Brevet FR3089933A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : Moteur de véhicule ferroviaire et procédé d'installation du moteur [0001] La présente invention concerne un moteur de véhicule ferroviaire comprenant un arbre moteur et un carter de l'arbre moteur, l'arbre moteur étant mobile en rotation par rapport au carter. [0002] Un tel moteur est par exemple destiné à être monté sur un bogie de véhicule fer- roviaire. [0003] Il est connu de l'état de la technique de protéger un tel moteur et plus particu- lièrement l'arbre moteur des vibrations induites, ducs par exemple aux transports du moteur avant et après son montage surie bogie, entre le site dc production du moteur et celui du bogie, et entre le site dc production du bogie et le site de montage du véhicule ferroviaire recevant le bogie. [0004] Ces vibrations induites génèrent, par exemple, des mouvements radiaux ou axiaux dc l'arbre moteur entrainant une usure prématurée des roulements dc l'arbre moteur. [0005] Le document FR-3 049 548 décrit un moteur de véhicule ferroviaire comprenant au moins un patin dc contact comprenant une surface en contact avec l'arbre moteur ou avec une pièce liée en rotation à l'arbre moteur, dans lequel le patin s'étend selon une direction sensiblement radiale autour de l'arbre moteur et applique une force radiale sur l'arbre moteur en position de blocage. [0006] Un tel patin de contact empêche les débattements du moteur par rapport au carter. Cependant, il n'empêche pas les micro-déplacements axiaux dc l'arbre moteur pendant le transport du moteur. Dc tels micro-déplacements axiaux sont un contributeur majeur du faux effet Brinell. [0007] Un des buts de l'invention est de proposer un moteur de véhicule ferroviaire permettant d'empêcher les mouvements axiaux de l'arbre moteur, jusqu'à la mise en service. [0008] A cet effet, l'invention a pour objet un moteur de véhicule ferroviaire comprenant un arbre moteur et un carter de l'arbre moteur, l'arbre moteur s'étendant selon une direction longitudinale entre deux extrémités, et étant mobile en rotation autour d'un axe longitudinal par rapport au carter, le carter comprenant deux flancs, perpendiculaires à l'axe longitudinal, [0009] dans lequel le moteur comprend au moins un dispositif de blocage des mouvements axiaux de l'arbre moteur par rapport au carter, ledit dispositif de blocage comprenant une tige de verrouillage de l'arbre moteur, la tige de verrouillage s'étendant selon la direction longitudinale et étant montée selon la direction longitudinale dans une 2 position de blocage, de préférence réversible, dans laquelle la tige de verrouillage est en contact direct avec l'arbre moteur et empêche les mouvements axiaux de l'arbre moteur par rapport au carter. [0010] Grâce à l'invention, il est possible d'obtenir un moteur de véhicule ferroviaire comprenant un dispositif de blocage de l'arbre moteur qui empêche les mouvements axiaux de l'arbre moteur, et permet en outre la rotation du moteur et ainsi la manipulation d'un bogie comprenant le moteur ou d'un véhicule comprenant le moteur dans des installations d'assemblage et des dépôts de stockage. [0011] Le moteur selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible : [0012] le dispositif de blocage en position de blocage applique sur l'arbre moteur une force de compression ou une force de traction selon la direction longitudinale ; [0013] au moins un flanc du carter comprend un élément de protection, et la tige de ver- rouillage passe au travers d'un orifice ménagé dans l'élément de protection ; [0014] le moteur comprend un côté entraînement destiné à être placé du côté d'un équipement à entraîner et un côté opposé à l'entraînement, et le dispositif de blocage est appliqué du côté opposé à l'entraînement ; [0015] le dispositif de blocage comprend un élément de contrainte qui contraint la tige de verrouillage vers sa position de blocage ; [0016] le dispositif de blocage comprend une poutre fixée de façon amovible à un flanc du carter, ladite poutre étant sensiblement parallèle audit flanc, la poutre étant pourvue d'un orifice de passage de la tige de verrouillage ; [0017] l'élément de contrainte s'étend entre la poutre et un élément de serrage (54) de l'élément de contrainte ; [0018] la tige de venouillage comprend une extrémité proximale proche de l'arbre moteur et une extrémité distale opposée à l'extrémité proximale, l'élément de contrainte s'étendant entre l'extrémité distale et un capuchon, le capuchon étant muni d'éléments de serrage de l'élément de contrainte, et le dispositif de blocage en position de blocage applique sur l'arbre moteur une force de compression selon la direction longitudinale ; [0019] la tige de venouillage comprend une extrémité proximale proche de l'arbre moteur et une extrémité distale opposée à l'extrémité proximale, la tige de verrouillage comprenant un élément de serrage de l' élément de contrainte, l'élément de contrainte s'étendant autour de l'extrémité distale de la tige de verrouillage, l'arbre moteur étant pourvu d'un orifice longitudinal débouchant dans l'une des deux extrémités, de l'arbre moteur et recevant l'extrémité proximale de la tige de verrouillage, le dispositif de blocage en position de blocage appliquant sur l'arbre moteur une force de traction selon la direction longitudinale. [0020] L'invention a également pour objet un procédé d'installation d'un moteur tel que 3 décrit ci-dessus, sur un bogie de véhicule ferroviaire comprenant les étapes suivantes : [0021] montage du moteur dans le bogie, la tige de verrouillage étant en position de blocage de l'arbre moteur, [0022] accouplement de l'arbre moteur avec un dispositif d'entraînement du bogie, [0023] retrait de la tige de verrouillage selon la direction longitudinale, avant ou après ac- couplement. [0024] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : [0025] [fig.1] la figure 1 est une vue en perspective, de trois quarts, d'une partie d'un moteur de véhicule ferroviaire selon un premier mode de réalisation de l'invention ; [0026] [fig.2] la figure 2 est une vue en perspective et en coupe dans un plan longitudinal du moteur de la Figure 1 ; [0027] [fig.3] la figure 3 est une coupe d'une partie du moteur de la figure 2 dans un plan lon- gitudinal de l'arbre moteur ; [0028] [fig.4] la figure 4 est une vue en perspective et en coupe dans un plan longitudinal du moteur selon un second mode de réalisation de l'invention ; et [0029] [fig.5] la figure 5 est une coupe d'une partie du moteur de la figure 4 dans un plan lon- gitudinal de l'arbre moteur. [0030] En référence aux figures 1 et 2, on décrit un moteur 10 comprenant un arbre moteur 20 et un carter 22 de l'arbre moteur 20, formant un boîtier de protection de l'arbre moteur 20. [0031] Dans tout ce qui suit, le terme « longitudinal » est défini par rapport à la direction selon laquelle l'arbre moteur 20 s'étend. [0032] Dans la direction longitudinale L, le moteur 10 comprend un côté entraînement E destiné à être placé du côté d'un équipement à entraîner et un côté opposé à l'entraînement N. [0033] De préférence, le moteur 10 comprend un système de refroidissement à [0034] Le carter 22 comprend deux flancs ou flasques 24, 25 sensiblement perpendiculaires à la direction longitudinale L. L'un des flancs 24 du carter 22 est situé du côté entraînement E et l'autre des flancs 25 est situé du côté opposé à l'entraînement N. [0035] Par exemple, au moins un flanc 25 du carter 22 comprend un élément de protection 26. Dans l'exemple représenté, l'élément de protection 26 est une grille. L'élément de protection 26 permet d'empêcher l'introduction de corps étrangers dans le système de refroidissement à air du moteur 10. [0036] L'arbre moteur 20 s'étend entre deux extrémités 27, 28 et est mobile en rotation autour d'un axe longitudinal X par rapport au carter 22. [0037] Le moteur 10 comprend au moins un dispositif de blocage 30 des mouvements axiaux de l'arbre moteur 20 par rapport au carter 22. [0038] De préférence, le dispositif de blocage 30 est appliqué du côté opposé à l'entraînement N. [0039] Cela permet de maintenir le dispositif de blocage 30 en place avec le moteur 10 lorsque celui-ci est monté sur un bogie et que son côté entraînement est relié à une partie à entraîner du bogie. En outre, le dispositif de blocage 30 reste ainsi accessible pour un opérateur lorsque le moteur est monté sur le bogie. [0040] Le dispositif de blocage 30 en position de blocage applique sur l'arbre moteur 10 une force de compression ou une force de traction selon la direction longitudinale L. [0041] Comme représenté sur la figure 2, le dispositif de blocage 30 comprend une tige de verrouillage 32 de l'arbre moteur 20. La tige de verrouillage 32 s'étend selon la direction longitudinale L et est montée selon la direction longitudinale L dans une position de blocage réversible dans laquelle la tige de verrouillage 32 est en contact direct avec l'arbre moteur 20 et empêche les mouvements axiaux de l'arbre moteur 20 par rapport au carter 22. [0042] La tige de verrouillage 32 passe par exemple au travers d'un orifice 34 ménagé dans le flanc 25 s'étendant du côté opposé à l'entraînement N, par exemple au travers de l'élément de protection 26 le cas échéant. [0043] Le dispositif de blocage 30 comprend par exemple une poutre 36 fixée de façon amovible à un flanc 25 du carter 22. La poutre 36 est par exemple boulonnée au flanc 25 du carter 22. La poutre 36 est sensiblement parallèle au flanc 25. La poutre 36 est pourvue d'un orifice 38 de passage de la tige de verrouillage 32. La poutre 36 permet le maintien en place du dispositif de blocage 30. [0044] Le dispositif de blocage 30 comprend par exemple un élément de contrainte 40 qui contraint la tige de verrouillage 32 vers sa position de blocage. L'élément de contrainte 40 est tout système utilisant l'élasticité d'un solide ou d'un fluide, par exemple, permettant d'exercer une force de répulsion longitudinale. L'élément de contrainte 40 est, par exemple, un ressort. En variante, l'élément de contrainte 40 est un empilage de rondelles élastiques, une lame de ressort, une pièce en élastomère, ou un système à aimants permanents. Dans le premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, le dispositif de blocage 30 comprend un capuchon 42. Le capuchon 42 recouvre l'élément de contrainte 40 et comprend une tige 44 formée dans le capuchon 42 et s'étendant suivant la direction longitudinale L. [0045] La tige de verrouillage 32 comprend une extrémité proximale 46 proche de l'arbre moteur 20 et une extrémité distalc 48 opposée à l'extrémité proximale 46. [0046] L'extrémité distalc 48 est pourvue d'un orifice longitudinal 50 de réception complé- mentaire de la tige 44 formée dans le capuchon 42. L'extrémité distalc 48 présente un rebord 52 ménagé à la périphérie de l'orifice longitudinal de réception 50. [0047] L'élément de contrainte 40 s'étend longitudinalement autour de la tige 44. L'élément de contrainte 40 prend appui d'une part sur le rebord 52 de la tige de verrouillage 32 et d'autre part sur le capuchon 42. [0048] Comme représenté sur la figure 3, le capuchon 42 est, en outre, muni d'éléments de serrage 54 de l'élément de contrainte 40. Les éléments de serrage 54 sont par exemple des vis fixées d'une part au capuchon 42 et d'autre part à la poutre 36. Le serrage des éléments de serrage 54 est, de préférence, ajustablc. Cela permet de varier la force de serrage en fonction de la masse de l'arbre moteur 20 et des accélérations horizontales supposées lors du transport du moteur 10. [0049] Pour passer en position de blocage, les éléments de serrage 54 sont serrés en ap- pliquant la force désirée, le capuchon 42 comprime l'élément de contrainte 40, la tige 44 se déplace longitudinalement à l'intérieur de l'orifice longitudinal de réception 50 de la tige de verrouillage 32, qui elle-même vient s'appuyer contre l'arbre moteur 20 et entraîner l'arbre moteur 20 vers le côté entrainement E du moteur 10 et le bloque dans la direction longitudinale L. [0050] Ainsi, le dispositif de blocage 30 applique sur l'arbre moteur 20 une force de com- pression selon la direction longitudinale L et centrée sur l'axe longitudinal X, et empêche les micro-déplacements axiaux de l'arbre moteur 20 dans le carter 22. [0051] De préférence, le dispositif de blocage 30 en position de blocage autorise la rotation de l'arbre moteur 20 autour de son axe X. [0052] Pour démonter le dispositif de blocage 30, les éléments de serrage 54 sont desserrés, le capuchon 42 relâche l'élément de contrainte 40, la tige 44 se déplace longitudinalement vers l'extérieur de la tige de verrouillage 32, qui elle-même se déplace longitudinalement vers l'extérieur de l'arbre moteur 20. Puis la poutre 36 est retirée. [0053] Les mouvements axiaux de l'arbre moteur 20 ne sont plus empêchés. [0054] Un deuxième mode de réalisation de moteur selon l'invention va maintenant être décrit en référence aux figures 4 et 5. Seuls les éléments différant du premier mode de réalisation seront décrits, les autres éléments étant identiques au premier mode de réalisation. Des éléments identiques aux deux modes de réalisation présentent une même numérotation. [0055] Dans ce mode de réalisation, l'arbre moteur 20 est pourvu d'un orifice longitudinal 29 débouchant dans l'extrémité 27 de l'arbre moteur 20 située du côté opposé à l'entraînement N du moteur 10 comme cela est visible sur la figure 4. L'orifice longitudinal 29 est par exemple centré sur l'axe longitudinal X de rotation de l'arbre 6 moteur 20. Selon l'exemple représenté, l'orifice longitudinal 29 est un orifice borgne. En variante, l'orifice longitudinal 29 est un orifice traversant. [0056] L'orifice longitudinal 29 de l'arbre moteur 20 est taraudé. [0057] L'extrémité proximale 46 de la tige de verrouillage 32 est filetée. L'extrémité proximale 46 est boulonnée dans l'orifice longitudinal 29 de l'arbre moteur 20. La tige de verrouillage 32 passe par exemple au travers de l'orifice 34 aménagé dans l'élément de protection 26 de l'arbre moteur 20. [0058] L'élément de contrainte 40 est un ressort qui s'étend autour de l'extrémité distalc 48 de la tige de verrouillage 32. [0059] L'extrémité distalc 48 de la tige de verrouillage 32 comprend un élément de serrage 54 de l'élément de contrainte 40. L'élément de serrage 54 est, par exemple, un écrou. [0060] Le serrage de l'élément de serrage 54 est, de préférence, ajustable. Cela permet de varier la force de serrage en fonction de la masse de l'arbre moteur 20 et des accélérations horizontales supposées lors du transport du moteur 10. [0061] L'ensemble formé par la tige de verrouillage 32 et l'élément de contrainte 40 repose sur un roulement à billes 60 comme représenté sur la figure 5 permettant une rotation à faible vitesse de la tige de verrouillage 32 et l'élément de contrainte 40 avec l'arbre moteur 20. En variante, l'élément de contrainte 40 repose sur une butée à billes. [0062] Pour passer en position de blocage, l'élément de serrage 54 est serré en appliquant la force désirée, l'élément de contrainte 40 est comprimé, la tige de verrouillage 32 vissée dans l'orifice longitudinal 29 de l'arbre moteur 20 entraîne l'arbre moteur 20 vers le côté opposé à l'entrainement N du moteur 10 et le bloque dans la direction longitudinale L. [0063] Ainsi, le dispositif de blocage 30 en position de blocage applique sur l'arbre moteur 20 une force de traction selon la direction longitudinale L et centrée sur l'axe longitudinal X, et empêche les micro-déplacements axiaux de l'arbre moteur 20 dans le carter 22. De préférence, le dispositif de blocage 30 en position de blocage autorise la rotation de l'arbre moteur 20 autour de son axe X. [0064] Pour démonter le dispositif de blocage 30, l'élément de serrage 54 est desserré, l'élément de contrainte 40 est relâché, la tige de verrouillage 32 se déplace longitudinalement vers l'extérieur de l'arbre moteur 20. Puis la poutre 36 est retirée. Les mouvements axiaux de l'arbre moteur 20 ne sont plus empêchés. [0065] Le dispositif de blocage 30 selon l'invention est conçu pour pouvoir être installé et retiré sur le moteur 10 lorsqu'il est monté sur un bogie. [0066] Le procédé d'installation d'un moteur 10 selon l'invention sur un bogie de véhicule ferroviaire comprend les étapes suivantes : [0067] le montage du moteur 10 dans le bogie, la tige de verrouillage 32 est alors en position de blocage de l'arbre moteur 20 empêchant les mouvements axiaux de l'arbre moteur 7 20 par rapport au carter 21 [0068] l'accouplement de l'arbre moteur 20 avec un dispositif d'entrainement du bogie est alors réalisé. [0069] le retrait de la tige de verrouillage 32, avant ou après l'accouplement. [0070] De préférence, le procédé comprend également une étape de retrait de la poutre 36. [0071] Ainsi, le dispositif de blocage 30 du moteur 10 selon l'invention empêche effi- cacement le déplacement axial de l'arbre moteur 20 avec une précharge qui peut être adaptée à la masse de l'arbre moteur 20 et aux conditions de transport prévues. [0072] Le dispositif de blocage 30 peut être utilisé pour le transport du moteur 10 seul, le transport du moteur monté sur un bogie, et le transport du moteur 10 sous un véhicule. [0073] Le dispositif de blocage 30 permet en outre la rotation du moteur 10 et ainsi la mani- pulation d'un bogie comprenant le moteur 10 ou d'un véhicule comprenant le moteur 10 dans des installations d'assemblage et des dépôts de stockage. [0074] Le dispositif de blocage 30 peut également être démonté lors du fonctionnement du véhicule sur lequel il est monté, puis réinstallé pour un stockage à long terme du moteur 10, du bogie ou du véhicule comprenant le moteur 10, ou en cas de transport du moteur 10 ou du bogie comprenant le moteur 10 pour un entretien si nécessaire. 8