Brevet FR3124783A1 — publié le 20230106

La présente invention concerne un ensemble bague de support (1) pour essieux ferroviaires (2) qui peut être accouplé, lors de l’utilisation, sur une fusée (3) de l’essieu (2) de façon à agir comme un épaulement pour un roulement (4) et comprenant une bague de support (10) qui peut être insérée, lors de l’utilisation, entre le roulement (4) et un collet (7) de l’essieu (2) ; la bague de support (10) comprenant un siège annulaire (12), une surface d’une paroi latérale (13) radialement intérieure de celui-ci étant adaptée avec un jeu radial (G) sur le collet (7) et une paroi d’extrémité (14) de celui-ci venant en appui contre le collet (7), et une garniture annulaire (16) étant adaptée dans le siège (12) au moyen d’un élément de protection annulaire (18) et comportant un élément annulaire (19) élastomère conçu pour venir en prise avec le collet (7) de façon à occuper le jeu radial (G) ; au moins deux protubérances annulaires (27) de l’élément annulaire (19) élastomère étant toujours en contact avec le collet (7). Figure 1 Ensemble bague d’appui pour essieux ferroviaires Domaine technique de l’invention La présente invention se rapporte à un ensemble ou une unité bague de support pour essieux ferroviaires, l’ensemble bague de support pouvant être accouplé sur l’essieu au niveau d’une section élargie ou d’un collet de l’essieu, de plus grand diamètre, situé(e) en amont de la fusée ou l’extrémité d’arbre de l’essieu, de façon à agir comme un épaulement pour un roulement installé sur l’extrémité d’arbre, et dont la fusée forme le siège. En particulier, l’invention se rapporte à un ensemble bague de support qui peut toujours être installé correctement sur des collets avec une grande plage de tolérances qui sont soumis à des charges importantes et doivent avoir une très longue vie utile au cours de laquelle ils peuvent être soumis à de nombreuses opérations de maintenance. Etat de la technique antérieur On sait, par exemple par le document US9016950B2, qu’un essieu ferroviaire comprend une fusée ou extrémité d’arbre à clavetage sur laquelle est installé un roulement faisant généralement partie d’une bague ferroviaire du type connu. Le roulement peut être installé dans une position axiale extérieure ou « extérieure » par rapport à la roue intégrée angulairement à l’essieu, position dans laquelle le roulement est situé plus près du côté extérieur du véhicule ferroviaire que la roue, et dans une position axialement intérieure ou « intérieure », position dans laquelle la roue est située plus près du côté extérieur du véhicule ferroviaire que le roulement. Dans le premier cas, une bague de support pour le roulement est généralement insérée au-dessus ou contre la section élargie ou le collet de l’essieu. Dans le second cas, la bague de support est généralement pressée entre le roulement et le collet, au-dessus d’une rainure de la fusée ou l’extrémité d’arbre ayant pour fonction de réduire les efforts de fatigue. Dans ce second cas, la bague de support doit, par conséquent, être centrée sur la fusée au moyen de sa partie manchon qui fait saillie axialement vers l’extérieur à partir du volume axial de la rainure et qui est placée à l’intérieur d’un siège annulaire formé dans une bague intérieure du roulement. Les deux configurations ci-dessus ne sont pas sans inconvénients. Les problèmes résultant d’un accouplement très serré (sans jeu) se traduisent par d’importants efforts avec des risques consécutifs d’endommagement du collet lui-même du fait des opérations fréquentes de montage et démontage pour la maintenance du palier ainsi qu’un risque évident d’endommagement structurel de la bague de support. La présente invention a pour objet de proposer un bloc ou un ensemble ou une unité bague de support qui remédie aux inconvénients de l’art antérieur, qui soit simple et peu coûteux à produire et qui présente un faible encombrement. Sur la base de l’invention, on propose donc un ensemble bague de support pour essieux ferroviaires présentant les caractéristiques indiquées dans les revendications jointes. Brève description des figures L’invention va maintenant être décrite en faisant référence aux dessins joints qui illustrent un exemple non limitatif de mode de réalisation de celle-ci, dans lesquels : représente une vue schématique en élévation et en coupe radiale d’une extrémité d’un essieu ferroviaire du type connu pourvue d’un roulement connu et faisant partie d’une bague ferroviaire connue qui n’est pas illustrée entièrement à des fins de simplification, l’essieu ferroviaire étant pourvu d’un ensemble bague de support pour le roulement, ledit ensemble bague de support étant conçu conformément à l’invention ; représente, sous forme schématique et agrandie, une vue en élévation et en coupe radiale de l’ensemble bague de support selon l’invention ; et représente, sous forme schématique et encore agrandie, un détail de la illustrant l’accouplement entre l’ensemble bague de support selon l’invention et l’essieu ferroviaire selon les Figures 1 et 2. Ensemble bague de support (1) pour essieux ferroviaires (2), conçu pour être accouplé, lors de l’utilisation, sur une fusée (3) ou extrémité d’arbre d’un essieu ferroviaire (2) et pour agir comme un épaulement pour un roulement (4) installé sur la fusée (3), l’ensemble bague de support (1) comprenant une bague de support (10) conçue pour être accouplée, lors de l’utilisation, en appui axial entre le roulement (4) accouplé sur la fusée (3) et une section élargie ou un collet (7) de l’essieu ferroviaire (2) ; caractérisé en ce que : i) la bague de support (10) comprend une première extrémité axiale (11) pourvue radialement sur l’intérieur d’un premier siège annulaire (12) en forme de coupelle délimité par une surface de paroi latérale (13) orientée radialement vers l’intérieur et par une paroi d’extrémité annulaire (14) plane, la surface de paroi latérale (13) étant conçue pour être adaptée, lors de l’utilisation, avec un jeu radial (G) sur le collet (7), radialement sur l’extérieur de celui-ci, et la paroi d’extrémité annulaire (14) étant conçue pour venir, lors de l’utilisation, en appui axial contre le collet (7) ; ii) l’ensemble bague de support comprend en outre une garniture annulaire (16) adaptée avec serrage dans le premier siège (12) et comprenant un élément de protection annulaire (18) essentiellement rigide intégré à l’intérieur du premier siège (12) et un élément annulaire (19) fait d’un matériau élastomère et intégré de façon à former une seule pièce sur l’élément de protection annulaire (18), au moins partiellement radialement sur l’intérieur de celui-ci, conçu pour être interposé, lors de l’utilisation, entre l’élément de protection (18) et une surface latérale (20) radialement extérieure du collet (7) et pour venir en prise avec le collet, de façon à occuper la totalité dudit jeu radial (G), tout en conférant également une action d’étanchement hydraulique statique à l’ensemble bague de support (10). Ensemble bague de support selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément de protection annulaire (18) est fait d’une tôle et comprend : une partie manchon (21) emmanchée à force à l’intérieur du premier siège (12), en contact avec la surface de paroi latérale (13) du premier siège ; et une partie collerette (22) s’étendant radialement en saillie et radialement sur l’extérieur de la partie manchon (21) au niveau de la première extrémité (11) de la bague de support (10) ; la partie collerette (22) étant mise en appui axial contre une première face (23) de la première extrémité (11) de la bague de support (10). Ensemble bague de support selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’élément annulaire (19) fait d’un matériau élastomère recouvre au moins la majeure partie d’une surface latérale (24) radialement intérieure de la partie manchon (21) et s’étend sur au moins une partie d’une face avant (25) de la partie collerette (22) orientée dans une direction s’éloignant de la première face avant (23) de la première extrémité (11) de la bague de support (10) ; l’élément annulaire (19) fait d’un matériau élastomère ayant été fixé de façon à constituer une seule pièce avec la partie manchon (21) et la partie collerette (22) de l’élément de protection annulaire par liaison lors de l’étape de vulcanisation. Ensemble bague de support selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément annulaire (19) fait d’un matériau élastomère est pourvu, sur une partie (30) de celui-ci recouvrant au moins une partie de la face avant (25) de la partie collerette (22), d’un chanfrein (31) orienté dans une direction s’éloignant de la partie collerette (22) et s’étendant jusqu’à arriver au niveau d’une surface annulaire (26) radialement intérieure de l’élément annulaire (19) fait d’un matériau élastomère faisant face, lors de l’utilisation, au collet (7). Ensemble bague de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément annulaire (19) fait d’un matériau élastomère comprend une surface annulaire (26) radialement intérieure faisant face, lors de l’utilisation, au collet (7) et pourvue d’au moins deux protubérances annulaires (27) disposées en tandem l’une vis-à-vis de l’autre et conçues pour être en contact avec le collet (7). Ensemble bague de support selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites protubérances annulaires (27) présentent un profil radial incurvé ayant un premier rayon de courbure (R) prédéfini et sont conçues pour assurer, lors de l’utilisation, dans tous les cas, un serrage résiduel minimal avec le collet (7), et de telle sorte que la garniture annulaire (16) puisse également former, lors de l’utilisation, un élément d’étanchéité entre la bague de support (10) et le collet (7). Ensemble bague de support selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite surface annulaire (26) radialement intérieure de l’élément annulaire (19) fait d’un matériau élastomère comprend deux sections d’extrémité cylindriques (28) opposées immédiatement adjacentes, sur des côtés opposés, auxdites protubérances annulaires (27) et au moins une section centrale (29) interposée entre lesdites protubérances annulaires (27), située au même niveau que lesdites sections d’extrémité cylindriques (28) et raccordée à un profil radial incurvé des protubérances annulaires (27) par une section incurvée présentant un second rayon (R1) prédéfini. Ensemble bague de support selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdites protubérances annulaires (27) sont espacées l’une de l’autre axialement d’un pas constant (P) et présentent un profil radial incurvé ayant un premier rayon de courbure (R) prédéfini de telle sorte que le rapport dudit premier rayon de courbure (R) sur ledit pas (P) soit égal à, ou d’environ, 1:3. Ensemble bague de support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément annulaire (19) fait d’un matériau élastomère est conçu de façon à présenter un comportement élastoplastique. Ensemble bague de support (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite bague de support (10) comporte une seconde extrémité axiale (32), opposée à la première extrémité (11) et en forme de collerette, qui s’étend radialement sur l’extérieur d’une surface latérale (33) radialement extérieure de la première extrémité axiale (11) et qui est pourvue d’un second siège annulaire (34) défini par une rainure avant annulaire ; l’ensemble bague de support (1) comprenant en outre une entretoise annulaire (36) qui est faite d’une matière plastique synthétique et est essentiellement en forme de Z en coupe radiale et dont un bord (37) radialement extérieur s’adapte par emboîtement-pression à l’intérieur du second siège annulaire (34) et est conçue pour rester interposée, lors de l’utilisation, entre la bague de support (10) et le roulement (4).