Brevet FR2098270A1 — publié le 19720310

L'invention est relative à une suspension de véhicule, notamment pour un véhicule ferroviaire à quatre roues, les suspensions connues comprenant des ressorts et des guides verticaux pour les bottes d'essieu, ne permettent pas le mouvement angulaire des essieux dans un plan horizontal pour permettre aux roues de suivre les courbes de la voie de sorte qu'il en résulte une instabilité du véhicule et une usure des bandages des roues et dé la voie. Ces problèmes d'instabilité et d'usure sont plus aigus dans le cas des véhicules à grand empattement qui circulent à grandes vitesses. Une suspension de véhicule selon l'invention comprend un élément support d'essieu équipé d'une suspension primaire et d'une suspension secondaire, la suspension primaire comprenant des éléments de suspension permettant d'attacher élastiquement essieu au support d'essieu et la suspension secondaire comprenant des éléments en élastomère permettant d'attacher élastiquement le support d'essieu au corps du véhicule de manière à permettre le mouvement angulaire du support d'essieu autour de l'axe vertical du corps du véhicule. L'axe vertical du corps du véhicule est l'axe qui est perpendiculaire à l'axe transversal et à l'axe longitudinal du véhicule. De préférence le support d'essieu n'est pas fixe dans un sens transversal du véhicule mais il peut se déplacer dans ce sens contre l'action de forces transversales résistantes développées par les éléments en élastomère. Un mode de réalisation de l'invention est décrit ci-après à titre d'exemple en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en plan du dispositif de suspension d'un essieu de véhicule. - la figure 2 est une vue latérale de ce dispositif suivant la fletche À de la figure 1. Ce dispositif de suspension pour un véhicule ferroviaire à quatre roues et à deux essieux comprend deux supports d'essieu ayant chacun une suspension primaire pour maintenir élastiquement une paire de roues et leur essieu par rapport au support, et une suspension secondaire pour positionner élastiquement le support par rapport au corps du véhicule. Chaque support d'essieu est en forme de chassis métallique rectangulaire 1 disposé suivant un plan substantiellement horizontal c 'est-à-dire parallèle au plan contenant l'axe longitudinal et l'aie transversal du véhicule (non représentés) les extrémités de l'essieu 2 sont logées dans des botes essieu ordinaires 3, 4 et chaque bote d'essieu est montée sur un des petits caties 5, 6 du chassies au moyen de ressorts chevrons en caoutchouc 7 qui constituent la suspension primaire. Chaque ressort comprend un bloc en caoutchouc 8 å section en forme de V adhérant à deux plaques métalliques attachées l'une à la bote d'essieu 3 ou 4 et l'autre au châssis rectangulaire 1. La suspension secondaire comprend quatre blocs ressorts en caoutchouc 9 comprenant chacun plusieurs couches en caoutchouc adhérant à des plaques métalliques intermédiaires 11. Chaque bloc ressort est placé près d'un angle du châssis et sa plaque supérieure 12 est boulonnée au corps du véhicule (non représenté) de façon à maintenir le châssis par rapport au corps du véhicule. les quatre ressorts 9 sont arrangés de façon que leurs axes principaux 13 (chacun étant défini comme étant l'axe passant par les centres d'au moins deux des couches 10 d'un ressort) se coupent sur l'axe vertical 14 passant par le centre de l'essieu 2, le point d'intersection des axes étant plus bas que le niveau des ressorts 9 de façon qutà l'état statique les ressorts 9 soient chargés en compression et en cisaillement. Lorsque le dispositif de suspension est destiné à un véhicule de grand empattement, les quatre blocs ressorts 9 sont conçus avec une faible raideur angulaire de manière à permettre une auto-orientation de essieu dans les courbes de la voie, mais un amortissement du mouvement de lacet supplémentaire à celui assuré par les ressorts en caoutchouc est requis pour la stabilité à grande vitesse. Cet amortissement supplémentaire est assuré par deux amortiss seure 15 arrangés dans un plan horizontal et reliés chacun au corps du véhicule et à un grand coté transversal 16 - 17 du chssssis rectangulaire 1. En plus de l'amortissement du mouvement de lacet les amortisseurs 15 amortissent aussi le mouvement transversal du corps du véhicule par rapport au châssis rectangulaire. Un amortissement vertical du corps du véhicule par rapport à l'essieu et aux boîtes d'essieu est assuré au moyen d'amortisseurs 18, 19 montés entre chaque boîte d'essieu 3, 4 et le corps du véhicule. les amortisseurs pour le mouvement vertical et pour le mouvement de lacet peuvent être du type àiluide, à air, en caoutchouc ou d'autre type. les ressorts chevrons de la suspension primaire ont un faible taux de fléchissement statique de façon à fldchir sous de fortes charges et à protéger ainsi les paliers de bofte d'essieu des chocs à grande vélocité, tandis que les blocs en caoutchouc de la suspension secondaire ont un taux élevé de fléchissement statique et forment le principal système amortisseur de chocs pour le corps du véhicule. Comme décrit ci-dessus, les blocs en caoutchouc 9 sont disposés de façon que leurs axes se coupent en dessous du niveau des blocs et l'angle d'incliaaison des blocs par rapport à la verticale est choisi pour assurer le taux d'élasticité désiré dans cette direction. L'angle B d'inclinaison des axes principaux des blocs en caoutchouc par rapport à l'axe longitudinal du véhicule considéré dans le plan horizontal détermine à la fois la raideur angulaire au mouvement de lacet du châssis rectangulaire par rapport au corps du véhicule et aussi la raideur dans un plan horizontal. En augmentant l'angle B à partir de zéro degré Jusqu'à l'angle représenté en figure l on augmente la raideur transversale de la suspension secondaire tandis que l'on réduit la raideur au mouvement de lacet et la raideur d'avant en arrière. En augmentant encore l'angle B on augmenterait encore la raideur transversale et on réduirait la raideur longitudinale de la suspension secondaire mais la raideur au louvoiement commencerait à croître puiaque, avec les ressorts en caoutchouc dans la position de la figure 1 cette raideur au louvoiement est à son minimum.Dans la position représentée les axes des blocs en caoutchouc coupent un axe vertical passant par le centre de l'essieu et tout mouvement de lacet du châssis par rapport au corps du véhicule fait travailler le caoutchouc des blocs seulement en cisaillement. Si les blocs étaient disposés suivant un tout autre angle tel que les axes des blocs ne coupent pas l'axe vertical du châssis rectangulaire ou s'ils étaient parallèles à cet axe, les blocs seraient soumis intérieurement à des forces de compression et de tension s'ajoutant aux forces de cisaillement et la raideur au louvoiement du système serait augmentée en conséquence. les caractéristiques requises des blocs en caoutchouc peuvent outre obtenues en changeant le nombre de plaques métalliques et de couches de caoutchouc, en changeant les matériaux utilisés et en ménageant des cavités à l'intérieur des blocs. Un système de suspension selon l'invention assure une meilleure stabilité du véhicule et réduit l'usure des bandages de roues et des rails comparativement à celles dune suspension conventionnelle et il convient particulièrement pour son utilisation sur les véhicules à grand empattement utilisés à grande vitesse. En outre ce système utilise des éléments constituants simples et peu coûteux à fabriquer et qui ne requièrent qu'un minimum d'entretien en cours de fonctionnement. REVEND I C T 10 NS 10) Suspension de véhicule dans laquelle l'élément support d'essieu (1) est équipé d'une suspension primaire et d'une suspension secondaire, caractérisée par ce que la suspension primaire comprend des éléments de suspension (7) permettant d'attacher élastiquement l'essieu (2) au support d'essieu et la suspension secondaire comprend des éléments (9) en caoutchouc permettant d'attacher élastiquement le support d'essieu au corps du véhicule de façon à permettre le mouvement angulaire du support d'essieu autour de l'axe vertical du corps du véhicule. 20) Suspension selon 10 dans laquelle la suspension secondaire permet le mouvement transversal du support d'essieu (1) par rapport au corps du véhicule. 30) Suspension selon 10 ou 20 dans laquelle la suspension secondaire permet le mouvement vertical du support d'essieu par rapport au corps du véhicule. 40) Suspension selon l'une des revendications 1 à 3 dans laquelle la suspension secondaire comprend quatre éléments en oaout- chouc (9). 5 ) Suspension selon l'une des revendications 1 à 4 dans laquelle chaque élément en caoutchouc présente la forme d'un bloc ressort en caoutchouc (9) constitué de plusieurs couches de caout chouo (10) adhérant à des plaques métalliques intermédiaires (liez 60) Suspension selon 5 dans laquelle les blocs en caoutchouc (9) sont situés dans un même plan et les axes 13 de ces blocs sont inclinés par rapport à un axe perpendiculaire à ce plan. 70) Suspension selon 5 ou 6 dans laquelle quatre blocs en caoutchouc (9) sont placés symétriquement dans un même plan et les axes (13) de ces blocs coupent un axe perpendiculaire à ce plan et passent par le point d'intersection des axes de symétrie des blocs dans ce plan. 80) Suspension selon l'une des revendications 5 à 7 dans laquelle les axes (13) des blocs en caoutchouc (9) se coupent l'un l'autre. 90) Suspension selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le support d'essieu (1) est un châssis rectangulaire supportant à chaque coin un élément en caoutchouc (9). 100) Suspension selon llune des revendications précédentes, dans laquelle le support d'essieu (1) est muni d'un amortisseur (15) relié d'une part au support d'essieu et d'autre part au corps du véhicule pour amortir les mouvements angulaires et transversaux du support d'essieu par rapport à l'axe vertical du corps du véhicule. 110) Suspension selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la suspension primaire comprend un bloc de caoutchouc (8) adhérant à deux plaques métalliques en V. 120) Suspension de véhicule caractérisée par la combinaison d'un essieu, d'un système de suspension selon l'une des revendications précédentes et de deux boîtes d'essieu (3, 4) reliées aux éléments élastiques (7) de la suspension primaire de façon à relier élastiquement l'essieu (2) au support d'essieu (1). 130) Véhicule dans lequel le corps de véhicule est supporté par une suspension selon l'invention. 140) Véhicule selon 13 dans lequel un amortisseur (18, 19) est fixé entre une boîte d'essieu (3, 4) et le corps du véhicule de manière à amortir le mouvement vertical du corps du véhicule par rapport à l'essieu (2).