FR3039867A1

FR3039867A1 - BEARING BOX COMPRISING A BEARING AND HEATING MEANS OF THE BEARING, AND BOGIE COMPRISING SUCH A BOX

Info

Publication number: FR3039867A1
Application number: FR1557531A
Authority: FR
Inventors: Christophe Guerry
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2017-02-10

Abstract

L'invention concerne une boîte de palier (2) comportant un carter (6), un palier (16) monté à l'intérieur d'un alésage (22) du carter (6), au moins un moyen de chauffage (44) par induction monté sur le carter (6) et un moyen de détection (50) de la température du palier (16).The invention relates to a bearing housing (2) comprising a housing (6), a bearing (16) mounted inside a bore (22) of the housing (6), at least one heating means (44) by induction mounted on the housing (6) and means (50) for detecting the temperature of the bearing (16).

Description

Boîte de palier comprenant un palier et un moyen de chauffage du palier, et bogie comprenant une telle boîte L’invention concerne le domaine des paliers rotatifs, et en particulier ceux destinés à être incorporés dans une boîte de palier d’un bogie de véhicule ferroviaire.The invention relates to the field of rotary bearings, and in particular those intended to be incorporated in a bearing box of a railway vehicle bogie. .

Dans le domaine des transports ferroviaires, un véhicule tel qu’un wagon comprend généralement un ou plusieurs bogie(s), chaque bogie étant supporté par un ou plusieurs essieu(x) solidaire(s) de deux roues. Ces bogies sont reliés à des boîtes de palier contenant un palier rotatif prévu pour fournir la liaison pivot entre la boîte de palier et l’essieu. Par exemple, un wagon classique comprend deux bogies, chaque bogie étant supporté par deux essieux. Dans ce cas, chaque bogie comprend quatre boîtes de palier contenant chacune un palier rotatif.In the field of rail transport, a vehicle such as a wagon generally comprises one or more bogie (s), each bogie being supported by one or more axle (s) integral with (s) two wheels. These bogies are connected to bearing boxes containing a rotary bearing provided to provide the pivot connection between the bearing box and the axle. For example, a conventional wagon comprises two bogies, each bogie being supported by two axles. In this case, each bogie comprises four bearing boxes each containing a rotating bearing.

De tels paliers rotatifs peuvent être fréquemment soumis à des températures extérieures inférieures à 0 °C. Lorsque le véhicule ferroviaire circule, la température du palier rotatif augmente sous les effets de la déperdition de chaleur résultant du glissement et/ou du roulement. Ainsi, lorsque le véhicule ferroviaire s’arrête puis redémarre fréquemment, le palier rotatif et les éléments qui le constituent subissent de brusques variations de température.Such rotary bearings can be frequently subjected to outside temperatures below 0 ° C. As the rail vehicle circulates, the temperature of the rotating bearing increases under the effects of heat loss resulting from slipping and / or rolling. Thus, when the railway vehicle stops and then restarts frequently, the rotating bearing and the elements that constitute it undergo sudden changes in temperature.

Une exposition répétée d’un palier rotatif à une température inférieure à 0 °C peut engendrer de la condensation à l’intérieur du palier rotatif, qui est à l’origine d’un phénomène de corrosion. Il en résulte une baisse de la qualité de la liaison mécanique fournie par le palier rotatif.Repeated exposure of a rotating bearing to a temperature below 0 ° C can cause condensation inside the rotating bearing, which causes corrosion. This results in a decrease in the quality of the mechanical connection provided by the rotary bearing.

Par exemple, dans le cas particulier d’un palier à roulement, la corrosion entraînée par la condensation est responsable d’une baisse de la qualité du contact entre les pistes du palier et les éléments roulants, et ainsi que d’une baisse des performances de la graisse introduite dans l’espace de roulement.For example, in the particular case of a rolling bearing, the corrosion caused by the condensation is responsible for a decrease in the quality of the contact between the bearing tracks and the rolling elements, and also a decrease in the performances. fat introduced into the running space.

Dans le domaine des transports ferroviaires, on réalise afin de pallier cet inconvénient des opérations de maintenance régulières, au cours desquelles le palier mécanique est démonté, puis nettoyé et inspecté. On peut, le cas échéant, vidanger la graisse afin de la remplacer. Enfin, le palier mécanique est remonté. Cependant, de telles opérations de maintenance sont coûteuses, relativement longues et nécessitent d’immobiliser le véhicule ferroviaire fréquemment. L’invention vise à remédier à ces inconvénients.In the field of rail transport, it is realized to overcome this drawback of regular maintenance operations, during which the mechanical bearing is disassembled, then cleaned and inspected. If necessary, you can drain the grease in order to replace it. Finally, the mechanical bearing is reassembled. However, such maintenance operations are expensive, relatively long and require to immobilize the railway vehicle frequently. The invention aims to remedy these drawbacks.

Plus particulièrement, l’invention vise à prévoir une boîte de palier pouvant être utilisée dans des conditions climatiques extrêmes dans lesquelles la température extérieure est relativement basse avec une bonne sûreté de fonctionnement, une bonne fiabilité dans le temps, et ne nécessitant pas une multiplication d’opérations de maintenance. A cet effet, il est proposé une boîte de palier comportant un carter et un palier monté à l’intérieur d’un alésage du carter. La boîte de palier comprend en outre au moins un moyen de chauffage par induction monté sur le carter et un moyen de détection de la température du palier.More particularly, the invention aims to provide a bearing box that can be used in extreme weather conditions in which the outside temperature is relatively low with good reliability, good reliability over time, and does not require a multiplication of maintenance operations. For this purpose, it is proposed a bearing housing having a housing and a bearing mounted within a bore of the housing. The bearing box further comprises at least one induction heating means mounted on the housing and a means for detecting the temperature of the bearing.

Le moyen de chauffage permet d’éviter, par conduction de la chaleur émise vers le palier, que la température de celui-ci et de la graisse introduite pour faciliter le glissement et/ou le roulement ne descende en dessous de températures excessivement basses. Un moyen de chauffage par induction est particulièrement intéressant, en ce qu’il présente un pouvoir calorifique important pour un encombrement limité.The heating means makes it possible to avoid, by conduction of the heat emitted towards the bearing, that the temperature of the latter and of the fat introduced to facilitate sliding and / or rolling does not fall below excessively low temperatures. An induction heating means is particularly advantageous in that it has a high calorific value for a limited space requirement.

Selon un mode de réalisation, ledit moyen de chauffage s’étend axialement au moins en partie dans l’épaisseur du carter.According to one embodiment, said heating means extends axially at least in part in the thickness of the housing.

Le carter peut comprendre au moins un logement à l’intérieur duquel est monté au moins en partie ledit moyen de chauffage. Avantageusement, le carter comprend une pluralité de logements répartis circonférentiellement autour du palier et à l’intérieur de chacun desquels s’étend un moyen de chauffage. Cette disposition favorise l’obtention d’un chauffage homogène du palier. Afin d’optimiser encore le chauffage, les logements cylindriques sont de préférence sensiblement identiques. Ils peuvent aussi être répartis circonférentiellement de manière régulière. Avantageusement, le palier est monté en contact direct contre l’alésage du carter. A titre d’exemple, on peut prévoir que la boîte de palier comprenne entre neuf et quinze logements cylindriques répartis circonférentiellement autour de l’axe de ladite boîte.The housing may comprise at least one housing inside which is mounted at least in part said heating means. Advantageously, the casing comprises a plurality of housings distributed circumferentially around the bearing and inside each of which extends a heating means. This arrangement promotes obtaining a homogeneous heating of the bearing. In order to further optimize the heating, the cylindrical housings are preferably substantially identical. They can also be distributed circumferentially on a regular basis. Advantageously, the bearing is mounted in direct contact against the bore of the housing. For example, it can be provided that the bearing box comprises between nine and fifteen cylindrical housings distributed circumferentially around the axis of said box.

Pour des raisons de facilité de montage, chaque logement peut déboucher axialement sur au moins une surface frontale du carter.For reasons of ease of assembly, each housing can open axially on at least one front surface of the housing.

De manière avantageuse, ledit moyen de chauffage comprend au moins un bobinage s’étendant axialement.Advantageously, said heating means comprises at least one axially extending winding.

Selon un mode de réalisation, la boîte de palier comprend un couvercle doté d’un trou, une pluralité de câbles traversant le couvercle par le trou et pouvant alimenter électriquement le moyen de chauffage.According to one embodiment, the bearing box comprises a cover provided with a hole, a plurality of cables passing through the cover through the hole and being able to supply the heating means electrically.

Selon un autre mode de réalisation, la boîte de palier comprend un générateur d’énergie électrique et un accumulateur, l’accumulateur étant capable de stocker l’énergie électrique produite par le générateur et d’alimenter le moyen de chauffage. Selon un mode de réalisation avantageux, chaque logement cylindrique débouche axialement sur au moins une surface frontale du carter.According to another embodiment, the bearing box comprises an electric energy generator and an accumulator, the accumulator being capable of storing the electrical energy produced by the generator and supplying the heating means. According to an advantageous embodiment, each cylindrical housing opens axially on at least one front surface of the housing.

La position dudit moyen de détection peut faire l’objet de plusieurs variantes. En particulier, selon une première variante, ledit moyen de détection est monté sur le palier. Selon une deuxième variante, ledit moyen de détection est monté sur le carter.The position of said detection means may be subject to several variants. In particular, according to a first variant, said detection means is mounted on the bearing. According to a second variant, said detection means is mounted on the housing.

Selon un mode de réalisation avantageux, la boîte de palier comprend au moins une unité de contrôle de la température du palier capable de piloter le fonctionnement dudit moyen de chauffage en fonction de la température mesurée par le moyen de détection.According to an advantageous embodiment, the bearing box comprises at least one bearing temperature control unit capable of controlling the operation of said heating means as a function of the temperature measured by the detection means.

Selon un autre aspect, il est proposé un bogie de véhicule ferroviaire, comprenant au moins un essieu et au moins une boîte de palier telle que décrite ci-dessus. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre une vue en perspective d’une boîte de palier selon un premier exemple de réalisation de l’invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale de la boîte de palier de la figure 1, et - la figure 3 est une vue en perspective d’une boîte de palier selon un second exemple de réalisation de l’invention.In another aspect, there is provided a railway vehicle bogie, comprising at least one axle and at least one bearing box as described above. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given solely by way of nonlimiting example, and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 illustrates a perspective view of a bearing box according to a first embodiment of the invention, - Figure 2 is an axial sectional view of the bearing box of Figure 1, and - Figure 3 is a perspective view of a bearing box according to a second embodiment of the invention.

En référence à la figure 1, une boîte 2 de palier comprend deux extrémités de fixation 4 permettant la fixation de la boîte à un bogie (non représenté) de véhicule ferroviaire. Cette fixation peut être mise en œuvre de manière classique, chaque extrémité 4 étant fixée à une extrémité d’une tige d’un amortisseur couplé à une suspension (non représenté).Referring to Figure 1, a bearing box 2 comprises two attachment ends 4 for fixing the box to a bogie (not shown) of a railway vehicle. This attachment can be implemented in a conventional manner, each end 4 being attached to one end of a rod of a damper coupled to a suspension (not shown).

La boîte 2 comprend un carter 6 cylindrique, d’axe 7 (figure 2). Le carter 6 est axialement délimité par deux surfaces frontales 9. En référence à la figure 2, un essieu 8 solidaire des roues du véhicule ferroviaire est maintenu par rapport au carter 6 selon une liaison pivot autour de l’axe 7. L’essieu 8 comprend un arbre 10, se prolongeant à son extrémité par un tourillon 12.The box 2 comprises a casing 6 cylindrical, axis 7 (Figure 2). The casing 6 is axially delimited by two end surfaces 9. With reference to FIG. 2, an axle 8 secured to the wheels of the railway vehicle is held relative to the casing 6 in a pivot connection about the axis 7. The axle 8 comprises a shaft 10, extending at its end by a pin 12.

Pour réaliser cette liaison pivot, la boîte 2 comprend un palier rotatif 16 comprenant une bague extérieure 18 et une bague intérieure 20. Dans cet exemple de réalisation, le palier rotatif 16 est un palier à rouleaux coniques à deux rangées, mais on peut sans sortir du cadre de l’invention utiliser un palier différent, par exemple du type à rouleaux coniques à une rangée, à rouleaux cylindriques, à aiguilles, à billes, etc. Alternativement, le palier 16 peut être du type à glissement.To make this pivot connection, the box 2 comprises a rotary bearing 16 comprising an outer ring 18 and an inner ring 20. In this exemplary embodiment, the rotary bearing 16 is a tapered roller bearing with two rows, but it is possible to go out Within the scope of the invention, use a different bearing, for example one-row tapered roller, cylindrical roller, needle, ball, etc. type. Alternatively, the bearing 16 may be of the sliding type.

La bague extérieure 18 est insérée dans un alésage 22 pratiqué dans le carter cylindrique 6. La bague extérieure 18 est maintenue axialement, d’un côté par une butée 24 et de l’autre par un couvercle 26. La bague extérieure 18 est solidaire du carter 6. La bague extérieure 18 est en contact direct avec le carter 6. La bague intérieure 20 est emmanchée sur le tourillon 12. Dans cet exemple de réalisation, la bague intérieure 20 est réalisée en deux parties 20b, une entretoise 20a étant interposée axialement entre lesdites parties. La bague intérieure 20 est maintenue axialement entre un anneau de retenue 28 monté sur l’arbre 10 et un capuchon 30 fixé au tourillon 12, ici par vissage.The outer ring 18 is inserted into a bore 22 formed in the cylindrical housing 6. The outer ring 18 is held axially, on one side by a stop 24 and on the other by a cover 26. The outer ring 18 is integral with the casing 6. The outer ring 18 is in direct contact with the housing 6. The inner ring 20 is fitted on the pin 12. In this embodiment, the inner ring 20 is made in two parts 20b, a spacer 20a being interposed axially. between those parts. The inner ring 20 is held axially between a retaining ring 28 mounted on the shaft 10 and a cap 30 fixed to the pin 12, here by screwing.

Un espace de roulement 21 est défini entre la bague extérieure 18 et la bague intérieure 20. Le roulement 16 comprend une pluralité d’éléments roulants 34 disposés dans l’espace de roulement 21. Les éléments roulants 34 sont en l’espèce des rouleaux cylindriques organisés selon deux rangées. Pour délimiter axialement l’espace de roulement 21, le roulement 16 comprend deux flasques d’étanchéité 38 et 40, disposés entre la bague extérieure 18 et la bague intérieure 20 aux extrémités axiales du roulement 16. L’espace de roulement 21 est ainsi isolé de l’environnement extérieur, et peut contenir un fluide lubrifiant, comme par exemple de la graisse.A bearing space 21 is defined between the outer ring 18 and the inner ring 20. The bearing 16 comprises a plurality of rolling elements 34 arranged in the rolling space 21. The rolling elements 34 are in this case cylindrical rollers organized in two rows. To axially define the rolling space 21, the bearing 16 comprises two sealing flanges 38 and 40, arranged between the outer ring 18 and the inner ring 20 at the axial ends of the bearing 16. The running space 21 is thus isolated from the outside environment, and may contain a lubricating fluid, such as for example grease.

Le carter 6 comprend plusieurs logements 42 dont quatre sont notamment visibles sur la vue en écorché de la figure 1. Les logements 42 sont de forme cylindrique et orientés selon la direction de l’axe 7. Les logements 42 sont formés dans l’épaisseur du carter 6. Chaque logement 42 s’étend à partir de l’alésage 22 du carter. Les logements 42 sont espacés les uns par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, ici de manière régulière. Dans cet exemple particulier, le carter 6 comprend douze logements 42 cylindriques circonférentiellement répartis autour de son axe 7. Les logements 42 s’étendent axialement sur toute la longueur du carter 6, de sorte qu’ils débouchent axialement sur les deux surfaces frontales 9 du carter 6. Toutefois, on peut envisager, sans sortir du cadre de l’invention, que les logements 42 soient plus courts, et ne débouchent que sur une surface frontale 9 du carter 6, voire ne débouchent sur aucune des surfaces frontales 9. Comme cela est visible sur la figure 1, un sillon 43 circulaire pratiqué sur l’une des surfaces frontales 9 relie les douze logements 42 entre eux.The casing 6 comprises several housings 42, four of which are notably visible in the cutaway view of FIG. 1. The housings 42 are of cylindrical shape and oriented in the direction of the axis 7. The housings 42 are formed in the thickness of the 6. Each housing 42 extends from the bore 22 of the housing. The housings 42 are spaced relative to each other in the circumferential direction, here in a regular manner. In this particular example, the housing 6 comprises twelve cylindrical housings 42 circumferentially distributed about its axis 7. The housings 42 extend axially over the entire length of the housing 6, so that they open axially on the two end surfaces 9 of the housing. 6. However, it is conceivable, without departing from the scope of the invention, that the housings 42 are shorter, and open only on a front surface 9 of the housing 6, or not lead to any of the front surfaces 9. As this is visible in Figure 1, a circular groove 43 formed on one of the front surfaces 9 connects the twelve housings 42 between them.

La boîte 2 de palier comprend une pluralité de bobinages 44 s’étendant chacun à l’intérieur d’un des logements 42 du carter 6. Les moyens de chauffage 42 s’étendent dans l’épaisseur du carter 6.The bearing box 2 comprises a plurality of coils 44 each extending inside one of the housings 42 of the casing 6. The heating means 42 extend in the thickness of the casing 6.

Chaque bobinage 44 est relié à une source de puissance électrique et peut produire de la chaleur par la génération de courants de Foucault lorsqu’il est alimenté par ladite source. La source peut être montée sur le bogie ou sur le véhicule ferroviaire. Les logements 42 et les bobinages 44 sont de préférence disposés de manière à entourer l’espace de roulement 21 et le palier 2, pour pouvoir générer de la chaleur au sein dudit espace de roulement, de manière homogène.Each coil 44 is connected to a source of electrical power and can generate heat by generating eddy currents when powered by said source. The source can be mounted on the bogie or on the railway vehicle. The housings 42 and the coils 44 are preferably arranged so as to surround the running space 21 and the bearing 2, in order to be able to generate heat within said running space in a homogeneous manner.

Dans cet exemple de réalisation, les bobinages 44 sont réalisés au moyen d’un seul fil électrique 46 en cuivre introduit dans le sillon 43, et enroulé sur lui-même. L’enroulement du fil électrique 46 est réalisé au cours d’une phase précédant le montage du palier 16. Les bobinages 44 sont montés en série par rapport à la source de puissance électrique. Toutefois, on ne sort pas du cadre de l’invention en utilisant une pluralité de bobinages montés en dérivation par rapport à la source de puissance électrique.In this embodiment, the coils 44 are made by means of a single copper wire 46 introduced into the groove 43, and wound on itself. The winding of the electric wire 46 is carried out during a phase preceding the mounting of the bearing 16. The coils 44 are connected in series with respect to the source of electrical power. However, it is not beyond the scope of the invention by using a plurality of windings mounted in shunt with respect to the source of electrical power.

Les deux extrémités 46a et 46b du fil électrique 46 sont extraites du sillon 43 en un point de celui-ci, et passées à l’intérieur d’un trou 48 pratiqué dans le couvercle 26 de la boîte 2 de palier (illustré partiellement à la figure 2). Les extrémités du fil 46 peuvent être connectées à la source de puissance électrique ainsi qu’à une unité de contrôle (non représentée) incorporée à la boite 2 de palier ou montée sur le bogie ou sur le véhicule ferroviaire.The two ends 46a and 46b of the electrical wire 46 are extracted from the groove 43 at a point thereof, and passed inside a hole 48 formed in the cover 26 of the bearing box 2 (shown partially in FIG. Figure 2). The ends of the wire 46 may be connected to the electric power source and to a control unit (not shown) incorporated in the bearing box 2 or mounted on the bogie or the railway vehicle.

La boîte 2 de palier comprend encore un capteur 50, disposé de manière à pouvoir mesurer une température représentative de la température à l’intérieur de l’espace de roulement 21. Dans cet exemple, le capteur 50 est un capteur de température fixé sur l’un des flasques d’étanchéité 38 et 40, à l’extérieur de l’espace de roulement 21. Dans ce cas, on peut prévoir que le flasque d’étanchéité 38 ou 40 comporte un trou (non représenté) traversant l’épaisseur du flasque et prévu pour le passage d’une sonde (non représentée) de température. Au moyen d’un tel arrangement, le capteur 50 mesure directement la température de la graisse enfermée à l’intérieur de l’espace de roulement 21.The bearing box 2 further comprises a sensor 50, arranged so as to be able to measure a temperature representative of the temperature inside the running space 21. In this example, the sensor 50 is a temperature sensor fixed on the one of the sealing flanges 38 and 40, outside the running space 21. In this case, it can be provided that the sealing flange 38 or 40 has a hole (not shown) passing through the thickness flange and provided for the passage of a probe (not shown) temperature. By means of such an arrangement, the sensor 50 directly measures the temperature of the fat enclosed within the running space 21.

De manière alternative, le capteur de température 50 peut être disposé sur le carter 6 pour mesurer la température dudit carter, puis estimer, en fonction de la température mesurée, la température de la graisse au sein de l’espace de roulement 21.Alternatively, the temperature sensor 50 can be disposed on the housing 6 to measure the temperature of said housing, and then, depending on the measured temperature, estimate the temperature of the grease within the running space 21.

Un fil électrique 52 relie le capteur de température 50 à l’unité de contrôle. Dans l’exemple de réalisation représenté en figure 1, le fil électrique 52 est fixé sur le flasque d’étanchéité 40 et passe à travers le trou 48 du couvercle. L’unité de contrôle recueille directement ou estime la température de la graisse enfermée à l’intérieur de l’espace de roulement 21. L’unité de contrôle contrôle le fonctionnement de la source de puissance pour permettre une alimentation des moyens de chauffage 42, lorsqu’elle détecte que la température de la graisse est inférieure à une valeur prédéterminée de température de référence. Dans ce mode de réalisation, la température de référence a pour valeur 0 °C. Toutefois, on peut envisager une autre valeur prédéterminée de température de référence, celle-ci étant de préférence calculée en fonction de la température de solidification de la graisse.An electrical wire 52 connects the temperature sensor 50 to the control unit. In the embodiment shown in FIG. 1, the electric wire 52 is fixed on the sealing flange 40 and passes through the hole 48 of the cover. The control unit collects directly or estimates the temperature of the grease enclosed within the running space 21. The control unit controls the operation of the power source to allow a supply of the heating means 42, when it detects that the temperature of the fat is below a predetermined value of reference temperature. In this embodiment, the reference temperature is 0 ° C. However, it is possible to envisage another predetermined value of reference temperature, this value being preferably calculated as a function of the solidification temperature of the fat.

De cette manière, lorsque le véhicule ferroviaire est à l’arrêt et que la température extérieure est très faible, la température de la boîte 2 de palier, du palier 16 et de la graisse introduite dans l’espace de roulement 21 baisse. Lorsque la température atteint 0 °C, l’unité de contrôle de la température le détecte au moyen du capteur 50. L’unité de contrôle commande alors la génération de courant dans le fil électrique 46. Par effet d’induction, la graisse introduite dans l’espace de roulement 21 est réchauffée.In this way, when the rail vehicle is stopped and the outside temperature is very low, the temperature of the bearing housing 2, the bearing 16 and the grease introduced into the rolling space 21 drops. When the temperature reaches 0 ° C, the temperature control unit detects it by means of the sensor 50. The control unit then controls the generation of current in the electric wire 46. By induction effect, the fat introduced in the running space 21 is heated.

Lorsque la température au sein de l’espace de roulement 21 est inférieure à 0 °C, l’unité de contrôle peut commander une alimentation électrique constante aux moyens de chauffage 42. Alternativement, la puissance électrique fournie peut être variable, par exemple en fonction de l’écart entre la température au sein de l’espace de roulement 21 et la température de référence, 0 °C.When the temperature within the running space 21 is less than 0 ° C, the control unit can control a constant power supply to the heating means 42. Alternatively, the electric power supplied can be variable, for example depending on the difference between the temperature within the rolling space 21 and the reference temperature, 0 ° C.

On évite ainsi que la température au sein de l’espace de roulement 21 descende en dessous de 0 °C et on empêche l’apparition du phénomène de condensation. Dès lors, on préserve la qualité du contact des rouleaux 34 et les propriétés de la graisse. En outre, cet exemple de réalisation est avantageux en ce qu’il permet d’utiliser une seule unité de contrôle et une seule source de puissance électrique pour des moyens de chauffage par induction incorporés sur différentes boîtes de palier d’un même bogie, voire sur toutes les boîtes de palier incorporées sur les différents bogies du véhicule ferroviaire.This prevents the temperature within the rolling space 21 from falling below 0 ° C and prevents the occurrence of the phenomenon of condensation. Therefore, we preserve the quality of the contact of the rollers 34 and the properties of the grease. In addition, this exemplary embodiment is advantageous in that it makes it possible to use a single control unit and a single source of electrical power for induction heating means incorporated on different bearing boxes of the same bogie, or even on all bearing boxes incorporated in the various bogies of the railway vehicle.

On a représenté sur la figure 3 un second exemple de réalisation d’une boîte 60 de palier selon l’invention. Les éléments de la boîte 60 de palier identiques à ceux de la boîte 2 de palier décrite précédemment portent les mêmes références. La boîte 60 comprend un dispositif de génération d’énergie électrique 64 intégré. Le dispositif 64 comprend une tige bobinée 66 et un aimant 68 cylindrique. La tige bobinée 66 est montée rotative à l’intérieur de l’aimant 68. La tige bobinée 66 est entraînée en rotation par l’essieu 8. L’aimant 68 est maintenu immobile par rapport à la boîte 60 de palier. La boîte 60 comprend ici un couvercle 62 de forme tubulaire interposé axialement entre le carter 6 et le dispositif 64.FIG. 3 shows a second embodiment of a bearing box 60 according to the invention. The elements of the bearing box 60 identical to those of the bearing box 2 previously described bear the same references. Box 60 includes an integrated electrical power generation device 64. The device 64 comprises a wound rod 66 and a cylindrical magnet 68. The wound rod 66 is rotatably mounted within the magnet 68. The wound rod 66 is rotated by the axle 8. The magnet 68 is held stationary relative to the bearing housing 60. The box 60 here comprises a cover 62 of tubular shape interposed axially between the housing 6 and the device 64.

La boîte 60 comprend par ailleurs une batterie électrique (non représentée) reliée aux extrémités du fil électrique constituant le bobinage de la tige 66. La batterie électrique est par ailleurs capable d’alimenter en énergie électrique le fil électrique 46. De préférence, la batterie électrique est incorporée entre le roulement 16 et le dispositif de génération 64, par exemple à l’intérieur du couvercle 62.The box 60 also comprises an electric battery (not shown) connected to the ends of the electric wire constituting the winding of the rod 66. The electric battery is also capable of supplying electrical energy to the electric wire 46. Preferably, the battery electrical connection is incorporated between the bearing 16 and the generating device 64, for example inside the cover 62.

La boîte 60 de palier comprend encore une unité de contrôle de la température (non représentée) intégrée. L’unité de contrôle de la température connaît la température de la graisse présente dans l’espace de roulement 21 au moyen du capteur 50. L’unité de contrôle est reliée à la batterie électrique de manière à connaître son état de charge. Enfin, l’unité de contrôle comprend des moyens matériels et logiciels pour piloter la génération d’un courant électrique dans le fil 46 par la batterie électrique, lorsque la température de la graisse est inférieure à 0 °C. De préférence, l’unité de contrôle de la température est disposée entre le roulement 16 et le dispositif de génération 64, par exemple à l’intérieur du couvercle 62.The bearing box 60 further includes an integrated temperature control unit (not shown). The temperature control unit knows the temperature of the grease present in the running space 21 by means of the sensor 50. The control unit is connected to the electric battery so as to know its state of charge. Finally, the control unit comprises hardware and software means for controlling the generation of an electric current in the wire 46 by the electric battery, when the temperature of the grease is below 0 ° C. Preferably, the temperature control unit is disposed between the bearing 16 and the generating device 64, for example inside the cover 62.

De cette manière, lorsque le véhicule ferroviaire est en mouvement, la tige bobinée 66 est entraînée en rotation par l’essieu 8, par rapport à l’aimant 68. Cette rotation génère de l’énergie électrique au sein du bobinage de la tige 66. Cette énergie est transmise et accumulée par la batterie électrique. Lorsque la température de la graisse dans l’espace de roulement 21 descend en dessous de 0 °C, l’unité de contrôle de la température commande la génération d’un courant électrique dans le fil 46 par la batterie électrique.In this way, when the railway vehicle is in motion, the wound rod 66 is rotated by the axle 8 relative to the magnet 68. This rotation generates electrical energy within the winding of the rod 66. This energy is transmitted and accumulated by the electric battery. When the temperature of the grease in the running space 21 drops below 0 ° C, the temperature control unit controls the generation of an electric current in the wire 46 by the electric battery.

Dans cet exemple de réalisation, le dispositif de génération d’énergie électrique 64 est réalisé au moyen d’une tige bobinée montée rotative dans un aimant cylindrique. D’autres dispositifs de génération d’énergie électrique peuvent être appropriés, comme par exemple une machine dynamoélectrique classique ou tout autre type de génératrice électrique à partir d’un mouvement mécanique de rotation.In this embodiment, the electrical energy generation device 64 is made by means of a wound rod rotatably mounted in a cylindrical magnet. Other devices for generating electrical energy may be suitable, such as for example a conventional dynamoelectric machine or any other type of electric generator from a mechanical rotation movement.

Ainsi, comme pour le premier exemple de réalisation, une boîte de palier réalisée selon cet exemple empêche grâce à l’effet d’induction que la température au sein de l’espace de roulement descende à des températures trop faibles. On préserve ainsi le palier rotatif d’une usure prématurée, sans nécessiter d’incorporer la source de puissance électrique et l’unité de contrôle de la température à l’extérieur de la boîte de palier. Il en résulte un encombrement limité et une plus grande facilité des opérations de montage et de démontage de la boîte de palier par rapport au bogie. Les pertes d’énergie électrique sont limitées et la fiabilité du contrôle de la température améliorée par la plus faible longueur de fil électrique entre la source de puissance électrique et le moyen de chauffage, et par le fait qu’aucun fil électrique ne sorte de la boîte de palier.Thus, as for the first embodiment, a bearing box made according to this example prevents, thanks to the induction effect, that the temperature within the running space falls to temperatures that are too low. This preserves the rotating bearing from premature wear, without the need to incorporate the electrical power source and the temperature control unit outside the bearing box. This results in limited space and greater ease of assembly and disassembly operations of the bearing box relative to the bogie. The electrical energy losses are limited and the reliability of the temperature control improved by the shorter length of electrical wire between the electric power source and the heating means, and by the fact that no electric wire leaves the bearing box.

Dans ces deux exemples de réalisation, le choix de bobinages dirigés parallèlement selon l’axe de la boîte de palier et répartis circonférentiellement autour dudit axe est avantageux notamment en ce qu’il permet un chauffage homogène et rapide de l’espace de roulement et de la graisse qui y est contenue, pour un encombrement limité. Par ailleurs, le contact direct entre la bague extérieure et le carter améliore encore la rapidité du chauffage par conduction.In these two exemplary embodiments, the choice of windings directed parallel to the axis of the bearing box and distributed circumferentially around said axis is advantageous in particular that it allows a homogeneous and rapid heating of the running space and of the grease contained therein, for a limited space requirement. Moreover, the direct contact between the outer ring and the casing further improves the speed of heating by conduction.

Par l’effet d’induction, les variations de la température au sein du palier rotatif sont limitées et on évite ainsi une usure prématurée du palier. L’invention permet alors, dans le domaine des transports ferroviaires, de réduire la fréquence des opérations de maintenance tout en limitant les risques de défaillance du palier rotatif. Toutefois, il est à noter que l’invention est utilisable dans d’autres applications où des températures basses peuvent provoquer le gel du palier rotatif.By the induction effect, temperature variations within the rotary bearing are limited and thus premature wear of the bearing is avoided. The invention then makes it possible, in the field of rail transport, to reduce the frequency of maintenance operations while limiting the risk of failure of the rotary bearing. However, it should be noted that the invention is useful in other applications where low temperatures can cause the freezing of the rotating bearing.

Par exemple, l’invention pourra être utilisée dans le domaine des transports automobiles, où on peut envisager d’incorporer un tel moyen de chauffage dans un porte-fusée ou un porte-moyeu d’un véhicule automobile. De même, l’invention peut être incorporée dans tout support de palier rotatif susceptible d’être utilisé à des températures négatives.For example, the invention can be used in the field of motor transport, where it can be envisaged to incorporate such a heating means in a stub axle or a hub carrier of a motor vehicle. Likewise, the invention can be incorporated into any rotating bearing support that can be used at negative temperatures.

Claims

Bearing box comprising a housing (6) and a bearing (16) mounted inside a bore (22) of the housing (6), characterized in that it comprises at least one heating means (44). ) by induction mounted on the housing (6) and a detection means (50) of the temperature of the bearing (16).

2. Bearing housing according to claim 1, wherein said heating means (44) extends axially at least partially in the thickness of the housing (6).

3. Bearing housing according to claim 1 or 2, wherein the housing (6) comprises at least one housing (42) within which is mounted at least in part said heating means (44).

4. Bearing box according to claim 3, wherein the housing (6) comprises a plurality of housings (42) distributed circumferentially around the bearing (16) and within each of which extends a heating means (44). ).

5. Bearing housing according to claim 3 or 4, wherein each housing (42) opens axially on at least one end surface (9) of the housing (6).

The bearing housing according to any one of the preceding claims, wherein said heating means (44) comprises at least one axially extending coil (44).

The bearing box according to any one of the preceding claims, wherein said detecting means (50) is mounted on the bearing (16) or on the housing (6).

8. Bearing box according to any one of the preceding claims, comprising at least one bearing temperature control unit (16) capable of controlling the operation of said heating means (44) as a function of the temperature measured by the means. detection (50).

9. Bearing box according to any one of the preceding claims, comprising a generator (64) of electrical energy and an accumulator, the accumulator being able to store the electrical energy produced by the generator (64) and to supply said heating means (44).

Railway vehicle bogie, comprising at least one axle (8) and at least one bearing box (2, 60) according to any one of the preceding claims.