La présente invention concerne un essieu ou un couple d'essieux motorisés notamment pour véhicule ferroviaire, relié à la caisse ou à l'intercirculation de ce véhicule soit par une traverse de charge soit directement par les suspensions, et dont les roues sont indépendantes en rotation, voir par exemple le document EP-A-0 043 340.

L'indépendance des roues en rotation est obtenue dans les essieux connus:

• soit, avec un seul moteur électrique (essieu dit monomoteur), grâce à l'utilisation d'un différentiel mécanique, et d'un couple conique montés dans un pont réducteur,
• soit, avec un moteur électrique par roue (essieu dit bimoteur).

La première solution fait appel à l'utilisation d'un pont réducteur à couple conique repris de la technologie appliquée sur les poids-lourds. Cette solution présente l'avantage de regrouper dans un seul organe (poutre du pont) les organes de transmission (réducteur) avec la structure portante de l'essieu, permettant ainsi la suppression du traditionnel essieu tournant.

Une telle solution possède l'inconvénient majeur, du fait du couple conique, d'implanter le moteur perpendiculairement à l'axe de l'essieu avec un important porte à faux.

Le moteur est alors soutenu par un cadre, équivalent à un châssis de bogie, et isolé des sollicitations en provenance de la voie en intercalant entre la poutre du pont et ce cadre un étage de suspension équivalent à une suspension primaire. Ce porte à faux nuit à la compacité et à l'équilibre général de l'essieu.

La deuxième solution fait appel, pour chaque roue, à un moteur et un réducteur. Cette solution a l'avantage, en plaçant chaque ensemble moto-réducteur de part et d'autre de l'axe essieu, de supprimer le porte à faux de l'unique moteur de la configuration précédente et donc de procurer un ensemble équilibré.

En revanche cette solution ne permet plus d'intégrer dans un seul organe (poutre du pont) les organes de transmission (réducteur) avec la structure portante de l'essieu.

Cette solution ne permet alors pas de supprimer le traditionnel essieu et nécessite, compte tenu de l'espace pris par les moteurs et réducteurs placés entre les roues, de positionner les suspensions à l'extérieur de celles-ci et impose alors un sytème de freinage à sabots ou à disques rapides sur arbres moteurs.

Ainsi, avec les solutions connues, le choix d'une motorisation d'essieu de type monomoteur ou bimoteur conduit à opter entre deux architectures notablement différentes sans que celle choisie puisse bénéficier des avantages cumulés des deux types.

La présente invention a pour but d'obtenir un essieu motorisé à roues indépendantes en rotation dont la conception permet, avec une même architecture modulaire, d'opter indifféremment pour une transmission de type monomoteur ou de type bimoteur et d'offir ainsi les deux avantages principaux propres à ces deux versions, à savoir:

• l'utilisation d'un pont réducteur permettant de supprimer le traditionnel essieu,
• une architecture compacte et équilibrée autour de l'axe essieu.

L'essieu motorisé à roues indépendantes en rotation selon l'invention possède les caractéristiques de la deuxième partie de la Revendication 1.

L'essieu motorisé à roues indépendantes en rotation de l'invention satisfait également à l'une au moins des caractéristiques suivantes:

• le ou les moteurs sont flasqués sur la poutre du pont ou flottants par rapport à la poutre,
• la transmission du mouvement entre moteur et roue se fait au travers de deux réducteurs séparés,
• la liaison entre moteur et premier réducteur se fait:
  • · au travers d'une liaison sans débattement dans le cas d'un moteur flasqué,
  • · au travers d'un accouplement avec débattements dans le cas d'un moteur flottant,
• la liaison mécanique entre les deux réducteurs est assurée pour chaque roue par un arbre, dit arbre de roue, dont l'axe est confondu avec celui de la roue,
• la liaison entre arbre de roue et roue se fait pour chaque roue au moyen du deuxième réducteur à train épicycloïdal plan ou conique,
• l'axe de l'essieu, non tournant, et le châssis d'essieu sont réalisés par la poutre du pont réducteur sur laquelle repose la suspension,
• la suspension de l'essieu ne se fait que par un seul étage au moyen de deux coussins pneumatiques ou ressorts métalliques ou ressorts caoutchouc-métal,
• la suspension de l'essieu peut accepter les débatements angulaires entre caisse ou intercirculation du véhicule permettant ainsi de se dispenser de la traverse de charge et de. la couronne à billes,
• le freinage est assuré par des disques sur essieu ou sur arbre moteur,
• les organes de suspension et de freinage sont disposés entre les roues rendant de ce fait la dépose des éventuels bandages de roues élastiques possible sans démontage d'autres organes,
• les disques de frein peuvent être, dans le cas où ils sont sur essieu, en deux parties afin d'en faciliter la dépose,
• l'entraînement, l'anti-galop et l'orientation de l'essieu par rapport à la caisse ou l'intercirculation du véhicule sont assurés par un dispositif de bielles longitudinales,
• l'anti-roulis par rapport à la caisse ou l'intercirculation du véhicule est assuré par une barre anti-roulis.

Un avantage de l'essieu selon l'invention est que l'architecture modulaire permet d'obtenir l'indépendance en rotation des roues soit avec un seul moteur électrique et différentiel mécanique, soit avec un moteur électrique par roue.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de modes de réalisation préférés des essieux motorisés, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels:

• les figures 1 et 2 représentent schématiquement un essieu motorisé monomoteur de l'état de la technique,
• la figure 3 représente schématiquement un essieu motorisé bimoteur de l'état de la technique,
• les figures 4 à 8 représentent schématiquement les essieux motorisés monomoteur ou bimoteur selon l'invention,
• la figure 9 est une vue de face de l'essieu motorisé monomoteur selon l'invention,
• les figures 10 et 11 sont des vues de dessus de l'essieu motorisé monomoteur de la figure 9, à moteur flasqué non suspendu et à moteur flottant suspendu, respectivement,
• la figure 12 est une vue de face de l'essieu motorisé bimoteur selon l'invention,
• les figures 13 et 14 sont des vues de dessus de l'essieu motorisé binomoteur de la figure 12, à moteurs flasqués non suspendus et à moteurs flottants suspendus, respectivement.

Les figures 1 et 2 représentent schématiquement un essieu motorisé monomoteur de l'état de la technique.

Dans un tel essieu motorisé monomoteur connu, la caisse Cv du véhicule repose par l'intermédiaire d'une couronne à billes Cr sur la traverse de charge Tc. Celle-ci s'appuie, par l'intermédiaire de la suspension secondaire Ss placée entre les roues, sur le châssis Cs. Le châssis Cs est lui-même en appui, par l'intermédiaire de la suspension primaire Sp, sur la poutre du pont réducteur différentiel Pr formant essieu. Dans la poutre Pr sont frettées 2 trompettes Tr₁ et Tr₂ autour desquelles tournent les roues Ro₁ et Ro₂. Sur les roues Ro₁ et Ro₂ sont montés les disques de freinage Di₁ et Di₂ auxquels sont associés les étriers de freinage Et₁ et Et₂ solidaires du Châssis Cs.

Le moteur Mo, fixé au châssis Cs, entraîne le couple conique du réducteur central à différentiel Rc du pont réducteur Pr par l'intermédiaire d'un accouplement Ac qui accepte les débattements dûs à la suspension primaire Sp. Chaque sortie du réducteur central à différentiel Rc transmet le couple respectivement aux réducteurs latéraux Rl₁ et Rl₂ par l'intermédiaire des arbres de roue Ar₁ et Ar₂.

La figure 3 représente schématiquement un essieu motorisé bimoteur de l'état de la technique.

Dans un tel essieu motorisé bimoteur connu, la caisse Cv du véhicule repose par l'intermédiaire d'une couronne à billes Cr sur la traverse de charge Tc. Celle-ci s'appuie, par l'intermédiaire de la suspension secondaire Ss sur le châssis Cs. Le châssis Cs est lui-même en appui, par l'intermédiaire de la suspension primaire Sp, placée à l'extérieur des roues, sur les fausses boîtes Fb. Celles-ci sont solidaires de l'essieu Es fixe en rotation autour duquel tournent les roues Ro₁ et Ro₂. Sur les roues Ro₁ et Ro₂ s'appliquent les sabots de freinage Sb₁ et Sb₂ solidaires du châssis Cs.

Chaque moteur Mo, fixé au châssis Cs, entraîne le réducteur latéral Rl qui lui est associé par l'intermédiaire d'un accouplement Ac qui accepte les débattements dûs à la suspension primaire Sp. Chaque réducteur latéral Rl, semi-suspendu au châssis Cs, entraîne la roue Ro qui lui est associée.

Les figures 4 à 8 représentent schématiquement les essieux motorisés monomoteur ou bimoteur selon l'invention.

La figure 9 est une vue de face de l'essieu motorisé monomoteur selon l'invention et les figures 10 et 11 sont des vues de dessus de cet essieu motorisé monomoteur, à moteur flasqué non suspendu et à moteur flottant suspendu, respectivement.

La figure 12 est une vue de face de l'essieu motorisé bimoteur selon l'invention et les figures 13 et 14 sont des vues de dessus de cet essieu motorisé bimoteur, à moteurs flasqués non suspendus et à moteurs flottants suspendus, respectivement.

Dans les essieux motorisés monomoteur ou bimoteur selon l'invention, la caisse Cv du véhicule repose par l'intermédiaire d'une couronne à billes Cr sur la traverse de charge Tc. Celle-ci s'appuie, par l'intermédiaire de la suspension Su placée entre les roues à la verticale de l'axe essieu, sur les carters latéraux Pr₁ et Pr₂ de la poutre du pont réducteur réalisée en trois parties. Dans ces carters latéraux Pr₁ et Pr₂ sont frettées 2 trompettes Tr₁ et Tr₂ autour desquelles tournent les roues Ro₁ et Ro₂. Sur les roues Ro₁ et Ro₂ sont montés les disques de freinage Di₁ et Di₂ auxquels sont associés les étriers de freinage Et₁ et Et₂ solidaires des carters latéraux Pr₁ et Pr₂ de la poutre. Aux roues Ro₁ et Ro₂ sont également associés les réducteurs latéraux Rl₁ et Rl₂ entrainés par les arbres de roue Ar₁ et Ar₂.

L'ensemble des organes cités précédemment constitue la base de l'architecture de l'essieu motorisé, commune à la version monomoteur et à la version bimoteur. La partie centrale de la poutre du pont réducteur constitue la partie modulaire de l'essieu motorisé PMEM. Cette partie centrale est composée d'un carter Pr_c:

• dans lequel viennent se monter, en version monomoteur, une mécanique centrale avec différentiel Mc en sorties de laquelle partent les deux arbres de roue Ar₁ et Ar₂ déjà cités,
• dans lequel viennent se monter, en version bimoteur, deux réducteurs centraux indépendants Rc₁ et Rc₂ en sorties desquels partent les deux arbres de roue Ar₁ et Ar₂ déjà cités.

Le moteur Mo (version monomoteur) ou les moteurs Mo₁ ou Mo₂ (version bimoteur) sont:

• soit flasqués au carter central Pr_c du pont réducteur (version à moteurs dits non suspendus) et reliés à la mécanique centrale à différentiel Mc (version monomoteur) ou les réducteurs centraux Rc₁ et Rc₂ (version bimoteur) respectivement par une liaison ou deux liaisons sans débattement,
• soit reliés au carter central Pr_c du pont réducteur par une suspension élastique Se (version à moteurs dits flottants) et reliés à la mécanique centrale à différentiel Mc (version monomoteur) ou les réducteurs centraux Rc₁ et Rc₂ (version bimoteur) respectivement par un accouplement Ac ou deux accouplements Ac₁ et Ac₂ qui acceptent les débattements dûs à cette suspension élastique.