[0001] La présente invention concerne une articulation d'accouplement de deux véhicules
ferroviaires reposant sur un bogie médian, à organes élastiques de support.
[0002] Les articulations d'accouplement sur bogie médian actuelles comprennent une semelle
liée à l'un des véhicules, supportée sur le bogie médian par des ressorts, et portant
par l'intermédiaire d'organes en élastomère une rotule sur la surface supérieure de
laquelle vient s'appuyer une portée sphérique liée à l'autre véhicule. Ces articulations
comprennent des surfaces sphériques nécessitant beaucoup d'usinages. Elles sont d'un
prix de revient élevé et relativement lourdes.
[0003] Le document CA-A-1218900 décrit une articulation d'accouplement de wagons à bogie
médian, dans laquelle les extrémités des caisses des deux véhicules sont montées à
pivotement sur l'axe d'une pièce de liaison cylindro-conique, reliée par l'intermédiaire
d'une pièce annulaire en élastomère à une cuvette de bogie. Cette articulation ne
permet pas que l'un de ses éléments forme un angle avec l'axe vertical, afin d'assurer
le gîte d'un véhicule par rapport à l'autre lors des entrées et sorties de tronçons
de voie en dévers et lors des passages de creux ou de bosses.
[0004] La présente invention a pour but de procurer une articulation d'un prix de revient
peu élevé et relativement légère, et qui assure par ailleurs les fonctions requises,
même dans le cas de trains à grande vitesse. Elle doit permettre d'une part la rotation
des pièces entre elles pour assurer le passage sur les voies en courbe et d'autre
part que l'un de ses éléments forme un angle avec l'axe vertical pour assurer le gîte
d'un véhicule par rapport à l'autre. Elle doit, outre les efforts de traction et freinage
en service normal, répondre aux efforts dus aux chocs exceptionnels dans des limites
déterminées. Le levage du bogie médian doit être rendu possible en prenant appui sous
les véhicules lors des opérations de réenraillement. L'accouplement et le désaccouplement
doivent pouvoir s'effectuer rapidement.
[0005] L'articulation selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend
A) une pièce torique reliée à l'un des véhicules, de surface tronconique dans sa
zone inférieure, et cylindrique dans sa zone supérieure, comportant un alésage cylindrique
en son centre, et munie d'un épaulement circulaire horizontal autour du haut de son
alésage cylindrique,
B) une pièce de support reliée à l'autre véhicule, venant envelopper la pièce torique,
et comportant
a) une semelle à un niveau inférieur à celui de la pièce torique,
b) un élément d'articulation torique en matériau composite élastique, formé de plaques
métalliques en sandwich entre des couches de matériau élastique, reposant sur la semelle,
et entourant et au contact de la surface externe tronconique de la pièce torique,
c) un axe cylindrique fixé sur la semelle, engagé dans l'alésage cylindrique de la
pièce torique, de plus faible diamètre que cet alésage et se terminant par un épaulement
circulaire horizontal venant en vis-à-vis de l'épaulement circulaire horizontal de
la pièce torique,
et d) dans la partie supérieure de sa zone périphérique, une portée cylindrique interne
venant en vis-à-vis de la surface externe cylindrique de la zone supérieure de la
pièce torique.
[0006] Elle répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes
:
- Les plaques métalliques et les couches de matériau élastique de l'élément d'articulation
torique sont en forme de secteur sphérique.
- Les couches de matériau élastique peuvent être évidées (alvéoles) de façon à obtenir
des raideurs différentes de l'élément d'articulation dans les directions radiales
(longitudinale et transversale).
- La pièce torique est munie sous une face plane inférieure extérieure à l'élément
d'articulation torique de la pièce de support d'ergots de sécurité rentrant dans des
fourchettes en regard solidaires de cet élément d'articulation torique.
- L'élément d'articulation torique est rapporté sur la semelle par l'intermédiaire
d'une pièce de support reliée à la semelle par un organe de verrouillage.
- L'angle avec la verticale des surfaces externes tronconiques de la pièce torique
et de l'élément d'articulation torique, ainsi que le jeu entre l'alésage cylindrique
de la pièce torique et l'axe cylindrique de la pièce de support, sont tels qu'ils
permettent un accouplement de la pièce torique et de la pièce de support même lorsque
la pièce torique est présentée en face de la pièce de support avec une excentration
importante.
[0007] Il est décrit ci-après, à titre d'exemples et en référence aux figures du dessin
annexé, des articulations d'accouplement selon l'invention.
La figure 1 représente une articulation en coupe par un plan de symétrie longitudinal,
les surfaces venant en contact de la pièce torique et de l'élément d'articulation
torique de la pièce de support étant de forme tronconique.
La figure 2 représente une variante à élément d'articulation torique en forme de secteur
sphérique.
La figure 3 représente en perspective l'extrémité d'une caisse de véhicule et le bogie
médian correspondant, avec la pièce de support de l'articulation avec la caisse du
véhicule suivant.
La figure 4 représente en perspective l'extrémité de la caisse du véhicule suivant
avec la pièce torique de l'articulation.
[0008] Dans la figure 1, l'articulation comporte une pièce torique centrale 1, reliée à
la caisse de l'un des véhicules, présentant une surface d'appui tronconique 2 sur
l'élément d'articulation torique en matériau composite élastique 13. Sa partie supérieure
comporte une surface externe cylindrique 3, venant en regard de la surface externe
cylindrique 20 de la semelle 9 solidaire de la caisse du véhicule adjacent, mais espacée
de celle-ci.
[0009] La pièce torique est percée d'un alésage axial 4, avec dans sa zone centrale un évidement
5. Dans la zone centrale de sa partie supérieure, un épaulement circulaire 6 est muni
d'éléments en élastomère 7 supportant une couronne circulaire en acier 8 de surface
supérieure polie.
[0010] La semelle 9 reliée à la caisse du véhicule adjacent, composée de plusieurs éléments
soudés entre eux, comporte un rebord vertical cylindrique 10 auquel est fixée par
des boulons tels que 11 une pièce circulaire de section droite triangulaire 12 supportant
l'élément d'articulation torique composite 13. Celui-ci est composé de plaques métalliques
14 en sandwich entre des couches de matériau élastique 15. Une plaque tronconique
16 constitue la surface d'appui du pourtour de la partie inférieure de la pièce torique
1. Cet élément d'articulation peut être d'une seule pièce, ou bien en deux ou trois
parties
[0011] Sur le centre de la semelle 9 est fixé grâce à un filetage 19 un axe vertical 17,
venant s'engager dans l'alésage 4 de la pièce torique 1, en laissant subsister un
jeu important avec cet alésage. Ce jeu est suffisant pour que le pourtour de l'axe
ne vienne pas en contact avec l'alésage lors des déplacements longitudinaux normaux
en périodes de traction ou de freinage, et ne puisse le faire que lors de chocs exceptionnels.
La partie supérieure de cet axe forme un chapeau circulaire 18 présentant une surface
inférieure plane 18A, venant en regard de la couronne circulaire en métal dur poli
8 de la pièce torique 1.
[0012] Des ergots de sécurité 21, solidaires de la pièce centrale torique 3, viennent s'engager
dans des fourchettes 22 solidaires de l'élément torique 13, de façon à éviter tout
glissement entre cette pièce et l'élément torique, notamment lors des passages en
courbe de faible rayon, tout en permettant leur rotation relative.
[0013] Dans la variante représentée en figure 2, les couches de matériau élastique 34 et
les plaques métalliques 35 de l'élément d'articulation torique 33 sont en forme de
secteur sphérique, de même que la face d'appui de la pièce de support 31. La surface
de contact 32 avec la pièce torique centrale (non représentée) est tronconique.
[0014] La figure 3 représente l'extrémité de la caisse de l'un des véhicules, avec le bogie
médian correspondant et la pièce de support de l'articulation. L'extrémité 40 de la
caisse est portée par le bogie médian 41, supporté par les roues telles que 42, 43,
l'un des essieux 46 étant seul visible. Les essieux sont reliés par les longerons
44, 45, réunis par des traverses telles que 47, et supportant les suspensions pneumatiques
58, 59. La pièce de support de l'articulation 48 est supportée par des bras obliques
49 reliés à la face extrême de la caisse.
[0015] La figure 4 représente l'extrémité 50 de la caisse du véhicule adjacent. La pièce
torique 51, à pourtour cylindrique extrême 53, est portée par les poutres 54, 55 reliées
à la face d'extrémité de la caisse, et par les bras obliques 56, 57. Lors de l'accouplement,
elle s'emboîtera dans la pièce de support 48 de la caisse adjacente (fig.3).
1/ Articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires reposant sur un bogie
médian entre deux véhicules, par l'intermédiaire d'éléments élastiques,
caractérisée en ce qu'elle comprend
A) une pièce torique (1) reliée à l'un des véhicules, de surface tronconique dans
sa zone inférieure, et cylindrique dans sa zone supérieure, comportant un alésage
cylindrique (4) en son centre, et munie d'un épaulement circulaire horizontal (6)
autour du haut de son alésage cylindrique,
B) une pièce de support reliée à l'autre véhicule, venant envelopper la pièce torique,
et comportant a) une semelle (9) à un niveau inférieur à celui de la pièce torique,
b) un élément d'articulation torique en matériau composite élastique, formé de plaques
métalliques en sandwich entre des couches de matériau élastique (13), reposant sur
la semelle, et entourant et au contact de la surface externe tronconique de la pièce
torique,
c) un axe cylindrique (17) fixé (19) sur la semelle, engagé dans l'alésage cylindrique
de la pièce torique, de plus faible diamètre que cet alésage et se terminant par un
épaulement circulaire horizontal (18) venant en vis-à-vis de l'épaulement circulaire
horizontal (6) de la pièce torique,
et d) dans la partie supérieure de sa zone périphérique, une partie cylindrique interne
(20) venant en vis-à-vis de la surface externe cylindrique (3) de la zone supérieure
de la pièce torique.
2/ Articulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques métalliques
(35, fig.2) et les couches de matériau (34) de l'élément d'articulation torique (33)
sont en forme de secteur sphérique.
3/ Articulation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les couches de matériau
élastique sont munies d'alvéoles internes disposées de façon que l'élément d'articulation
présente radialement des raideurs différentes dans les directions longitudinale et
transversale.
4/ Articulation selon la revendication 1, caractérisée ce que les couches de matériau
élastique sont munies d'alvéoles internes disposées de façon que l'élément d'articulation
présente radialement des raideurs différentes dans les directions longitudinale et
transversale.
5/ Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce torique
est munie sous une face plane inférieure extérieure à l'élément d'articulation torique
de la pièce de support d'ergots de sécurité (21) rentrant dans des fourchettes en
regard (22) solidaires de cet élément d'articulation torique.
6/ Articulation selon la revendication 1, caractérisée ce que l'élément d'articulation
torique (13) est rapporté sur la semelle (9) par l'intermédiaire d'une pièce de support
(12) reliée à la semelle par un organe de verrouillage (11).
7/ Articulation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle avec la verticale
des surfaces externes tronconiques de la pièce torique (1) et de l'élément d'articulation
torique (13), ainsi que le jeu entre l'alésage cylindrique (4) de la pièce torique
et l'axe cylindrique (17) de la pièce de support, sont tels qu'ils permettent un accouplement
de la pièce torique et de la pièce de support même lorsque la pièce torique est présentée
en face de la pièce de support avec une excentration importante.