Brevet FR2882406A1 — publié le 20060825

L'invention concerne le domaine technique des transports, notamment des chemins de fer, et plus particulièrement les articulations de timoneries de freins pour le matériel ferroviaire roulant, tel que les bogies. notamment les tringleries de freins à sabots ou les tringleries de freins à disques. Pour ce type d'articulations, selon l'état antérieur de la technique, le domaine ferroviaire utilise des paliers lisses sous forme de bagues en acier trempé superficiellement et coopérant avec des axes eux-mêmes en acier trempé superficiellement. Un graissage est réalisé uniquement au montage Or, il est apparu que ces articulations présentent, après plusieurs mois de fonctionnement, des problèmes de blocage dus à des phénomènes de grippage ou de corrosion entraînant des pertes d'efficacité du freinage. Il peut en résulter également une usure asymétrique de certains éléments constitutifs de l'ensemble de freinage, par exemple au niveau des plaquettes de friction. C'est ainsi que l'on a pu observer qu'au bout de 800.000 kilomètres, les articulations des tringleries de freins de bogies d'une rame de TGVC présentent des problèmes de blocage dus à la corrosion et au grippage. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients d'une manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de surmonter, d'une manière significative, les phénomènes de grippage et de corrosion d'un ensemble d'articulation. L'ensemble d'articulation est du type de ceux comprenant, d'une manière connue, un axe monté tournant dans une bague. Une application avantageuse concerne le domaine technique du ferroviaire, notamment des tringleries de freins de bogies. Pour résoudre ce problème technique, selon une caractéristique à la base de l'invention, l'axe et/ou la bague sont soumis à un traitement de durcissement de diffusion ou par transformation structurale suivi d'un traitement de finition et d'un traitement apte à réduire la tendance au grippage et à réduire le coefficient de frottement, l'alésage de ladite bague et/ou l'axe présentant des agencements aptes à faire office de réserve d'un lubrifiant. A noter que ce type d'articulation est parfaitement connu par l'homme du métier dans d'autres domaines d'application. Toutefois, l'homme du métier n'est pas incité à utiliser ce type de bagues qui sont conçues pour être regraissées à intervalles réguliers, alors que, dans une application ferroviaire, le cahier des charges impose un seul graissage au moment du montage. Les résultats obtenus sont surprenants étant donné que des tests comparatifs effectués à titre confidentiel, ont montré que les tringleries de freins de bogies de TGV équipées d'un ensemble d'articulations selon les caractéristiques de l'invention, ont permis de parcourir 1.300.000 kilomètres, sans aucune trace de micro-grippage et de corrosion. A partir de cette conception de base de l'ensemble d'articulations, différentes formes de réalisation peuvent être envisagées, au niveau notamment des agencements aptes à faire office de réserves de lubrifiant. Ainsi, ces agencements peuvent être constitués par des trous, des alvéoles, des rainures formant un quadrillage ou des chevrons. Avantageusement et de manière non limitative, ces agencements aptes à faire office de réserves de lubrifiant, sont disposés entre des gorges formées à chacune des extrémités de l'alésage de la bague. Dans ce cas, lorsque les agencements sont constitués par des rainures, ces dernières sont en communication avec l'une des gorges au moins. A titre de réalisation préférentielle mais non limitative, l'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre un exemple d'application de l'ensemble d'articulations selon l'invention, à une tringlerie de freins de bogies, notamment de freins à disque; - la figure 2 est une vue de côté correspondant à la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective, avec coupe partielle, d'une forme de réalisation de la bague d'articulation selon l'invention; la figure 4 est une vue en coupe longitudinale de la bague; la figure 5 est une vue correspondant à la figure 4, après montage de l'axe; - les figures 6, 7, 8 et 9 sont des vues partielles en coupe montrant,. à titres d'exemples, différents profils en fond de gorge. L'ensemble d'articulation selon l'invention est composé d'une bague (1) et d'un axe (2). Comme indiqué, cet ensemble d'articulation trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine ferroviaire notamment pour les tringleries de freins de bogies. Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, la tringlerie de freins comprend plusieurs ensembles d'articulations composés d'une bague (1) et d'un axe (2). Selon l'invention, la bague (1) et/ou l'axe (2) sont soumis à un traitement de durcissement de diffusion ou par transformation structurale, suivi d'un traitement de finition et d'un traitement apte à réduire la tendance au grippage et à réduire la sensibilité à la corrosion. Par exemple, le traitement de durcissement de diffusion est du type nitruration, nitrocarburation, carbonitruration, cémentation. De la même manière, le traitement de durcissement par transformation structurale peut être choisi parmi les procédés de trempe superficielle. Le traitement de finition est, par exemple, une réaction superficielle d'oxydation ou de phosphatation. Quant au traitement apte à réduire la tendance au grippage et à réduire la sensibilité à la corrosion, ce dernier peut consister en une couche de polymère contenant ou non un lubrifiant solide notamment du graphite, du bisulfure de Molybdène ou du PTFE. A noter également que le traitement de finition peut être suivi d'une imprégnation d'huile soluble ou entière. Selon l'invention, en combinaison avec ces différents traitements, l'alésage (la) de la bague (1) et/ou l'axe (2) présente des agencements aptes à faire office de réserve d'un lubrifiant tel que de la graisse. Différentes solutions techniques peuvent être envisagées. Par exemple et de façon non limitative, ces agencements sont constitués par des trous ou alvéoles formées dans l'épaisseur de la bague au niveau de l'alésage (la). Ou bien, ces agencements sont constitués par des rainures (1d) convenablement orientées pour former un quadrillage (figures des dessins) où des chevrons jointifs ou non au niveau de leur sommet. D'une manière avantageuse et non limitative, ces agencements, quelle soit leur forme de réalisation, sont disposés au moins entre des gorges (lb) et (1c) formées à chacune des extrémités Gal) et (l a2) de l'alésage (la) de la bague (1). Dans le cas de rainures (ld), ces dernières sont en communication 10 avec l'une au moins des gorges (lb) ou (1c). Les gorges (lb) et (lc) sont conformées pour éviter à la graisse ou autre lubrifiant de sortir de la surface de frottement. A titre indicatif nullement limitatif, la profondeur des gorges (lb) et (1 c) peut être comprise entre 0, 3 et 3 rnm environ. Plus généralement, la profondeur des gorges (lb) et (1c) est, au plus, égale à sensiblement le tiers de l'épaisseur du corps (1). Le profil des gorges peut présenter différentes formes, notamment carrée (figure 6), rectangulaire (figure 7), triangulaire (figure 8), ronde (figure 9), en étant chanfreinée ou non. Compte tenu du problème posé à résoudre d'éviter à la graisse de sortir de la surface de frottement, les gorges (lb) et (lc) sont positionnées à une distance, de chacune des extrémités (lai) et (l a2) de l'alésage, comprise entre 1 et 6 mm environ. De même, la largeur des gorges (lb) et (lc) est comprise entre 0,5 et 5 mm environ. Compte tenu de la combinaison des gorges (lb) et (le) et des rainures (1d) , il en résulte que lesdites gorges en communication avec lesdites rainures permettent d'éviter l'évacuation du lubrifiant contenu au niveau de la zone délimitée par lesdites rainures (1d), les gorges faisant également office de réserve de graisse pour réapprovisionner ces rainures. La profondeur des gorges (lb) et (1c) est d'environ 1 à 10 fois supérieure à la profondeur des rainures (1d). Les rainures (1d) délimitent une zone (chevrons ou quadrillage, par exemple) représentant environ 30 à 70 % de la zone de frottement. Comme indiqué, ces ensembles d'articulation trouvent une application particulièrement avantageuse dans le domaine ferroviaire pour tous types d'articulations, notamment de tringleries de freins à disques ou de freins à sabots, avec uniquement un graissage au montage. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on renvoie aux tests comparatifs effectués qui montrent que, selon l'invention, après un parcours de 1.300.000 kilomètres, le système tringleries des freins de boggies ne présentent pas de phénomènes de grippage ou de corrosion, alors que selon l'état antérieur de la technique, au bout de 800.000 kilomètres, des phénomènes de grippage et de corrosion apparaissent. 7 REVENDICATIONS - 1- Ensemble d'articulation comprenant un axe (2) monté tournant ou oscillant dans une bague, notamment pour tringlerie de freins de bogies, caractérisé en ce que l'axe (2) et/ou la bague (1) sont soumis à un traitement de durcissement de diffusion ou par transformation structurale suivi d'un traitement de finition et d'un traitement apte à réduire la tendance au grippage et à réduire la sensibilité à la corrosion, l'alésage de ladite bague et/ou l'axe présentant des agencements aptes à faire office de réserve d'un lubrifiant. -2- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agencements aptes à faire office de réserve de lubrifiant sont constitués par des trous ou alvéoles. - 3- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agencements aptes à faire office de réserve de lubrifiant sont constitués par des rainures (1d). -4- Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que les rainures (1d) forment un quadrillage. - 5- Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que les rainures (1d) forment des chevrons. - 6- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agencements aptes à faire office de réserve de lubrifiant sont disposés au moins entre des gorges (lb) et (1c) formées à chacune des extrémités de l'alésage (la) de la bague (1). - 7- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les agencements aptes à faire office de réserve de lubrifiant sont disposés sur l'axe (2). - 8- Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les agencements sont constitués par des rainures (1d) en communication avec les gorges (lb) et (lc).