 2. On sait que, lorsque le wagon subit une poussée, l'angle formé par les axes 10 et 20 des demi-châssis a tendance -à se refermer, le faux châssis 3 étant déporté vers l'extérieur. Il en résulte parfois un risque de déraillement et en tout cas, à la longue, de ripage de la voie. Le principe de l'invention consiste à autoriser le rapprochement des deux demi-châssis en cas de poussée sur le wagon et à utiliser ce rapprochement pour serrer l'une contre l'autre au moins deux surfaces de friction formant une mâchoire et solidaires en rotation respectivement de l'un ou l'autre demi-châs sis. Dans le mode de réalisation le plus simple, représenté sur la figure 2, les organes d'accrochage 5 et 6 se composent respectivement d'une chape 5 com portant deux branches entre lesquelles peut tourner un tenon 6, l'articulation est du type à rotule et est montée -sur un axe vertical 40 dont les extrémités sont fixées sur les deux branches de la chape 5. De la sorte, les deux demi-châs sis peuvent storienter l'un par rapport à l'autre aussi bien dans le sens verti cal que dans le sens horizontal. Selon l'invention, l'extrémité 60 du tenon 6 est placée, lorsque le véhicule est en traction, à une faible distance d'une surface d'appui 50 ménagée dans le fond de la chape 5. De façon à rester parallèles, les surfaces 50 et 60 ont une forme sphérique centrée sur le centre de l'articulation 4. D'autre part, elles ont subi un traitement de surface approprié pour constituer des surfaces de friction ayant un bon coefficient de frottement sans risque- de grippement. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'articulation est pourvue d'une possibilité de jeu permettant, en cas de poussée sur le wagon, le serrage de la surface 60 sur la surface 50. Cette possibilité de jeu peut être obtenue, dans le cas de la figure 2, parla simple flexion élastique de l'axe 40 de l'articulation sous l'action d'un effort de poussée. Il se développe ainsi un couple de friction égal au produit de l'effort de poussée (diminué de la force absorbée par la flexion de l'axe7 par le rayon de la sphère des contacts. Ce couple de friction qui apparaît lorsqu'une poussée s'exerce sur les wagons s'oppose à la fermeture de l'angle formé par les axes 10 et 20 des demi-châssis. Cependant, le couple obtenu.par les moyens représentés sur la figure 2 peut etre insuffisant pour bloquer efficacement la rotation l'un par rap port,à l'autre, des demi-châssis.C'est pourquoi, dans un autre mode de réalisation, la face d'appui 60 ménagée à l'extrémité du tenon 6 est encadrée par deux faces inclinées 61 formant un dièdre et l'ensemble tourne à l'intérieur d'une rainure 521 de formercreuseJconjuguée-de celle du dièdre, de telle sorte que toutes les faces s'appairent l'une sur Autre en cas de rapprochement des wagons sous l'action d'une poussée. On augmente ainsi l'effort de frottement qui est inversement proportionnel au sinus du demi-angle du dièdre et par conséquent l'efficacité du blocage.Pour permettre la rotation libre sans frottement lorsque le wagon est en traction, l'extrémité 60 du tenon et le fond 50 de la rainure ont une forme cylindrique autour de l'axe de l'articulation. D'autre part, pour permettre le passage dans les creux ou les-bosses, la rainure 51 est ménagée sur une pièce mobile 52 s'appuyant sur le fond de la chape 5 le long d'une surface cylindrique 522 ayant un axe horizontal passant par le centre de l'articulation 4. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la possibilité de jeu de l'ar articulation est donnée par un montage coulissant de l'axe-40 sur la chape 5. A cet effet, les deux extrémités de l'axe 40 sont montées dans deux pièces d'appui 3 montées coulissantes le long-de l'axe 10 chacune à l'intérieur d'un logement 531ménagé sur la branche correspondante de ia chape. Une pièce 56 en matière elastique, par exemple un élastomère ou un ressort métalLiques est interposée, du côté du demi-châssis 1 par rapport à l'axe 40, entre chaque pièce d'appui 53 et le fond correspondant du logement 531 de façon à s'écraser lorsque le wagon subit une poussée pour permettre le rapprochement des deux demi-châssis et l'applicatign des surfaces de friction l'une sur l'autre. Malgré l'augmentation-que lson a obtenue ainsi de l'efficacité des surfaces de friction s'appuyant l'une sur l'autre,le couple obtenu peut encore être insuffisant, d'autant plus que, si l'angle du dièdre est faible, il peut se produire un coincement non réversible. C'-est- pourquoi, dans le mode de réalisation plus perfectionné représenté sur la=figure 4,on interpose une pluralité de surfaces de friction entre les deux mâchoires serrées par le rapprochement des demi châssis. Les surfaces de friction sont ménagées sur les faces en regard d'un certain nombre de plaques accolées disposées en deux groupes imbriqués alternative ment solidaires en rotation de l'un ou l'autre organe d'accrochage et formant un paquet de plaques sur les facesgextrèmes duquel prennent appui deux mâchoires solidaires respectivement des deux organes d'accrochage. Ainsi, sur la figure 4, l'extrémité du tenon 6 et le fond de la chape 5 sont munis de deux mâchoires, respectivement 62 et 54, entre lesquelles est placé un paquet due plaques formé de deux groupes imbriqués 7 et 8. Les plaques 8 ont une hauteur légèrement inférieure à l~'écartement des branches 51dz la chape 5 et sont maintenues latéralement~entre deux bras 63 ménagés à ltextrémité du du tenon et écar- tés de part et d'autre de l'axe longitudinal 20 de celui-ci. De la sorte, le groupe de plaques 8 est solidaire du tenon en rotation autour de l'articulation 4. En revanche, les plaques 7 ont une largeur inférieure à celle des plaques 8 et une hauteur supérieure de telle sorte que leurs extrémités supérieure et inférieure pénètrent dans le logement allongé 571 ménagé sur les deux branches 51 de la chape. Les logements 571 ont une largeur égale à celle des plaques 7 de telle sorte que le groupe de plaques 7 est solidaire de la chape 5 en rotation autour de l'articulation 4. Le nombre des plaques 7 est prévu pour assurer une friction permettant d'obtenir le couple résistant désiré. Les plaques 8 sont prolongées de part et autre des plaques 7, lorsque l'ensemble est en position moyenne d'alignement des axes 10 et 20d'une longueur suffisante pour permettre l'application l'une sur l'autre des deux groupes de plaques pour toutes les positions angulaires autour de l'axe 40. Pour ne pas gêner ltorientation relative de la chape 5 par rapport au tenon 6, la machoire 54 qui présente du côté du tenon une face d'appui plane du paquet de plaques est munie de l'autre côté d'une face appui cylindrique d'axe vertical pouvant tourner à l'intérieur d'un logement creux de forme conju- guée ménagé dans le fond de la chape 5. Celui-ci est d'autre part limité par des faces inclinées 572si bien que le paquet de plaques peut storienter librement pour suivre les mouvements du tenon. Pour permettre l'orientation relative des axes 10 et 20 dans le sens vertical dans les passages en creux ou en bosse, la mâchoire 62 qui comprend une face d'appui plane du côté du paquet de plaques est munie, du côté du tenon, dtune face d'appui cylindrique d'axe horizontal s'appuyant sur un logement creux de forme conjuguée ménagé à l'extrémité du tenon. Les logements~5%, stils- sont ménagés dans toute l'épaisseur des branches 51, sont fermés vers l'extérieur par des couvercles 58 permettant de maintenir l'ensemble des plaques. Ainsi, le dispositif qui vient d'être décrit ne gêne pas l'orienta- tion libre des demi-châssis dans les courbes lorsque le véhicule est en traction et en revanche, lorsqutune poussée s'exerce sur le wagon et permet le rapprochement des demi-châssis en raison du jeu de l'articulation, cette poussée se traduit par un couple de blocage de l'articulation dont l'intensité-peut être déterminée en choisissant un nombre de plaques adéquat. A titre d'exemple, dans le cas de la figure 4, la possibilité de jeu de l'articulation a été donnée par un organe d'appui élastique 66 interposé entre une pièce de support 64 de l'articulation et le fond d'un logement 65 ménagé dans le tenon et à l'intérieur duquel peut coulisser la pièce de support 64. Mais l'invention peut aussi s'adapter à d'autres moyens de blocage de l'angle formé par les demi-châssis. Comme on l'a représenté sur la figure 5, il est possible de relier les extrémités adjacentes des deux demi-châssisl et 2 par des barres de liaison 91écartées latéralement de part et d'autre de l'articulation 4. Chaque barre de liaison est articulée à une extrémité sur l'un des demi-châssis, par exemple 1. A son autre extrémité , la barre de liaison est munie d'un prolongement sur lequel sont ménagées des surfaces de friction, et qui s'engage entre deux mâchoires 92 montées sur un support 93 solidaire de l'autre demi-châssis, par exemple 2. Le support;93 comprend un organe de serrage hydraulique des mâchoires, par exem ple un vérin qui est relié par un circuit hydraulique 94 à un vérin de commande 95. Le tenon 6 qui, selon l'invention, est muni d'une possibilité de jeu, peut s'appuyer, en cas de rapprochement des demi-châssis déterminé par un effort de poussée sur le wagon pour venir écraser le vérin 95 qui s'appuie sur une face de réaction ménagée- sur organe d'accrochage 5. Dans le cas représenté, le vérin 95 est un vérin plat du type de ceux que l'on utilise dans les techniques deprécontrainte, qui est disposé entre le fond de la chape 5- et une pièce d'appui 59 montée coulissante longitudina-lement et sur laquelle peut venir s'appyer le tenon 6.De préférence, comme on l'a déjà décrit, les faces d'appui du tenon 6 et de la pièce 59 ont une forme sphèrique centrée sur le centre de l'articulation 4 de façon à permettre toutes les orientations. Le tenon 6 est mobile par le support coulissant 64 et l'appui élastique 66. Lorsqu'un effort de poussée sur le wagon détermine le rapprochement des faces d'appui du tenon et de la-pièce 59, celles-ci écrasent le vérin plat 95 dont la surface peut être calculée defaçon à obtenir un effort de démultiplication déterminé. Le vérin95, par l'intermédiaire du circuit hydraulique 94, commande par conséquent le serrage des mâchoires sur les surfaces- de frictionména- -gées sur les-prolongements des barres 91 et ceIles-ci s'opposent ainsi à la fermeture de l'angle formé par les axes 10 et 20 des deux demi-châssis. Bien entendu, les divers exemples de réalisation qui viennent d'être de crits X sçnt pas limitatifs et montrent au contraire qu'il est possible d'imagi- ner bien des variantes utilisant des moyens équivalents pour l'application-de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Perfectionnement aux wagons articulés constitués par au moins deux demi-châssis munis sur leurs extrémités adjacentes respectivement de deux organes d'accrochage reliés entre eux par une articulation caractérisé par le fait que chaque demi-châssis est muni d'au moins une surface de friction parallèle à une surface conjuguée ménagée sur L'autre demi-châssis, et que l'articulation est pourvue dtune possibilité de jeu permettant un léger rapprochement des deux demi-châssis lorsque le wagon subit un effort de poussée, ledit rapprochement commandant le serrage l'une contre I'autre des surfaces de friction pour la création d'un couple résistant à la fermeture de l'angle formé par les axes des demi-châssis. 2.- Perfectionnement aux wagons articulés selon la revendicationl, caractérisé par le fait que les deux organes d'accrochage étant constitués d'une chape et d'un tenon, les surfaces de friction sont ménagées sur l'extrémité du tenon et dans le fond de la chape et ont une forme sphérique centrée sur le centre de l'articulation. 3.- Perfectionnement aux wagons articulés selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les deux organes d'accrochage étant constitués d'une chape et d'un tenon, l'extrémité de celui-ci forme une surface de friction comprenant une faced'appui cylindrique ayant un axe vertical passant par le centre de l'articulation encadrée par deux faces inclinées formant un dièdre, l'ensemble tournant à l'intérieur d'une rainure de forme-creuse conjuguée et ménagée sur une pièce mobile placée dans le fond de la chape et déplaçable le long d'une-sur- face d'appui cylindrique ayant un axe horizontal passant par le centre de I'articulation. 4.- Perfectionnement aux wagons articulés selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les surfaces de friction sont ménagées sur les faces en regard d'une pluralité de plaques accolées disposées en deux groupes Imbri- qués-alternativement solidaires en rotation de l'un ou l'autre organe d'accrochage et formant un paquet sur les faces extrèmes duquel prennent appui les deux organes d'accrochage lorsque le wagon subit une poussée commandant le serrage des plaques, par l'intermédiaire de deux barreaux munis de faces d'appui cylindriqueS l'une d'axe horizontal, L'autre d'axe vertical, s'appuyant sur -des logements de forme- conjuguée ménagés chacun- sur un organe d'accrochage, 5.- Perfectionnement aux wagons articulés selon la revendication4, ca ractérisé par le fait que les organes d'accrochage étant constitués d'un tenon tournant autour de l'articulation entre les deux branches d'une chape, les plaques de l'un des groupes ont une hauteur inférieure à l'écartement des deux branches de la chape et s'appuient par Leurs extrémités latérales sur deux bras ménagés à l'extrémité du tenon et écartés latéralement de prt et d'autre de l'axe longitudinal du tenon et que, les plaques de l'autre groupe ayant une largeur inférieure à l'écartement des bras du tenon et une hauteur supérieure à l'écar- tement des branches de la chape, leurs extrémités supérieures et inférieures pénètrent dans deux logements allongés ménagés respectivement sures deux branches de la chape et s'appuient par leurs cotés latéraux sur les deux faces latérales desdits logements, de part et d'autre l'axe longitudinal de la chape. 6.- Perfectionnement aux wagons articulés selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le wagon est muni d'au moins une barre de liaison dont une extrémité est articulée sur un demi-châssis en un point décalé latéralement par rapport à l'articulation centrale et dont l'autre extrémité passe entre deux ma- choires montées sur ltextrémité adjacente de l'autre demi-châssis, ce dernier portant un organe hydraulique de serrage desdites mâchoires sur des surfaces de friction aménagées sur l'extrémité de la barre de liaison et relié à un vérin de commande, et que, les organes d'accrochage étant constitués d'une chape et dtun tenon, l'extrémité du tenon peut -s1appuyer en cas de rapprochement des demi-châssis sous l'action d'un effort de poussée sur le vérin de commande de l'organe hydraulique de serrage des mâchoires, celui-ci étant placé dans le fond de la chape. 7.- Perfectionnement? aux wagons articulés selon la revendication 6, caractérisé par lofait que le tenon et plan pièce d'appui sont munis de faces d'appui conjuguées de forme-sphèrique centrée sur le centre de l'articulation et que le vérin de commande est un vérin plat disposé entre la pièce d'appui et une face de réaction ménagée dans =le- fond de la chape. 8.- Perfectionnement aux-wagons articulés selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la possibilité de jeu de l'articulation est donnée par la flexion élastique de l'axe de l'articulation. 9.- Perfectionnement aux wagons articulés selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé par le~fait que l'articulation stappuie, dans le sens dé transmission des efforts de poussée, sur au moins l'un des organes d'accrochage par l'intermédiaire d'un support élastique susceptiblede s'écraser sous l'action d'une poussée pour donner la possibilité de jeu permettant le serrage des surfaces de friction.