Brevet FR2729615A1 — publié le 19960726

"Essleu pour véhicule routier. comportant deux demi-arbres coaxiaux emboîtées Iun dans l'autre" La présente invention concerne un essieu pour véhicule routier, comprenant (icax demi-arbres coaxiaux ayant une partie terminale axialement externe supportant au moins une roue et une partie terminale axialement interne, deux fourreaux fixes dans lesquels les demi-arbres sont montés rotatifs, et deux dispositifs de freinage comportant chaam une partie rotative et une partie fixe, les fourreaux portant les parties fixes des dispositifs de freinage dont les parties mobiles sont portées par les parties terminales axialement internes des demi-arbres. Les essieux rigides des véhicules routiers sont actuellement équipés de freins à tambour situés dans les roues. Cette solution ne donne toutefois pas pleinement satisfaction, en particulier dans le cas des véhicules lourds. En effet, la chaleur dégagée par les freins est transmise aux pneumatiques et peut entraîner la détérioration de ces derniers. Le refroidissement des freins est en outre mal assuré, ce qui limite la durée de vie du matériau de friction. Par ailleurs, la taille des freins est limitée par le volume disponible dans les roues, de sorte que les capacités de freinage des véhicules à petites roues ne sont pas toujours satisfaisantes. n est vrai que certains véhicules ferroviaires comportent des essieux rigides dont l'arbre est pourvu de disques de frein à l'extérieur des roues. Cc type d'essieu nc convient toutefois pas aux véhicules routiers dont les roues doivent être cinématiquemcnt indépendantes afin qu'elles puissent tourner à des vitesses différentes dans les virages ou en cas de freinage avec intervention d'un système antiblocage. ll est vrai également que l'on connaît des essieux ayant la structure mentionnez cn introduction, mais qui ne sont destinés qu'à des véhicules à roues uxiependantes. La présente invention se propose d'étendre aux essieux rigides les avantages des essieux utilises actuellement sur certains véhicules ferroviaires et routiers et dont les disposinfs de freinage sont situés hors des roues. Pour ce faire, elle a pour objet un essieu ayant la structure précitée et qui se caractérise en ce que les parties terminales axialement internes des demi-arbres sont emboîtées l'une dans l'autre et prennent appui l'une sur l'autre par l'intermédiaire de paliers disposés entre elles. Grâce à cette disposition, les deux demi-arbres peuvent tourner à des vitesses différentes, ce qui rend les roues cinématiquemcnt indépendantes et leur permet par conséquent de tourner à des vitesses différentes dans les virages ou en cas de freinage avec un système antiblocage. Par ailleurs, comme les dispositifs de freinage sont situés à l'extérieur des roues, ils peuvent être dimensionnés indépendamment du diamètre de celles-ci. Itur refroidissement peut en outre être assuré dans de meilleures conditions. Un échauffcment excessif des pneumatiques est également évité. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les paliers disposs entre les parties terminales axialement internes des demi-arbres sont constitués par une bapc cylindrique adjacente à l'extrémité libre de la partie tenninale axialement internc ayant la plus petite section transversale et par un roulement à rotule sur rouleaux adjacent à l'extrémité libre de la partie terminale axialement interne ayant la plus grande section transversale. La bague cylindrique, qui peut par exemple être réalisée en Nylon, se pressente sous la forme d'un cylindre ayant une paroi peu épaisse et permet ainsi dc réduire la distance entre les parties des demi-arbres entre lesquelles elle est située et par suite les dimensions en coupe transversale de l'essieu. Quant au roulement à rotule sur rouleaux, qui est prévu pour supporter une charge axiale et radiale importante, il permet un auto-alignement des demi-arbres. Avantageusement, chacun des fourreaux est solidaire d'un bras de suspension du véhicule routier, ce qui permet un montage aisé de l'essieu sur les suspensions de ce dernier. De préférence, les demi-arbres sont montés rotatifs dans les fourreaux par I'intermédiaire d'un roulement à rotule sur rouleaux situé au droit du bras de suspension correspondant et d'un roulement à aiguilles adjacent à la partie rotative du dispositif de freinage correspondant. Ces roulements à rotule sur rouleaux sont placés au droit des bras de suspension afin qu'ils supportent seuls la charge suspendue et que les roulements à aiguilles, en n'ayant à supporter que les efforts de freinage, puissent avoir un diamètre externe suffisamment petit pour permettre l'installation des dispositifs de freinage. Selon une caractéristique particulière de l'essieu selon l'invention, les demi-arbres portent un manchon extérieur amovible, les manchons s'étendant à l'intérieur des fourreaux auxquels ils sont reliés par l'intermédiaire des roulements à rotule sur rouleaux et des roulements à aiguilles. Les manchons, les fourreaux et les roulements situés entre ces organes forment deux cartouches de roulement qui peuvent être emmanchées sur les demi-arbres, ou enlevées de ces derniers, de façon aisée et rapide. Les parties rotatives des (-nI de freinage peuvent ainsi être facilement remplacées en cas d'usure. De préférence, les manchons comportent un rebord annulaire terminal ct sont rendus solidaires des demi-arbres par des flasques amovibles portant les mues, les flasques serrant les rebords annulaires des manchons contre des épaulements ménages sur les demi-arbres. La fixation des manchons sur les demi-arbres est facile et rapide puisqu'elle est assurée lors de la fixation des flasques portant les roues. Un mode d'exécution de la présente invention sera décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partiellement en élévation et partiellement en coupe d'un essieu pour véhicule routier selon la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-tI de la figure 1; - la figure 3 est une vue à échelle agrandie de la partie de l'essieu qui est située à gauche sur la figure 1 ; et - la figure 4 est une vue à échelle agrandie de la partie de l'essieu qui est sinue à droite sur la figure 1. L'essieu que l'on peut voir sur les dessins a été conçu pour être monté sur un véhicule routier du type poids lourd. n comprend un demi-arbre 1 ayant une partie terminale axialement externe la et une partie terminale axialement interne lb, un demiarbre 2 ayant une partie terminale axialement externe 2a et une partie terminale axialement interne 2b, le demi-arbre 2 s'étendant coaxialement avec le demi-arbre 1, deux fourreaux fixes 3 dans lesquels les demi-arbres 1 et 2 sont montés rotatifs, ct deux dispositifs de freinage 4 comportant chacun une partie rotative 4a et une partie fixe 4b. Dans le mode de réalisation representé, les parties terrninales axialement externes la,2a des deux demi-arbres sont conçues pour supporter chacune deux roues jumelées 5. fi va de soi cependant qu'elles pourraient ne supporter quine seule roue. Comme le montrent clairement les figures 3 et 4, les roues 5 sont montées sur les parties terminales la,2a par l'intermédiaire de flasques amovibles 6 immobilisées cn rotation sur ces dernières par des cannelures et maintenus en place par des plaques circulaires 7 fixées par des vis 8. Les fourreaux 3 portent les parties fixes 4b des dispositifs de freinage 4 dont les parties rotatives 4a sont portées respectivement par les parties terminales axialement internes lb,2b des demi-arbres. Dans le mode de réalisation représenté, les parties rotatives 4a -U1 chacune un disque ventilé 9 solidaire d'une douille 10 vissée contre une bride annulaire 11 fixée sur le demi-arbre correspondant, du côté de la partie terminale axialement interne de celui-ci. Quant aux parties fixes 4b, elles comprennent chacune un étrier 12 renfermant des pistons (non représentés) aptes à appliquer des plaquettes de frein 13 contre les laces opposées du disque ventilé correspondant 9. On notera ici que les étriers 12 font saillie sur la partie des fourreaux 3 qui est tournée vers l'avant du véhicule. Comme le montre plus particulièrement la figure 1, les parties terminales axialement internes lb,2b des demi-arbres 1,2 sont emboîtées l'une dans l'autre ct prennent appui l'une sur l'autre par l'intermédiaire de deux paliers 14,15 disposés enlie elles. Dans l'exemple représenté, le palier 14 est constitué par une bague cylindrique adjacente à l'extrémité libre de la partie terminale 2b tandis que le palier 15 est constitué par un roulement à rotule sur rouleaux adjacent à l'extrémité libre de la partie terminale lb. La bague cylindrique est de préférence réalisée en Nylon. Elle a une fåxblc épaisseur afin de limiter les dimensions en coupe transversale du demi-arbre 1 et par conséquent celles du demi-arbre 2 pour des raisons de symétrie. Le roulement à rotule sur rouleaux, qui est de conception classique, comprend une bague extérieure fixée à l'intérieur de la partie terminale lb, entre un épaulement 16 et un écrou 17, et une bague intérieure fixée sur la partie terminale 2b, entre une rondelle frein 18 et un écrou 19. Sa constitution particulièrc lui permet de supporter une charge axiale et radiale importante et de bien positionner axialement les deux demi-arbrcs 1,2 I'un par rapport à l'autre. Comme le montre par ailleurs la figure 2, les fourreaux 3 comportent chacun deux pattes 20 (dont une seule est visible) portant la partie fise 4b du dispositif de agc 4 correspondant, et sont montés chacun, par l'intermédiaire de boulons 21 et d'une plaque de serrage 22, sur un bras 23 de l'une des suspensions du véhicule. En référence maintenant à la figure 3, on précisera que les demi-arbres 1 ct 2 portent un manchon extérieur amovible 24 s'étendant depuis le flasque correspondant 6, pratiquement jusqu'au disque ventilé 9 du dispositif de freinage carrespondant. Les manchons 24 comportent, à l'une de leurs extrémités, un rebord ammlabe 25 tourné radialement vers l'intérieur, et sont immobilisés sur les demi-arbres 1 et 2 par les flasques 6, ceux-ci serrant les rebords 25 contre un épaulement 26 ménagé sur chaam des demi-arbres. On notera par ailleurs que les demi-arbres 1,2 pourvus de leur manchon 24 sont montés rotatifs dans les fourreaux 3 par l'intermédiaire d'un roulement à rotulc sur rouleaux 27 situé au droit du bras de suspension correspondant 23 et d'un roulement à aiguilles 28 adjacent au disque ventilé 9 du dispositif de freinage correspondant. Lies roulements à rotule sur rouleaux 27, qui ont la même constitution que le roulement 15 dont il a été question ci-dessus, sont placés au niveau des bras dc suspension 23 pour que la charge suspendue soit supportée par eux seuls et que les roulements à aiguilles 28, en n'ayant à supporter que les efforts de freinage, pissent avoir un diamètre externe suffisamment petit pour permettre l'installation des diwsitHs de freinage 4 à l'extérieur des manchons 3. n ressort de la description ci-dessus que l'essieu conforme à l'invention comprend deux demi-arbres coaxiaux qui peuvent tourner à des vitesses différentes l'un par rapport à l'autre. Ses roues S sont donc cinématiquement indépendantes, ce qui leur permet dc tourner à des vitesses différentes dans les virages ou en cas de freinage avec un antiblocage. L'essieu conforme à l'invention bénéficie en outre des avantages des essieux de certains véhicules ferroviaires et de certains véhicules routiers à roues indépendantes, dont les dispositifE; de freinage sont situés hors des roues. Enfin, les manchons 24, les fourreaux 3 et les roulements intermédiaires 27,28 forment deux cartouches de roulement pouvant être facilement commandé sur les demi-arbres ou en être enlevées. REVENDICATIONS 1. Essieu pour véhicule routier, comprenant deux demi-arbres coaxiaux 2) ayant une partie terminale axialement externe (la,2a) supportant au moins une roue (5) ct une partie terminale axialement interne (lb,2b), deux fourreaux fixes (3) dans lesquels les demi-arbres sont montés rotatifs, et deux dispositifs de freinage (4) comportant chacun une partie rotative (4a) et une partie fixe (4b), les fourreaux (3) pont les parties fixes (4b) des dispositifs de freinage (4) dont les parties mobiles (4a) sont portées par les parties terminales axialement internes (lb,2b) des demi-arbres, caradérisé en ce que les parties terminales axialement internes (lb,2b) des demi-arbres (1,2) sont emboîtées l'une dans l'autre et prennent appui l'une sur l'autre par l'intermédiaire de paliers (14,15) disposés entre elles. 2. Essieu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paliers (14,15) disposes entre les parties terminales axialement internes (lb,2b) des demi-arbres (1,2) sont constitués par une bague cylindrique (14) adjacente à l'extrémité libre de la partie terminale axialement interne (2b) ayant la plus petite section transversale et par un roulement à rotule sur rouleaux (15) adjacent à l'extrémité libre dc la partie terminale axialement interne (lb) ayant la plus grande section transversale. 3. Essieu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chacun des fourreaux (3) est solidaire d'un bras de suspension (23) du véhicule routier. 4. Essieu selon la revendication 3, caractérisé en ce que les demi-arbrcs (1,2) sont montés rotatifs dans les fourreaux (3) par l'intermédiaire d'un roulement à rotule sur rouleaux (27) situé au droit du bras de suspension correspondant (23) et d'un roulement à aiguilles (28) adjacent à la partie rotative (4a) du dispositif de freinage correspondant (4). 5. Essieu selon la revendication 4, caractérisé en ce que les demi-arbres (1,2) portent un manchon extérieur amovible (24), les manchons (24) s'étendant à l'intérieur des fourreaux (3) auxquels ils sont reliés par l'intermédiaire des roulements à rotule sur rouleaux (27) et des roulements à aiguilles (28). 6. Essieu selon la revendication 5, caractérisé en ce que les manchons (24) comportent un rebord annulaire terminal (25) et sont rendus solidaires des demiarbres (1,2) par des fiasques amovibles (6) portant les roues (5), les fiasques (6) scrrant les rebords annulaires (25) des manchons (24) contre des épaulements (26) ménagés sur les demi-arbres (1,2).