Brevet FR2667037A1 — publié le 19920327

La présente invention concerne, d'une façon générale, des organes d'attelage pour véhicules ferroviaires et, en particulier, des moyens perfectionnés pour retenir un organe d'attelage sans jeu dans lesquels les charges de traction longitudinales de l'organe d'attelage sont distribuées sur une surface plus grande pour réduire la concentration des efforts dans le longeron central et dans l'accouplement de l'organe d'attelage. Les voitures de chemin de fer sont attelées ensemble par des organes d'attelage, c'est-à-dire des barres de traction ou un attelage central Les barres de traction sont des unités d'un seul tenant connues pour être utilisées dans l'industrie ferroviaire et s'étendant entre deux voitures de chemin de fer ou plus et les atteler de façon permanente. Les attelages sont des unités indépendantes de chaque voiture qui sont accouplés ensemble entre des voitures adjacentes, de manière à constituer une liaison Dans chaque cas, un bras et une extrémité de butée de la barre de traction ou de l'attelage central se prolongent dans le longeron central de la voiture de chemin de fer, sur lequel ils sont fixés de manière à transmettre les charges longitudinales à la voiture. Un type de barre de traction est ordinairement monté et maintenu dans le longeron central d'une voiture de chemin de fer par la combinaison d'une cale d'accouplement introduite au travers d'une paire de joues ou flasques latéraux moulés de longeron Un tel agencement est représenté dans US-A-4 700 853 de Altherr et coll, dans lequel les joues latérales moulées du longeron comportent des saillies dirigées vers l'intérieur pour centrer la barre de traction dans le longeron central Tout en assurant le positionnement latéral et le maintien de la barre de traction, les joues latérales moulées de longeron entourent également totalement la clavette de traction de manière à transférer les charges longitudinales, en particulier la chargé de traction de la barre de traction, à partir de la cale d'accouplement jusqu'au longeron central. Un problème lié à cet agencement est que la surface de distribution de la charge de traction, entre la cale d'accouplement horizontale et les joues latérales moulées du longeron est limitée à de petites parties marginales incurvées de la cale d'accouplement, qui sont en contact avec les joues latérales moulées du longeron Ceci entraîne une concentration élevée des efforts, pouvant constituer une cause de fatigue et de rupture Il s'est avéré par suite nécessaire de fixer rigidement les joues latérales moulées du longeron (par un soudage massif) à l'intérieur du longeron central, de manière à supporter les charges de traction longitudinales de la barre de traction. Il est avantageux en exploitation ferroviaire de pouvoir convertir les voitures de chemin de fer d'un système à barre de traction en un système à attelage Il est souhaitable en conséquence de prévoir des moyens de retenue de barre de traction amovibles Toutefois, la seule manière d'enlever les joues latérales moulées du longeron consiste à enlever au chalumeau la soudure massive située à l'intérieur du longeron central L'enlèvement au chalumeau de cette soudure massive est extrêmement difficile et il arrive fréquemment que l'on endommage une partie de la paroi latérale du longeron central qui doit être restauré ou remplacé Cette procédure est co 1 teuse et prend du temps. En conséquence, un objet de la présente invention est de réaliser des moyens de retenue de barre de traction perfectionnés qui permettent de distribuer, sur une surface agrandie, les charges de traction longitudinales, de la barre de traction au longeron central, pour réduire la concentration des efforts. Un autre objet de la présente invention est de réaliser des moyens de retenue de barre de traction perfectionnés, susceptibles d'1 tre aisément mis en place et enlevés, sans avoir à modifier les parois latérales du longeron central. La présente invention propose de remédier aux difficultés rencontrées jusqu'ici Dans ce but, on a constaté que l'on pouvait obtenir une augmentation de la surface de distribution des charges de traction longitudinales de la barre de traction en réalisant un organe de retenue unique, de structure unitaire, s'étendant latéralement à l'intérieur du longeron central et s'adaptant totalement autour d'une partie longitudinale de l'extrémité de butée de la barre de traction Un axe de liaison vertical traverse une ouverture verticale ménagée dans la barre de traction et vient se loger également dans des ouvertures verticales alignées de l'organe de retenue pour assembler la barre de traction à l'organe de retenue et transférer les charges de traction longitudinales Les charges de traction longitudinales venant de la barre de traction sont ainsi distribuées sur une plus grande surface de l'interface entre le partie supérieure et inférieure de l'axe de liaison vertical et de l'organe de retenue De son coté, l'organe de retenue vient en butée contre des organes formant butée, renforcés, qui sont ajoutés aux parois latérales intérieures du longeron central pour améliorer le transfert des charges de traction longitudinales L'organe de retenue selon la présente invention peut 'tre boulonné sur les parois latérales du longeron central et peut donc être facilement monté et enlevé sans nécessiter les importants travaux de soudage utilisés jusqu'ici De plus, aucune modification du longeron central n'est nécessaire lors de la conversion du système à barre de traction en système à attelage et réciproquement. Dans les dessins: Fig 1 est une vue en plan, en coupe, d'un mode de réalisation préféré de l'invention, Fig 2 est une vue latérale en élévation du dispositif, partiellement en coupe, prise suivant lés lignes 2-2 de la Fig 1, certains organes étant représentés en vue arrachée pour plus de clarté, Fig 3 est une vue avant, en élévation, de l'organe de retenue selon la présente invention, Fig 4 est une vue latérale en élévation de l'organe de retenue représenté sur la Fig 3, Fig 5 est une vue en coupe, en élévation, de l'organe de retenue, prise suivant la ligne 5-5 de la Fig 3, Fig 6 est une vue en coupe en élévation de l'organe de retenue, prise suivant les lignes 6-6 de la Fig 4, et Fig 7 est une vue en plan, en coupe, de l'organe de retenue, prise suivant les lignes 7-7 de la Fig 3. Sur les Fig 1 et 2, une extrémité de l'organe d'attelage sans jeu, tel qu'une barre de traction incorporant des perfectionnements selon la présente invention est représentée d'une manière générale en 10 La barre de traction 10 s'étend dans une extrémité ouverte 12 d'un longeron central, désigné d'une manière générale par 14, fixé longitudinalement sous une voiture de chemin de fer (non représentée) Le longeron central 14 est d'une structure standard et comprend un élément ou poutre en U renversé 16, muni d'une paroi supérieure 18, de parois latérales 20 et 22, et d'ailes tournées vers l'extérieur 24 et 26, sur le fond inférieur ouvert 27. Une extrémité de butée sphérique 28 de la barre de traction 10 vient s'adapter contre une face sphérique correspondante 30 d'un bloc suiveur 32, maintenu dans un logement de réception moulé 34 Un coin oblique vertical 36 est situé entre le bloc suiveur 32 et le logement de réception 34 pour supprimer le jeu Le logement de réception moulé 34 est monté transversalement dans le longeron central 14, sur un support en U 38 fixé sur les ailes 24 et 26. Selon la présente invention, la barre de traction 10 est centrée verticalement, latéralement et longitudinalement dans le lofigeron central 14 par un organe de retenue de barre de traction unique 40, qui s'étend latéralement à l'intérieur du longeron central 14 et s'adapte totalement autour d'une partie longitudinale de l'extrémité de butée 28 de la barre de traction 10 La t 9 te 28 de la barre de traction 10 traverse en conséquence un passage 41 ménagé dans l'organe de retenue 40. L'organe de retenue 40 est de structure unitaire et comprend une paire de parois latérales 42 et 44 qui, après assemblage, sont situées des deux côtés de la barre de traction 10 et des surfaces intérieures 46 et 48 des parois latérales 20 et 22 du longeron central, respectivement Les parois latérales 42 et 44 de l'organe de retenue comportent des ouvertures 50 et 52, respectivement, dans l'alignement des ouvertures 54 et 56 des parois latérales 20 et 22 respectives du longeron central, de manière à recevoir les boulons de fixation 58 et 60 et, à fixer ainsi l'organe de retenue 40 sur le longeron central 14. L'organe de retenue 40 comprend en outre une paroi supérieure 62 qui vient en butée sur la paroi supérieure 18 du longeron central 14, et une paroi inférieure 64, qui est située à l'extrémité ouverte 27 du longeron central 14. Chacune des parois supérieure et inférieure 62 et 64 de l'organe de retenue 40 sont pourvues de bossages supérieur et inférieur surélevés 66 et 68, respectivement, qui font saillie uniformément dans la cavité 41 de l'organe de retenue 40, vers la barre de traction 10 Les bossages supérieur et inférieur 66 et 68 comportent chacun des surfaces de contact de la barre de traction sensiblement horizontales et sensiblement planaires, 70 et 72 respectivement La surface de contact de la barre de traction 70 comprend un bord avant oblique 74 et un bord arrière oblique 76, tandis que la surface de contact de barre de traction 72 comprend un bord avant oblique 78 et un bord arrière oblique 80 Les bords 74, 76, 78 et 80 sont inclinés sur des plans individuels, à angle aigu par rapport au plan passant le long des parties horizontales des surfaces de contact 70 et 72, pour créer un jeu permettant le léger réglage vertical angulaire de la barre de traction dans le longeron central 14 qui se produit en service. La paroi supérieure 62 et le bossage supérieur 66 comportent une ouverture verticale 82 dans l'alignement d'une ouverture verticale 84 ménagée dans la paroi de fond 64 et dans le bossage inférieur 68 de l'organe de retenue Les ouvertures 82 et 84 sont conformées de manière à recevoir un axe de liaison vertical 86 pour accoupler la barre de traction 10 à l'organe de retenue 40 L'axe de liaison vertical 86 traverse les ouvertures 82 et 84, ainsi que l'ouverture 88 de la barre de traction 10 L'ouverture 88 de la barre de traction 10 comprend un premier côté vertical concave 89, agencé pour recevoir le bord avant 91 de l'axe de liaison vertical 86, et un second c 8 té 93, de contour sphérique, de manière à correspondre à la forme de l'extrémité de butée sphérique 28 de la barre de traction L'ouverture de la barre de traction 88 retient à l'intérieur un bloc formant palier de l'axe 90, de forme correspondante, comportant un premier côté vertical concave 92, agencé pour recevoir le bord arrière 94 de l'axe de liaison vertical 86, et un second côté 95 conformé de manière correspondante, venant se loger dans le second coté de contour sphérique 93 de l'ouverture 88 de la barre de traction Ledit agencement de l'axe de liaison vertical 86, du palier d'axe 90, de l'organe de retenue 40 et du bloc suiveur 32 permet un déplacement vertical et angulaire de la barre de traction 12 dans le longeron central 14. L'épaisseur des parois latérales 42 et 44 de l'organe de retenue augmente progressivement d'épaisseur, la section de chacune d'elles en coupe transversale étant la plus grande dans la zone des nervures verticales 96 et 98. Les nervures verticales 96 et 98 se raccordent aux surfaces intérieures 46 et 48 des parois latérales 20 et 22 du longeron central, respectivement aux organes de butée, 100 et 102 respectivement, du longeron central Les organes de butée 100 et 102 peuvent être moulés d'un seul tenant avec le longeron central 14 ou fixés rigidement sur celui-ci Les organes de butée 100 et 102 sont situés à proximité des surfaces intérieures 46 et 48 des parois latérales, 20 et 22 respectivement, du longeron central, et s'étendent longitudinalement jusque dans-une position adjacente aux nervures verticales 96 et 98 des parois latérales 42 et 44 de l'organe de retenue Les organes de butée 100 et 102 ont également une épaisseur croissant progressivement, la surface de chacun d'eux, en coupe transversale, étant la plus grande à son raccordement avec les nervures verticales 96 et 98 de l'organe de retenue 40. Afin que l'extrémité de butée sphérique 28 de la barre de traction 10 puisse traverser le passage 41 de l'organe de retenue 40, les nervures verticales 96 et 98 des parois latérales 42 et 44 de l'organe de retenue sont pourvues de cavités incurvées découpées 104 et 106 qui laissent passer le diamètre agrandi de la barre de traction 10 au travers tout en assurant la surface maximale possible en coupe transversale pour le transfert de la charge vers les organes de butée 100 et 102. L'axe de liaison vertical 86 et l'organe de retenue 40 sont maintenus en place dans le fond ouvert 27 du longeron central 14 par un support en U 108, boulonné sur les ailes rabattues 20 et 26 du longeron central 14. En service, les charges de traction longitudinales de la barre de traction 10 sont transmises par l'axe de clavetage vertical 86 à l'organe de retenue 40 L'organe de retenue 40 transmet, de son coté, les charges de traction longitudinales aux organes de butée 100 et 102, à l'interface de raccordement entre les nervures verticales 96 et 98 de l'organe de retenue 40 et les organes de butée 100 et 102 L'augmentation de la surface des nervures 96 et 98 de l'organe de retenue ainsi que des organes de butée 100 et 102 dans ces zones de raccordement assure un renforcement adéquat permettant de supporter les charges de traction Les charges de tamponnement de la barre de traction 10 sont transmises directement au bloc suiveur 32, au coin oblique 36 et au logement de réception moulé 34, jusqu'aux butées arrière 109 et 110 du longeron central L'axe de liaison vertical 86 ou l'organe de retenue 40 ne supportent aucune charge de tamponnement. Lorsque les charges de traction longitudinales sont transmises à l'axe de liaison vertical 86 à l'organe de retenue 40, on utilise une surface bien plus grande que celle de la cale d'accouplement horizontale et des joues latérales de longeron de l'art antérieur La surface de contact, dans l'art antérieur, s'étendait le long du bord avant incurvé, linéaire, de la cale d'accouplement horizontale Dans la présente invention, la surface de contact est considérablement agrandie en raison de l'augmentation de la dimension verticale résultant des bossages supérieur et inférieur surélevés 66 et 68 ainsi que de l'augmentation de la dimension horizontale résultant du diamètre de l'axe de liaison vertical 86 Cette augmentation de surface a pour effet de réduire d'une façon générale la concentration des efforts à la jonction du longeron central 14 et de l'organe d'attelage. L'agencement selon la présente invention peut donc assurer de manière adéquate le transfert de la charge entre la barre de traction 10 et le longeron central 14, sans nécessiter une fixation rigide (par une soudure massive) de l'organe de retenue 40 sur le longeron central 14, comme dans l'art antérieur. La suppression du soudage en raison d'une concentration réduite des efforts permet également de réaliser un agencement facile à monter et à démonter lors de la conversion des voitures de chemin de fer Le procédé de construction comprend: la mise en place de l'organe de retenue 40 dans le longeron central 14 et la fixation de l'organe de retenue 40 sur le longeron central 44 à l'aide de boulons 58 et 60; l'introduction de l'extrémité de butée 28 de la barre de traction 10 au travers de l'organe de retenue 40 et au contact du bloc suiveur 32; l'introduction de l'axe de liaison vertical 86 à travers les ouvertures 82 et 84 de l'organe de retenue, ainsi que l'ouverture 88 de la barre de traction, dans laquelle le palier de l'axe 90 est déjà en place; et la fixation du support en U 108 transversalement de la partie inférieure ouverte 27 du longeron central 14 pour maintenir l'organe de retenue 40 et l'axe de liaison vertical dans le longeron central Pour enlever le dispositif, on procède dans l'ordre inverse des opérations. La description qui précède ainsi que les dessins expliquent et illustrent le meilleur mode de réalisation connu de l'invention et l'homme de l'art, à l'appui de leur divulgation, pourra y apporter des modifications et des variantes sans s'écarter du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Une structure de longeron central pour voiture de chemin de fer, du type comprenant un organe d'attelage ( 10) se prolongeant dans le longeron central ( 14) d'une voiture de chemin de fer, ledit organe d'attelage comprenant une extrémité de butée ( 28) prévue pour tre raccordée dans ledit longeron central, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe de retenue unique ( 40) de structure unitaire, se prolongeant latéralement dans ledit longeron central ( 14) et s'adaptant complètement autour d'une partie longitudinale de ladite extrémité de butée ( 28) dudit organe d'attelage ( 10). 2 Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe de retenue ( 40) comprend une paire de parois latérales ( 42, 44), situées à proximité des parois latérales respectives ( 20, 22) dudit longeron central ( 14), un bord arrière dirigé vers l'extrémité de butée dudit organe d'attelage et un bord avant, opposé audit bord arrière, des parois supérieure ( 62) et inférieure ( 64), chacune desdites parois supérieure et inférieure comprenant un bossage en relief ( 66, 68), faisant saillie l'un vers l'autre et venant en contact, respectivement, avec la surface supérieure et inférieure de ladite extrémité de butée de l'organe d'attelage. 3 Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits bossages ( 66, 68) comprennent en outre des surfaces de contact ( 70, 72) sensiblement horizontales, sensiblement planaires, venant en butée contre lesdites surfaces supérieure et inférieure de ladite extrémité de butée dudit organe d'attelage ( 10), lesdites surfaces de contact étant inclinées le long de leurs bords avant et arrière, lesdits bords étant inclinés sur des plans individuels, à angle aigu par rapport à un plan passant le long desdites surfaces de contact sensiblement horizontales. 4 Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites parois supérieure et inférieure ( 62, 64) il dudit organe de retenue ( 40), lesdits bossages supérieur et inférieur ( 66, 68) et ladite extrémité de butée ( 28) dudit organe d'attelage ( 10) comportent tous des ouvertures formant passage, dans lequel un axe de liaison vertical ( 86) vient se loger pour accoupler ledit organe d'attelage audit organe de retenue. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites parois latérales ( 42, 44) de l'organe de retenue ( 40) augmentent progressivement d'épaisseur et leur section la plus grande en coupe transversale est située sur le bord avant dudit organe de retenue. 6 Structure selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit longeron central ( 14) comprend des organes formant butée d'un seul tenant ( 100, 102) situés à proximité de l'intérieur des parois latérales respectives dudit longeron central, lesdits organes formant butée augmentant progressivement d'épaisseur ayant leur surface la plus grande, en coupe transversale, adjacente audit bord avant dudit organe de retenue ( 40). 7 Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits bords avant desdites parois latérales ( 42, 44) de l'organe de retenue ( 40) comprennent des cavités incurvées opposées ( 104, 106) qui permettent auxdits bords avant desdites parois latérales de recevoir ladite extrémité de butée dudit organe d'attelage ( 10). 8 Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que chacune desdites parois latérales ( 42, 44) de l'organe de retenue et desdites parois latérales respectives ( 20, 22) dudit longeron central ( 14) comportent des ouvertures alignées pour recevoir des boulons de fixation afin de fixer ledit organe de retenue ( 40) dans ledit longeron central ( 14). 9 Structure selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un support en U ( 108) est fixé transversalement à la partie inférieure ouverte dudit longeron central ( 14), pour fixer ledit axe de liaison vertical ( 86) et ledit organe de retenue ( 40) dans ledit longeron central ( 14). Un organe de retenue de barre de traction, prévu pour être utilisé avec un attelage à barre de traction de voiture de chemin de fer, ledit organe de retenue de barre de traction assurant le positionnement latéral et vertical de l'organe à barre de traction dans un longeron central, caractérisé en ce qu'il comprend: une paire de parois latérales; une paroi supérieure ( 62) comportant un bossage supérieur surélevé ( 66) entourant une ouverture verticale; une paroi inférieure ( 64) comportant un bossage inférieur surélevé ( 68) entourant une ouverture verticale, ledit bossage inférieur surélevé faisant saillie vers ledit bossage supérieur en relief. 11 Un organe de retenue de barre de traction selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits bossages inférieur et supérieur ( 66, 68) comprennent des surfaces sensiblement horizontales, sensiblement planaires, autour desdites ouvertures verticales, lesdites surfaces ayant des bords obliques ( 74, 76, 78, 80) aux extrémités longitudinalement opposées desdites surfaces, lesdits bords ( 74, 76, 78, 80) étant inclinés sur des plans individuels à angle aigu par rapport à un plan passant le long desdites surfaces sensiblement25 horizontales. 12 Un organe de retenue de barre de traction selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites parois latérales de l'organe de retenue ( 40) augmentent progressivement d'épaisseur, leur surface la plus grande en coupe transversale se trouvant sur le bord avant dudit organe de retenue ( 40). 13 Un organe de retenue de barre de traction selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites parois latérales ( 42, 44) de l'organe de retenue ( 40) comprennent des cavités incurvées ( 104, 106) dans le bord avant dudit organe de retenue ( 40), lesdites cavités incurvées ( 104, 106) disposées à l'opposé l'une par rapport à l'autre, formant une ouverture oblongue dans ledit bord avant dudit organe de retenue. 14 Un procédé de construction de moyens de retenue d'un organe d'attelage dans le longeron central d'une voiture de chemin de fer, caractérisé en ce que: la réalisation d'un organe de retenue de structure unitaire, venant s'adapter entièrement autour d'une partie longitudinale dudit organe d'attelage; la mise en place dudit organe de retenue ( 40) dans ledit longeron central ( 14), ledit organe de retenue s'étendant latéralement, transversalement audit longeron central; le passage d'un organe d'attelage au travers dudit organe de retenue, en butée avec un ensemble de bloc suiveur ( 32), palier ( 90) et corps de logement moulé ( 34) afin que ledit ensemble soit sans jeu; et l'introduction d'un axe de liaison vertical ( 86) dans les ouvertures dudit organe de retenue ( 40) et dudit organe d'attelage. Le procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la structure desdits moyens de retenue comprend la fixation dudit organe de retenue ( 40) sur ledit logneron central ( 14). 16 Le procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la structure desdits moyens de retenue comprend la fixation d'un support en U ( 38) transversalement à la partie inférieure ouverte dudit longeron central ( 14), au-dessous dudit organe de retenue ( 40) et dudit axe de liaison vertical ( 86), de manière à fixer ainsi ledit organe de retenue ( 40) et ledit axe de liaison vertical ( 86) dans ledit longeron central ( 14).