Brevet FR2631917A1 — publié le 19891201

Articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires La présente invention concerne une articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires reposant sur un bogie médian, à organes élastiques de support. Les articulations d'accouplement sur bogie médian actuelles comprennent une semelle liée à l'un des véhicules, supportée sur le bogie médian par des ressorts, et portant par l'intermédiaire d'organes en élastomère une rotule sur la surface-supérieure de laquelle vient s'appuyer une portée sphérique liée à l'autre véhicule. Ces articulations comprennent des surfaces sphériques nécessitant beaucoup d'usinages. Elles sont d'un prix de revient élevé et relati- vement lourdes. La présente invention a pour but de procurer une articulation d'un prix de revient moins élevé et moins lourde, et qui assure par ailleurs dans les meilleures conditions les fonctions requises, même dans le cas de trains à grande vitesse. Elle doit permettre en premier lieu la rotation des pièces entre elles pour assurer le passage sur les voies en courbe et en plus que l'un de ses éléments forme un angle avec l'axe vertical, afin d'assurer le gite d'un véhicule par rapport à l'autre lors des entrées et sorties de tronçons de voie en dévers et lors des passages de creux ou de bosses. Elle doit, outre les efforts de traction et freinage en service normal, répondre aux efforts dus aux chocs exceptionnels dans des limites déterminées. Le levage du bogie médian doit être rendu possible en prenant appui sous les véhicules lors des opérations de réenraille- ment. L'accouplement et le désaccouplement doivent pouvoir s'effectuer rapidement. L'articulation selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend A) une pièce torique reliée à l'un des véhicules, de surface tronco- nique dans sa zone inférieure, et cylindrique dans sa zone supérieure, comportant un alésage cylindrique en son centre, et munie d'un épaulement circulaire horizontal autour du haut de son alésage cylindrique, 6 3 1 9 1 7 2- B) une pièce de support reliée à l'autre véhicule; venant envelopper la pièce torique, et comportant a) une semelle à un niveau inférieur à celui de la pièce torique, b) un élément d'articulatlon torique en matériau composite élastique, formé de plaques métalliques en sandwich entre des couches de matériau élastique, reposant sur la semelle, et entourant et au contact de la surface externe tronconique de la pièce torique, c) un axe cylindrique fixé sur la semelle, engagé dans l'alésage cylindrique de la pièce torique, de plus faible diamètre que cet alésage et se terminant par un épaulement circulaire horizontal venant en vis-à- vis de l'épaulement circulaire horizontal de la pièce torique, et d) dans la partie supérieure de sa zone périphérique, une portée cylindrique interne venant en vis-à-vis de la surface externe cylindrique de la zone supérieure de la pièce torique. Elle répond en outre de préférence à au moins l'une des caracté- ristiques suivantes: - Les plaques métalliques et les couches de matériau élastique de l'élément d'articulation torique sont en forme de secteur sphérique. - Les couches de matériau élastique peuvent être évidées (alvéoles) de fagon à obtenir des raideurs différentes de l'élément d'articulation dans les directions radiales (longitudinale et transversale). - La pièce torique est munie sous une face plane inférieure extérieure à l'élément d'articulation torique de la pièce de support d'ergots de sécurité rentrant dans des fourchettes en regard solidaires de cet élément d'articulation torique. - L'élément d'articulation torique est rapporté sur la semelle par l'intermédiaire d'une pièce de support reliée à la semelle par un organe de verrouillage. - L'angle avec la verticale des surfaces externes tronconiques de la pièce torique et de l'élément d'articulation torique, ainsi que le Jeu entre l'alésage eylindrique de la pièce torique et l'axe 263 1917 -3 cylindrique de la pièce de support, sont tels qu'ils permettent un accouplement de la pièce torique et de la pièce de support même lorsque la pièce torique est présentée en face de la pièce de support avec une excentration importante. Il est décrit ci-après, à titre d'exemples et en référence aux figures du dessin annexé, des articulations d'accouplement selon l'invention. La figure 1 représente une articulation en coupe par un plan de symétrie longitudinal, les surfaces venant en contact de la pièce torique et de l'élément d'articulation torique de la pièce de support étant de forme tronconique. La figure 2 représente une variante à élément d'articulation torique en forme de secteur sphérique. La figure 3 représente en perspective l'extrémité d'une caisse de véhicule et le bogie médian correspondant, avec la pièce de support de l'articulation avec la caisse du véhicule suivant. La figure 4 représente en perspective l'extrémité de la caisse du véhicule suivant avec la pièce torique de l'articulation. Dans la figure 1, l'articulation comporte une pièce torique centrale 1, reliée à la caisse de l'un des véhicules, présentant une surface d'appui tronconique 2 sur l'élément d'articulation torique en matériau composite élastique-13. Sa partie supérieure comporte une surface externe cylindrique 3, venant en regard de la surface externe cylindrique 20 de la semelle 9 solidaire de la caisse du véhicule adjacent, mais espacée de celle-ci. La pièce torique est percée d'un alésage axial 4, avec dans sa zone centrale un évidement 5. Dans la zone centrale de sa partie supérieure, un épaulement circulaire 6 est muni d'éléments en élastomère 7 supportant une couronne circulaire en acier 8 de surface supérieure polie. La semelle 9 reliée à la caisse du véhicule adjacent, composée de plusieurs éléments soudés entre eux, comporte un rebord vertical cylindrique 10 auquel est fixé par des boulons tels que 11 une pièce circulaire de section droite triangulaire 12 supportant l'élément d'articulation torique composite 13. Celui-ci est composé de plaques - - 2631917 -4 métalliques 14 en sandwich entre des couches de matériau élastique 15. Une plaque tronconique 16 constitue la surface d'appui du pourtour de la partie inférieure de la pièce torique 1. Cet élément d'artlcula- tion peut être d'une seule pièce, ou bien en deux ou trois parties. Sur le centre de la semelle 9 est fixé grâce à un filetage 19 un axe vertical 17, venant s'engager dans l'alésage 4 de la pièce torique 1, en laissant subsister un Jeu important avec cet alésage. Ce Jeu est suffisant pour que le pourtour de l'axe ne vienne pas en contact avec l'alésage lors des déplacements longitudinaux normaux en périodes de traction ou de freinage, et ne puisse le faire que lors de chocs exceptionnels. La partie supérieure de cet axe forme un chapeau circulaire 18 présentant une surface inférieure plane 18A, venant en regard de la couronne circulaire en métal dur poli 8 de la pièce torique 1. Des ergots de sécurité 21, solidaires de la pièce centrale torique 3, viennent s'engager dans des fourchettes 22 solidaires de l'élément torique 13, de façon à éviter tout glissement entre cette pièce et l'élément torique, notamment lors des passages en courbe de fort rayon, tout en permettant leur rotation relative. Dans la variante représentée en figure 2, les couches de matériau élastique 34 et les plaques métalliques 35 de l'élément d'articulation torique 33 sont en forme de secteur sphérique, de même que la face d'appui de la pièce de support 31. La surface de contact 32 avec la pièce torique centrale (non représentée) est tronconique. La figure 3 représente l'extrémité de la caisse de l'un des véhicules, avec le bogie médian correspondant et la pièce de support de l'articulation. L'extrémité 40 de la caisse est portée par le bogie médian 41, supporté par les roues telles que 42, 43, l'un des essieux 46 étant seul visible. Les essieux sont reliés par les longerons 44, 45, réunis par des traverses telles que 47, et supportant les suspensions pneumatiques 58, 59. La pièce de support de l'articulation 48 est supportée par des bras obliques 49 reliés à la face extrême de la caisse. La figure 4 représente l'extrémité 50 de la caisse du véhicule 26319 1 7 adjacent. La pièce torique 51, à pourtour cylindrique extrême 53, est portée par les poutres 54, 55 reliées à la face d'extrémité de la caisse, et par les bras obliques 56, 57. Lors de l'accouplement, elle s'emboitera dans la pièce de support 48 de la caisse adJacen- te (fig.3). 263191 7 REVENDICATIONS 1/ Articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires reposant sur un bogie médian entre deux véhicules, par l'intermédiaire d'élé- ments élastiques, caractérisée en ce qu'elle comprend A) une pièce torique (1) reliée à l'un des véhicules, de surface tronconique dans sa zone inférieure, et cylindrique dans sa zone supérieure, comportant un alésage cylindrique (4) en son centre, et munie d'un épaulement circulaire horizontal (6) autour du haut de son alésage cylindrique, B) une pièce de support reliée à l'autre véhicule, venant envelopper la pièce torique, et comportant a) une semelle (9) à un niveau inférieur à celui de la pièce torique, b) un élément d'articulation torique en matériau composite élastique formé de plaques métalliques en sandwich entre des couches de matériau élastique (13), reposant sur la semelle, et entourant et au contact de la surface externe tronconique de la pièce torique, c) un axe cylindrique (17) fixé (19) sur la semelle, engagé dans l'alésage cylindrique de la pièce torique, de plus faible diamètre que cet alésage et se terminant par un épaulement circulaire horizontal (18) venant en vis-à-vis de l'épaulement circulaire horizontal (6) de la pièce torique, et d) dans la partie supérieure de sa zone périphérique, une partie cylindrique interne (20) venant en vis-à-vis de la surface externe cylindrique (3) de la zone supérieure de la pièce torique. 2/ Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les plaques métalliques (35, fig.2) et les couches de matériau (34) de l'élément d'articulation torique (33) sont en forme de secteur sphérique. 3/ Articulation selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en -- ce que les couches de matériau élastique sont munies d'alvéoles internes disposées de façon que l'élément d'articulation présente radialement des raideurs différentes dans les directions longitudinale et transversale. 4/ Articulation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pièce torique est munie sous une face plane inférieure extérieure à l'élément d'articulation torique de la pièce de support d'ergots de sécurité (21) rentrant dans des fourchettes en regard (22) solidaires de cet élément d'articulation torique. 5/ Articulation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée ce que l'élément d'articulation torique (13) est rapporté sur la semelle (9) par l'intermédiaire d'une pièce de support (12) reliée à la semelle par un organe de verrouillage (11). 6/ Articulation selon l'une des revendications I à 5, caractérisée en ce que l'angle avec la verticale des surfaces externes tronconiques de la pièce torique (1) et de l'élément d'articulation torique (13), ainsi que le Jeu-entre l'alésage cylindrique (4) de la pièce torique et l'axe cylindrique (17) de la pièce de support, sont tels qu'ils permettent un accouplement de la pièce torique et de la pièce de support même lorsque la pièce torique est présentée en face de la pièce de support avec une excentration importante.