Brevet FR2868029A1 — publié le 20050930

Domaine de l'invention La présente invention concerne un palier articulé pour un dispositif servant à l'appui d'une caisse de véhicule ferroviaire sur un châssis tournant muni de jeux de roues, ce palier ayant une bague inté- rieure munie d'une surface de palier sphérique bombée de manière con-vexe, une bague extérieure entourant la bague intérieure et appuyée contre celle-ci avec précontrainte, la bague extérieure ayant une surface de palier sphérique bombée de manière convexe, ainsi qu'une couche de glissement prévue entre la bague intérieure et la bague extérieure. io Etat de la technique Les paliers articulés constituant des liaisons articulées peu-vent être installés à la fois entre la caisse du véhicule et le châssis tournant ainsi que dans la zone du châssis tournant. Ces paliers articulés peuvent être entre autres réalisés comme barres de guidage ou de stabili- sation. Elles permettant par exemple de s'opposer aux mouvements de roulis de la caisse du véhicule pendant le mouvement, c'est-à-dire aux mouvements de basculement de la caisse autour de l'axe longitudinal du véhicule. Pour cela, les dispositifs réalisés sous la forme de liaisons articulées comportent au moins une barre de torsion. Des dispositifs de ce type sont connus des spécialistes sous la dénomination de barres antiroulis. La présente invention concerne également des paliers articulés utilisés notamment pour les barres antiroulis. Un tel palier articulé doit permettre des mouvements de basculement, de pivotement et d'inclinaison et il doit transmettre en même temps des efforts de traction et de poussée. Pour son application il faut une absence de jeu à la fois dans la direction radiale et dans la direction axiale pour éviter les bruits. Pour de telles applications on utilise actuellement des paliers articulés sans entretien, déjà précontraints. La précontrainte s'obtient en plaçant la bague extérieure avec la couche de glissement autour de la bague intérieure et à les déformer plastiquement par un procédé de compression. Cette opération produit une déformation élastique de la bague extérieure et de la couche de glissement qui produit une mise en tension et permet de compenser l'usure caractéristique de la couche de glissement. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un palier articulé sans entretien ayant une durée de vie aussi grande que possible et permettant de suivre les mouvements de basculement, de pivotement ou d'inclinaison et de transmettre les efforts de traction et compression dans les zones requises tout en permettant une absence de jeu dans la direction radiale et dans la direction axiale. Du fait de l'usure de la couche de matière glissante, le palier doit permettre une compensation de réglage. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un palier articulé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la bague extérieure est divisée dans la direction radiale donnant deux parties de bague extérieures ayant des faces frontales intérieures de forme annulaire, tournées l'une vers l'autre et se trouvant respectivement dans un plan radial, et entre lesquelles on a un intervalle périphérique. Pour créer la précontrainte le palier comporte au moins un élément de serrage ou un élément de ressort au niveau de la bague extérieure. Comme élément de serrage on peut utiliser par exemple une vis. Par la pression exercée sur les faces frontales extérieures des parties de bague extérieures dans la direction axiale vers le milieu on obtient un palier précontraint permettant de transmettre sans jeu les efforts radiaux. L'application de ce principe de base à une bague extérieure divisée radialement et à laquelle on applique une précontrainte par des éléments à ressort n'est pas connue dans le domaine des barres antiroulis ou des articulations de stabilisation de voies de véhicules ferroviaires. Comme élément de serrage on peut utiliser deux ressorts Belleville d'axes parallèles appliqués contre la bague extérieure et chaque fois un ressort Belleville s'appuie contre la face frontale extérieure d'une partie de bague extérieure. On compense ainsi automatiquement le jeu engendré par l'usure de la matière de glissement du fait que les deux parties de bague extérieures sont comprimées dans la direction axiale. Ainsi, l'intervalle entre les deux parties de bague extérieures se réduit toujours pendant le fonctionnement. L'utilisation de ressorts Belleville comme élé- ments de serrage permet d'appliquer la force requise à la précontrainte et au réglage de compensation. Mais on peut également utiliser d'autres éléments à ressort dans le cadre de l'invention. Il est également possible de réaliser le réglage de compen- sation de la précontrainte par exemple par une précontrainte exercée par des vis poussant axialement. Dans ce mode de réalisation, la couche de matière glissante assure principalement la fonction de l'élément à ressort. Lorsque l'usure a absorbé la précontrainte on peut renouveler cette solution par le réglage des vis pour permettre une précontrainte sans jeu servant à une nouvelle phase d'utilisation. Le palier articulé selon l'invention offre l'avantage d'une économie importante de durée d'utilisation. La durée d'utilisation est augmentée en ce que l'on peut avoir une usure beaucoup plus importante de la matière de glissement entre la bague extérieure et la bague intérieure et compenser cette usure. Alors que la version utilisant une bague extérieure sertie, seule l'usure de rodage de la couche de matière de glisse-ment peut se régler. Or cette usure dépend de la nature de la matière de la couche lubrifiante et elle se situe dans une plage d'ordre de grandeur de 0,10 à 0,15 mm; dans la solution selon l'invention on peut compenser par réglage pratiquement toute l'épaisseur de la matière de glissement allant de 0,50 à environ 1,00 mm. On peut ainsi utiliser la phase utile propre-ment dite qui commence après la phase de rodage et correspond à environ 90 % de la durée de vie du palier. Les ressorts Belleville peuvent être maintenus axialement par deux anneaux élastiques logés dans une pièce de raccordement entourant la bague extérieure. Ces anneaux peuvent être tenus axialement par les bords des deux côtés du manchon extérieur enveloppant et chaque fois un bord se place entre un ressort Belleville et un anneau élastique. Grâce à l'utilisation d'un tel manchon extérieur on a une unité de palier articulée précontrainte prête à être installée. D'autres avantages du palier résident dans la simplicité de son montage dans la structure environnante. Il n'est pas nécessaire de coller. L'adaptation au boîtier est facile de même que la fixation à l'aide d'anneaux élastiques. Il en est de même du démontage qui est simple et permet ainsi un remplacement simple. L'invention autorise des tolérances de fabrication plus importantes des différentes parties du palier que dans la version sertie, et n'utilise pas d'outil de sertissage de la bague exté- rieure et supprime le procédé de réglage compliqué de celui-ci. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans les-quels: - la figure 1 montre un premier mode de réalisation d'un palier selon l'invention en coupe axiale partielle, la figure 2 montre un second mode de réalisation d'un palier selon l'invention en coupe axiale partielle, la figure 3 montre un troisième mode de réalisation d'un palier selon l'invention en coupe axiale. Description de modes de réalisation Selon la figure 1, le palier 1 se compose d'une bague inté- rieure 1 à surface de palier sphérique bombée de manière convexe, une bague extérieure 2 à surface de palier sphérique bombée de manière con- cave entourant la bague intérieure 1 ainsi que d'une couche de glissement entre ces deux bagues. La bague intérieure 1 est engagée par un perçage sur un goujon 4. Celui-ci peut être par exemple une barre de torsion. La Io bague intérieure 1 est fixée selon un procédé approprié au goujon 4. On peut prévoir à cet effet une bague de fixation 5 pour le blocage dans la di-rection axiale. La bague extérieure 2 est divisée dans la direction radiale et se compose ainsi de deux parties de bague extérieure 6 et 7. Ces deux parties ont des faces frontales 8, 9, intérieures, parallèles au plan de division; ces faces frontales sont écartées d'une certaine distance et forment ainsi un intervalle périphérique x. Les parties de bague intérieures 6, 7 sont poussées axialement l'une contre l'autre par des ressorts Belleville 10 appuyés même axialement contre des anneaux élastiques 11. A la place de l'un des deux anneaux élastiques on peut également utiliser un épaulement coopérant avec l'autre anneau élastique. Chaque anneau élastique 11 est logé et maintenu dans une gorge périphérique de sa pièce de raccordement 12. Le ressort Belleville 10 du côté gauche de la figure 1 s'appuie directement contre l'anneau élastique 11 associé alors que du côté droit on a représenté une version avec étanchéité. Pour cela, une bague armée 13 d'un soufflet d'étanchéité 14 est installée entre le ressort Belleville 10 et l'anneau élastique 11. Le palier de la figure 2 a une construction en principe identique et les parties correspondantes à celles de la figure 1 portent les mé- mes références. Toutefois, dans ce cas, la bague intérieure 15 est réalisée en une seule pièce avec une griffe 16 ayant une partie centrale sphérique. Les parties de bague extérieures 6 et 7 ainsi que les ressorts Belleville 10 sont entourés par un manchon extérieur 17 et chaque fois un bord du manchon extérieur se trouve entre l'anneau élastique 11 tenu dans la pièce de raccordement 12 et le ressort Belleville voisin 10. L'utilisation d'un tel manchon extérieur 17 donne un en-semble prêt à être monté pour le palier déjà assemblé. Le palier de la figure 3 est réalisé également selon le même principe, ce qui permet d'utiliser là encore les mêmes références pour les mêmes éléments. La griffe 16 qui forme la bague intérieure 15 comporte deux tourillons de fixation 18 venant axialement en saillie et comportant des perçages 19 pour des vis de fixation. Les ressorts Belleville 20 sont vulcanisés ici sur les deux soufflets à plis 21 utilisés pour réaliser l'étanchéité. Cela permet de supprimer les anneaux d'armature particuliers des soufflets et réduire ainsi l'encombrement. Cette solution a toutefois l'inconvénient d'une faible durée de vie car la précontrainte de la bague extérieure déformée plastiquement ne permet de compenser qu'une très faible usure de la matière de glisse-ment. En partie il faut coller la bague extérieure du palier dans la structure environnante car sinon du fait des tolérances de fabrication on aurait des variations trop importantes du couple de friction. Malgré le collage il faut toujours un travail important pour régler la fabrication. NOMENCLATURE 1 bague intérieure 2 bague extérieure 3 couche de glissement 4 goujon anneau de fixation 6 partie de la bague extérieure 7 partie de la bague extérieure 8 face frontale intérieure 9 face frontale intérieure ressort Belleville 11 anneau élastique 12 pièce de raccordement 13 anneau d'armature 14 soufflet bague intérieure 16 griffe 17 manchon extérieur 18 tourillon de fixation 19 perçage ressort Belleville 21 soufflet X intervalle périphérique REVENDICATIONS 1 ) Palier articulé pour un dispositif servant à l'appui d'une caisse de véhicule ferroviaire sur un châssis tournant muni de jeux de roues, ce palier ayant une bague intérieure (1, 15) munie d'une surface de palier sphéri- que bombée de manière convexe, une bague extérieure (2) entourant la bague intérieure (1, 15) et appuyée contre celle-ci avec précontrainte, la bague extérieure (2) ayant une surface de palier sphérique bombée de manière convexe, ainsi qu'une couche de glissement (3) prévue entre la bague intérieure (1, 15) et la bague extérieure (2), caractérisé en ce que la bague extérieure (2) est divisée dans la direction radiale donnant deux parties de bague extérieures (6, 7) ayant des faces frontales intérieures (8, 9) de forme annulaire, tournées l'une vers l'autre et se trouvant respectivement dans un plan radial, et entre lesquelles on a un intervalle périphé- rique (x). 2 ) Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' au moins un élément de ressort ou de serrage pour créer la précontrainte 20 par rapport à la bague intérieure (, 15) est prévu sur la bague extérieure (2) . 3 ) Palier selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de serrage est constitué par deux ressorts Belleville (10, 20) installés avec l'axe parallèle sur la bague extérieure (2), un ressort Belleville (10, 20) respectif s'appuyant contre la face frontale extérieure d'une partie de bague extérieure (6, 7). 4 ) Palier selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ressorts Belleville (10, 20) sont tenus axialement par deux anneaux élastiques (11) logés dans une pièce de raccordement (12) entourant la bague extérieure (2). 5 ) Palier selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ressorts Belleville (10) sont tenus axialement par les bords prévus des deux côtés d'un manchon extérieur (10) entourant et chaque bord est pré-vu entre un ressort Belleville (10) et un anneau élastique (11). 6 ) Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague intérieure (1) est engagée avec son perçage sur un goujon (4) fonctionnant comme barre de torsion en étant fixée à celui-ci. 7 ) Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague intérieure (15) fait corps avec une griffe (16) ayant une partie centrale sphérique et deux tourillons de fixation qui s'en écartent axiale-ment.