Brevet FR3081811A1 — publié le 20191206

Description Titre de l'invention : ADAPTATEUR DE WAGON POUR RACCORDER UNE CAISSE DE WAGON À UN PALIER Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention concerne le domaine des adaptateurs de palier pour un wagon. Etat de la technique antérieure [0002] Un wagon comprend généralement un cadre de bogie pourvu d'une paire de cadres latéraux de chaque côté, ayant des mâchoires ouvrant vers le bas. Un adaptateur de palier peut être déplacé verticalement à l'intérieur des mâchoires et repose sur un palier monté sur un essieu de wagon portant une roue dudit wagon. L'adaptateur de palier constitue ainsi une connexion rigide entre le cadre de bogie du wagon et le palier. Typiquement, un palier pour un essieu de wagon s'ajuste autour d'un tourillon à l'extrémité de l'essieu de wagon, où il est monté entre un ensemble de bague de support et un embout. [0003] Toutefois, l'adaptateur de wagon peut se déplacer par rapport au palier. La charge appliquée par le cadre de bogie par le biais de l'adaptateur peut ne pas être bien répartie sur le palier, notamment sur les éléments de roulement lorsque le palier est du type palier à roulement. Ceci donne lieu à une usure sur la surface interne et la surface externe de l'adaptateur de wagon ainsi qu'à une défaillance du palier. [0004] De plus, l'adaptateur de wagon peut venir en contact avec la bague de support ou l'embout du palier. Ceci donne lieu à une usure inattendue de ces pièces et réduit ainsi leur durée de vie utile. [0005] Le déplacement du wagon par rapport au palier peut également conduire à un contact direct entre l'adaptateur et l'un des joints du palier. Dans ce cas, le palier n'est pas étanchéifié de manière appropriée. Dès lors, une pollution par des particules contaminantes, de la poussière et de l'eau peut pénétrer à l'intérieur du palier depuis l'extérieur et potentiellement endommager les pièces du palier. [0006] Typiquement, les paliers sont remplis de lubrifiant, en particulier de graisse, pour lubrifier les surfaces de contact de roulement qui supportent en rotation l'essieu du wagon. Le but est de réduire les frottements et l'échange thermique de manière à réduire l'usure des pièces et les risques de rupture. Toutefois, les joints de palier affectés par un déplacement de l'adaptateur de wagon peuvent conduire à une fuite de lubrifiant vers l'extérieur du palier, puis à une défaillance du palier. [0007] Ces problèmes ainsi que d'autres sont résolus par des modes de réalisation de la présente invention. Résumé de l'invention 2 [0008] À cet effet, l'invention concerne un adaptateur de wagon destiné à relier radialement une caisse de wagon à un palier. L'adaptateur de wagon comprend un corps d'adaptateur ayant deux canaux latéraux délimités chacun par une paire d'oreilles opposées et une surface latérale perpendiculaire auxdites oreilles opposées. Les canaux latéraux sont prévus pour coopérer avec la caisse de wagon. Le corps d'adaptateur comprend en outre deux surfaces frontales, une surface interne agissant en tant que siège de palier pour ledit palier, et une surface externe. L'adaptateur de wagon comprend également deux brides frontales qui font saillie vers l'intérieur par rapport à la surface interne, et qui délimitent avec la surface interne un logement pour ledit palier. L'adaptateur de wagon est en outre pourvu d'un recouvrement supérieur monté sur la surface externe du corps d'adaptateur, ledit recouvrement supérieur ayant au moins une surface externe prévue pour être en contact radial direct avec la caisse de wagon. Ladite surface externe du recouvrement supérieur, en coupe transversale à travers l'axe de rotation du palier, est courbe. [0009] Le corps d'adaptateur de l'adaptateur de wagon peut être standardisé, le recouvrement supérieur pouvant être adapté en fonction des caractéristiques d'application. [0010] Un tel agencement améliore la durée de vie utile de l'adaptateur de wagon et du palier en réduisant l'usure. La surface externe courbe du recouvrement supérieur compense le défaut d'alignement relatif entre la caisse de wagons et le palier. La charge appliquée par le cadre de bogie par le biais de l'adaptateur est répartie uniformément sur le palier, notamment sur les éléments de roulement lorsque le palier est du type palier à roulement. [0011] Selon d'autres aspects de l'invention qui sont avantageux mais non obligatoires, un tel adaptateur de wagon peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : [0012] Le recouvrement supérieur est fixé solidement à ladite surface externe du corps d'adaptateur par des moyens de fixation. [0013] Les moyens de fixation sont des vis. [0014] Le recouvrement supérieur est pourvu d'au moins un renfoncement recevant une broche saillant radialement vers l'extérieur prévue sur ladite surface externe du corps d'adaptateur. [0015] Le recouvrement supérieur comprend un côté externe ayant une rainure centrale su- périeure s'étendant le long d'un axe parallèle à l'axe de rotation du palier, le recouvrement supérieur ayant deux surfaces externes courbes des deux côtés de ladite rainure centrale supérieure et prévues pour être en contact radial direct avec la caisse de wagon. [0016] L'au moins un renfoncement est prévu à l'intérieur de la rainure centrale supérieure. [0017] Ladite surface externe du recouvrement supérieur est sphérique. [0018] Ladite surface externe du recouvrement supérieur est cylindrique. 3 [0019] La surface externe du corps d'adaptateur est plane. [0020] Le corps d'adaptateur est fabriqué en métal, par exemple par coulée. Par exemple, le corps d'adaptateur est fabriqué en acier coulé ou en fonte. [0021] Le recouvrement supérieur est fabriqué en métal. [0022] Le recouvrement supérieur est fabriqué en plastique ou en matériau polymère. [0023] Selon un autre aspect, l'invention concerne un ensemble adaptateur de wagon comprenant un adaptateur de wagon selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents, un palier monté à l'intérieur de l'adaptateur de wagon, une bague de support prévue pour venir en contact axial avec le palier au niveau d'un premier côté et un ensemble d'embout prévu pour venir en contact axial avec le palier au niveau d'un autre côté, opposé au premier côté. [0024] Selon un mode de réalisation, le palier comprend au moins une bague interne et au moins une bague externe montée en contact radial avec la surface interne de l'adaptateur de wagon. [0025] Selon un mode de réalisation, le palier comprend au moins une rangée d'éléments de roulement disposés entre des chemins de roulement prévus sur les bagues interne et externe. [0026] Selon un mode de réalisation, la bague interne du palier est fabriquée en deux parties séparées axialement par un espaceur axial. [0027] Selon un autre aspect, l'invention concerne un essieu de wagon comprenant un ensemble adaptateur de wagon selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents, un arbre étant monté de manière rotative autour d'un axe de rotation par rapport à un adaptateur de wagon à l'intérieur dudit palier. L'arbre comprend une première extrémité montée radialement à l'intérieur de la bague de support et une deuxième extrémité opposée à la première extrémité et fixée à l'ensemble d'embout. Brève description des figures [0028] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la des- cription détaillée de modes de réalisation non limitatifs et des dessins annexés dans lesquels : [0029] [fig.1] est une vue en perspective d'un essieu de wagon pourvu d'un adaptateur de wagon selon l'invention ; [0030] [fig.21 est une coupe transversale axiale de l'essieu de wagon de la figure 1; et [0031] [fig.31 est une vue éclatée en perspective d'un adaptateur de wagon pour l'essieu de wagon de la figure 1. Description détaillée de l'invention [0032] Si l'on se réfère aux figures 1 à 3, un essieu de wagon 10 est prévu pour relier le cadre de bogie d'un wagon aux roues (non illustrées). L'essieu de wagon 10 comprend 4 un arbre 12 (en pointillés dans la figure 2), monté à rotation autour d'un axe de rotation X10 par rapport à un adaptateur de wagon 14. L'adaptateur de wagon 14 est fixé au cadre de bogie de wagon, l'arbre 12 étant fixé aux roues. [0033] Un palier 16 est prévu radialement entre l'adaptateur de wagon 14 et l'arbre 12. Comme illustré dans la figure 2, le palier 16 est du type palier à roulement et comprend une bague interne 18 montée sur l'arbre 12, une bague externe 20 montée à l'intérieur de l'adaptateur de wagon 14 et deux rangées d'éléments de roulement 22a, 22b, par exemple des rouleaux, disposés entre des chemins de roulement prévus sur les bagues interne et externe 18, 20. La bague interne 18 est par exemple fabriquée en deux parties séparées axialement par un espaceur axial 24. Dans ce mode de réalisation, le palier 16 est un palier à rouleaux coniques. [0034] Le palier 16 est en outre pourvu de moyens d'étanchéité 26, 28 aux deux extrémités axiales. Les moyens d'étanchéité 26, 28 ferment un espace radial défini entre la bague interne 18 et la bague externe 20. Les éléments de roulement 22a, 22b sont disposés dans ledit espace radial étanchéifié. [0035] L'adaptateur de wagon 14 est fixé à la bague externe 20 par son côté radialement intérieur ou son côté vers le siège de palier 30 et est monté à l'intérieur du cadre de bogie. [0036] L'arbre 12 comprend un tourillon 12a et un pare-poussière ayant une surface cy- lindrique 12b dont le diamètre est supérieur au diamètre du tourillon 12a. Un congé concave 12c connecte la surface cylindrique 12b sur le tourillon 12a. La bague interne 18 du palier est montée sur le tourillon 12a. [0037] Comme illustré, l'essieu de wagon 10 comprend en outre une bague de support 34 ayant une surface interne 34a prévue pour venir en contact radialement avec la surface externe de l'arbre 12, au niveau du côté du congé 12c et pour venir en contact axialement avec la bague interne 18 du palier 16. Par conséquent, la surface interne 34a de la bague de support 34 présente une forme arrondie, presque complémentaire de celle du congé 12c. [0038] L'essieu de wagon 10 comprend également un ensemble d'embout 38. L'ensemble d'embout 38 comporte l'embout 38a prévu pour constituer un élément de butée dans le cas d'une translation vers la gauche (par rapport à la figure 2) de l'arbre 12 par rapport à la bague interne 18. Par conséquent, l'embout 38a est fixé de manière fiable au tourillon 12 au moyen de trois vis d'embout 38b et vient en contact axial avec la bague interne 18 du palier 16. [0039] Comme illustré en détail dans la figure 1, l'adaptateur de wagon 14 comprend un corps d'adaptateur 40 pourvu de deux canaux latéraux 42. Dans la figure 1, seul un canal 42 est illustré, le corps d'adaptateur 40 comprenant un autre canal latéral sur le côté latéral opposé. Chacun des canaux latéraux 42 est délimité axialement par une paire d'oreilles opposées 42b, 42c et par une surface latérale 42a perpendiculaire auxdites oreilles. Chaque canal latéral 42 présente une forme en U et est prévu pour venir en prise avec une oreille d'une mâchoire (non illustrée) du cadre de bogie de manière à agir en tant que guide d'insertion entre l'adaptateur et le cadre de bogie. [0040] La caisse de wagon 40 comprend également une première et une deuxième bride frontale 50, 52 orientées radialement vers l'intérieur. Les brides 50, 52 font saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la surface interne 30. Les brides 50, 52 sont axialement opposées l'une à l'autre. Les brides 50, 52 délimitent avec la surface interne 30 un boîtier pour la bague externe 20 du palier 16. La bague externe 20 est disposée axialement entre lesdites brides 50, 52. [0041] Le corps 40 de l'adaptateur de wagon 14 comprend en outre deux surfaces frontales 46, 48, la surface interne 30 agissant en tant que siège de palier en contact radial avec la bague externe 20 du palier 16, et une surface externe 32. La surface externe 32 est plane. [0042] La surface interne 30 présente une forme concave de rayon constant de manière à reposer sur la surface cylindrique externe de la bague externe 20 du palier 16. [0043] Le corps d'adaptateur 40 est fabriqué en métal par un processus quelconque approprié comme par exemple par coulée. Par exemple, le corps 40 est fabriqué en acier ou en fonte. [0044] L'adaptateur de wagon 14 est en outre pourvu d'un recouvrement supérieur 54 monté sur la surface externe 32 du corps d'adaptateur 40. [0045] Le recouvrement supérieur 54 peut être fixé solidement à la plaque de fixation, par exemple par des vis (non illustrées). [0046] Le recouvrement supérieur 54 est pourvu d'un renfoncement 54a recevant une broche 32a saillant radialement vers l'extérieur et prévue sur la surface externe 32. La broche 32a permet de centrer le recouvrement supérieur 54 par rapport au corps d'adaptateur 40. [0047] Le côté externe du recouvrement supérieur 54 est pourvu d'une rainure centrale su- périeure 55 s'étendant le long d'un axe parallèle à l'axe de rotation X10 du palier 16. Le renfoncement 54a est avantageusement prévu à l'intérieur de ladite rainure supérieure 55. [0048] Le recouvrement supérieur présente deux surfaces externes 54b, 54c agissant en tant que siège de cadre en contact radial direct avec le cadre de bogie. Les surfaces externes 54b, 54c sont disposées des deux côtés de la rainure centrale supérieure 55. L'adaptateur de wagon 14 est ensuite monté à l'intérieur du cadre de bogie par le côté radialement extérieur ou par le côté du siège de cadre 54b, 54c du recouvrement supérieur 54. La rainure centrale supérieure 55 est optionnelle et le recouvrement supérieur 54 peut comprendre seulement une surface externe en contact direct avec le 6 cadre de bogie. [0049] Selon l'invention, les surfaces externes 54b, 54c sont courbes, en coupe transversale à travers l'axe de rotation X10 du palier 16. Dans le mode de réalisation illustré, les surfaces externes 54b, 54c sont cylindriques. En variante, les surfaces externes 54b, 54c peuvent être sphériques. [0050] Le cadre de bogie comprend une surface inférieure en butée radiale contre lesdites surfaces externes 54b, 54c de l'adaptateur de wagon 14. Dans le cas d'un défaut d'alignement relatif entre le cadre de bogie et le palier 16, ledit cadre de bogie peut pivoter sur les surfaces externes courbes 54b, 54c. Ledit défaut d'alignement est ainsi compensé. L'adaptateur de wagon 14 ne peut pas se déplacer par rapport au palier 16. [0051] Le recouvrement supérieur 54 est fabriqué en métal par n'importe quel procédé approprié, par exemple par coulée. Par exemple, le recouvrement supérieur 54 est fabriqué en acier ou en fonte. En variante, le recouvrement supérieur est fabriqué en plastique ou en matériau polymère. [0052] Il convient de noter que les modes de réalisations illustrés et décrits ont été fournis uniquement à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et que des modifications, combinaisons et variantes sont possibles dans le cadre de l'invention. [0053] L'invention a été illustrée sur la base d'un palier à roulement pourvu d'au moins une rangée d'éléments de roulement disposés radialement entre les bagues interne et externe. En variante, le palier peut être un palier lisse ou un palier glissant comprenant une ou deux bagues. 7 [Revendication 11 [Revendication 21 [Revendication 31 [Revendication 41 [Revendication 51 [Revendication 61