Brevet FR2557514A1 — publié le 19850705

Ressort pour suspension de vehicule La presente invention se rapporte à un ressort pour suspension de véhicule, en particulier pour suspension pendulaire de véhicule ferroviaire, ledit ressort comportant au moins une lame élastique, fixée en son milieu sur une première partie du véhicule,telle qu'une boîte d'essieu, et articulee à ses deux extrémités sur une seconde partie du véhicule, en ge-ne-- ral le chassis de celui-ci, mobile par rapport à la première. Une suspension à ressort à au moins une lame, telle que par exemple une suspens ion pendulaire pour véhicule ferroviaire selon le brevet FR-A-2.479.76i, est en genéral equipee d'un ressort à lames classique, comportant plusieurs lames élastiques superpose-es, courbes en position de repos, et maintenues entre elles par une bride centrale fixee sur la boîte d'essieu. a lame supe-rieure, dite lame-maîtresse, est equipée d'oeillets d'extremites permettant de relier les deux extrémités du ressort de manière articulée au châssis du vehicule. Les autres lames sont souvent de longueurs décroissantes, ce qui permet une économie de matière, mais cette dernière caracteristique n'est pas imperative. Lorsqu'un ressort à lames multiples de ce type est soumis à un certain travail, il se produit une friction entre les lames-qui engendre un certain amortissement. En effet, chaque lame est en contact avec la lame supérieure essentiellement en son centre, ou le contact est fixe, et a ses deux extrémités où le contact est mobile. En ces points de contact d'extr.mi- tes, pour chaque modification de charge, donc de flèche et de rayon de cour bure, la face supérieure de chaque lame s'allonge tandis que sa face infe-rieu- re se raccourcit d'une longueur qui depend de la longueur de la lame conside-- re-e et de la variation de son rayon de courbure. L'amortissement non reglable ainsi obtenu n'est pas constant. Il est directement fonction de la charge appliquée au ressort et peut ne pas être suffisant dans le cas d'un véhicule ferroviaire roulant à vide. Rappe- lons en effet qu'un véhicule ferroviaire, contrairement aux véhicules routiers, n'est en general pas équipe d'amortisseurs. Pour augmenter l'amortissement dû à la friction entre les lames d'un ressort à lames multiples, on a dejà propose, conformément au brevet FR-A-1.234.217, d'enrober chaque lame dans une matière plastique possédant de bonnes propriétés mécaniques. Une telle solution, satisfaisante sur le plan des résultats obtenus, est délicate et onéreuse en fabrication et entretien et est difficilement adaptable sur les ressorts à lames classiques déjà installés sur les véhicules ferroviaires en service. On a par ailleurs déjà pensé à la possibilité de réaliser un ressort à une seule lame, constitué par exemple de la seule lame-maîtresse des ressorts à lames classiques. Un ressort de ce type ne procure par luimême que peu d'amortissement, et ne peut donc être utilisé dans une suspension pour véhicule ferroviaire sans qutil soit nécessaire d'y installer des amortisseurs, ce qui n'est en général pas souhaite par les utilisateurs. La présente invention se rapporte à un ressort pour suspension de véhicule d'un des modeles tel que ci-dessus mentionnés, mais n'en présentant pas les inconvenients, étant équipé d'un dispositif additionnel d'auto-amortissement particulièrement simple à installer. Un tel ressort est du type comportant au moins une lame élastique équipée en son milieu de moyens de fixation sur une première partie du véhicule, ledit ressort étant équipé de moyens permettant de le relier, de maniere articulée et par ses deux extrémités, à une seconde partie du véhicule, mobile par rapport à la première, et il est caractérisé en ce qu'il est en outre associé à des moyens permettant d'engendrer une friction entre lesdits moyens et au moins un de ses flancs lorsque ledit ressort est amené à se déformer par suite d'un déplacement relatif desdites première et seconde parties du véhicule. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de quelques exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale schématique d'un ressort à lames autoamortisseur selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus du ressort à lames de la figure 1, - la figure 3 est une vue latérale schématique d'un ressort à une seule lame, équipé du dispositif auto-amortisseur de l'invention, - la figure 4 est une vue de dessus du ressort à lame de la figure 3, - la figure 5 est une vue schématique de dessus d'une première variante de réalisation du ressort selon les figures 1 ou 3, - la figure 6 est une vue latérale schématique d'une deuxième variante de réalisation - la figure 7 est une vue de dessus du ressort de la figure 6, - la figure 8 est une vue en coupe transversale schématique d'une troisieme variante de réalisation, - la figure 9 est une vue en coupe transversale schématique d'une quatrieme variante de réalisation, - la figure 10 est une vue de dessus partielle du ressort auto-amortisseur de la figure 9, - la figure 11 est une vue partielle en perspective d'une cinquième variante de réalisation, - la figure 12 est une vue partielle de dessus d'un ressort auto-amortisseur selon cette cinquième variante de réalisation, - la figure 13 est une vue en coupe transversale schématique d'une autre forme de réalisation du ressort selon les figures 11 et 12, - la figure 14 est une vue latérale schématique d'une sixieme variante de réalisation, - la figure 15 est une vue de dessus du ressort à lames auto-amortisseur de la figure 14, - la figure 16 est une vue schématique en coupe transversale d'une septième variante de réalisation, - la figure 17 est une vue latérale partielle d'un ressort selon l'invention, équipé d'un dispositif additionnel de protection et de friction, - la figure 18 est une vue de dessus du ressort de la figure 17, - la figure 19 est une vue en perspective d'une des pièces de protection et de friction équipant le ressort des figures 17 et 18, - la figure 20 est une vue latérale partielle d'un ressort à lames selon l'invention, équipé d'une autre forme de dispositif additionnel de protection et de friction, - la figure 21 est une vue en coupe transversale schématique du ressort de la figure 20, - la figure 22 est une vue de dessus d'une des pièces intercalaires de friction entre lames équipant le ressort des figures 20 et 21, - la figure 23 est une vue en perspective du cavalier de protection et de friction équipant le ressort selon les figures 20 et 21, - la figure 24 est une vue latérale partielle d'une variante de réalisation du ressort de la figure 20, - la figure 25 est une vue en coupe transversale schématique du ressort de la figure 24, - la figure 26 représente une des pièces de friction entre lames équipant le ressort des figures 24 et 25, - la figura 27 est une vue latérale schématique de la réalisation de la figure 24 étendue à un ressort à deux étages de flexibilité, - la figure 28 est une coupe latérale schématique du ressort de la figure 27. En se reportant tout d'abord à l'ensemble des figures 1 et 2, les références 1,2,3,4,5 désignent les cinq lames du ressort, de longueurs décroissantes, la lame supérieure 1, dite lame-maîtresse, étant munie à chacune de ses extrémités, d'oeillets 6 servant à relier le ressort de manière articulée au châssis du véhicule. Toutes ces lames sont liées en leur milieu par une bride de fixation 7 munie, de manière classique, d'un téton 8 s'engageant dans la boite d'essieu 9. Conformement à l'invention, la bride 7 enserre sur les flancs du ressort deux lames élastiques (10,11), de longueur légèrement inferieure à celle de la lame maîtresse 1, et dont les extrémités sont équipées de frottoirs 12 venants'appuyer, dans le cas de figure représenté, sur les flancs des deux plus longues lames (1,2) du ressort. Des cales d'épaisseur 13 permettent de régler la flexion des lames 10,11 et donc la pression des frottoirs 12 sur les lames de ressort 1 et 2. Les frottoirs 12 sont en un matériau à fort coefficient de frottement et à haute résistance mécanique, tel que celui vendu couramment sous la marque "Ferodo" par exemple. Les frottoirs 12 permettent un auto-amortissement du ressort, réglable par I'épais- seur des câles 13, même lorsque le véhicule roule à vide, c'est-à-dire lorsque le ressort se déforme peu. Les figures 3 et 4 montrent la même réalisation , mais appliquée à un ressort à une seule lame 1. Dans ce cas les frottoirs 12 procurent un auto-amortissement qui n'existait pas auparavant avec de tels ressorts à une seule lame, exception faite de celui, relativement faible, entraîné par le fonctionnement des articulations reliant les oeillets 6 au chassis du véhicule. En particulier pour permettre l'adaptation aisée du dispositif de l'invention sur les ressorts à lames actuellement en exploitation, il peut être avantageux de rapporter, par vissage ou soudure, la ou les lames portant les frottoirs d'extrémité sur la bride existante du ressort à lames. La figure 5 est une vue de dessus d'une telle réalisation où la lame 11 portant les deux frottoirs 12 est fixée sur la bride 7 du ressort à lames par des vis 14. Pour permettre une adaptation encore plus facile de l'invention aux ressorts. en exploitation, on peut également, comme schématise sur les figures 6 et 7, fixer les lames 10,11 portant les frottoirs 12 sur les deux flancs du ressort par de simples tirants 15 reliant les deux lames 10, 11 et les presser contre les flancs dudit ressort de manière réglée par la tension de ces tirants. Pour obtenir le maximum d'efficacité, il faut que les frottoirs 12 agissent sur la plus grande surface possible lorsque le ressort se déforme. Ils doivent donc être placés le plus pres possible des extrémités du ressort et agir au moins sur les extrémités de la lame maîtresse, qui, entant la plus longue, est celle qui se déplace de la plus grande hauteur lorsque le ressort travaille. La position.adoptée sur la réalisation de la figure 1 est un bon compromis, car les frottoirs 12 agissent sur les deux plus grandes lames 1,2. Pour les ressorts à lames multiples, l'auto-amortissement créé par la friction entre lames est en général suffisant lorsque le véhicule roule en charge, c'est-à-dire lorsque le ressort se déforme beaucoup. Il n'est donc pas necessaire que les frottoirs 12 agissent lorsque le véhicule est chargé, car ils s'usent alors inutilement, et il parait intéressant de pouvoir obtenir une friction due aux frottoirs de l'invention qui soit dégressive en fonction de la charge. Une manière simple d'obtenir cette friction dégressive est comme reprdsente sur la figure 8, de profiler les frottoirs 12 de manière à ce qu'ils possèdent une épaisseur décroissant sur une hauteur f, progressivement du haut en bas depuis une valeur E correspondant à une pression maximale jusqu'à une valeur e correspondant à une pression nulle, comme on le voit sur le dessin où la position de pleine charge de la lame maîtresse 1 est figurée en pointillés. Le même effet de friction dégressive avec la charge peut aussi etre aisément obtenu, comme schématisé sur les figures 9 et 10, par l'utilisation de frottoirs 12 non profilés, mais positionnés sur des plaques de support 16 soudes sur la lame 11 de manière inclinée comme représenté sur la figure 9. Une autre forme de réalisation est schématisée sur les figu- res 11 et 12. Selon cette variante, les lames flexibles de support des frottoirs 12 sont remplacées par deux barres de torsion 17,18, seule la barre supérieure 17 étant précontrainte en torsion. Les frottoirs 12 sont fixés sur les barres(17118) par deux plaques de serrage (19,20) et sont appliquées sur le flanc de la lame maîtresse 1 par la force de torsion due à la barre supérieure 17. La friction dégressive due à la charge est alors automatiquement obtenue par le fait que le bras de levier augmente au fur et à mesure de l'éloignement de l'extrémité de la lame-maitresse 1 par rapport au plan horizontal passant par la barre précontrainte 17. Le même effet peut aussi être obtenu avec une seule barre de torsion 21 jouant le rôle de la barre 17 précédente. Dans ce cas, la barre 21 traverse avantageusement le frottoir 12. On a représenté sur le dessin la lame-maîtresse 1 à une hauteur H en dessous du plan vertical contenant la barre 21 afin de bien faire comprendre l'effet de friction dégressive avec la charge , c'est-à-dire avec la valeur de la hauteur H. Pour les différents modes de réalisation de l'invention, au lieu de prendre appui sur une partie située légèrement en retrait de l'extrémité de la lame-maitresse, les frottoirs 12 peuvent prendre appui sur les axes de fixation du ressort à lames au chassis du véhicule. Les figures 14 et 15 donnent un exemple de ce type de réalisation, qui diffère de celui des figures 1 et 2 par le fait que les frottoirs 12 portent sur une piece 22 soudée à l'extrémité de l'axe 23 assurant la liaison de la lame-maitresse 1 avec le coussinet 24 qui fait partie du dispositif à anneaux de suspension reliant le ressort au châssis. Dans les exemples précédents, ce sont les barres ou lames d'ap pul telles que (10,11) qui portent les frottpirs 12. Il est egalement possible, comme schématisé sur la figure 16, de fixer, par des tirants 25 par exemple, les frottoirs 12 sur les flancs du ressort. Ces frottoirs prennent alors appui sur les lames(10,11) sur lesquelles elles viennent frotter lorsque le ressort se déforme. Dans toutes les formes de réalisation de ressorts à lames multiples qui viennent d'être décrites, l'amortissement est engendré d'une part par la friction entre lames, friction qui s'exerce essentiellement aux ex trémités des lames, et d'autre part par la friction entre le frottoir de l'invention et le flanc d'au moins la plus grande lame, friction qui s'exerce également aux extrémités de cette lame. Conformément à un aspect plus avancé de l'invention, il est possible d'augmenter encore l'auto-amortissement dû à ces deux modes de friction à la fois, tout en evitant la corrosion des lames qui pourrait être engendrée d'une part par la friction des frottoirs sur le flanc des lames et d'autre part par la friction des lames entre elles. On obtient ce résultat en intercalant, au moins entre la lame maitresse et la lame adjacente inférieure, au moins un dispositif en matériau à bonnes qualités de résistance à la friction et à bon coefficient de frottement, ledit dispositif formant à la fois plaquette entre-lames et plaquette laterale de protection recouvrant le flanc desdites lames, à l'endroit ou s'exerce la friction latérale de l'invention. On se reportera tout d'abord aux figures 17 à 19 qui schématisent un premier mode d'exécution de ce perfectionnement. Comme on le voit sur ces dessins, on a intercale, entre la la me-maitresse 1 et la lame suivante 2, ainsi qu'entre la lame 2 et la lame 3, des plaquettes 26 en acier spécial à fort coefficient de frottement et ré- sistant bien à l'usure, tel qu'en acier 20 CD 12 traité, munies de bords repliés 27 comme on le voit sur la figure 19, de manière à enserrer les lames 1 et 2 pour la première plaquette , et les lames 2 et 3 pour la deuxième plaquette. Chaque plaquette 26 est munie à l'arrière d'un bord transversal 28, plié vers le bas à 45 degrés, qui vient s'engager dans une saignée, telle que la saignée 29 pratiquée sur le dessus de la lame 2, ce qui permet d'immobiliser ladite plaquette 26 dans le sens longitudinal de la lame. Les figures 20 à 23 schematisent une autre forme de réalisation de dispositif additionnel à l'invention permettant à la fois de protéger les lames et d'augmenter la friction qui s'exerce entre elles et sur leurs flancs. Selon cette variante, le dispositif additionnel en question est forme d'une part par un cavalier 30 enserrant les lames 2 à 5, d'égales longueurs dans ce mode de réalisation, ledit cavalier 30 étant d'une part retenu longitudinalement par un bord arrière replié à 45 degrés et rentrant dans une saignée unique 32 ménagée sur le dessus de la deuxième lame 2, et maintenant d'autre part en place des plaques intercalaires de friction 33 placées entre les lames 2,3,puis 3,4, et enfin 4,5. Les frottoirs 12 viennent frotter sur le cavalier 30, en acier spécial tel qu'en 20 CD 12 traité, et les lames viennent frotter entre elles par l'intermédiaire des pièces intercalaires 33, egalement en materiau à fort coefficient de frottement et à bonne résistance mécanique, tel que de l'acier 20 CD 12 traité. Le fait de devoi.r, dans les deux réalisations précédentes, pratiquer des saignes (29,32) pour maintenir en place le dispositif additionnel peut être pénalisant si l'don veut installer un tel dispositif sur un res sort à lames classique en exploitation. La forme de réalisation schématisee sflr les figures 24 à 26 ne présente pas cet inconvénient. Elle se différencie de la réalisation selon les figures 20 à 23 par le fait que le pli arrière de maintien longitudinal 31 y est remplacé par un oeil 34 venant coiffer l'oeillet 6 de la lame maîtresse 1, de sorte que l'on a aucun usinage à pratiquer sur le ressort lui-même. L'invention est aisément applicable, comme le montrent schématiquement les figures 27 et 28, à un ressort à deux ou N étages de flexibilité. Il suffit pour cela, comme le montrent les dessins, d'équiper la lame 35 du deuxième, ou du énième étage de flexibilite,d'un cavalier 36 maintenu en place par un pliage 37 rentrant sous ladite lame, ou tout simplement par un vissage 38. Le frottoir 12 de l'invention est de hauteur suffisante pour couvrir à la fois le cavalier 30 et le cavalier 36. REVENDICATIONS 1. Ressort pour suspension de véhicule, du type comportant au moins une lame élastique (1) équipee en son milieu de moyens de fixation(8) sur une première partie (9) du véhicule, ledit ressort étant équipé de moyens permettant de le relier, de manière articulee et par ses deux extrémités (6), à une seconde partie du véhicule, mobile par rapport à la première, caractérisé en ce qu'il est en outre associé à des moyens (12) permettant d'engendrer une friction entre lesdits moyens et au moins un de ses flancs lorsque ledit ressort est amené à se déformer par suite d'un déplacement relatif desdites première et seconde parties du véhicule. 2. Ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par au moins un frottoir (12) agissant sur le flanc d'au moins une des extrémités d'au moins la lame-maîtresse (1) du ressort. 3. Ressort selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par au moins un frottoir (12) fixé sur le flanc d'au moins une des extrémités d'au moins la la me-maStresse (1) du ressort et agissant sur une piece auxiliaire au ressort (10,11, figure 16). 4. Ressort selon la revendication 2 ou selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits frottoirs et leurs supports sont agencés de manière à engendrer une friction dégressive avec la charge du ressort (figures 8 a 13). 5. Ressort selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, au niveau desdits frottoirs, un dispositif de protection et de friction formant à la fois pièce intercalaire entre au moins la lame-maîtresse (1) et la lame adjacente suivante (2) et pièce de recouvrement laterale de la partie du flanc de ressort sur laquelle agissent les frottoirs. 6. Ressort selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif additionnel de protection et de friction est composé d'une piece intercalaire (26) à bords repliés (27). 7. Ressort selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif additionnel de protection et de friction est constitué par un cavalier (30) enserrant des pièces de friction intercalaires (33). 8. Ressort selon la revendication 7, caracterise en ce que ledit cavalier (30) est muni d'un oeil (34) venant coiffer l'oeillet d'extrémité adjacent (6) de la lame-maitresse (figure 24).