Brevet FR2605276A1 — publié le 19880422

Dispositif de butée de secours pour suspension secondaire pneumatique de véhicule à bogies. La présente invention concerne un dispositif de butée de secours pour suspension secondaire pneumatique de véhicule à bogies, comprenant des éléments sandwich disposés sur l'axe longitudinal du bogie, formés de couches d'un matériau élastique entre lesquelles sont interposées des armatures rigides, et disposés de part et d'autre de l'axe vertical de l'organe d'entrainement de la caisse par le bogie. Elle s'applique en premier lieu aux véhicules ferroviaires, mais également aux véhicules routiers. En cas de défaut d'ain dans une suspension secondaire pneumatique de tels véhicules, il est connu de disposer sur le bogie des butées de sécurité permettant à la caisse du véhicule de reposer sur des surfaces de support. Ces butées (ou "éléments sandwich") sont constituées généralement par des couches superposées d'un matériau élastique, entre lesquelles sont interposées des armatures rigides. Elles sont disposées le plus souvent dans l'axe perpendiculaire à l'axe du véhicule.Dans le cas d'un véhicule ferroviaire devant emprunter des voies de roulement à dévers important, la position la plus favorable pour égaliser autant que possible les charges sur les roues, est de situer les butées dans l'axe du véhicule, souvent de part et d'autre du pivot réel ou fictif autour duquel tourne la suspension, afin d'absorber les inégalités sur la voie de roulement, notamment à l'entrée ou à la sortie d'un tronçon de voie en dévers, et de diminuer ainsi les risques de déraillement. Elles sont recouvertes de matériaux résistant à l'abrasion, ou diminuant le frottement entre la caisse et le bogie. De telles butées permettent en cas de perte d'air dans les coussins pneumatiques de maintenir une certaine suspension du véhicule sur le bogie, le véhicule pouvant ainsi continuer à rouler dans de bonnes conditions de sécurité, quoiqu'avec un confort diminué. Mais la caisse risque de ne se trouver centrée, ni par rapport aux appuis de suspension, ni par rapport aux appuis des butées, au moment de l'apparition du défaut d'air dans les coussins pneumatiques. De plus, si la suspension verticale reste alors correctement assurée, avec un confort fonction de l'épaisseur de caoutchouc disponible, il n'en est pas de même de la suspension en transversal ni en roulis, puisque les appuis sont glissants. Enfin, lorsque les butées sont disposées l'une à l'avant, l'autre à l'arrière de l'axe de pivotement, il apparait un couple de frottement important s'opposant à la rotation du bogie sous la caisse lorsque le véhicule est en courbe. La présente invention a pour but de procurer un dispositif de butée de secours qui assure le maintien du centrage de-la caisse, réalise une suspension transversale en même temps que verticale, et qui réduise notablement les risques de déraillement des véhicules ferroviaires. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un pivot matériel d'axe vertical confondu avec celui de l'organe d'entrainement de la caisse, muni de surfaces périphériques horizontales et/ou obliques, et en ce que les éléments sandwich sont solidaires d'une traverse intermédiaire munie de surfaces d'appui sur lesquelles les surfaces périphériques horizontales et/ou obliques du pivot peuvent venir reposer en cas de défaut de la suspens ion pneumatique. Selon une première variante, le dispositif comprend en outre des éléments sandwich disposés latéralement sur un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du bogie, de part et d'autre du pivot, et analogues à ceux disposés sur l'axe longitudinal du bogie. Selon une autre variante, les éléments sandwich ne sont présents que sur l'axe longitudinal du bogie, mais ceux-ci sont reliés par une traverse d'appui tronconique reposant sur eux. Dans l'un et l'autre cas, la caisse du véhicule vient reposer ainsi sur les éléments sandwich élastiques, bénéficiant ainsi d'une suspension verticale et transversale. Les surfaces périphériques du pivot et les surfaces d'appui des éléments sandwich ou de la traverse d'appui tronconique sont munies de préférence d'un revêtement à faible coefficient de frottement ou ont subi un traitement réduisant leur coefficient de frottement. On limite ainsi le couple s'opposant à la libre rotation du bogie sous la caisse du véhicule. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, des dispositifs de butée de secours pour véhicule ferroviaire selon l'invention. La figure 1 représente de manière générale en coupe verticale selon l'axe I-I de la figure 2 un dispositif dans lequel la butée est disposée au-dessus de l'organe d'entrainement de la caisse par le bogie, en position normale, lorsque la suspension pneumatique est en fonctionnement. La figure 2 représente le même dispositif en plan vu de dessus avec arrachement partiel. La figure 3 représente une variante du dispositif dans laquelle les surfaces d'appui du pivot sur la traverse sont horizontales. La figure 4 représente une variante du dispositif dans laquelle les surfaces d'appui du pivot sur la traverse sont obliques. La figure 5 représente un autre dispositif dans lequel la butée est disposée au-dessous de l'organe d'entrainement de la caisse par le bogie, lorsque la suspension pneumatique est en fonctionnement. La figure 6 représente en plan vu de dessus un autre dispositif dans lequel il n'existe que deux éléments sandwich élastiques situés dans l'axe du véhicule, reliés par une traverse tronconique (avec arrachement partiel de celle-ci). Dans les figures 1 et 2, le châssis de bogie 1 est disposé sous la caisse 2 du véhicule. Le pivot 3 est fixé, d'une part à la caisse, d'autre part à des organes d'entrainement de la caisse par le bogie, représentés schématiquement par des ressorts 4, ces organes pouvant être par exemple des bielles munies de rotules élastiques ou des blocs de caoutchouc. L'axe du pivot est l'axe vertical ZZ'. Sur le châssis de bogie sont disposées autour du pivot 3 des éléments sandwich 5, 6, 7, 8, d'une part sur l'axe longitudinal XX' du bogie, d'autre part sur l'axe transversal horizontal YY', et reposant sur le châssis du bogie. Ces butées de secours sont constituées de couches superposées de matériau élastomère telles que 10, 11, 12, entre lesquelles sont intercalées des armatures métalliques rigides 13, 14, de préférence inclinées, et surmontées d'une traverse indépendante-15. Celle-ci assure en coopération avec le pivot 3, le centrage de la caisse par rapport au bogie. En position normale, les coussins pneumatiques, non représentés, étant gonflés, le pivot n'entre pas en contact avec la traverse. Dans la première variante représentée en figure 3, le pivot comporte une surface périphérique plane 16 qui vient en contact, la suspension pneumatique étant hors service, avec la face supérieure de la traverse. En vue de faciliter le glissement du pivot sur la traverse, la face plane 16 du pivot est par exemple en acier inoxydable, et la face supérieure de la traverse est munie d'un revêtement de polytétrafluoréthylène 17, ou bien une des deux surfaces a été soumise à un traitement électrolytique de cuivrage, de chromage ou de nickelage. Dans la variante représentée en figure 4, la surface périphérique tronconique 18 du pivot 3, comportant un revêtement en polytétrafluoréthylène à faible coefficient de frottement, vient en contact avec la surface inclinée de'la traverse, telle que 19, qui a reçu un revêtement de cuivre, chrome ou nickel, comme indiqué ci-dessus. Dans les deux cas, la traverse devient solidaire du pivot 3, et les éléments sandwich ci-dessus décrits assurent une bonne suspension tant transversale que verticale de la caisse. Le couple de rotation du bogie.par rapport à la caisse est contrôlé dans les courbes de rayon moyen par le cisaillement élastique des éléments sandwich. Dans les courbes de faible rayon, il se produit en outre un glissement du pivot sur les surfaces d'appui de la traverse. Dans la variante représentée en figure 5, la butée de secours n'est pas disposée au-dessus du châssis de bogie, mais à l'intérieur de celui-ci, au-dessous des organes 4 coopérant avec le pivot 3 pour assurer l'entraînement de la caisse par le bogie. Les surfaces du pivot venant en appui sur les butées peuvent être soit les surfaces périphériques horizontales 26, soit les surfaces tronconiques 28, qui viennent coopérer avec les surfaces correspondantes telles que 27 et 29 de la traverse. Compte tenu du faible coefficient de frottement des surfaces en appui les unes sur les autres, du fait du matériau dont elles sont constituées ou de leur traitement, la suspension de secours s'effectue avec très peu de frottement, et donc très peu d'usure. En dehors des cas d'avarie à la suspension pneumatique, les véhicules peuvent donc circuler aiséMent sans mettre en fonctionnement la suspension pneumatique, par exemple sur les voies de garage ou d'atelier. Dans la variante représentée en figure 6, la butée de secours n'est pas constituée de quatre éléments sandwich, mais de deux seulement, disposés suivant l'axe XX' et reliés par la traverse d'appui tronconique 15. La forme elle-même tronconique des armatures des éléments sandwich 6, 8 (voir la fig.1) assure du même coup la suspension transversale. REVENDICATIONS : 1/ Dispositif de butée de secours pour suspension secondaire pneumatique de véhicule à bogies, comprenant des éléments sandwich (6, 8) disposés sur l'axe longitudinal du bogie, formés de couches d'un matériau élastique (10, 11, 12) entre lesquelles sont interposées des armatures rigides (13, 14), et situés de part et d'autre de l'axe vertical de l'organe d'entrainement de la caisse par le bogie, caractérisé en ce qu'il comprend un pivot matériel (3) d'axe vertical confondu avec celui de l'organe d'entrainement de la caisse, muni de surfaces périphériques horizontales et/ou obliques (18, 28), et en ce que les éléments sandwich sont solidaires d'une traverse intermédiaire munie de surfaces d'appui (17, 27,19, 29) sur lesquelles les surfaces périphériques horizontales et/ou obliques du pivot peuvent venir reposer en cas de défaut de la suspension pneumatique. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des éléments sandwich (5, 7) disposés latéralement sur un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du bogie, de part et d'autre du pivot, et analogues à ceux disposés sur l'axe longitudinal du bogie. 3/ Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les éléments sandwich (6, 8) ne sont présents que sur l'axe longitudinal du bogie, caractérisé en ce que ces éléments sont reliés par une traverse d'appui tronconique (15) reposant sur eux. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les surfaces périphériques du pivot et les surfaces d'appui de la traverse les reliant sont munis d'un revêtement à faible coefficient de frottement (17, 19) ou ont subi un traitement réduisant leur coefficient de frottement.