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La présente invention a trait à un palier d'essieu pour vé- hicules ferroviaires comprenant un bottier monté à coulissement- axial sur l'essieu, un palier à roulement-auxiliaire pour la trans- mission de poussées axiales et un ressort de rappel.
Dans un palier d'essieu connu de ce genre, le ressort de rap- pel est disposé entre la bague extérieure du palier à roulement auxiliaire et le bottier du palier d'essieu, de telle sorte que les forces de rappel qui se produisent dans le cas de déplacements la- téraux du palier sont proportionnelles à la grandeur de-ces dépla- cements. Or, une telle caractéristique des ressorts n'est pas sou- haitable dans la construction des véhicules ferroviaires. Au con- traire, on désire'obtenir une force de rappel d'une certaine valeur dès le début d'un déplacement, et cela dans l'intérêt d'une marche sans secousses.
Par ailleurs, le mode de construction des paliers d'essieu connus' susmentionnés pennet encore des sollicitations ra- diales supplémentaires de grandeur incontrôlable dans le palier à roulement auxiliaire, ce qui peut endommager le palier d'essieu.
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En vue d'éviter ces inconvénients, l'invention propose une , disposition selon laquelle le palier à roulement auxiliaire est re- lié rigidement à l'essieu ou au bottier par une de ses bagues de' roulement, et l'autre bague de roulement est assemblée avec une ba- gue auxiliaire qui maintient le ressort de rappel sous tension ini- tiale entre deux épaulements et.qui est liée à l'élément correspon- dant du palier d'essieu (essieu ou bottier), de manière à en être solidaire dans le sens de la rotation, tout en pouvant se déplacer dans les sens axial et radial. '
Ainsi, dans un cas, on fixe la bague intérieure -sur l'essieu et on relie la bague extérieure à la bague auxiliaire et au bottier du palier. Dans l'autre cas, la disposition est inverse.
Dans le cas du palier d'essieu connu susmentionné, le ressort de rappel tra- vaille dans les deux sens. Dans l'objet de l'invention le ressort de rappel peut être à simple ou à double action, mais il est tou- jours monté avéc tension initiale.
Le dessin annexé représente plusieurs exemples de réalisation de l'objet de l'invention.
Les figures 1, 3 et 5 sont des coupes longitudinales de trois modes de réalisation différentes d'un palier d'essieu.
Les figures 2, 4 et 6 sont des. coupes longitudinales partielles montrant à l'état dévié le palier d'essieu représenté à côté.
Dans le cas du palier d'essieu du premier exemple de réalisa- tion, selon les figures 1 et 2 le dispositif de rappel n'agit que dans un sens. La référence 1 désigne le bottier du palier d'essieu, 2 la fusée d'essieu et 3 le palier d'appui réalisé sous forme de palier à roulement à deux rayées de rouleaux. Les rouleaux cylin- driques de ce palier sont guidés par la bague de roulement extérieu- re et peuvent se déplacer librement dans une certaine mesure dans le sens axial, vers les deux côtés, sur la bague de roulement in- térieure. Les bagues de joint 4 et 5 du palier peuvent librement suivre ces déplacements longitudinaux. Le palier à roulement auxi- liaire 6 servant à la transmission des poussées axiales est un pa- lier à billes à épaulements élevés.
Sa bague de roulement intérieu-
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re est reliée rigidement à la fusée d'essieu 2 à l'aide de l'écrou .
7 et de la' rondelle d'espacement 8, tandis que sa bague de roulement extérieure est fixée à la bague auxiliaire 10 à l'aide d'une bague filetée 9. Un jeu radial existe entre la bague auxiliaire 10 et la face intérieure du boîtier, de sorte'que le palier auxiliaire 6 ne peut en aucun cas être sollicité par une partie de la charge radia- le. Le ressort de rappel 14 se compose de quatre rondelles Bellevil- le. Il s'applique à l'intérieur contre l'épaulement 12 et à l'exté- rieur contre l'épaulement 13 constitué par une bague filetée:;.) le ressort étant monté avec une tension initiale entre ces épaulements.
A son extrémité extérieure, la bague auxiliaire 10 comporte des rai- nures longitudinales 15 réparties symétriquement sur son pourtour et s'engage par ces rainures sur des saillies longitudinales cor- respondantes 16 du couvercle 17, qui' est vissé sur le boîtier/du pa- lier. Du jeu longitudinal et un petit jeu transversal sont ménagés entre ces rainures et ces saillies. De cette manière, la bague de roulement extérieure du palier auxiliaire 6 est solidaire en rota- tion de la partie non tournante du palier d'essieu, mais peut se dé- placer dans le sens axial.
La figure 2 fait ressortir plus en détail la manière dont les différentes pièces du palier d'essieu coopèrent lorsque l'essieu est dévié. Tant que les poussées axiales agissant entre l'essieu et le palier d'essieu dans un sens ou dans l'autre ne dépassent pas la valeur de la tension initiale des ressorts de rappel, il n'y a pas de déplacement dans les paliers d'essieu et ceux-ci restent dans leur position centrale. Seulement lorsque le choc transversal est plus fort, il peut se produire des déplacements dans les paliers d'essieu. On admettra que l'essieu 2 se soit déplacé vers la gauche de la distance "a" par rapport au boîtier 1. En conséquence, la ba- gue de roulement intérieure du palier principal 3, l'ensemble du palier auxiliaire 6 et le manchon. auxiliaire 10 se seront déplacés de la même distance.
Le ressort de rappel 14 est entrainé par l'épau- lement 12, mais il bute du c6té extérieur contre la bague d'appui 18 du couvercle 17, de sorte que la bague filetée 13 se décolle du res-
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sort. Par contre, les rainures 15 de la bague auxiliaire 10 s'enga-' gent plus profondément entre les'saillies 16. Etant donné que.le ressort de rappel est monté dans la bague auxiliaire avec une ten- sion initiale, la force antagoniste agissant sur l'essieu dévié agit tout de suite avec toute l'intensité de la tension initiale, dès que le ressort bute sur la bague d'appui 18, ce qui est très désirable dans l'intérêt de la marcha sans secousses du véhicule.
Lorsque l'essieu est revenu à la position centrale et continue son déplacement vers l'autre côté, le* déplacement en sens inverse @ intéresse, outre la,bague de roulement intérieure du palier princi- pal, le palier auxiliaire 6 et la -bague auxiliaire 10, auss. l.'en- semble du ressort de rappel 14, et il se forme alors un jeu, égal à la valeun du déplacement, entre l'extrémité de gauche du ressort, et la bague d'appui 18. La position, relative des pièces fixes et dêpla- cées correspondant à cet état n'est pas représentée sur le dessin.
Dans ce cas, il ne se produit pas de force de rappel sur la fusée d'essieu envisagée, mais.une telle force agit sur le palier d'essieu opposé, puisqu'on admet que les deux paliers d'essieux sont guidés de la 'manière habituelle par des glissières verticales prévues sur la partie suspendue du châssis.
Comme on le voit sur le dessin, tout le groupe servant à la transmission des poussées axiales, comprenant le palier à roulement auxiliaire 6, la bague auxiliaire 10 et le ressort de rappel 14, peut être retiré du palier d'essieu comme unité sous tension, après enlèvement de l'écrou 7 ce qui facilite le contrôle du ressort de rappel 14.
Le deuxième exemple de réalisation représenté sur les figures.
3 et 4 constitue la solution inverse du premier exemple, en ce sens que la bague de roulement extérieure du palier à roulement auxiliai- re 6 est ici fixée dans le boîtier 1 du palier, tandis que la bague auxiliaire 10 est fixée à la bague de roulement intérieure du palier
6. Vu dans le sens axial, le ressort de rappel 14 se trouve à l'in- térieur du palier auxiliaire et est maintenu sous tension initiale par les épaulements 12 et 13 de la bague auxiliaire 10. Les rainures longitudinales 15 sont également disposées du côté intérieur de la-
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bague auxiliaire et s'engagent entre des languettes longitudinales - correspondantes 22 de la bague 21 emmanchée sur l'essieu, de sorte que la bague auxiliaire 10 et le ressort de rappel 14 participent à la rotation de l'essieu.
Il y a de nouveau un peu de jeu radial entre les rainures et les languettes, pour soustraire le palier au- xiliaire à toute sollicitation dans le sens radial.
Si l'essieu se déplace maintenant de la distance "a" vers la gauche, la bague de roulement intérieure du palier principal 3, la bague'emmanchée 21 et la bague d'espacement 23 se déplacent également! vers la gauche,.tandis que le palier auxiliaire 6 et'la bague auxi- liaire 10 restent à leur place. De ce fait, la compression du res- sort de rappel est augmentée de la valeur "a" et ce ressort décolle de l'épaulement 13. Les forces de rappel agissent comme dans le pre- mier exemple de réalisation.
Dans le troisième exemple de réalisation, représenté sur les figures 5 et 6, le palier d'essieu comporte un dispositif de rappel agissant dans les deux sens. A cette fin, le ressert de rappel 14 est conformé comme ressort hélicoïdal. Il est maintenu sous tension , initiale entre les épaulements 12 et 13 de la bague auxiliaire 10 et les rondelles 24, l'épaulement 13 servant en même temps à la fi- xation de la bague auxiliaire 10 sur la bague de roulement intérieu- re du palier auxiliaire 6. Avec un faible jeu longitudinal, le res- sort 14 est également pris entre les deux épaulements 21 et 25 soli- daires de l'essieu.
L'épaulement 12 et l'épaulement 21 emmanchés sur l'essieu s'engagent l'un dans l'autre par des rainures et des lan- guettes longitudinales, d'une façon analogue au deuxième exemple de réalisation, et entraînent la bague auxiliaire 10 et le ressort de rappel 14 en rotation avec l'essieu 2.
Si l'essieu 2 se déplace maintenant de nouveau à gauche, de la valeur "a" par rapport au boîtier 1 du palier, parce que la poussée 'axiale agissant dans le palier d'essieu dépasse la force de la,ten- sion initiale du ressort 14, les différentes pièces du palier pren- nent les positions relatives représentées sur la figure 6. Etant donné que le ressort 14 est alors comprimé de la valeur "a" par
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l'épaulement 21, le même jeu "a" se forme entre ses deux extrémités' et les épaulements diagonalement opposés 12 et 25. Au contraire, si l'essieu se déplace vers la droite, le ressort Il+ est comprimé par les épaulements 12 et 25 et le jeu "a" se forme entre les extrémités du ressort et les épaulements 13 et 21.
Lorsque le déplacement de l'essieu et ainsi l'intensité du choc atteignent une valeur maximum déterminée,.l'essieu bute directement sur la surface de contact 26 du couvercle 17 du boîtier du palier d'essieu. Le choc es:t ainsi re- çu directement, sans solliciter le palier à roulement auxiliaire 6.
Une comparaison de cet exemple de réalisation avec les deux précé- dents fait ressortir qu'il n'est pas plus encombrant, bien que le dispositif de rappel puisse travailler dans les deux sens de dépla- cement. Cela provient aussi du fait que, dans ce cas, des forces de rappel sont toujours engendrées dans les deux paliers d'un même es- sieu, et cela dans les deux sens de déplacement. Toutes autres'choses étant égales, la force de rappel se répartit donc à moitié sur les deux paliers.
En vue d'obtenir une construction encore moins encombrante, on pourrait modifier le palier d'essieu représenté sur la figure 5 de telle sorte que la fusée d'essieu soit creuse et que le ressort de rappel soit logé à l'intérieur. Il est alors possible de placer le palier auxiliaire 6 plus près du palier principal et de raccorder le bottier d'une façon correspondante.
Le palier à roulement auxiliaire peut être aussi d'un autre type, par exemple une butée à billes à double effet avec deux ran- gées de billes et trois disques. Selon l'invention, on conserve tou- jours l'avantage de situer les phénomènes de coulissement résultant d'un déplacement des paliers, non pas dans le palier à roulement même, mais entre la bague auxiliaire et d'autres pièces appropriées à cet effet.
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The present invention relates to an axle bearing for railway vehicles comprising a housing mounted axially sliding on the axle, an auxiliary rolling bearing for the transmission of axial thrusts and a return spring.
In a known axle bearing of this kind, the return spring is arranged between the outer race of the auxiliary rolling bearing and the housing of the axle bearing, so that the return forces which occur in the cases of lateral displacements of the bearing are proportional to the magnitude of these displacements. However, such a characteristic of the springs is not desirable in the construction of railway vehicles. On the contrary, we want to obtain a restoring force of a certain value from the start of a movement, and this in the interest of a smooth walk.
On the other hand, the method of construction of the above-mentioned known axle bearings still allows additional radial stresses of uncontrollable magnitude in the auxiliary rolling bearing, which can damage the axle bearing.
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In order to avoid these drawbacks, the invention proposes an arrangement according to which the auxiliary rolling bearing is rigidly connected to the axle or to the housing by one of its rolling rings, and the other rolling ring. is assembled with an auxiliary ring which maintains the return spring under initial tension between two shoulders and which is linked to the corre- sponding element of the axle bearing (axle or casing), so as to be integral in the direction of rotation, while being able to move in the axial and radial directions. '
Thus, in one case, the inner ring is fixed on the axle and the outer ring is connected to the auxiliary ring and to the housing of the bearing. In the other case, the arrangement is the reverse.
In the case of the known axle bearing mentioned above, the return spring works in both directions. In the object of the invention, the return spring can be single or double action, but it is always mounted with initial tension.
The appended drawing represents several embodiments of the object of the invention.
Figures 1, 3 and 5 are longitudinal sections of three different embodiments of an axle bearing.
Figures 2, 4 and 6 are. Partial longitudinal sections showing in the deflected state the axle bearing shown alongside.
In the case of the axle bearing of the first exemplary embodiment, according to Figures 1 and 2, the return device acts only in one direction. Reference 1 designates the casing of the axle bearing, 2 the stub axle and 3 the support bearing produced in the form of a rolling bearing with two grooves of rollers. The cylindrical rollers of this bearing are guided by the outer bearing race and can move freely to a certain extent in the axial direction, to both sides, on the inner bearing race. The seal rings 4 and 5 of the bearing can freely follow these longitudinal movements. The auxiliary rolling bearing 6 for transmitting the axial thrusts is a ball bearing with high shoulders.
Its inner bearing ring
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re is rigidly connected to the stub axle 2 using the nut.
7 and the 'spacer washer 8, while its outer bearing ring is fixed to the auxiliary ring 10 by means of a threaded ring 9. There is radial clearance between the auxiliary ring 10 and the inner face of the ring. housing, so that the auxiliary bearing 6 can in no case be biased by part of the radial load. The return spring 14 consists of four Belleville washers. It is applied on the inside against the shoulder 12 and on the outside against the shoulder 13 formed by a threaded ring:;.) The spring being mounted with an initial tension between these shoulders.
At its outer end, the auxiliary ring 10 has longitudinal grooves 15 symmetrically distributed around its periphery and engages through these grooves on corresponding longitudinal protrusions 16 of the cover 17, which is screwed onto the casing / of the pa - bind. Longitudinal play and a small transverse play are provided between these grooves and these projections. In this way, the outer rolling race of the auxiliary bearing 6 is rotatably integral with the non-rotating part of the axle bearing, but can move in the axial direction.
Figure 2 shows in more detail how the different parts of the axle bearing cooperate when the axle is deflected. As long as the axial thrusts acting between the axle and the axle bearing in one direction or the other do not exceed the value of the initial tension of the return springs, there is no displacement in the bearings. axle and these remain in their central position. Only when the transverse impact is stronger, displacements can occur in the axle bearings. It will be assumed that the axle 2 has moved to the left by the distance "a" from the housing 1. As a result, the inner bearing race of the main bearing 3, the assembly of the auxiliary bearing 6 and the sleeve . auxiliary 10 will have moved the same distance.
The return spring 14 is driven by the shoulder 12, but it abuts on the outside against the support ring 18 of the cover 17, so that the threaded ring 13 is detached from the spring.
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comes out. On the other hand, the grooves 15 of the auxiliary ring 10 engage more deeply between the protrusions 16. Since the return spring is mounted in the auxiliary ring with an initial tension, the counter force acting. on the deflected axle acts immediately with all the intensity of the initial tension, as soon as the spring abuts on the support ring 18, which is very desirable in the interest of the vehicle running smoothly.
When the axle has returned to the central position and continues to move to the other side, the * reverse movement @ is involved, in addition to the inner race of the main bearing, the auxiliary bearing 6 and the ring. auxiliary 10, auss. The set of the return spring 14, and a clearance is then formed, equal to the value of the displacement, between the left end of the spring, and the support ring 18. The relative position of the parts fixed and displaced corresponding to this state is not shown in the drawing.
In this case, there is no return force on the axle knuckle envisaged, but such a force acts on the opposite axle bearing, since it is assumed that the two axle bearings are guided by the 'Usually by vertical slides provided on the suspended part of the frame.
As can be seen in the drawing, the entire group for transmitting axial thrusts, comprising the auxiliary rolling bearing 6, the auxiliary ring 10 and the return spring 14, can be removed from the axle bearing as a live unit. , after removing the nut 7 which facilitates the control of the return spring 14.
The second exemplary embodiment shown in the figures.
3 and 4 constitute the reverse solution of the first example, in the sense that the outer race of the auxiliary rolling bearing 6 is here fixed in the housing 1 of the bearing, while the auxiliary race 10 is fixed to the bearing race. inner bearing of the bearing
6. Seen in the axial direction, the return spring 14 is located inside the auxiliary bearing and is maintained under initial tension by the shoulders 12 and 13 of the auxiliary ring 10. The longitudinal grooves 15 are also arranged on the side. inner side of the-
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auxiliary ring and engage between corresponding longitudinal tabs 22 of the ring 21 fitted on the axle, so that the auxiliary ring 10 and the return spring 14 participate in the rotation of the axle.
There is again a little radial play between the grooves and the tongues to prevent the auxiliary bearing from any load in the radial direction.
If the axle now moves the distance "a" to the left, the inner bearing race of the main bearing 3, the sleeve ring 21 and the spacer ring 23 also move! to the left, while the auxiliary bearing 6 and the auxiliary ring 10 remain in their place. As a result, the compression of the return spring is increased by the value "a" and this spring releases from the shoulder 13. The return forces act as in the first exemplary embodiment.
In the third exemplary embodiment, shown in Figures 5 and 6, the axle bearing comprises a return device acting in both directions. To this end, the return spring 14 is designed as a helical spring. It is maintained under initial tension between the shoulders 12 and 13 of the auxiliary ring 10 and the washers 24, the shoulder 13 serving at the same time for the fixing of the auxiliary ring 10 on the inner bearing ring of the. auxiliary bearing 6. With a small longitudinal play, the spring 14 is also caught between the two solid shoulders 21 and 25 of the axle.
The shoulder 12 and the shoulder 21 fitted onto the axle engage one into the other by longitudinal grooves and tabs, in a manner analogous to the second embodiment, and drive the auxiliary ring. 10 and the return spring 14 rotating with the axle 2.
If axle 2 now moves to the left again by the value "a" with respect to the housing 1 of the bearing, because the axial thrust acting in the axle bearing exceeds the force of the initial tension. of the spring 14, the different parts of the bearing assume the relative positions shown in FIG. 6. Since the spring 14 is then compressed by the value "a" by
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the shoulder 21, the same clearance "a" forms between its two ends' and the diagonally opposed shoulders 12 and 25. On the contrary, if the axle moves to the right, the spring Il + is compressed by the shoulders 12 and 25 and the play "a" forms between the ends of the spring and the shoulders 13 and 21.
When the displacement of the axle and thus the intensity of the shock reach a determined maximum value, the axle abuts directly on the contact surface 26 of the cover 17 of the housing of the axle bearing. The shock is thus received directly, without stressing the auxiliary rolling bearing 6.
A comparison of this exemplary embodiment with the two preceding ones shows that it is not more bulky, although the return device can work in both directions of movement. This is also due to the fact that, in this case, restoring forces are always generated in the two bearings of the same axle, and this in both directions of movement. All other things being equal, the restoring force is therefore distributed half over the two bearings.
In order to obtain an even less bulky construction, the axle bearing shown in FIG. 5 could be modified so that the axle knuckle is hollow and the return spring is housed therein. It is then possible to place the auxiliary bearing 6 closer to the main bearing and to connect the housing in a corresponding way.
The auxiliary rolling bearing may also be of another type, for example a double-acting thrust ball bearing with two rows of balls and three discs. According to the invention, the advantage is always retained of locating the sliding phenomena resulting from a displacement of the bearings, not in the rolling bearing itself, but between the auxiliary ring and other parts suitable for this purpose. .