Brevet FR2479761A1 — publié le 19811009

La présente invention se rapporte a un perfectionnement apporte aux suspensions pendulaires, du type à ressort à lames et anneaux de suspension, permettant en particulier d'attenuer le mouvement de lacet constate sur les vehicules ferroviaires à essieux munis de ce type de suspension. L'instabilité constatée sur les véhicules ferroviaires à essieux est caractérisée par un mouvement oscillatoire auto-entretenu de chaque essieu, appelé mouvement de lacet, qui peut être décompose suivant deux mouvements combines : un mouvement transversal par rapport à l'axe du véhicule, et un mouvement angulaire par rapport a l'axe vertical passant par le centre de gravité de l'essieu. Ce dernier mouvement angulaire peut être assimilé à un mouvement longitudinal des roues, l'une d'elles se déplaçant vers l'avant du vehicule tandis que l'autre se déplace vers l'arrière de celuï-ci. La suspension transmet ces oscillations au châssis, à la caisse du véhicule, et à la masse transportée. Les principaux inconvenients dus au mouvement de lacet sont les suivants - il entraine la transmission d'accélérations periodiques au châssis du vehicule et à la charge qui peuvent être néfastes pour l'un et l'autre, - il produit des chocs répétés entre les roues et les. rails, qui peuvent non seulement entraîner une usure accélérée de la voie et des roues, mais en outre entraîner une déformation de la voie en raison du ripage dans les courbes ; à la limite, un déraillement est même possible. Dans la suspension normalise du type à ressort a lames et anneaux doubles généralement utilisée sur ce type de véhicule, il noa été jusqu'a présent recherché qu'un amortissement transversal en créant entre les anneaux et leurs coussinets une friction tendant à amortir les déplacements transversaux de l'essieu, les déplacements longitudinaux restant libres et non amortis.L'inconvénient de ce genre de dispositif réside dans le fait que, lorsqu'il s'agit d'une suspension neuve, le contact entre coussinet et anneau est linéaire, si bien que, lorsqu'il y a déplacement transversal de l'ensemble de la suspension, lesdits anneaux, compte-tenu du jeu avec les flancs du coussinet, roulent de part et d'autre de l'axe sans friction, celle-ci n'intervenant que lorsque le jeu anneau-coussinet est rattrapé, c'est-à-dire lorsque l'essieu a déjà fait un deplacement transversal assez important, de sorte que le mouvement de lacet est déjà amorcé. Cet inconvénient tend à disparaître après une certaine durée de vie, lorsque l'usure de l'anneau et du coussinet a augmente leur surface de contact mutuelle. Par ailleurs, avec les dispositifs utilisés actuellement, il ne se crée aux points d'accrochage de la suspension aucun amortissement longitudinal du fait qu'il s'y produit, en cas d'oscillations longitudinales, un simple roulement sans friction des axes d'accrochage dans leurs logements respectifs. La suspension pendulaire de l'invention permet un meilleur amortissement du mouvement de lacet que les dispositifs connus jusqu'alors. Elle est caractérisée en ce que tout ou partie des points d'accrochage de la suspension et/ou des points de liaison entre les anneaux de suspension et leurs pièces de liaison ont un contact axe-logement réalise par remplacement des sections cylindriques des organes mâle et femelle par des sections entrant en contact à partir de deux génératrices écartées l'une de l'autre de manière à définir un angle ck par rapport au centre de l'axe tel que sin bic/2 ait une valeur supérieure à celle du coefficient de frottement dudit contact axe-logement. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple préférentiel de réalisation, en référence aux dessins annexes dans lesquels - la figure i est un croquis explicatif du moyen général de l'invention, - la figure 2 est une vue d'ensemble schématique de la suspension pendulaire de l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe selon la direction CC de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe selon la direction AA de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe selon la direction BB de la figure 4. On a représenté sur le croquis de la figure 1 un anneau 1 dans son logement 2 tel qu'un coussinet. L'anneau 1 est supposé vertical et soumis à une force de traction P vers le bas. Lorqu'une force transversale F créant un couple (F x 00') tend à faire osciller l'anneau 1 dans son logement 2, on voit que le couple de basculement qui s'y oppose est egal à (P x OA) où OA est la projection horizontale de OA' et A' un des deux points d'appui (A', A") de l'anneau 1 sur les bords d'un dégagement 3 usiné dans le logement 2. En désignant par l'angle (A'O A"), le couple de basculement est egal à P.R. sine4/2 , R étant le rayon de l'axe 1 Par ailleurs, le couple de friction entre l'anneau 1 et son logement 2 est égal à : P.R. f , f étant le coefficient de frottement, de sorte que la condition pour que le couple résistant au basculement soit supérieur au couple de friction s'écrit sin i/2 > f Il faut donc dans l'exemple représenté que le dégagement 3 ait une largeur suffisante pour que ses génératrices de contact A' et A" soient écartées l'une de l'autre selon un angle p rapport au centre O de l'axe 1 tel que sin Il va de soi que les génératrices de contact A' et A" peuvent être créées aussi bien par un dégagement tel que 3 pratiqué dans le logement 2 que par un usinage, tel que la creation d'un méplat realisé sur l'axe 1 lui-même de manière à créer deux arrêtes de contact A' et A". La suspension qui va maintenant être décrite en référence aux figures 2 à 5 comporte ces deux modes de réalisation, ce qui permettra de mieux les comprendre. On reconnait sur la figure 2 une suspension tout à fait classique pour véhicule ferroviaire comportant un ressort à lames 4 reposant sur la boite d'essieu 5 et relié à chacune de ses deux extrémités à une main de suspension 6, faisant partie du châssis 7 du véhicule, par l'intermédiaire d'un ensemble de deux couples (8, 9) d'anneaux de suspension, eux-mêmes reliés entre eux par une pièce de liaison intermédiaire 10, et reliés d'une part à l'axe d'accrochage 11 du ressort 4 par un premier coussinet 12, et d'autre part à 1'axe d'accrochage 13 sur la main de suspens ion 6 par un se'cond coussinet 14. Conformément à l'invention, et tel qu'on peut le voir sur les vues agrandies des figures 3 à 5, les couples d'anneaux 8 et 9 n'ont pas comme habituellement une section circulaire, mais on a usiné sur leur partie intérieure un méplat 15, de sorte que le contact des anneaux avec leurs logements dans leurs pièces d'appui (12, 10, 14) se fait, comme dans le cas du schéma de principe de la figure 1, à partir de deux génératrices (A' A") écartées l'une de 1'autre d'une distance définissant un angle (A'OA") avec l'axe O de l'anneau égal à 90 degrés ou voisin de 90 degrés. Cette valeur de 900 pour l'angle (A'OA") est avantageuse d'une part parce que la condition d'amortissement s'écrit pratiquement f ~ 0,7 ce qui est dans la pratique toujours réalisé, et d'autre part parce qu'elle conduit à une réalisation plus aisée de l'usinage. Conformément à 1'invention également, on a pratiqué sur les pièces 12 et 14, dans les logements des axes il et 13 un dégagement 16 (figure 4) permettant également de définir un angle Cz voisin de 90 degrés. Dans ce cas, le dégagement, tel que 16, est préférable au méplat, tel que 15, car il n'entraine pas de problème de positionnement des axes 11 et 13. En variante, le dégagement peut être usiné en forme de dièdre d'angle au sommet égal à 900, ou meme à 600, ce qui a pour effet de faire porter l'axe ou l'anneau sur un plan et non sur une crête. Il va de soi que 1'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisa- tion qui vient d'être décrit. Au lieu d'usiner un méplat, on pourrait par exemple aussi bien usiner un dégagement circulaire concave, on pourrait aussi tout simplement utiliser des anneaux et/ou des axes de section carrée ou octogonale. L'invention trouve son utilisation principale dans le domaine du transport ferroviaire. REVENDICATIONS 1.- Suspension pendulaire du type à ressort et anneaux de suspension, caractérisée en ce que tout ou partie des points (13, 11) dtac- crochage de la suspension et/ou des points de liaison entre les anneaux de suspens ion (8, 9) et leurs pièces de liaison (12, 10, 14) ont un contact axe-logement réalisé par remplacement des sections cylindriques des organes mâle et femelle par des sections entrant en contact à partir de deux génératrices (At A") écartées l'uné de l'autre de manière à définir un angle (ç1 ) par rapport au centre (o) de l'axe tel que sin oR /2 ait une valeur supérieure à celle du coefficient de frottement (f) dudit contact axe-logement. 2.- Suspension pendulaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle Ce a une valeur égale à 90 degrés ou voisine de 90 degrés. 3.- Suspension pendulaire selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce quelle est réalisée par usinage (15) faisant apparaitre deux arêtes sur ledit axe. 4.- Suspension pendulaire selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est réalisée par usinage dtun dégagement (3, 16) dans ledit logement. 5.- Suspension pendulaire selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est réalisée par utilisation d'axe(s) de section carrée ou octogonale.