Brevet FR2489231A1 — publié le 19820305

La présente invention concerne un tampon de choc, notamment pour véhicule ferroviaire. Les tampons de choc connus comprennent un boisseau cylindrique assujetti au véhicule et un plateau de tamponnement derrière lequel est fixé un plongeur tubulaire engagé à coulisse dans le boisseau. Un dispositif élastique est monté dans le plongeur entre la face postérieure du plateau de tamponnement et un siège aménagé dans le boisseau. Afin d'empêcher la rotation du plateau de tamponnement selon l'axe du tampon, une clavette traverse le boisseau et le plongeur qui, à cet effet, présentent chacun deux lumières diamétralement opposées. Les lumières du plongeur sont allongées selon l'axe du tampon de manière à permettre le débattement du plateau et du plongeur par rapport au véhicule. Ainsi, la clavette et la tranche des lumières du boisseau et du plongeur supportent tous les efforts résultant de l'immobilisation en rotation du plateau, et de la butée en fin de course saillante de ce dernier. L'accroissement actuel de la taille des wagons de chemin de fer entralne une augmentation de ces efforts. En effet, la masse plus importante des wagons conduit à des efforts plus élevés aux fins de course. En outre, plus les wagons sont grands, et plus le point de contact entre deux plateaux de tamponnement de deux wagons consécutifs, dans une rame s'inscrivant en courbe,est éloigné de l'axe de chaque tampon, de sorte que les couples pouvant tendre à faire tourner le plongeur dans le boisseau sont accrus. On constate alors une usure accélérée de la clavette et de la tranche des lumieres qu'elle traverse. Par ailleurs, comme la clavette ne peut matériellement pas traverser le dispositif élastique, le siège ménagé dans le boisseau est situé entre la clavette et le plateau de tamponnement, et est relié à la semelle du boisseau par un sabot traversé par la clavette. De ce fait, le dispositif élastique, qui ne peut ainsi occuper qu'une partie relativement réduite du volume du tampon, n'est que de petite taille si l'encombrement du tampon doit rester limité. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en réalisant un tampon dans lequel l'usure due au guidage et à la butée en fin de course du plongeur soit réduite et dans lequel la taille du dispositif élastique puisse être accrue. L'invention vise ainsi un tampon de choc, notamment pour véhicule ferroviaire, comprenant un boisseau dans lequel est monté à coulisse un plongeur portant un plateau de tamponnement. Un dispositif élastique est interposé entre le plateau de tamponnement et un siège aménagé dans le boisseau. Suivant l'invention, ce tampon est caractérisé en ce que le boisseau et le plongeur ont des sections au moins partiellement complémentaires appropriées pour assurer le guidage en translation et le blocage en rotation du plongeur par rapport au boisseau, et en ce que des moyens de butée sont aménagés entre le boisseau et le plongeur pour limiter l'extension du plongeur hors du boisseau. Ainsi, les efforts de blocage en rotation du plongeur sont répartis sur la surface latérale du boisseau et du plongeur et l'usure qui en résulte est nettement moindre que dans les tampons connus. De plus, les moyens de blocage en rotation du plongeur sont dissociés des moyens de butée en fin de course, ce qui contribue également à réduire l'usure. Par ailleurs, la clavette diamétrale n'est plus nécessaire, de sorte que pour un tampon de même dimension, l'espace réservé au dispositif élastique est plus grand. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les points de contact entre le boisseau et le plongeur assurant le blocage en rotation du plongeur par rapport au boisseau sont éloignés de l'axe du tampon de manière à autoriser un jeu de fabrication entre le boisseau et le plongeur. Ainsi, la fabrication du tampon est rendue plus simple et plus économique. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un tampon conforme à l'invention - la figure 2 est une vue du tampon en coupe selon II-II de la figure 1 - la figure 3 est une vue du tampon en coupe selon III-III de la figure 2 - la figure 4 est une vue du tampon en coupe selon IV-IV de la figure i - la figure 5 est une demi-vue analogue à la figure 3, le plongeur étant en position rétractée dans le boisseau ; et - la figure 6 est une vue analogue à la figure 3, mais concernant une variante de réalisation du tampon. Dans l'exemple représenté aux figures 1 a 5, qui concerne un tampon pour véhicule ferroviaire, le tampon comprend un boisseau 1 destiné à être fixé au châssis du vénicule (non représenté) au moyen d'une semelle 2 qui constitue aussi le fond du boisseau 1. Un plongeur creux 3, fixé derrière un plateau de tamponnement 4, est engagé à coulisse dans le boisseau 1. Un dispositif élastique 6, de forme générale cylindrique, est monté dans le plongeur 3 entre le plateau de tamponnement 4 et un siège 7 aménagé à l'intérieur du boisseau 1, contre la semelle 2. Juste derrière le plateau 4, le plongeur 3 est élargi au moyen d'un épaulement 8 destiné à buter contre le bord terminal 9 du boisseau 1 de manière à limiter la course du plongeur 3 à I'efonceent dans le boisseau 1. Conformément à l'invention, le boisseau 1 et le plongeur 3 ont des sections au moins partiellement complémentaires appropriées pour assurer le guidage en translation et le blocage en rotation du plongeur 3 par rapport boisseau 1. Dans l'exemple représenté, le boisseau 1 et le plongeur 3 ont tous deux une section carrée dont deux angles opposés ont été tronqués en quart de cercle référencés il pour le boisseau 1, et 12 pour le plongeur 3 (voir figure 2). Les quarts de cercle 12, qui ont même axe XX' et sensiblement même rayon que le dispositif élastique 6, assurent le positionnement de celui-ci dans le plongeur 3. Par contre, les quarts de cercle 11 ont un rayon plus petit que la paroi externe des quarts de cercle 12 et leur axe vy! est situé entre l'axe XX' et le milieu du quart de çer- cle 12 correspondant. Ceci définit un dégagement entre les quarts de cercle 11 et 12, ce dégagement prenant une valeur maximale e au milieu de ces quarts de cercle 11 et 12, alors que les angles droits 13 pour le boisseau 1 et 14 pour le plongeur 3 sont ajustés les uns dans les autres. Ce dégagement diminue les frottements au coulissement du plongeur 3 dans le boisseau 1 sans nuire à la qualité de l'immobilisation du plongeur en rotation. Ainsi, ce sont les faces des angles droits 13, 14 qui assurent le blocage en rotation du plongeur 1 dans le boisseau 3 e Corme les faces de ces angles 13, 14 sont éloignées de l'axe XX', le blocage est efficace même s'il existe -rta.r ieu de fabrication entre les faces en question. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, des moyens de butée sont aménagés entre le boisseau 1 et le plongeur 3 de manière à limiter l'extension du plongeur 3 hors du boisseau 1. Ces moyens comprennent deux renfoncements 16 symétriques par rapport à l'axe XX' et réalisés chacun dans l'une des arêtes du plongeur 3 qui correspondent aux angles droits 14 de sa section. Ces renfoncements 16 sont sensiblement plans et forment un angle de 450 avec chacune des faces des angles droits 14. Ils s'étendent sur une partie seulement de la longueur des arêtes en question et sont reliés au reste de l'arête chacun par deux épaulements sensiblement triangulaires 15 qui s'étendent radialement par rapport à l'axe XX'. Les moyens de butée comprennent encore deux clavettes 17 montées en positions diamétralement opposées dans le boisseau 1. La partie centrale 17a de chacune des clavettes 17 fait saillie à l'intérieur du boisseau 1, dans l'espace subsistant entre celui-ci et chacun des renfoncements 16. Les clavettes 17, dont la section est rectangulaire aplatie parallèlement à l'axe XX', présentent deux extrémités parallèles 17b et 17c formant un angle de 450 avec la partie centrale 17a. Ces extrémités 17b et 17c sortent du boisseau 1 par des lumières rectangulaires 18b et 18c. L'extrémité 17b qui est appuyée contre le boisseau 1 et dirigée à ltopposé de l'angle 13 correspondant, assure un accrochage de la clavette 17 au boisseau 1. Au contraire, l'autre extrémité 17c sort de la lumière 18c perpendiculairement au boisseau 1, et peut recevoir une goupille amovible 19 qui verrouille la clavette 17 sur le boisseau 1. Ainsi, les clavettes 17 ne peuvent être introduites ou extraites que par les ouvertures 18b. En l'absence d'effort axial exercé sur le plateau de tamponnement 4, les clavettes 17 sont en appui contre l'épaulement 15 le plus éloigné du plateau de tamponnement 4 comme représenté à la figure 3. La distance D (figure 3) séparant les deux épaule ment6 15 d'un même renfoncement 16 est légèrement supérieure le aisance C séparant l'épaulement 8 et le bord 9 du bois- ,eau A proximité immédiate de la semelle 2, le boisseau 1 présente deux lumières diamétralement opposées 21 s'étendant chacune verticalement à partir de l'un des angles 13. Ces lumières 21 permettent aux boulons de fixation (non représentés) du tampon du véhicule d'empiéter légèrement sur le boisseau 1. On peut ainsi conserver l'entraxe usuel pour les trous 22 ménagés dans la semelle 2 en vue du montage de ces boulons. En outre, la lumière 21 la plus basse en position de service assure l'évacuation de l'eau résultant par exemple de la condensation. En service sur le wagon, les faces planes du boisseau 1 et du plongeur 3, qui résultent de chaque angle droit 13 ou 14 de leur section, sont l'une horizontale et l'autre verticale. Ainsi, le boisseau 1 présente sur la moitié de sa largeur une face supérieure sensiblement horizontale. Dans l'exemple représenté, celle-ci présente des stries d'adhérence 23 favorisant son utilisation à titre de marchepied. Le tampon de choc représenté aux figures 1 à 5 fonctionne de la façon suivante. Au repos, le tampon est dans la position de la figure 3, avec es épaulements 15 éloignés du plateau 4 appuyés chacur. contre l'une des clavettes 17. Si un effort ou un choc est exercé sur le plateau 4 en direction de la semelle 2, le dispositif élastique 6 se comprime, éventuellement jusqu'à ce que l'épaulement 8 bute contre le bord 9 du boisseau 1. Même dans cette position extrême les clavettes 17 restent à une certaine distance des épaulements 15 (figure 5), grâce à la valeur choisie pour la distance D. Même si un couple de rotation est exercé sur le plateau de tamponnement 4 selon l'axe XX', toute rotation du plongeur 3 dans le boisseau 1 est impossible compte tenu des sections appropriées du boisseau 1 et du plongeur 3. Dans l'exemple des figures 1 à 5, le dispositif élastique 6 est par exemple constitué d'une cartouche élastique de type connu. Un dispositif de ce genre nécessite un positionnement, mais non pas un guidage sur toute sa longueur. Ceci a permis de réaliser le siège 7 contre la semelle 2 du boisseau 1 et d'utiliser un dispositif élastique occupant la quasi totalité du volume disponible à l'intérieur du tampon, exploitant ainsi pleinement les avantages de l'invention à cet égard. Cependant, on utilise aussi dans les tampons des dispositifs élastiques composés d'éléments empilés en caoutcouc ou polyuréthane. Ces dispositifs doivent être guidés sur toute leur longueur. L'exemple représenté à la figure 6, qui vise un tampon conforme à l'invention muni d'un tel dispositif élastique ne sera décrit qu'en ce qui concerne les éléments modifiés par rapport aux figures 1 à 5. Dans ce tampon, le dispositif élastique 26, de structure connue, comprend des éléments 27 en caoutchouc ou polyuréthane entre lesquels sont interposées des rondelles métalliques d'appui 28. En outre, chaque élément 27 est constitué d'une rondelle métallique de guidage 29, et d'une partie en caoutchouc vulcanisée sur celle-ci. Le dispositif élastique 26 est interposé entre le plateau de tamponnement 4 et un siège 31 réalisé sur un sabot cylindrique 32 soudé à la semelle 2 à l'intérieur du boisseau 1. Le siège 31 est situé sensiblement au droit de 'extrémité intérieure 33 du plongeur 3 quand celui-ci est en position d'extension maximale hors du boisseau 1, comme représenté à la figure 6. Dans ces conditions, le dispositif élastique 26 est guidé sur toute sa longueur par la paroi interne du plongeur 3, quelle que soit l'extension de celuici hors du boisseau 1. Le fonctionnement de ce tampon est analogue à celui des figures 1 à 5. Ainsi, même un dispositif élastique tel que 26, peut occuper tout le volume intérieur du plongeur du tampon conforme à l'invention, alors que dans les tampons connus, une partie seulement du volume du plongeur pouvait contenir le dispositif élastique, quel qu'il soit. Le tampon conforme à l'invention est donc particulièrement avantageux, d'autant plus que sa structure simple permet de le réaliser sans usinage, ce qui le rend économique par rapport aux tampons connus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits, et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que le boisseau et le plongeur pourraient avoir des sections différentes de celles décrites ci-dessus qui ont été choisies notamment pour la simplicité de leur réalisation. L'essentiel est que ces sections se correspondent suffisamment pour bloquer le plongeur en rotation autour de l'axe XX', et pour éviter un jeu latéral excessif du plongeur dans le boisseau. Le plongeur conservant la section décrite plus haut, le boisseau pourrait avoir une section strictement carrée, ou bien encore les quarts de cercle 11 du boisseau pourraient être remplacés par des secteurs de liaison différents. Mais on peut aussi modifier conjointement le boisseau et le plongeur, par exemple donner à tous deux une forme cylindrique à l'exception d'une nervure de l'un cou tissant dans une rainure de l'autre. Les moyens de butée peuvent aussi être modifiés. te plongeur pourrait par exemple être élargi depuis son extrémité intérieure telle que 33 jusqu'à une certaine distance du plateau 4, l'épaulement ainsi réalisé coopérant avec une bague rapportée sur le bord tel que 9 du boisseau. REVENDICATIONS 1. Tampon de choc, notamment pour véhicule ferroviaire, comprenant un boisseau (1) dans lequel est monté à coulisse un plongeur (3) portant un plateau de tamponnement (4), et un dispositif élastique (6, 26) interposé entre le plateau de tamponnement (4) et un siège (7, 31) aménagé dans le boisseau (1), caractérisé en ce que le boisseau (1) et le plongeur (3) ont des sections au moins partiellement complémentaires appropriées pour assurer le guidage en translation et le blocage en rotation du plongeur (3) par rapport au boisseau (1), et en ce que des moyens de butée (15, 16, 17) sont aménagés entre le boisseau (1) et le plongeur (3) de manière à limiter l'extension du plongeur (3) hors du boisseau (1). 2. Tampon conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la butée en compression du plongeur (3) dans le boisseau (1) est assurée par le contact d'un épaulement 8) du plongeur (3) sur le bord terminal (9) du boisseau (1). 3. Tampon conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les points de contact entre le boisseau (1) et le plongeur (3) assurant le blocage en rotation du plongeur (3) par rapport au boisseau (1) sont éloignés de l'axe du tampon (XX'), de manière à autoriser un jeu de fabrication entre le boisseau (1) et le plongeur (3). 4. Tampon conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de butée comprennent un renfoncement (16) réalisé dans la paroi externe du plongeur (3) et dont l'extrémité (15) opposée au plateau de tamponnement (4) est en appui sur une saillie (17) ménagée à 15intérieur du boisseau (1) quand le plongeur (3) est en position d'extension par rapport au boisseau (1). 5. Tampon conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que cette saillie est une clavette amovible (17). 6. Tampon conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les deux extrémités (17b, 17c) de la clavette (17) sortent du boisseau (1), l'une (17b) étant accrochée au boisseau (1) et l'autre (17c) coopérant avec une goupille de verrouillage (19),de sorte que la clavette (17) ne peut être introduite et extraite que par l'ouverture (18b) du boisseau (1) qui est associée à l'extrémité (17b). 7. Tampon conforme à l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le plongeur (3) est creux, renferme au moins partiellement le dispositif élastique (6, 26), et présente une section carrée dont deux angles opposés sont tronqués en arcs de cercle (12), les renfoncements (16) entant réalisés chacun dans l'une des arêtes résultant des deux acres angles (14) de cette section. 8. Tampon conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que la section du boisseau (1) comprend deux angles droits opposés (13) destinés à recevoir les angles droits (14) de la section du plongeur (3), et deux secteurs de liaison (11) dégagés par rapport au plongeur (3). 9. Tampon conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que le boisseau présente une section carrée, les secteurs de liaison étant réalisés en arcs de cercle (13) qui tronquent deux angles opposés de cette section, ces arcs ce cercle (13) ayant un rayon interne plus petit que e rzYer externe des arcs de cercle (12) du plongeur (3). 10. Tampon conforme à la revendication 9, caractérisé en ce qu'en service sur le véhicule, l'une des faces de l'un des angles (13) du boisseau (1) est située horizontalement sur le dessus du tampon et porte des stries d'adhérence (23) permettant son utilisation à titre de marchepied.