Brevet FR2712862A1 — publié le 19950602

L'invention se rapporte à une boite d'essieu sur laquelle prend appui au moins un ensemble élastique entrant dans la réalisation d'une suspension d'un matériel ferroviaire tel un bogie ou un wagon. La suspension d'un véhicule à pour objet, d'une part, de répartir la charge statique du véhicule entre les différents points d'appui au sol et, d'autre part, d'amortir les efforts dynamiques produits notamment par les irrégularités de la surface d'appui. La suspension d'un véhicule ferroviaire comprend, généralement, au moins une paire d'ensembles élastiques situés de part et d'autre d'une boite d'essieu et qui à leur base sont chacun en appui sur une table d'appui dite généralement "palette" laquelle est solidaire de la boite d'essieu et qui à leur extrémité supérieure sont associés au moins indirectement au longeron du wagon ou d'un bogie. Classiquement, l'ensemble élastique est constitué de deux ressorts spiralés dont l'un dit ressort de tare a un diamètre interne supérieur au diamètre externe du second ressort dit ressort de charge, de sorte que le ressort de charge puisse être logé dans le ressort de tare. Le ressort de tare reprend les efforts liés au poids à vide du wagon, tandis que le second devient actif au delà d'une charge prédéterminée qui s'ajoute au poids à vide du wagon. De manière classique, la table d'appui présente un dispositif de maintien de la base de l'ensemble élastique. Dans les solutions connues, le dispositif de maintien est fixé sur la face supérieure de la table d'appui et comprend des moyens de centrage des ressorts coaxiaux, la base de chacun de ces ressorts prenant appui sur un même plan. Dans ces solutions connues, les moyens de centrage comprennent un tourillon sur lequel la paroi interne du petit ressort se centre et une chemise qui, montée coaxialement au tourillon, a sa face externe qui coopère avec la paroi interne du gros ressort. Pour avoir une hauteur de chargement importante, la distance qui sépare la table d'appui de la structure d'appui de l'extrémité supérieure de l'ensemble élastique est limitée. On sait que dans un ressort la variation de longueur est proportionnelle à la raideur du ressort et à la variation de la force exercée sur le ressort. Dans le cas d'un ressort sollicité en compression, la variation de longueur admissible est liée à la distance séparant deux spires contigües et au nombre de spires. De ce fait, pour une longueur donnée de ressort, si on souhaite augmenter la charge dynamique et si on souhaite contenir l'amplitude d'évolution de la longueur du ressort dans les limites disponibles, lors de la construction du ressort, il faut en augmenter la raideur, ce qui se traduit toutefois par une suspension plus dure qui devient alors plus agressive pour les rails. Si on souhaite une suspens ion moins agressive et donc plus souple, il faut que la raideur du ressort soit plus faible ce qui entraine une variation de longueur du ressort, pour une force donnée, plus importante, d'où un risque de contact des spires si le ressort n'est pas suffisamment aéré, c'est à dire si les spires sont trop proches. Ceci impose donc de limiter le poids en charge des wagons ou leur vitesse de circulation pour éviter que les forces induites par les déformations de la voie de roulement soient trop importantes. Un des résultats que l'invention vise à obtenir est une boite du type précité qui remédie à cet inconvénient et permet d'augmenter la charge à l'essieu et de limiter l'agressivité des matériels ferroviaires circulant sur les voies de chemin de fer. A cet effet, l'invention a pour objet une telle boite d'essieu présentant donc de part et d'autre de l'essieu une table d'appui encore appelée palette portant un dispositif de maintien pour la base d'un ensemble élastique d'une suspension, lequel ensemble élastique comprend lui même un premier ressort dit ressort de tare et un second ressort dit ressort de charge monté à l'intérieur du ressort de tare, cette boite d'essieu étant notamment caractérisée en ce que la table d'appui présente une cavité qui, sans diminuer notablement la résistance mécanique de ladite table, est apte à recevoir et loger sur une hauteur prédéterminée au moins le ressort de charge. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : une vue partielle d'une suspension d'un matériel ferroviaire, - figure 2 : une vue partielle et en coupe d'une boite d'essieu. En se reportant au dessin on voit que la suspens ion du véhicule ferroviaire comprend un essieu dont les extrémités sont guidées en rotation dans une boite d'essieu 1 associée au moins indirectement au châssis d'un matériel ferroviaire, tel un bogie ou une structure inférieure d'un wagon. Classiquement, la boite d'essieu 1 présente, de part et d'autre de son axe, une table d'appui 2 encore appelée palette portant un dispositif de maintien 3 pour la base 4 d'un ensemble élastique 5 d'une suspension, lequel ensemble élastique 5 comprend lui même un premier 5a ressort dit ressort de tare et un second 5b ressort dit ressort de charge monté à l'intérieur du ressort de tare. Cette table d'appui 2 est solidaire de la boite d'essieu 1. Au lieu que l'ensemble élastique repose par sa base en totalité sur un même plan de la table d'appui qui est celui de la face supérieure de la table d'appui, selon l'invention, la table d'appui 2 présente une cavité 6 qui, sans diminuer notablement la résistance mécanique de ladite table, est apte à recevoir et loger sur une hauteur prédéterminée au moins le ressort 5b de charge. Ceci permet, pour une distance constructionnelle entre la face supérieure de la table et le point d'appui de l'extrémité haute de l'ensemble élastique, d'augmenter la longueur totale du ressort par rapport à un montage dit traditionnel où la base du ressort de charge repose sur la face supérieure de la table. De préférence, cette cavité 6 a une forme tronconique de révolution. Dans une forme préférée de réalisation, au lieu que la base du ressort de charge repose librement directement dans une cavité 6 solidaire de la table d'appui, cette cavité 6 est réalisée par un pot amovible 6a dit de centrage qui porte en sa partie supérieure une collerette 7 d'appui qui coopère avec la face 8 supérieure de la table d'appui et c'est dans le pot que se loge partiellement le ressort de charge. C'est au moins indirectement la face interne 9 de cette cavité 6 ou du pot 6a de centrage qui fait office de portée de centrage du ressort de charge. Le fond du pot reçoit la base du ressort de tare. Selon l'invention, la face supérieure 14 de la collerette 7 reçoit la base du ressort 5a de tare. Le bord externe 10 de la collerette d'appui du pot de centrage porte une chemise 11 dont la face interne 12 constitue pour le ressort 5a de tare une portée de centrage. Avantageusement, la chemise 11 présente au moins une découpe 15 qui évite, lors de la phase de compression de l'élément élastique, que l'anneau 16 de suspension que comprend généralement ce type de suspension vienne en butée sur le bord supérieur de la chemise, ce qui limiterait l'amplitude d'évolution de l'élément élastique. Avantageusement, le pot 6a de centrage comprend des moyens 13 de liaison démontable avec l'ensemble élastique tels une tige qui s'appuie sur le dessous du pot de centrage et au moins indirectement sur la partie supérieure de l'ensemble élastique. De préférence, le fond du pot de centrage présente un bossage 17 délimitant une cavité suffisante pour y loger le pied du moyen 13 de liaison et de ce fait, limiter la longueur de la tige et l'encombrement total de l'ensemble élastique. En outre, ce bossage constitue un élément de centrage pour le ressort de charge. Avantageusement, la disposition des portées de centrage 9 et 12 du ressort de charge et du ressort de tare permet de diminuer la différence de diamètre entre le ressort de charge et le ressort de tare. RXVSNDICATION8 1. Boite d'essieu (1) sur laquelle prend appui au moins un ensemble élastique (5) entrant dans la réalisation d'une suspension d'un matériel ferroviaire présentant, de part et d'autre de son axe, une table d'appui (2) portant un dispositif de maintien (3) pour la base d'un ensemble élastique d'une suspension, lequel ensemble élastique comprend lui même un premier ressort (5a) dit ressort de tare et un second ressort (5b) dit ressort de charge monté à l'intérieur du ressort de tare, cette boite d'essieu étant CARACTERI8EE en ce que la table (2) d'appui présente une cavité (6) qui, sans diminuer notablement la résistance mécanique de ladite table, est apte à recevoir et loger sur une hauteur prédéterminée au moins le ressort de charge (5a). 2. Boite d'essieu selon la revendication 1 caractérisée en ce que la cavité (6) a une forme tronconique de révolution. 3. Boite d'essieu selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que la cavité est réalisée par un pot (6a) amovible dit de centrage qui porte en sa partie supérieure une collerette (7) d'appui qui coopère avec la face supérieure (8) de la table d'appui (2) et c'est dans le pot que se loge partiellement le ressort de charge. 4. Boite d'essieu selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que c'est au moins indirectement la face interne de la cavité (6) qui fait office de portée de centrage du ressort de charge. 5. Boite d'essieu selon la revendication 3 caractérisée en ce que la face supérieure (14) de la collerette (7) reçoit la base du ressort de tare (5a). 6. Boite d'essieu selon la revendication 3 caractérisée en ce que le bord externe (10) de la collerette (7) d'appui du pot de centrage porte une chemise (11) dont la face interne (12) constitue pour le ressort de tare (5a) une portée de centrage. 7. Boite d'essieu selon la revendication 3 caractérisée en ce que le pot (6a) de centrage comprend des moyens (13) de liaison démontable avec l'ensemble élastique. 8. Boite d'essieu selon la revendication 6 caractErisée en ce que la chemise (11) présente au moins une découpe (15) qui évite, lors de la phase de compression de l'élément élastique, que l'anneau (16) de suspension que comprend généralement ce type de suspension vienne en butée sur le bord supérieur de la chemise. 9. Boite d'essieu selon la revendication 7 caractérisée en ce que le fond du pot de centrage présente un bossage (17) délimitant une cavité suffisante pour y loger le pied du moyen (13) de liaison. 10. Boite d'essieu selon la revendication 4 ou 6 caract8risée en ce que la disposition des portées de centrage (9 et 12) du ressort de charge et du ressort de tare permet de diminuer la différence de diamètre entre le ressort de charge et le ressort de tare.