WO2016110616A1 - Roue élastique, en particulier destinée a équiper un véhicule ferroviaire urbain - Google Patents

Roue élastique, en particulier destinée a équiper un véhicule ferroviaire urbain Download PDF

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    • B60B2900/00—Purpose of invention
    • B60B2900/10—Reduction of
    • B60B2900/133—Noise

Definitions

  • the present invention relates to an elastic wheel, in particular intended to equip an urban rail vehicle.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing such an elastic wheel.
  • An elastic wheel comprises a hub, a resilient ring disposed around the hub, and an outer tire disposed around the elastic ring, the outer tire thus being separate from the hub.
  • the external bandage generally metallic, is the part intended to be brought into contact with the rail when said elastic wheel equips an urban rail vehicle.
  • the function of the elastic ring is to limit the rolling noise and impact of the elastic wheel on the rail.
  • the rolling noise is related to the contact between the wheel and the rail and is generally accentuated over time due to the wear of the wheel and / or the rail.
  • the impact noise it can come for example from a discontinuity of the rail or a deformation of the elastic wheel over time.
  • the elastic ring may have various designs, depending on particular requirements.
  • this elastic ring does not limit the squealing noises.
  • Squealing is usually encountered when the vehicle is traveling in a curve. Indeed, the two axles of the same bogie are constrained in position relative to each other and therefore can not fit perfectly in curve. This therefore causes a sliding of the elastic wheel on the rail, which slip is not perfect because of the coefficient of friction between the external tire of the elastic wheel and the rail, which depends on the nature of the materials in contact with the rail. surface condition at the point of contact between the wheel and the rail (roughness). This imperfection is reflected by a phenomenon called "stick-slip" according to the English terminology, which is generating vibrations. These vibrations excite the natural modes of resonance of the elastic wheel, essentially those of the external bandage, hence the squealing noise. Generally, the frequencies associated with these eigen modes are between 500Hz and 6kHz, some eigen modes being more contributors than others to the phenomenon of crunching.
  • the anti-scratch means is then installed between the outer tire (in contact with the rail) and the hub of the elastic wheel to prevent propagation of vibration toward the hub.
  • anti-scoring means formed of a laminate comprising several plates mounted against each other, these plates being alternately formed of a material different, namely steel and absorbent material.
  • This anti-scratch means is also arranged against the side of the outer tire, therefore outside the elastic wheel.
  • a disadvantage is related to the positioning of the anti-scratch means on the outside of the elastic wheel. Indeed, with such a positioning, the anti-creasing means is subject to degradation related to its environment (debris on the railway, for example).
  • Another disadvantage is related to the size of the different plates. To limit this congestion effect, it is necessary to provide an outer housing on the side of the outer bandage and thus substantially modify the bandage.
  • the anti-creasing means is disposed inside the elastic wheel, against the elastic ring and the external tire, and more precisely against the wall of a housing made to inside the outer tire, so that it is not exposed to the stresses of the external environment of the elastic wheel.
  • this anti-scratch means remains formed of a laminate comprising several plates mounted against each other, these plates being alternately formed of a different material, namely metal and plastic.
  • this anti-scratch means it is necessary to provide a sufficiently thick housing, which is in the form of an annular groove internal to the tire.
  • An object of the invention is to provide an elastic wheel for limiting rolling, impact and screeching noises in which the elastic ring and the anti-scoring means are mounted inside the elastic wheel. and having a simplified design.
  • an elastic wheel comprising:
  • an anti-scratch means disposed inside the elastic wheel, against the elastic ring and the bandage,
  • the elastic wheel according to the invention may also comprise the following features, taken alone or in combination:
  • the interlayer has a thickness e 2 which is greater than the thickness e 1 of the layer of viscoeial material
  • the interlayer is made of a metallic material, for example steel;
  • the visco-elastic material forming the layer of viscoeial material is Deitane 350;
  • the thickness e of the anti-scratch means is less than 5 mm, preferably less than 4 mm;
  • the layer of viscoeial material is segmented axially and / or circumferentially;
  • the spacer is segmented axially and / or circumferentially;
  • the elastic ring is made of elastomer, for example natural rubber
  • the elastic ring is segmented axially and / or circumferentially;
  • the elastic ring has a V-shaped section;
  • - Elastic panel has a section with at least three slopes;
  • the anti-creasing means axially segmented, is installed at the axially outer slopes of the elastic ring;
  • the anti-scratch means separates the elastic ring from the bandage, so that the elastic ring is not in contact with the bandage.
  • the invention also proposes a method of manufacturing an aforementioned elastic wheel, comprising the following steps:
  • FIG. 1 shows an elastic wheel according to the invention in a perspective view, partially cut
  • Figure 2 is a sectional view of the elastic wheel shown in Figure 1;
  • FIG. 3 is a sectional view of an assembly formed of an elastic ring and an anti-scoring means that can be used in an elastic wheel according to the invention
  • FIG. 4 represents an alternative embodiment of the assembly illustrated in FIG. 3;
  • FIG. 5 represents another variant embodiment of the assembly illustrated in FIG. 3;
  • FIG. 6 represents yet another variant of the assembly illustrated in FIG.
  • an elastic wheel 100 according to the invention.
  • the elastic wheel 100 comprises a hub 101, an external bandage 102, an elastic ring 103 disposed between the hub 101 and the bandage 102, and an anti-squeaking means 104 mounted against the elastic ring 103 and the bandage 102.
  • the elastic wheel 100 may comprise a flange 105 whose shape is complementary to that of the hub 101, in the vicinity of the elastic ring 103.
  • the flange 105 is then shaped to complete the hub 101 and it then comes into contact of the elastic ring 105.
  • a fixing means (not visible) for mounting the flange 105 to the hub 101.
  • the fastening means between the flange 105 and the hub 101 is removable.
  • Such an arrangement makes it possible to have access to the elastic ring 103, for example during maintenance operations.
  • the hub 101, the bandage 102 and the flange 105 when the latter is provided are generally made of a metallic material, for example steel.
  • the hub 101 and the tire 102 form two independent parts, the hub 101 having a generally disk-like shape and the external bandage 102 having a generally ring-like shape, arranged around the hub 101.
  • the elastic ring 103 is advantageously made with an elastomer, for example a natural rubber.
  • the elastic ring 103 also marries the shape of the hub 101 and that of the flange 105, when the latter is provided.
  • Anti-scratch means 104 consists of a layer 104a viscoelastic material disposed against the tire 102 and a spacer 104b disposed against the elastic ring 103 and the layer 104a viscoelastic material.
  • the layer 104a of viscoelastic material is therefore between the interlayer 104b and the bandage 102.
  • the interlayer 104b is more rigid than the layer 104a of viscoeial material to force the latter against the bandage 102.
  • the interlayer 104b is more rigid than the layer 104a of viscoeastic material, one can play on its thickness e 2 and / or on the nature of the material constituting it.
  • the thickness e 2 of the spacer 104b is greater than the thickness ei of the layer 104a of viscoeial material. It is also possible, alternatively or advantageously in addition, that the insert 104b is made of a material which is intrinsically more rigid than a viscoeial material and in particular, that the insert 04b is made of a metallic material such as steel.
  • the thickness e of the anti-crying means 104 is limited, which makes it possible to simplify the design of the elastic wheel 100. This is made possible in particular by the implementation of a layer 104a in FIG. visceral material which is constrained using the interlayer 104b more rigid than the layer of viscoeial material. This constitution also makes it possible to obtain a resilient wheel 100 meeting the requirements to combat rolling, impact and squeal noises.
  • the layer 104a of viscoeial material will advantageously be made of Deltane 350.
  • Deltane 350 is a product marketed by the
  • This visceral material is generally available in thicknesses between 0.25 mm and 2 mm. However, for an application to an urban railway vehicle, the thickness of this viscoeial material will generally be less than or equal to 1 mm.
  • This viscoeial material is known for its high damping properties. In particular, at room temperature, this material offers excellent damping properties over a frequency range from 100Hz to 6kHz.
  • the damping factor (better known by the acronym DLF for Damping Loss Factor according to the English terminology) is 0.42.
  • the Deltane 350 is well suited for an elastic wheel, in particular for application to an urban rail vehicle.
  • the elastic ring 103 and the anti-squeaking means 104 may have different shapes.
  • the general shape of the elastic ring is a V shape and anti-scratch means 104 has a section whose general shape is also in V.
  • the elastic ring 103 is continuous (monobloc) and anti-scratch means 104 is segmented axially, in this case into two parts.
  • a layer 104a of viscoelastic material disposed against the tire 102 which is segmented into two parts P1, P2 and two spacers 104b also axially segmented into two parts P1 1, P21.
  • Each assembly formed by a portion P1 (resp, P2) of the viscoelastic material layer and by a portion P1 1 (or P21) of the interlayer then conforms to the shape of one of the two branches of the V of the bandage 102 and the elastic ring 103.
  • the layer 104a of viscoelastic material, arranged against the bandage 102 is continuous (monobloc) and, a spacer 104b, arranged against the elastic ring 103, continuous (monobioc).
  • the layer 104a of viscoelastic material and the spacer 104b both having a V-shaped shape matching those, respectively, of the bandage 102 and the elastic ring 103.
  • a continuous interlayer 104b (monobloc), in the presence of a layer 104a of viscoelastic material axially segmented in several parts, for example in two parts P1, P2.
  • the insert 104b has a V-shaped shape and each portion P1, P2 of the viscoelastic material layer 104a forms a branch of the V.
  • the insert 104b is axially divided into several parts, for example two parts P11, P21, and that the layer 104a of viscoelastic material is continuous (monobloc).
  • the layer 104a of viscoelastic material has a V shape and each portion P11, P21 of the tab 104b forms a branch of V.
  • anti-scratch means 104 it should also be noted that it is possible to provide a spacer 104b and / or a layer 104a of viscoelastic material which is circumferentially segmented.
  • the circumference of the elastic wheel 100 or an element thereof such as the tire 102 is traversed when rotating about the axis defined by the direction OZ.
  • the interlayer 104b and / or the layer 104a of viscoelastic material is in the form of several ring sectors.
  • anti-scratch means 104 is made with a V-shaped spacer 104b (axially continuous section) and a layer of V-shaped viscoelastic material, too. interlayer 104b whose V-shaped section may be in several parts on the circumference of the bandage 102, as the layer 104a of viscoelastic material.
  • the V-shape of the section of the elastic ring 103 is only one embodiment among others.
  • each end of the V itself is extended. by a PV1 part, PV2 oriented in the axial direction. This is called a four-slope V shape.
  • Such a shape will generally be related to the general design of the hub 101 and the bandage 102.
  • the anti-crinkling means 104 may be arranged to separate the elastic ring 103 from the bandage 102, so that the elastic band 103 is not in contact with the bandage 102. This is particularly the case in Figures 1 to 2 attached.
  • the anti-scratch means 104 can take the form of the section of the elastic ring 103. By taking this form, it can in particular be arranged to separate the elastic ring 103 from the bandage 102, so that the elastic ring 103 is not in contact with the bandage 102.
  • Mats, anti-scratch means 104 can be installed on the portions or slopes PV1, PV2, which form the axially outer portions of the elastic ring.
  • the anti-scratch means remains disposed against the tire 102 with the layer 104 of viscoelastic material against the tire 102.
  • the elastic ring is in contact with the tire on the axially inner parts or slopes of the tire. elastic ring 103.
  • FIG. 4 four slopes
  • FIG. 5 three slopes
  • FIG. 6 the shape of the section of the ring The elasticity is a combination of a V shape and a U shape.
  • FIG. 6 a possible layout diagram of the anti-squeal means 104, which is always arranged against the bandage 102, is shown. layer 104a of viscoeial material being disposed against the bandage 102.
  • the anti-crinkling means 104 is in the form of a plurality of ring sectors, along the circumference of the bandage 102,
  • the elastic ring may be segmented axially and / or circumferentially.
  • the tab 104b is formed and cut.
  • the diaper 104a is calendered and cut to the desired size.
  • the viscoelastic material layer 104a is then applied to the interlayer 104b to form the anti-scratch means 104.
  • the anti-scratch means 104 is then inserted into a mold, into which the elastic ring 103 is then inserted.
  • the molding operation is performed which allows to secure the anti-scoring means 104 to the elastic ring 103.
  • the assembly formed by the anti-scratch means 104 and the elastic ring 103 is mounted on the bandage 102, the anti-scratch means 104, and more precisely, the layer 104a of viscoeial material being mounted against the bandage 102.
  • This step is advantageously carried out without glue or adhesion agent.
  • the assembly formed of the elastic ring 103, anti-scratch means 104 and the tire 102 is mounted around the hub 101, the elastic ring 103 being mounted against the hub 101. Again, this step is advantageously achieved without glue or adhesion agent.
  • the flange 105 is finally installed and fixed to the hub 101, with the aid of a fixing means, advantageously removable.
  • the advantage of the aforementioned manufacturing process lies in the fact that one obtains anti-scratch means 104 secured to the elastic ring.
  • the invention also relates to a method of manufacturing an elastic wheel 100 according to the invention, which comprises the following steps:
  • steps a) and b) can be performed in any order. Once steps a) and b) have been completed, steps c), d) and e) follow each other.
  • the viscoelastic material forming a layer 104a is Deltane 350.
  • the thickness ei of Deltane 350 is 0.5mm.
  • the material forming an interlayer 104b is steel and its thickness e 2 is 3mm.
  • the elastic ring 103 is natural rubber (elastomer) and has a thickness ⁇ 3 of 13mm.
  • each branch of the V has a length of about 62mm.
  • the bandage 102 is made of steel and has a width of about 100mm. This width is taken according to the direction given by the axis of rotation of the elastic wheel 100, so taken perpendicular to the radial direction.
  • the hub 101 is made of steel.
  • the diameter of the elastic wheel 100 (outside of the tire 102) is 590 mm.

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Abstract

L'invention concerne une roue élastique et un procédé de fabrication d'une telle roue. La roue élastique (100) comprend; un moyeu (101 ), un bandage (102), un anneau élastique (103) disposé entre le moyeu (101 ) et le bandage (102), et un moyen d'anti-crissement (104) disposé à l'intérieur de la roue élastique, contre l'anneau élastique (103) et le bandage (102), caractérisé en ce que le moyen d'anti-crissement (104) est constitué; d'une couche (104a) en matériau viscoélastique disposée contre le bandage (102); et d'un intercalaire (104b) disposé contre l'anneau élastique (103) et la couche (104a) en matériau viscoélastique, l'intercalaire (104b) étant plus rigide que la couche (104a) en matériau viscoélastique pour contraindre cette couche (104a) en matériau viscoélastique contre le bandage (102).

Description

ROUE ELASTIQUE, EN PARTICULIER DESTINEE A EQUIPER UN VEHICULE FERROVIAIRE URBAIN.
La présente invention concerne une roue élastique, en particulier destinée à équiper un véhicule ferroviaire urbain.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle roue élastique.
Une roue élastique comprend un moyeu, un anneau élastique disposé autour du moyeu et, un bandage externe disposé autour de l'anneau élastique, le bandage externe étant de ce fait distinct du moyeu. Le bandage externe, généralement métallique, est la pièce destinée à être mise au contact du rail lorsque ladite roue élastique équipe un véhicule ferroviaire urbain.
La fonction de l'anneau élastique est de limiter les bruits de roulement et d'impact de la roue élastique sur le rail. Le bruit de roulement est lié au contact entre la roue et le rail et s'accentue généralement avec le temps en raison de l'usure de la roue et/ou du rail. Quant au bruit d'impact, il peut provenir par exemple d'une discontinuité du rail ou d'une déformation de la roue élastique au fil du temps.
La conception générale d'une telle roue élastique est par exemple illustrée dans le document FR 2 766 418 (D1).
On notera que l'anneau élastique peut présenter des conceptions variées, en fonction de requis particuliers.
Toutefois, cet anneau élastique ne permet pas de limiter les bruits de crissement.
Le crissement est généralement rencontré lorsque le véhicule progresse en courbe. En effet, les deux essieux d'un même bogie sont contraints en position l'un par rapport à l'autre et ne peuvent donc pas s'inscrire parfaitement en courbe. Cela provoque donc un glissement de la roue élastique sur le rail, lequel glissement n'est pas parfait en raison du coefficient de frottement entre le bandage externe de la roue élastique et le rail, lequel dépend de la nature des matériaux en contact et de l'état de surface au point de contact entre la roue et le rail (rugosité). Cette imperfection se traduit par un phénomène appelé « stick-slip » selon la terminologie anglo-saxonne, qui est générateur de vibrations. Ces vibrations excitent les modes propres de résonance de la roue élastique, essentiellement ceux du bandage externe, d'où le bruit de crissement. Généralement, les fréquences associés à ces modes propres sont comprises entre 500Hz et 6kHz, certains modes propres étant plus contributeurs que d'autres au phénomène de crissement.
C'est pourquoi, il a déjà été proposé de prévoir sur la roue élastique un moyen d'anti-crissement, pour limiter les bruits de crissement.
Le moyen d'anti-crissement est alors installé entre îe bandage externe (en contact avec le rail) et le moyeu de la roue élastique pour éviter la propagation des vibrations en direction du moyeu.
A cet effet, différentes solutions ont déjà été proposées.
Par exemple, dans le document EP 0 020 284 (D2), on propose d'installer un moyen d'anti-crissement formé d'un lamifié comportant plusieurs plaques montées les unes contre les autres, ces plaques étant alternativement formées d'un matériau différent, à savoir de l'acier et un matériau absorbant. Ce moyen d'anti-crissement est par ailleurs agencé contre le côté du bandage externe, donc à l'extérieur de la roue élastique.
Cette solution présente plusieurs inconvénients.
Un inconvénient est lié au positionnement du moyen d'anti- crissement à l'extérieur de la roue élastique. En effet, avec un tel positionnement, le moyen d'anti-crissement est soumis à des dégradations liées à son environnement (débris sur la voie ferrée, par exemple).
Un autre inconvénient est lié à l'encombrement des différentes plaques. Pour limiter cet effet d'encombrement, il est nécessaire de prévoir un logement externe sur îe côté du bandage externe et donc de modifier sensiblement ce bandage.
Dans le document DE 31 36275 (D3), le moyen d'anti- crissement est disposé à l'intérieur de la roue élastique, contre l'anneau élastique et îe bandage externe, et plus précisément contre la paroi d'un logement réalisé à l'intérieur du bandage externe, si bien qu'il n'est pas exposé aux contraintes de l'environnement extérieur de la roue élastique.
Toutefois, pour être efficace, ce moyen d'anti-crissement reste formé d'un lamifié comportant plusieurs plaques montées les unes contre les autres, ces plaques étant alternativement formées en un matériau différent, à savoir du métal et du plastique. Pour loger ce moyen d'anti-crissement dans le bandage externe, il convient de prévoir un logement suffisamment épais, lequel se présente sous la forme d'une rainure annulaire interne au bandage. Un objectif de l'invention est de proposer une roue élastique permettant de limiter les bruits de roulement, d'impact et de crissement dans lequel l'anneau élastique et le moyen d'anti-crissement sont montés à l'intérieur de la roue élastique et présentant une conception simplifiée.
A cet effet, l'invention propose une roue élastique comprenant :
- un moyeu,
- un bandage,
- un anneau élastique disposé entre le moyeu et le bandage, et
- un moyen d'anti-crissement disposé à l'intérieur de la roue élastique, contre l'anneau élastique et le bandage,
caractérisé en ce que le moyen d'anti-crissement est constitué :
- d'une couche en matériau viscoéiastique disposée contre le bandage (102) ; et
- d'un intercalaire disposé contre l'anneau élastique et la couche en matériau viscoéiastique, l'intercalaire étant plus rigide que la couche en matériau viscoéiastique pour contraindre cette couche en matériau viscoéiastique contre le bandage.
La roue élastique selon l'invention pourra également comporter les caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- l'intercalaire présente une épaisseur e2 plus importante que l'épaisseur ei de la couche en matériau viscoéiastique ;
- l'intercalaire est réalisé en un matériau métallique, par exemple de l'acier ;
- îe matériau viscoéiastique formant la couche en matériau viscoéiastique est îe Deitane 350 ;
- l'épaisseur e du moyen d'anti-crissement est inférieure à 5mm, de préférence inférieure à 4mm ;
- la couche en matériau viscoéiastique est segmentée axialement et/ou circonférentiellement ;
- l'intercalaire est segmenté axialement et/ou circonférentiellement ;
~ l'anneau élastique est réalisé en élastomère, par exemple du caoutchouc naturel ;
- l'anneau élastique est segmenté axialement et/ou circonférentiellement ;
- l'anneau élastique présente une section en forme en V ; - Panneau élastique présente une section à au moins trois pentes ;
- le moyen d'anti-crissement, segmenté axialement, est installé au niveau des pentes axialement externes de l'anneau élastique ;
- le moyen d'anti-crissement sépare l'anneau élastique du bandage, de sorte que l'anneau élastique n'est pas en contact avec le bandage.
L'invention proposé également un procédé de fabrication d'une roue élastique précitée, comprenant les étapes suivantes :
a) former et découper l'intercalaire ;
b) caiandrer et découper à la dimension souhaitée la couche en matériau viscoéiastique,
c) appliquer la couche en matériau viscoéiastique sur l'intercalaire pour réaliser le moyen d'anti-crissement,
d) insérer l'anneau élastique et le moyen d'anti-crissement dans un moule,
e) réaliser le moulage pour solidariser l'anneau élastique et le moyen d'anti-crissement.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et qui est faite au regard des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente une roue élastique conforme à l'invention selon une vue en perspective, partiellement coupée ;
- la figure 2 est une vue en coupe de la roue élastique représentée sur la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe d'un ensemble formé d'un anneau élastique et d'un moyen d'anti-crissement pouvant être utilisés dans une roue élastique conforme à l'invention ;
- la figure 4 représente une variante de réalisation de l'ensemble illustré sur la figure 3 ;
- la figure 5 représente une autre variante de réalisation de l'ensemble illustré sur ia figure 3 ;
- la figure 6 représente encore une autre variante de l'ensemble illustré sur la figure 3. Sur les figures annexées, on a représenté une roue élastique 100 conforme à l'invention.
La roue élastique 100 comprend un moyeu 101 , un bandage 102 externe, un anneau élastique 103 disposé entre le moyeu 101 et le bandage 102 et, un moyen d'anti-crissement 104 monté contre l'anneau élastique 103 et le bandage 102,
Dans certains cas, la roue élastique 100 peut comprendre une bride 105 dont la forme est complémentaire à celle du moyeu 101 , au voisinage de l'anneau élastique 103. La bride 105 est alors conformée pour compléter le moyeu 101 et elle vient alors au contact de l'anneau élastique 105. Pour maintenir la bride 105 sur le moyeu 101 , il est prévu un moyen de fixation (non visible) pour monter le bride 105 au moyeu 101 .
Avantageusement, le moyen de fixation entre la bride 105 et le moyeu 101 est amovible. Un tel montage permet d'avoir accès à l'anneau élastique 103, par exemple lors d'opérations de maintenance.
C'est d'ailleurs ce qui est représenté sur les figures annexées. Il serait cependant envisageable de prévoir une roue élastique 100 sans bride 105. Dans ce cas, le moyeu 101 intègre la forme de la bride 105 représentée sur les figures annexées.
Le moyeu 101 , le bandage 102 et la bride 105 lorsque cette dernière est prévue sont généralement réalisés en un matériau métallique, par exemple de l'acier.
Dans tous les cas, le moyeu 101 et le bandage 102 forment deux pièces indépendantes, le moyeu 101 présentant une forme générale de disque et le bandage 102 externe présentant une forme générale d'anneau, agencé autour du moyeu 101 .
L'anneau élastique 103 est avantageusement réalisé avec un élastomère, par exemple un caoutchouc naturel. L'anneau élastique 103 épouse par ailleurs la forme du moyeu 101 et celle de la bride 105, lorsque cette dernière est prévue.
Le moyen d'anti-crissement 104 est constitué d'une couche 104a en matériau viscoélastique disposée contre ie bandage 102 et d'un intercalaire 104b disposé contre l'anneau élastique 103 et la couche 104a en matériau viscoélastique. La couche 104a en matériau viscoélastique se situe donc entre l'intercalaire 104b et le bandage 102. Par ailleurs, l'intercalaire 104b est plus rigide que la couche 104a en matériau viscoéiastique pour contraindre cette dernière contre le bandage 102.
Pour faire en sorte que l'intercalaire 104b soit plus rigide que la couche 104a en matériau viscoéiastique, on peut jouer sur son épaisseur e2 et/ou sur la nature du matériau le constituant.
Ainsi, on peut prévoir que l'épaisseur e2 de l'intercalaire 104b soit plus importante que l'épaisseur ei de la couche 104a en matériau viscoéiastique. On peut également prévoir, de façon alternative ou avantageusement en complément, que l'intercalaire 104b soit réalisé en un matériau qui est intrinsèquement plus rigide qu'un matériau viscoéiastique et en particulier, que l'intercalaire 04b soit réalisé en un matériau métallique tel que l'acier.
Du fait de cette constitution, l'épaisseur e du moyen d'anti- crissement 104 est limitée, ce qui permet de simplifier la conception de la roue élastique 100. Ceci est notamment rendu possible par la mise en œuvre d'une couche 104a en matériau viscoéiastique qui est contrainte à l'aide de l'intercalaire 104b plus rigide que ia couche en matériau viscoéiastique. Cette constitution permet également d'obtenir une roue élastique 100 répondant aux requis pour lutter contre les bruits de roulement, d'impact et de crissement.
Avantageusement, l'épaisseur e du moyen d'anti-crissement 104 sera inférieure ou égale à 5mm, de préférence inférieure ou égale à 4mm. Ceci peut par exemple être obtenu avec une épaisseur ei de la couche 104a en matériau viscoéiastique inférieure ou égale à 1 mm et une épaisseur e2 de l'intercalaire 104b inférieure ou égale à 3mm (e = ei + e2).
La couche 104a en matériau viscoéiastique sera avantageusement réalisée en Deltane 350.
Le Deltane 350 est un produit commercialisé par la
Demanderesse,
Ce matériau viscoéiastique est généralement disponible dans des épaisseurs comprises entre 0,25 mm et 2mm. Toutefois, pour une application à un véhicule ferroviaire urbain, l'épaisseur de ce matériau viscoéiastique sera généralement inférieur ou égale à 1 mm.
Ce matériau viscoéiastique est connu pour ses propriétés d'amortissement élevées. En particulier, à température ambiante, ce matériau offre d'excellentes propriétés d'amortissement sur une gamme de fréquences allant de 100Hz à 6kHz.
Par exemple, pour une fréquence de 1 kHz, à température ambiante (+20°C) et pour une couche de Deltane 350 d'épaisseur 0,5mm prise en sandwich entre deux couches d'aluminium présentant chacune une épaisseur de 1 ,3mm (norme ASTM E 752-05), ie facteur d'amortissement (plus connu sous l'acronyme DLF pour Damping Loss Factor selon la terminologie anglo-saxonne) est de 0,42.
De ce fait, le Deltane 350 est bien adapté pour une roue élastique, en particulier destinée à une application à un véhicule ferroviaire urbain.
L'anneau élastique 103 et le moyen d'anti-crissement 104 peuvent présenter différentes formes.
Sur les figures annexées, la forme générale de l'anneau élastique est une forme en V et le moyen d'anti-crissement 104 présente une section dont la forme générale est également en V.
Plus précisément, sur les figures annexées, l'anneau élastique 103 est continu (monobloc) et le moyen d'anti-crissement 104 est segmenté axialement, en l'occurrence en deux parties.
Par « axial », il convient de comprendre la direction définie par Taxe OZ du repère orthonormé direct (O ; X, Y, Z) où O représente le centre de la roue élastique 100 et OZ l'axe de rotation de la roue élastique 100.
En effet, sur les figures annexées, il est prévu une couche 104a en matériau viscoélastique disposée contre le bandage 102 qui est segmentée en deux parties P1 , P2 ainsi que deux intercalaires 104b également segmentés axialement en deux parties P1 1 , P21 . Chaque ensemble formé par une partie P1 (resp, P2) de la couche en matériau viscoélastique et par une partie P1 1 (resp. P21 ) de l'intercalaire épouse alors la forme d'une des deux branches du V du bandage 102 et de l'anneau élastique 103.
Cependant, il convient de noter que ceci pourrait être réalisé autrement.
En particulier, iî est envisageable de réaliser une segmentation axiale en plus de deux parties. En particulier également, il est envisageable de prévoir un moyen 104 d'anti-crissement dont la couche 104a en matériau viscoélastique, agencée contre le bandage 102, est continue (monobloc) et, un intercalaire 104b, agencé contre l'anneau élastique 103, continu (monobioc). Dans ce cas, la couche 104a en matériau viscoélastique et l'intercalaire 104b présentant tous deux une forme en V épousant celles, respectivement, du bandage 102 et de l'anneau élastique 103.
En variante, on peut prévoir un intercalaire 104b continu (monobloc), en présence d'une couche 104a en matériau viscoélastique segmentée axiaîement en plusieurs parties, par exemple en deux parties P1 , P2. Dans cet exemple, l'intercalaire 104b présente une forme en V et chaque partie P1 , P2 de la couche 104a en matériau viscoélastique forme une branche du V.
Selon une autre variante, on peut également prévoir que l'intercalaire 104b soit segmenté axiaiement en plusieurs parties, par exemple deux parties P11 , P21 , et que la couche 104a en matériau viscoélastique soit continue (monobloc). Dans cet exemple, la couche 104a en matériau viscoélastique présente une forme en V et chaque partie P11 , P21 de l'intercalaire 104b forme une branche du V.
Quel que soit l'agencement axial décrit précédemment du moyen d'anti-crissement 104, il convient par ailleurs de noter qu'il est possible de prévoir un intercalaire 104b et/ou une couche 104a en matériau viscoélastique qui est segmenté circonférentieîiement.
La circonférence de la roue élastique 100 ou d'un élément de celle-ci tel que ie bandage 102 est parcourue lorsque l'on tourne autour de l'axe défini par la direction OZ.
Dans ce cas, l'intercalaire 104b et/ou ia couche 104a en matériau viscoélastique se présente(nt) sous la forme de plusieurs secteurs d'anneau.
Ainsi, et à titre d'exemple, si l'agencement axial du moyen d'anti-crissement 104 est réalisé avec un intercalaire 104b en forme de V (section continue axiaiement) et une couche en matériau viscoélastique également en forme de V, l'intercalaire 104b dont la section en forme de V peut se présenter en plusieurs parties sur la circonférence du bandage 102, tout comme la couche 104a en matériau viscoélastique. Par ailleurs, ia forme en V de ia section de l'anneau élastique 103 n'est qu'une réalisation parmi d'autres.
En effet, on pourrait prévoir, en fonction de l'application recherchée, une forme plus compliquée pour l'anneau élastique 03, telle que celle qui est représentée sur la figure 3. Sur cette figure 3, chaque extrémité du V proprement dit se prolonge par une partie PV1 , PV2 orientée selon la direction axiale. On parle alors de forme en V à quatre pentes.
Une telle forme sera généralement liée à la conception générale du moyeu 101 et du bandage 102.
Par ailleurs, le moyen d'anti-crissement 104 pourra être agencé pour séparer l'anneau élastique 103 du bandage 102, de sorte que i'anneau élastique 103 n'est pas en contact avec le bandage 102. C'est notamment le cas sur les figures 1 à 2 annexées.
Cependant, elle offre plus de libertés pour le positionnement du moyen 04 d'anti-crissement.
En effet, le moyen d'anti-crissement 104 peut reprendre la forme de ia section de l'anneau élastique 103. En reprenant cette forme, il peut en particulier être agencé pour séparer l'anneau élastique 103 du bandage 102, de sorte que l'anneau élastique 103 n'est pas en contact avec ie bandage 102.
Mats, le moyen d'anti-crissement 104, alors segmenté axialement, peut être installé sur les parties ou pentes PV1 , PV2, qui forment les parties axialement externes de l'anneau élastique. Bien entendu, le moyen d'anti-crissement reste disposé contre le bandage 102 avec ia couche 104 en matériau viscoélastîque contre le bandage 102. Dans ce cas l'anneau élastique est en contact avec ie bandage sur les parties ou pentes axialement internes de l'anneau élastique 103.
On peut encore prévoir, pour la section de i'anneau élastique 103, des formes en U telles que représentées sur la figure 4 (quatre pentes) ou la figure 5 (trois pentes). Sur ces figures, on a par ailleurs représenté, un schéma d'implantation possible du moyen 104 d'anti-crissement, lequel est toujours disposé contre le bandage 102, ia couche 104a en matériau viscoélastîque étant disposée contre le bandage 102.
Selon un autre exemple, on peut encore prévoir une forme plus compliquée de ia section de i'anneau élastique 103, telle que celle qui est représentée sur la figure 6. Sur la figure 6, la forme de ia section de l'anneau élastique est un mixte entre une forme en V et une forme en U.. Sur cette figure, on a par ailleurs représenté un schéma d'implantation possible du moyen 104 d'anti-crissement, lequel est toujours disposé contre le bandage 102, la couche 104a en matériau viscoéiastique étant disposée contre le bandage 102.
Bien entendu, quelle que soit la forme de la section de l'anneau élastique 103, par exemple celles qui sont représentées sur les figures 3 à 6, i! est envisageable de prévoir que le moyen d'anti-crissement 104 se présente sous la forme de plusieurs secteurs d'anneaux, le long de la circonférence du bandage 102,
Enfin, quel que soit le mode de réalisation envisagé, l'anneau élastique peut être segmenté axialement et/ou circonférentiellement.
La fabrication d'une roue élastique conforme à l'invention est aisée pour l'homme du métier car elle met en oeuvre des techniques connues.
Ainsi, pour fabriquer une roue élastique 100 telle que représentée sur les figures annexées, on réalise les étapes suivantes.
On forme et découpe l'intercalaire 104b.
On calandre et on découpe à la dimension souhaitée la couche 104a en matériau viscoéiastique.
La couche 104a en matériau viscoéiastique est ensuite appliquée sur l'intercalaire 104b pour constituer le moyen 104 d'anti- crissement.
Le moyen 104 d'anti-crissement est ensuite inséré dans un moule, dans lequel est ensuite inséré l'anneau élastique 103.
L'opération de moulage est réalisée ce qui permet de solidariser le moyen 104 d'anti-crissement à l'anneau élastique 103.
Ensuite, l'ensemble formé par le moyen 104 d'anti-crissement et l'anneau élastique 103 est monté sur le bandage 102, le moyen d'anti- crissement 104 et plus précisément, la couche 104a en matériau viscoéiastique étant montée contre le bandage 102. Cette étape s'effectue avantageusement sans colle ou agent d'adhérence.
Puis, l'ensemble formé de l'anneau élastique 103, du moyen d'anti-crissement 104 et du bandage 102 est monté autour du moyeu 101 , l'anneau élastique 103 étant monté contre le moyeu 101. Là encore, cette étape est réalisée avantageusement sans colle ou agent d'adhérence. La bride 105 est enfin installée et fixée au moyeu 101 , à l'aide d'un moyen de fixation, avantageusement amovible.
Lorsqu'une telle bride 105 n'est pas envisagée, cette dernière étape n'aura pas lieu.
L'intérêt du procédé de fabrication précité réside dans le fait qu'on obtient un moyen d'anti-crissement 104 solidarisé au à l'anneau élastique.
Aussi, de manière plus générale, l'invention concerne également un procédé de fabrication d'une roue élastique 100 selon l'invention, qui comprend les étapes suivantes :
a) former et découper l'intercalaire 104b ;
b) calandrer et découper à la dimension souhaitée la couche 104a en matériau viscoélastique,
c) appliquer la couche 104a en matériau viscoélastique sur l'intercalaire 04b pour réaliser le moyen d'anti-crissement 104,
d) insérer l'anneau élastique 103 et le moyen d'anti-crissement 104 dans un moule,
e) réaliser le moulage pour solidariser l'anneau élastique 103 et le moyen d'anti-crissement 104.
On notera que les étapes a) et b) peuvent être réalisées dans n'importe quel ordre. Une fois les étapes a) et b) réalisées, les étapes c), d) et e) se suivent.
On précise maintenant une conception possible d'une roue élastique 100 selon l'invention et telle que représentée sur les figures annexées.
Le matériau viscoélastique formant une couche 104a est du Deltane 350. L'épaisseur ei de Deltane 350 est de 0,5mm. Le matériau formant un intercalaire 104b est de l'acier et son épaisseur e2 est de 3mm.
L'anneau élastique 103 est du caoutchouc naturel (élastomère) et il présente une épaisseur β3 de 13mm.
La forme générale de l'anneau élastique 103 et du moyen d'anti-crissement 104 est en V, i'angie A formé par ce V étant de 106°. Par ailleurs, chaque branche du V présente une longueur d'environ 62mm.
Le bandage 102 est réalisé en acier et présente une largeur d'environ 100mm. Cette largeur est prise selon la direction donnée par l'axe de rotation de la roue élastique 100, donc prise perpendiculairement à la direction radiale.
Le moyeu 101 est réalisé en acier.
Enfin, ie diamètre de la roue élastique 100 (extérieur du bandage 102) est de 590mm.

Claims

REVENDICATIONS
1 , Roue élastique (100) comprenant :
- un moyeu ( 01 ),
- un bandage (102),
- un anneau élastique (103) disposé entre ie moyeu (101 ) et le bandage (102), et
- un moyen d 'anti-crissement (104) disposé à l'intérieur de la roue élastique, contre l'anneau élastique (103) et le bandage (102), caractérisé en ce que le moyen d'anti-crissement (104) est constitué :
- d'une couche (104a) en matériau viscoélastique disposée contre le bandage (102) ; et
- d'un intercalaire (104b) disposé contre l'anneau élastique (103) et la couche (104a) en matériau viscoélastique, l'intercalaire (104b) étant plus rigide que !a couche (104a) en matériau viscoélastique pour contraindre cette couche (104a) en matériau viscoélastique contre le bandage (102).
2. Roue élastique (100) selon la revendication 1 , dans laquelle l'intercalaire (104b) présente une épaisseur e2 plus importante que l'épaisseur ei de ia couche (104a) en matériau viscoélastique.
3. Roue élastique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'intercalaire (104b) est réalisé en un matériau métallique, par exemple de l'acier.
4. Roue élastique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le matériau viscoélastique formant la couche (104a) en matériau viscoélastique est le Deltane 350.
5. Roue élastique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'épaisseur e du moyen d'anti-crissement (104) est inférieure à 5mm, de préférence inférieure à 4mm.
6. Roue élastique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la couche (104a) en matériau viscoélastique est segmentée axiaiement et/ou circonférentiellement. 7. Roue élastique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'intercalaire (104b) est segmenté axiaiement et/ou circonférentiellement.
8. Roue élastique ( 00) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'anneau élastique (103) est réalisé en élastomère, par exemple du caoutchouc naturel.
9. Roue élastique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'anneau élastique (103) est segmenté axiaiement et/ou circonférentiellement,
10. Roue élastique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'anneau élastique (103) présente une section en forme en V. 1 . Roue élastique (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'anneau élastique (103) présente une section à au moins trois pentes.
12. Roue élastique (100) selon la revendication précédente, dans laquelle le moyen d'anti-crissement (104), segmenté axiaiement, est installé au niveau des pentes axiaiement externes de l'anneau élastique (103).
13. Roue élastique (100) selon l'une des revendications 1 à 1 1 , dans laquelle le moyen d'anti-crissement (104) sépare l'anneau élastique (103) du bandage (102), de sorte que l'anneau élastique (103) n'est pas en contact avec le bandage (102).
14. Procédé de fabrication d'une roue élastique (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
a) former et découper l'intercalaire (104b) ;
b) calandrer et découper à la dimension souhaitée la couche (104a) en matériau viscoélastique, c) appliquer la couche (104a) en matériau viscoélastique sur l'intercalaire (104b) pour réaliser le moyen d'anti-crissement (104),
d) insérer l'anneau élastique (103) et ie moyen d'anti-crissement (104) dans un moule,
e) réaliser le moulage pour solidariser l'anneau élastique (103) et le moyen d'anti-crissement (104).
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