BE723430A

BE723430A -

Info

Publication number: BE723430A
Authority: BE
Priority date: 1967-07-14
Filing date: 1968-11-06
Publication date: 1969-04-16

Description


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  Support de palier d'essieu à montage élastique. 



  Alan Richard Cripe 

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L'invention est relative aux supports de paliers d'essieu à montage élastique et elle se rapporte plus particulièrement aux supports appliqués dans les équipements de chemins de fer de haute performance. 



   Dans la construction d'équipements modernes de chemins de fer de poids léger il est devenu de plus en plus important de protéger les passagers du véhicule contre les effets du bruit et des vibrations de haute fréquence produits à l'extérieur du véhicule. Tous les efforts ont été faits pour réaliser une telle isolation au moyen de l'utilisation d'éléments élastiques disposés entre le train de roulement et le châssis du véhicule pour réduire la transmission de bruits et de vibrations gênants entre ceux-ci. Les éléments élastiques améliorent le contact entre les roues et les rails et l'adhésion des trains aux accélérations et ralentissements importants.

   L'amélioration du contact entre les roues et les rails augmente en outre la sécurité des passagers en limitant le dégagement de la roue du rail au'on a évalué à 6   mm à   vitesse élevée. 



   On a déjà proposé de positionner les paliers d'essieu élastiquement dans la structure de support. En éliminant tout contact direct métal-métal entre les axes rotatifs et le châssis du support, on élimine efficacement les vibrations à haute fréquence à l'intérieur du véhicule. De tels montages à palier élastiques comprennent généralement une structure de support renfermant un manchon emprisonné en caoutchouc lequel supporte à son tour un palier à roulement à la surface extérieure du chemin de roulement extérieur. Par conséquent le palier entier peut librement flotter radialement dans des limites déterminées par l'élasticité du manchon en caoutchouc.

   Les vibrations à haute fréquence produites par le passage de la roue métallique 

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 sur le rail en acier sont retenues à l'intérieur du support lui-même par l'absorption dans le support en caoutchouc.   L'effi-   cacité de l'élimination des vibrations ou du bruit dans l'unité est en premier lieu une fonction de l'élasticité du caoutchouc laquelle est à son tour déterminée par la composition et l'épais- seur du caoutchouc. Les supports élastiques des essieux présentent encore d'autres avantages. Ils ne comprennent aucun élément fixé avec jeu ce qui favoriserait le bruit et augmenterait l'usure. 



   On a cependant découvert que la liberté de mouvement du palier à l'intérieur du support doit être rigoureusement limitée ce qui réduit considérablement l'efficacité du support élastique en tant qu'amortisseur de vibrations. Les unités de chemin de fer pourvues d'un support d'essieu et de palier.de cette construction ont provoqué une usure excessive et erratique des roues dont :Les effets progressifs ont déjoué le but essentiel des supports élastiques prévus en premier lieu. En outre les supports élastiques non amortis altèrent effectivement le contact entre les roues et les rails à cause de la production de vibrations résonantes à l'intérieur des supports élastiques eux-mûmes. On s'est par conséquent rendu compte que le "flottement" de paliers montés comme mentionné ci-dessus doit être maintenu dans des limites extrêmement serrées. 



   Bien que la raison exacte de l'usure excessive et erratique susmentionnée des roues soit inconnue, on considère qu'un léger déséqu8librage des roues ou une oscillation des roues produits par des irrégularités des rails à certaines vitesses critiques sont amplifiés dans le support élastique. La fréquence propre du caoutchouc lui-même est sensée augmenter la vibration des roues ce qui crée un broutage excessif du palier à l'intérieur du manchon élastique et ce qui provoque éventuellement une usure 

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 locale des roues et la nécessité de remplacer finalement les roues. 



   Un but essentiel de la présente invention est de procurer un support de palier d'essieu à montage élastique pour des équipe- ments de chemins de fer de poids léger et qui présente un effet d'amortissement interne de sorte que les oscillations produites par le support en caoutchouc lui-même sont réduites. Ce but est réalisé en prévoyant un manchon en caoutchouc composé d'une   plura-   lité de segments en forme d'arc fournissant une élasticité et un amortissement variables dans des zones diamétralement opposées du      manchon. L'invention améliore de façon générale les performances      et la résistance de paliers d'essieu à montage élastique. 



   D'autres particularités et avantages de la présente invention ressortiront à la lecture de la description suivante de quelques modes de mise en oeuvre donnés à titre d'exemples non limitifs avec   référence   aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation   d'un   premier mode de réalisation d'un dispositif à palier élastique montré partielle- ment en coupe transversale; la figure 2 est une coupe transversale du dispositif à palier de la figure 1 selon la ligne 2-2, illustrant plus   particu-   lièrement le carter et le manchon élastique subdivisés; et la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 illustrant un deuxième mode de réalisation de la présente inven- tion, le carter étant, dans ce cas, subdivisé à un certain angle par rapport à l'horizontale. 



     Comme   le montrent clairement les figures 1 et 2, l'inven- tion prévoit un carter de palier subdivisé en une partie supérieure 2 et une partie inférieure 4. Un manchon élastique 6 comprenant de préféence unsegment   supérieur     8   et un segment inférieur 10      

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 est ajusté dans, l'ouverture circulaire pratiquée dans le carter du palier et est supporté sur sa circonférence par cette ouver- ture. La surface extérieure du manchon comprend une cuvette ou auge 12 dans laquelle sont positionnées les surfaces coopérantes des parties respectives du carter, ces parties remplissant entière- ment l'auge aménagée dans le manchon.

   Les parois verticales 14 et 16 du manchon s'appuyent sur les bords des parties respectives du carter pour maintenir le manchon dans une position axiale déterminée par rapport au carter. Les évidements circonférentiels 17 et 19 prévus,dans la surface extérieure du manchon élastique fournissent un espace vide que le manchon remplit pendant sa déformation. 



   Un élément de maintien du palier ou garniture métallique 18 est prévu autour de la périphérie intérieure du manchon élastique et constitue un support interne pour ce dernier ainsi qu'un siège fixe dans lequel un palier 20 est retenu. Une goulotte pratiquée dans la surface extérieure de la garniture 18 épouse étroitement le manchon renfermé lequel est emprisonné entre la garniture et les parties opposées du carter. On verra que dans les limites déterminées par l'élasticité du manchon dans une direction axiale, la garniture est relativement immobile dans cette direction. 



   Un épaulement annulaire intérieur 22 est prévu dans la sur- face intérieure de la garniture 18 pour former un siège contre lequel le palier 20 est axialement disposé. Bien que les dessins ne le montrent pas, la garniture 18 peut éventuellement être pour- vue d'un   passaqe   interne à travers lequel un lubrifiant peut être dirigé vers le palier. Dans le cas où cette variante est réalisée, le lubrifiant serait délivré à une goulotte   periphérique   24 pra- tiquée dans la surface intérieure de la garniture 18-et ensuite au palier à travers une canalisation (non représentée) aménagée 

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 dans le: chemin de roulement extérieur du palier.

   Normalement la garniture 18 est montée à ajustement serré sur le palier et a par conséquent une épaisseur suffisante pour fournir le support cir-   conférentiel   nécessaire pour le palier afin de maintenir   l'ajuste-:        ment et pour tenir le palier dans une position fixe par rapport à la garniture 18. 



   On verra que le palier peut librement flotter à l'intérieur du carter à un degré déterminé par l'élasticité du manchon en      caoutchouc. En outre, des légers défauts d'alignement de l'arbre sont absorbés par la déformation appropriée du manchon élastique. - Cependant, comme on l'a mentionné ci-dessus, l'expérience a prou- vé la nécessité de limiter rigoureusement le flottement du palier à l'intérieur d'un tel dispositif à moins qu'on n'ait prévu un amortisseur inhérent à l'intérieur du manchon élastique   lui-même. ;   
Pour obtenir l'amortissement nécessaire, le manchon élastique est subdivisé en une pluralité de segments en forme d'arc afin de donner une élasticité variable en des zones diamétralement   .   opposées du manchon.

   La construction représentée sur la figure 2 montre très clairement que le manchon élastique est subdivisé en deux segments 8 et 10 dont la rotation circonférentielle est   em-        pêché par des brides 30,30a, 32 et 32a qui s'engagent dans un évidement coopérant pratiqué dans le carter. L'un de ces segments      est composé d'un matériau dont les caractéristiques d'amortisse- ment de vibrations diffèrent de celles de l'autre segment, de      sorte que les oscillations produites par l'élasticité d'un segment sont contrariées par la fréquence propre-différente ou l'effet      d'amortissement absolu différent imposés par l'autre segment. 



  L'un des segments est de préférence en butylcaoutchouc dont les excellentes qualités d'amortissement de vibrations sont connues.   '     Etant   donné que les forces de vibration normales engendrées 

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 dans le palier comprennent une composante verticale résultant d'un défaut d'équilibrage des roues et d'irrégularités de la voie ainsi qu'une composante horizontale résultant de variations de chasse, il peut être préférable d'orienter l'axe de division entre les segments du manchon à un certain angle par rapport à l'horizontale. Une telle orientation est illustrée sur la figure 3.

   Malgré le fait que dans le dessin la direction de la subdivi- sion du carter   corncide   avec celle de la subdivision du manchon, ceci n'est bien entendu pas nécessaire bien que cette construc- tion soit normalement celle qui convient le mieux. En outre, bien que le manchon représenté et décrit soit divisé en des segments demi-circulaires, il peut être souhaitable pour une installation donnée que les segments aient une configuration différente; ou qu'un nombre différent de segments ou des segments d'épaisseurs différentes soient prévus. 



   La présente invention fournit un palier à montage élastique dans lequel les oscillations développées dans le manchon élastique sont efficacement absorbées et amorties. La fabrication ainsi que le montage du dispositif sont faciles, et, en substituant simple- ment les segments du manchon élastique, des caractéristiques d' élasticité et d'amortissement différentes peuvent être confiées à l'ensemble sans que les autres composants soient sensiblement modifiés.

Claims

1.- Support de palier d'essieu à montage élastique comprenant un carter de palier subdivisé en une partie supérieure et une partie inférieure définissant une ouverture parallèle à l'axe du palier, caractérisé par le fait qu'un manchon emprisonné annu- laire élastique est positionné dans l'ouverture et supporté par le capter, le manchon étant composé d'une pluralité de segments en forme d'arc d'élasticités différentes dans les zones diamétra- lemeni: opposées du manchon pour provoquer l'amortissement inhérent d'oscillations, et qu'un élément rigide de retenue du palier em- prisomé circonférentiellement et axialement dans le manchon sup- : porte un palier immobilisé dans l'élément rigide.

2. - Support de palier d'essieu selon le paragraphe 1, caractérisé par le fait que le manchon élastique à section trans- versale en forme de gouttière, supportant circonférentiellement l'élément rigide clans l'ouverture et inséré entre cet élément rigide et le carter, comprend une auge formée dans sa surface extérieure et dans laquelle les surfaces coopérantes des parties respectives du carter sont montées à ajustement serré, des bords périphériques de l'auge s'appuyant sur les cotés respectifs des parties du carter pour limiter la translation axiale du manchon par rapport au carter.

3.- Support de palier d'essieu selon les paragraphes 1 et 2, caractérisé par le fait que les bords périphériques du manchon comprenant des brides radiales sont disposés entre les surfaces 1.10 faisant face de l'élément rigide et le carter afin de limiter le mouveemtn axial de l'élément rigide dans l' ouverture.

4.- Support de palier d'essieu selon les paragraphes 1 à 3, caractérisé par le fait que les segments en forme d'arc du manchon RESUME <Desc/Clms Page number 9> sont: composés de matériaux offrant des caractéristiques différentes d'amortissement de vibrations dans des zones diamétralement oppo- sées du manchon.

5. - Support de palier d'essieu selon le paragraphe 4, caractérisé par le fait que les segments en forme d'arc sont composés de matériaux différents afin d'obtenir des caractéristiques différentes d'amortissement de vibrations.

6.- Support de palier d'essieu selon les paragraphes 1 à 5, caractérisé par le fait que l'un des segments du manchon élastique est en butylcaoutchouc.

7. - Support de palier d'essieu selon les paragraphes 1 à 6, caractérisé par le fait que le diamètre extérieur de l'élément rigide de retenue du palier disposé à l'intérieur du manchon et axialement supporté par ce dernier est supérieur à celui de l'ouverture pratiquée dans le carter, l'élément étant immobilisé dans la direction axiale à l'intérieur du carter dans des limites déterminées par l'élasticité du manchon.

8.- Support de palier d'essieu selon les paragraphes 1 à 7, caractérisé par le fait que l'élément de retenue du palier com- prend une canalisation pratiquée dans sa surface extérieure.

9.- Support de palier d'essieu selon les paragraphes 1 à 8, caractérisé par le fait que l'axe du palier immobilisé à l'inté- rieur de l'élément rigide par lequel il est circonférentiellement supporté, cotncide avec celui de l'ouverture de l'élément de retenue du palier.