Brevet FR3101688A1 — publié le 20210409

D ispositif d’entraînement pour véhicule, notamment ferroviaire L’invention concerne un dispositif d’entraînement (2) pour véhicule ferroviaire comprenant au moins une roue dentée (6) adaptée à être fixée sur un essieu (4), dans lequel la roue dentée (6) comporte deux disques identiques (10, 12), montés en vis-à-vis symétrique, formant une jante (5) sur laquelle est montée une couronne dentée (14), ladite couronne dentée étant en un premier matériau et les disques étant en un deuxième matériau différent du premier matériau. Figure pour l'abrégé : figure 1 Dispositif d’entraînement pour véhicule, notamment ferroviaire La présente invention concerne un dispositif d’entraînement pour véhicule, notamment ferroviaire, du type comprenant au moins une roue dentée adaptée à être fixée sur un essieu du véhicule ferroviaire, et un véhicule, notamment ferroviaire, associé. L’invention se situe dans le domaine des dispositifs d’entraînement ou engrenages, en particulier utilisés dans les boîtes de vitesses de véhicules ferroviaires. De tels engrenages comportent classiquement des roues dentées, qui sont en général fabriquées d’une seule pièce en un matériau particulièrement résistant, par exemple en un alliage d’acier ayant des propriétés de dureté et de résistance à l’usure spécifiques. Dans la fabrication classique d’une seule pièce, ces dispositifs d’engrenage à roues dentées sont d’une part lourds, et d’autre part sont coûteux, car l’alliage d’acier utilisé pour fabriquer la roue dentée est coûteux. On connaît du document US2016/029009A1 la fabrication de roue dentée pour un engrenage, la roue étant formée de deux disques asymétriques soudés par faisceau d’électrons reliés à une couronne dentée. Une telle roue dentée, est allégée par rapport à une roue dentée formée d’une seule pièce, mais comporte des rigidités axiales dues à l’asymétrie et ne peut être utilisée que pour un fonctionnement dans un seul sens de rotation de la roue dentée. Il existe un besoin de remédier aux inconvénients de l’état de la technique précités, en particulier dans le contexte des véhicules ferroviaires. L’invention a pour objet de proposer un dispositif d’entraînement pour véhicule ferroviaire à roue dentée, allégé et moins coûteux, adapté à être utilisé dans les deux sens opposés de marche d’un véhicule ferroviaire. A cet effet, l’invention propose un dispositif d’entraînement pour véhicule ferroviaire comprenant au moins une roue dentée adaptée à être fixée sur un essieu du véhicule ferroviaire. La roue dentée comporte deux disques identiques, montés en vis-à-vis symétrique, formant une jante sur laquelle est montée une couronne dentée, ladite couronne dentée étant en un premier matériau et les disques étant en un deuxième matériau différent du premier matériau Avantageusement, la roue dentée proposée comporte une jante symétrique ce qui améliore la rigidité axiale, permettant d’obtenir un fonctionnement optimisé dans les deux sens de marche d’un véhicule ferroviaire. De plus, l’utilisation de deux matériaux distincts permet de réduire les coûts de fabrication. Le dispositif d’entraînement pour véhicule ferroviaire comprenant au moins une roue dentée selon l’invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou dans toutes leurs combinaisons techniquement acceptables. Le premier matériau est un alliage d’acier spécial ayant des propriétés de robustesse renforcées, et le deuxième matériau est de l’acier ordinaire. Chaque disque comporte des évidements traversant ledit disque, répartis selon un motif à symétrie centrale prédéterminé. Les évidements sont hexagonaux et ledit motif est de type nid d’abeille. La roue dentée ayant un axe central, les évidements sont circulaires et répartis régulièrement autour de l’axe central. Le dispositif comporte un moyeu fixé par frettage à l’essieu, les disques étant soudés sur le moyeu, et la couronne dentée est soudée sur ladite jante. Le premier matériau est un alliage de manganèse et chrome. Les disques sont vissés sur une collerette forgée sur l’essieu. Le premier matériau est un alliage d’acier spécial comportant du nickel, du chrome et du molybdène. Selon un autre aspect, l’invention propose un véhicule ferroviaire comportant au moins un dispositif d’entraînement tel que brièvement décrit ci-dessus. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : la figure 1 illustre schématiquement un premier mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement comportant une roue dentée selon l’invention; la figure 2 illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement comportant une roue dentée selon l’invention ; la figure 3 est une vue de coupe d’un disque à évidements faisant partie d’une roue dentée selon un mode de réalisation. La figure 1 illustre schématiquement un premier mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement 2 pour véhicule, notamment ferroviaire (non représenté), comportant une roue dentée 6. Le dispositif d’entraînement est partiellement représenté. Il s’agit par exemple d’une boîte de vitesses (ou réducteur) pour véhicule ferroviaire. En variante, il s’agit par exemple d’une boîte de vitesses (ou réducteur) pour bus ou car La roue dentée 6 est adaptée à être fixée sur un essieu 4, au moyen d’un moyeu 8. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le moyeu 8 est fixé par frettage à l’essieu 4. La roue dentée comporte deux disques 10, 12 (demi-disques en vue de profil dans la figure 1), qui sont de forme identique et montés en vis-à-vis symétrique, et forment une jante 5 sur laquelle est montée une couronne dentée 14. Les disques 10, 12 sont soudés sur le moyeu 8, et la couronne dentée 14 est soudée sur ladite jante 5. Par exemple, le soudage par faisceau d’électrons est utilisé. En variante, un procédé de soudage classique est utilisé. De préférence, la couronne dentée 14 est réalisée en un premier matériau, qui présente des propriétés de dureté et de robustesse renforcées, et les disques sont réalisés dans un deuxième matériau. De préférence, le premier matériau est un alliage d’acier spécial, utilisé pour des engrenages et présentant des propriétés de robustesse spécifiques, par exemple un alliage de manganèse et chrome, par exemple du 20MnCr5. En variante, le premier matériau est un autre alliage de la famille des alliages spéciaux résistants à l’abrasion. Avantageusement, l’alliage de manganèse et chrome est utilisable dans des procédés de soudage classiques. De préférence, le deuxième matériau est de l’acier ordinaire. Avantageusement, le coût global de fabrication d’une roue dentée 6 est réduit, le premier matériau, plus coûteux que le deuxième matériau, étant utilisé uniquement pour la fabrication de la couronne dentée 14 qui réalise la fonction d’engrenage. De plus, la masse de la roue dentée 6 est diminuée car l’espace central 7 de la jante 5, entre les disques 10 et 12, est creux. De préférence, de manière à augmenter l’allégement du dispositif, les disques 10, 12 comportent chacun des évidements, circulaires et/ou hexagonaux, comme illustré à la figure 3 décrite ci-après. Lorsque les disques présentent des évidements, ces évidements sont positionnés en vis-à-vis symétrique, ou, en d’autres termes, en miroir pour former la jante 5. En variante, les disques ne comportent pas d’évidements, ce qui permet d’obtenir une rigidité radiale et transversale maximale. La figure 2 illustre schématiquement un deuxième mode de réalisation d’un dispositif d’entraînement 20 pour véhicule ferroviaire (non représenté), comportant une roue dentée 6. Le dispositif d’entraînement est partiellement représenté. Il s’agit par exemple d’une boîte de vitesses pour véhicule ferroviaire. Dans ce mode de réalisation, la roue dentée 6 comporte deux disques 10, 12 (demi-disques en vue de profil dans la figure 2), qui sont de forme identique et montés en vis-à-vis symétrique, et forment une jante 5 sur laquelle est montée une couronne dentée 14. Les disques 10, 12 sont fixés à l’essieu 4 par vissage, au moyen de vis 22, sur une collerette 24 forgée sur l’essieu 4. Dans ce mode de réalisation, la fixation de la couronne dentée 14 est également réalisée au moyen de vis 26 sur une collerette 28. De manière analogue au premier mode de réalisation décrit ci-dessus, de préférence, la couronne dentée est réalisée en un premier matériau, qui présente des propriétés de dureté et de robustesse renforcées, et les disques sont réalisés dans un deuxième matériau. De préférence, le premier matériau est un alliage d’acier spécial, utilisé pour des engrenages, par exemple un alliage de nickel, chrome et molybdène, par exemple du type 18NiCrMo7-6. En variante, le premier matériau est un autre alliage de la famille des alliages spéciaux résistants à l’abrasion. De préférence, le deuxième matériau est de l’acier ordinaire. Le dispositif d’entraînement selon ce deuxième mode de réalisation a une masse largement allégée grâce au vissage direct des disques sur l’essieu, sans l’utilisation d’un moyeu. La figure 3 illustre un mode de réalisation d’un disque 10, en vue de face, plus particulièrement adapté au mode de réalisation décrit ci-dessus en référence à la figure 2. Le disque 10 comporte des trous 32, 34 réalisés respectivement sur une portion périphérique externe 36 et sur une portion périphérique interne 38 du disque 10. Les trous 32, 34 sont destinés à recevoir des vis 26, 22 pour visser les disques respectivement à la couronne dentée 14 et à l’essieu 4. Dans l’exemple, les trous 32, 34 sont répartis de manière concentrique autour d’un axe central A, qui est l’axe central de la roue dentée 6. De préférence, les trous 32, 34 sont régulièrement répartis selon un motif à symétrie centrale prédéterminé. Le disque 10 comporte en outre des évidements 30 qui ont une forme hexagonale et qui sont disposés selon un motif de type « nid d’abeille ». Avantageusement, la masse du dispositif 2 comportant une roue 6 formée de disques identiques symétriques du type du disque 10 décrit ci-dessus est encore réduite grâce à la présence d’évidements 30. Dans le mode de réalisation de la figure 1, seuls les évidements 30 destinés à alléger la structure sont pratiqués dans les disques 10, 12. Dans le mode de réalisation illustré, des évidements 30 de forme hexagonale agencés selon un motif en nid d’abeille sont présents. Dans ce cas, la rigidité radiale de la roue est renforcée. Selon une autre variante, les évidements 30 sont de forme circulaire et agencés selon un motif de répartition régulière sur une ou plusieurs couronnes concentriques autour de l’axe central A. Selon une autre variante, à la fois des évidements 30 de forme circulaire et des évidements 30 de forme hexagonale agencés selon un motif en nid d’abeille sont pratiqués dans chaque disque afin d’alléger la roue dentée. Avantageusement, la formation d’une jante symétrique en utilisant de disques identiques montés en vis-à-vis symétrique permet d’obtenir une rigidité axiale égale dans les deux sens de rotation autour de l’axe central. Par conséquent, la roue dentée présente alors une rigidité axiale égale dans les deux sens de la marche du véhicule ferroviaire. Avantageusement, le dispositif d’entraînement dans lequel la jante de la roue dentée est vissée à l’essieu est particulièrement allégé. Dispositif d’entraînement (2, 20) pour véhicule, notamment ferroviaire, comprenant au moins une roue dentée adaptée à être fixée sur un essieu (4), caractérisé en ce que ladite roue dentée (6) comporte deux disques (10, 12) identiques, montés en vis-à-vis symétrique, formant une jante (5) sur laquelle est montée une couronne dentée (14), ladite couronne dentée (14) étant en un premier matériau et les disques (10, 12) étant en un deuxième matériau différent du premier matériau. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le premier matériau est un alliage d’acier spécial ayant des propriétés de robustesse renforcées, et le deuxième matériau est de l’acier ordinaire. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel chaque disque (10, 12) comporte des évidements (30) traversant ledit disque, répartis selon un motif à symétrie centrale prédéterminé. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les évidements (30) sont hexagonaux et ledit motif est de type nid d’abeille. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 dans lequel la roue dentée a un axe central (A) et les évidements (30) sont circulaires et répartis régulièrement autour de l’axe central. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comportant un moyeu (8) fixé par frettage à l’essieu (4), les disques (10, 12) étant soudés sur le moyeu (8), et la couronne dentée (14) est soudée sur ladite jante (5). Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le premier matériau est un alliage de manganèse et chrome. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les disques (10, 12) sont vissés sur une collerette (24) forgée sur l’essieu (4). Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le premier matériau est un alliage d’acier spécial comportant du nickel, du chrome et du molybdène. Véhicule, notamment ferroviaire, comportant au moins un dispositif d’entraînement conforme aux revendications 1 à 9.