Brevet FR2564926A1 — publié le 19851129

Des éléments en élastomère sont largement utilisés dans des véhicules ferroviaires et dans d'autres systèmes où ils sont soumis â des charges et des déformations qui tendent à provoquer une usure et exigent des remplacements fréquents. Dans des véhicules ferroviaires, par exemple, des éléments en élastomère sont utilisés dans des systèmes de suspension primaire. Un type particulier de système auquel l'invention a trait est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 4 444 122. Un exemple de butoirs en élastomère, utilisés comme butées latérales, est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 4 192 238. En général, dans le cas de suspensions primaires souples, les éléments en élastomère peuvent présenter des ouvertures ou des vides afin d'acquérir une plus grande souplesse et une plus grande flexibilité. En présence d'ouvertures telles que celles décrites dans le brevet précité, des plaques métalliques sont fixées aux éléments en élastomère afin d'empêcher le fluage de la matière élastomérique sous l'effet des charges. Lorsque ces plaques sont utilisées, les diverses pièces des châssis dans lesquelles la suspension primaire est introduite doivent correspondre, avec des tolérances étroites, ce qui accroît le coût global de fabrication. En raison de la liaison des anneaux en élastomère aux plaques d'acier, il est possible de faire travailler la suspension primaire sous des efforts ou des déformations de plus grande valeur pour les mêmes forces en réduisant le travail dans une zone de l'anneau du caoutchouc afin d'obtenir des ressorts plus souples. Du fait des vides ou entailles, donnant un ressort plus souple, et de la liaison qui établit des conditions empêchant le renflement des zones de caoutchouc en contact avec des anneaux métalliques, o la raideur verticale de la suspension primaire décrite peut être réduite de moitié ou davantage par rapport à de nombreuses formes de réalisation. dans lesquelles des anneaux en caoutchouc comprimé sont utilisés dans des éléments de suspension primaire. Bien que le dispositif décrit dans le brevet précité ait donné satisfaction, les plaques métalliques liées à l'élastomère nécessitent que leurs surfaces soient maintenues dans certaines tolérances pour correspondre aux surfaces de la boîte d'essieu et du longeron de châssis, surfaces entre lesquelles la suspension primaire, y compris les plaques liées, est généralement disposée. L'invention a pour objet un élément perfec tionné en élastomère dont la surface porte une matière tissée et présente une résistance à l'usure élevée dans la direction perpendiculaire au plan de la matière, et est rigide dans le plan de la matiere. L'invention a également pour objet une suspension primaire souple perfectionnée destinée à un véhicule ferroviaire, qui évite d'avoir à utiliser des plaques métalliques et qui réduit les tolérances demandées. L'invention a également pour objet un élément perfectionné en élastomère pouvant être utilisé comme butée latérale dans un véhicule ferroviaire. Conformément à l'invention, l'élément en élastomère est conçu pour se déformer sous l'effet des charges et pour reprendre sa forme initialé après que les charges ont été retirées. Cet élément peut présenter plusieurs entailles ou vides apportant une plus grande souplesse ou flexibilité. La surface de l'élément en élastomère comprend une matière tissée, telle qu'une toile de fibres de verre ou de métal, pré sentant une résistance à l'usure élevée, perpendiculairement au plan de la matière, et rigide dans le plan de la matière. La matière tissée empêche le fluage de la matière élastomérique de l'élément dans les zones des vides ou entailles et le fluage dû au mouvement de la matière de surface par rapport au bâti. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels - les figures 1, la et lb sont des vues schématiques de l'élément selon l'invention - la figure 2 est une élévation partielle d'un bogie de véhicule ferroviaire comportant une forme de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 2, illustrant une suspension primaire - la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3 - la figure 5 est une vue en perspective avec coupe partielle, de la suspension primaire illustrée sur les figures 2 et 3 - la figure 6 est une coupe transversale partielle d'une autre forme de réalisation de l'invention ; et - la figure 6a est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation de l'invention. La figure 1 illustre un élément 1 en élastomère qui présente des surfaces 3 et 5 constituées de matières pouvant être moulées dans ou liées sur l'élément 1 en élastomère. Ces matières peuvent être une matière tissée telle qu'une toile de fibres de verre ou de métal, ayant une grande résistance à l'usure. La figure 1 représente l'dément 1 lorsqu'aucune force ne lui est appliquée. La figure la représente l'élément 1 en élastomère lorsque des forces lui sont appliquées entre les surfaces 3 et 5. La matière des surfaces 3 et 5 tend à empêcher la matière élastomérique de l'élément 1 de s'expanseur dans les directions des plans des matières 3 et 5. La figure lb représente l'élément 1 disposé entre deux plaques 7 et 9, mais non lié à ces dernières. Sur la figure lb, l'élément 1 est soumis à des forces comme illustré sur la figure la. Sur la figure lb, le mouvement de la matière élastomérique dans les plans des plaques 7 et 9 n'est pas limité. Les figures 1, la et lb illustrent un état dans lequel la matière tissée 3 et 5 moulée dans ou liée sur un élément en élastomère présente une grande flexibilité et une grande résistance à l'usure perpendiculairement au plan des matières 5 et 7, et est rigide par rapport aux plans de ces matières. La figure 2 représente une partie d'un bogie classique destiné à supporter une caisse de véhicule ferroviaire. Un seul essieu monté, une seule botte d'essieu et une seule suspension primaire sont illustrés, étant entendu qu'un bogie classique comporte deux essieux montés et quatre suspensions primaires associées chacune à une roue du bogie. Etant donné que la forme de réalisation décrite a trait à des éléments en élastomère utilisés dans la suspension primaire, tous les éléments du bogie ne seront pas décrits en détail. Une roue 12 est fixée à un axe 14. Une botte d'essieu 16 reçoit l'axe 14. L'essieu monté comprenant la roue 12 et l'axe 14 est relié à un longeron 18 de châssis. Le longeron 18 et d'autres parties du bogie, non représentées, sont conçus pour recevoir d'autres équipements, tels que des dispositifs de freinage et autres dispositifs similaires 19. Une suspension primaire 21 est positionnée entre la boite d'essieu 16 et le longeron 18 de châssis. La suspension primaire 21 comprend des éléments en élastomère constituant une forme de réalisation importante de l'invention. L'essieu monté comprenant la roue 12 et l'axe 14 est relié au longeron 18 de châssis au moyen d'une bride 24 conçue pour pivoter autour d'un point 25. La bride 24 est amenée dans une position de verrouillage. La bride 24 est maintenue fixée au châssis à l'aide de moyens 27 de verrouillage qui peuvent comprendre un boulon à tête, une rondelle et un écrou de blocage classiques. En référence aux figures 3, 4 et 5 ainsi qu'à la figure 2, la suspension primaire 21 comprend un anneau flexible constitué de deux demi-anneaux 28 et 30 en élastomère. Chacun des demi-anneaux 28 et 30 présente plusieurs vides ou entailles 32 et 34, respectivement. Les deux demi-anneaux 28 et 30 en élastomère sont retenus latéralement par des lèvres 27 et 29 faisant saillie vers l'extérieur du corps principal de la boite d'essieu 21. Les deux éléments 28 et 30 en élastomère comportent également des lèvres 31, 33 et 35, 37 qui font saillie vers l'extérieur afin de recevoir des parties du châssis 18 et la bride 24, entre elles. La figure 4 illustre les deux demi-anneaux 28 et 30 disposés autour de la boîte d'essieu 16 afin de former la suspension primaire 21 (figure 2). Les surfaces extérieures de l'élément 28 en élastomère comprennent de la fibre de verre 40 et 42 encastrée dans ces surfaces ou liée d ces dernières. Cette matière s 'étend jusqu'aux lèvres 35 et 37. De la même manière, l'élément 30 en élastomère comprend une mince toile flexible 44 et 46 en métal ou en fibres de verre, à haute résistance, qui s'étend également jusqu'aux levures 31 et 33. La matière 40, 42, 44 et 46 peut être du type étoffe tissée ou toile. La matière forme un revêtement relativement mince sur les surfaces des éléments 28 et 30 en élastomère. Les matières 40, 42, 44 et 46 sont résistantes à l'usure et protègent les éléments en élastomère. Comme décrit en regard des figures 1, la et lb, la matière tissée présente une haute flexibilité et une grande résistance à l'usure perpendiculairement au plan de cette matière et elle est rigide dans son plan. La matière tissée empêche le renflement dans la zone des vides 32 et 34 de l'élastomère lorsque ce dernier est soumis à des charges élevées provenant du véhicule. Les surfaces du longeron 18 de châssis et de la boite d'essieu 16 contre lesquelles portent les matières 40 et 42, respectivement,sont représentées, d'une manière exagérée, comme étant fortement irrégulie- res ou rugueuses. De la même manière, la boite d'essieu 16 et la bride 24 du longeron 18 de châssis présente des surfaces irrégulières en contact avec les matières 44 et 46 du demi-anneau 30 en élastomère. Les demi-anneaux 28 et 30 en élastomère se déforment sous l'effet de la pression lorsqu'ils sont assemblés et ils sont flexibles afin d'épouser les surfaces irrégulières de la boîte d'essieu 16 et de la bride 24 du longeron 18 de châssis. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de maintenir des tolérances élevées entre les pièces correspondantes se trouvant entre la suspension primaire et le longeron de châssis. En fait, la matière tissée peut, dans certains cas, être utilisée à la place de plaques métalliques liées aux anneaux en élastomère, comme décrit dans le brevet précité. L'utilisation d'entailles ou vides 32 et 34 dans les demi-anneaux 28 et 30 en élastomère réduit l'aire totale de l'élastomère et accroit les efforts et déformations sous l'effet de la charge. Les entailles des demi-anneaux 28 et 30 font diminuer la raideur dans les directions verticales et longitudinales. Les entailles 32 du demi-anneau 28 sont illustrées sur la figure 5. La forme de réalisation de l'invention telle que décrite propose un moyen différent, à savoir une toile tissée, pour empêcher le mouvement de renflement entre les surfaces de l'élastomère et du métal dans la zone des vides, sans utilisation de plaques métalliques. En référence à la figure 6, une partie d'un véhicule ferroviaire est illustrée. Deux éléments 48 et 50 en élastomère sont reliés à une traverse danseuse 52. Les éléments 48 et 50 se comportent comme des butoirs latéraux destinés à limiter le mouvement latéral de la caisse du véhicule. Des butées 54 et 56 sont reliées à la caisse du véhicule. Les mouvements latéraux de cette caisse sont limités par l'entrée en contact de l'un des éléments en élastomère 48 et 50 avec l'une des butées 54 et 56. Des matières 58 et 59 sont encastrées ou liées dans l'élément 48 en élastomère. Des matières 60 et 61 sont encastrées ou liées dans l'élément 50 en élastomère. Les matières tissées 58, 59, 60 et 61 donnent aux éléments 48 et 50 des surfaces à haute résistance à l'usure. Les éléments en élastomère 48 et 50 reviennent dans leurs formes initiales apurés avoir été déformés par des chocs. Le résultat d'ensemble est une faible usure, une grande capacité et une moindre nécessité de remplacer les éléments 48 et 50 du fait de la présence des matières 58, 59, 60 et 61. La figure 6a illustre un autre type de butoir 55 dans lequel plusieurs couches de matière tissée 57 sont encastrées dans un corps 63 en élastomère. Les couches multiples forment un butoir plus résistant, sans nuire aux caractéristiques de fonctionnement de ce butoir. La matière tissée, toile de fibres de verre ou de métal, peut être encastrée dans les éléments en élastomère lors du moulage. Dans certains cas, la matière peut être liée à l'élément en élastomère. Elle peut prendre différentes formes suivant les caractéristiques d'usureet de flexibilité demandées. L'épaisseur de la matière peut également varier en fonction des exigences de conception. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'élément décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Elément en élastomère, caractérisé en ce qu'il comporte un corps principal (1) formé d'une matière élastomérique et présentant une surface (3, 5 ; 7, 9) en matière résistant à l'usure. 2. Elément en élastomère selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière est liée au corps principal en élastomère. 3. Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière est encastrée dans le corps principal de l'élastomère lors d'une opération de moulage. 4. Elément selon la revendication 3, caractérisé en ce que le revêtement de matière est constitué d'une matière tissée. 5. Elément selon la revendication 3, caractérisé en ce que plusieurs couches de matière sont encastrées dans le corps principal en élastomère. 6. Suspension primaire pour bogie de véhicule ferroviaire comprenant un longeron (18) de châssis auquel une boite d'essieu (16) est fixée de façon à recevoir un axe (14), la suspension primaire, qui est disposée entre la boite d'essieu et le longeron de châssis, étant caractérisée en ce qu'elle comporte un élément (28, 30) en élastomère disposé entre la boite d'essieu et le longeron de châssis, la surface de l'élément en élastomère etant constituée d'une matière flexible (40, 42, 44, 4-6) à haute résistance à l'usure et l'élément en élastomère présentant en outre des évidements (32, 34). 7. Suspension primaire selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite matière est liée à une surface de l'élément en élastomère. 8. Suspension primaire selon la revendication 6, caractérisée en ce que le revêtement de matière est encastré dans 11 élément en élastomère lors d'une opération de moulage. 9. Suspension primaire selon la revendication 8, caractérisée en ce que la matière comprend une matière tissée. 10. Suspension primaire selon la revendication 8, caractérisée en ce que le revêtement de matière est constitué d'une toile métallique.