Brevet FR2233209A1 — publié le 19750110

L'invention a pour objet un véhicule à bogies multiples et notamment à six axes répartis en trois bogies, dans lequel les bogies extrêmes sont centrés sur l:axe du véhicule, le centre des bogies intérieurs étant déplaçable perpendiculairement et de part et d'autre du dit axe lors des passages en. courbe, On a déjà réalisé des véhicules ferroviaires dans lesquels les charges sont réparties régulièrement sur un certain nombre d'axes, et qui assurent la répartition sur les axes des efforts dus aux effets dynamiques de traction et de freinage. Les caisses des véhicules peuvent être reliées au chassies de bogie par des suspensions pendulaires permettant des déplacements transversaux.Il est d'ailleurs possible de diminuer par des dispositifs adéquats les forces de réaction résultant de l'articulation transversale de ces suspensions pendulaires Jusqu'à présent, on a réalisé surtout des locomotives à six axes dans lesquelles les ases étaient répartis en deux groupes de trois axes.En supposant que chacun de ces groupes agisse comme une charge linéaire individuelle sur la voie, on peut montrer, que pour des charges normales de 20 tonnes sur les deux essieux estremes et de 21 tonnes sur l'essieu central, la charge moyenne d'un bogie à trois essieux. est de 13 tonnes par mètre L'invention a pour objet de permettre l'augmentation de la charge admissible grace à une répartition régulière des essieux le long du véhicule, celui-ci comprenant trois bogies à deux essieux, et l'invention permettant le guidage des trois bogies lors de l'inscription en courbe du véhicule. On peut montrer que dans ce cas, pour obtenir une charge linéaire de 13 tonnes par mètre dans le cas d'un écartement des essieux de 2,70 m, on peut appliquer sur chaque essieu une charge de 30 tonnes. Oonformément à l'invention, le véhicule comprend un moyen de déplacement vers ltextérieur de la courbe du centre du bogie intérieur d'une distance sensiblement égale à la moitié de l'écar- tement par rapport à l'axe du véhicule du point de rencontre des axes de bogies encadrant le bogie intérieur, le dit moyen de déplacement étant commandé par l'orientation des dits bogies encadrantse L'invention va maintenant entre décrite, en se référant à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple, et représenté sur les dessins a-nnexésO La figure 1 est une vue en plan schématique d'un véhicule sr trouvant dans une courbe de la voie. La figure 2 est un schéma montrant le principe du mécanisme de guidage. La figure 3 représente schématiquement un mode d'entrainement d'un bogie à deux essieux. ta figure 4 est une me en plan du bogie central du véhicule selon l'invention. Comme indiqué sur la figure 1, les centres des bogies extrêmes 13 et 15 sont placés dans l'axe 11 du véhicule. En revanche, le pivot 14 du bogie intérieur peut se déplacer perpendiculairement au dit axe. Les bogies extérieurs 3 et 5 sont munis chacun d'un bras 2 s'étendant le long de l'axe longitudinal du bogie vers le bogie intérieur jusqu'à proximité du centre de ce dernier. L'orientation des premier et troisième bogies produit des forces de rotation autour des pivots verticaux 13 et 15, qui sont transmises des rails au chassis de bogie par l'intermédiaire des boudins de roues et de la sorte au bras longitudinaux 2. La valeur et la répartition dé ces forces de rotation dépendent essentiellement du rayon de courbure de la voie et de la vitesse du véhicule, mais également du rapport des masses des bogies à la masse du véhicule et du dévers de la voie. Il en résulte que la répartition des efforts dépend de la vitesse c'est à dire que l'on peut exprimer la vitesse la plus favorable selon la formule suivante Vo = fonct (R, dans laquelle on trouve Vo : vitesse optimale de circulation en courbe R : rayon de courbure de la voie nk: surélévation du rail extérieur #m : paramètre représentatif de la répartition des masses dans le véhicule. Grâce à ce guidage, il est possible de réaliser une circulation optimale du train en courbe en ce qui concerne les efforts transversaux transmis à la voie ferrée, Sur la figure 1, on a supposé que le véhicule circule sur une voie à rayonsconstants. Le long de l'axe longitudinal 16, 17 de chaque bogie extérieur 3, 5, est fixé un bras 20 muni à son extrémité d'un secteur denté 21 centré sur le pivot au bogie correspondant. Comme indiqué sur la figure 2, chaque secteur 21 engrène avec un pignon 23 place sensiblement au centre du bogie 4, et qui engrène, du coté diamètra lement opposé au secteur 21, sur un secteur denté 22 solidaire de la caisse du véhicule. On voit que, compte tenu des rayons de courbure des secteurs 21 et 22, un décalage angulaire du bras 20 détermine un déplacement latéral du pignon 23 d'une distance s sensiblement égale à la moitié de la distance t correspondant à 11 écart du point de rencontre 19 (figure 1) des axes 16,17 des deux bogies extérieurs 3 et 5 tangents à l'axe 18 de la voie. Théoriquement, le pignon 23 pourrait être placé au centre 14 du bogie intérieur 4 si le véhicule se trouvait dans une voie à courbure constante. Cependant, si la courbure de la voie diffère aux deux extrémités du véhicule et notamment lors de l'inscription en courbe, les déplacements des deux bras 16, 17 ne sont plus iden tiques et on utilise, pour les guidages du centre 14 du bogie intérieur la disposition représentée figure 4* Il faut différencier le système porteur du système de décalage transversal. Le système porteur permet de transmettre les charges appliquées sur la caisse du véhicule à des poutres berceaux passant sous les chassie des bogies.On a vu que les bogies extrtmes doivent seulement tourner autour de leur pivot central alors que le bogie intérieur doit pouvoir se déplacer latéralement. tes châssis de bogies ainsi chargés transmettent leurs charges aux axes par l'intermédiaire d'une suspension normale Du fait que le bogie intérieur doit pouvoir se déplacer latéralement par rapport à l'axe du véhicule, dans les courbes à faibles rayons, le longeron extérieur 48 du châssis de bogie doit pouvoir passer sous le longeron 49 de la caisse du véhicule. I1 est évident que le système porteur, non représente, doit.permettre le déplacement latéral du bogie. Sur La figure 4, on n'a représenté que le système de guidage latéral du chtssis dé bogie 43 par rapport à la caisse du véhicule 40. La caisse 40 est munie d'entretoises 41 portant en leur milieu chacune un segment denté 42 de faible courbure. Les bras 20 fixés dans l'axe des deux bogies extrtmes s'étendent jusqu'à proximité du pivot central 44 du bogie intérieur, et sont munis de secteurs dentés 46 parallèles aux secteurs 42. Deux pignons 47 engrènent chacun entre deux secteurs 42, 46 et sont montés sur le chAs- sis de bogie 43 de telle sorte qu'ils restent constamment alignés avec le pivot. central 44. Par exemple, les axes des pivots 47 peuvent passer dans des lumières oblongues ménagées aux extrémités d'un balancier 45 monté pivotant dàns le plan du châssis 43 autour de l'aie 44. De la sorte, les lumières étant alignées le long de l'aze passant par le pivot 44, les deux pignons 47 peuvent rouler sur les secteurs 42 out en restant alignés avec le pivot 44.On voit que le pivot 44 suit de la sorte les mouvements des pignons 47 déterminés par ltorientation des bras 20 même si la voie n'a pas le mene rayon de courbure à la hauteur des bogies extrêmes, notamment loes de l'inscrittion en courbe Chacun des deux pignons 47 correspond au pignon 23 Ce la figure 2 et, grâce au dispositif représenté, effectue un déplacement latéral sensiblement égal à la moitié du déplacement latéral de l'extrémité du levier 20.Il en résulte que l'on peut considérer que le pivot 44, compte tenu ae l'importance des rayons de courbure, se déplace d'une distance égale à la moitié ae l'écart par rapport à l'axe du véhicule du point de rencontre des axes des deux bogies extérieurs 3 et 5. Par ailleurs, les positions relatives des pignons 47 par rapport au pivot 44 peuvent être déterminées par des systèmes à ressorts non représentés. Dans le cas d'un bogie moteurs il est possible que les leviers 20 gênent la disposition habituelle des moteurs. C'est pourquoi on a représenté sur la figure 3,à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'entraînement d'un bogie à deux essieux. Dans ce cas, un moteur de traction, non représenté, à grand moment d'inertie entraîne l'axe 30 et, par l'intermédiaire de renvois d'angle 31, deux réducteurs à vis et roues tangentes 33 dont les roues sont calées sur les essieux 32. Une telle disposition ne ne gne pas la réalisation du système de guidage. On a ainsi réalisé un système de guidage permettant de déterminer par l'orientation des bogies extérieurs un déplacement au bogie intérieur sensiblement égal à la moitié de l'écart par rapport à l'axe du véhicule du point de rencontre des axes des deux bogies extérieurs ce qui correspond aux conditions géométriques définies sur la figure 1. 3ien entendu, l'lnvention ne ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais elle en englobe au contraire toutes les variantes et notamme-nt celles qui n'en diffèreraient eue par l'emploi de moyens équivalents. C'est ainsi que l'on pourrait envisager d'autres systèmes d'engrenage assurant le déplacement latéral voulu du bogie central et notamment d'autres modes de liaison entre les pignons engrenant sur les secteurs dentés et le pivot du bogie central. @@r ailleurs, on pourrait envisager @'étendre l'invention à la réalisation de véhicules à plus de trois bogies, le déplacement de chaque bogie intérieur étant déterminé par l'orientation des bogies qui l'encadrent grace à un dispositif analogue à celui qui a été décrit dans le cas d'un seul bogie intérieure REVENDICATIONS 1.- Véhicule à au moins trois bogies dans lequel les bogies extreries sont centrés sur l'axe du véhicule, le centre de chaque bogie intérieur étant déplaçable perpendiculairement et de part et d'autre du dit axe lors des passages en courbe, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de déplacement vers l'extérieur de la courbe du centre de chaque bogie intérieur d'une distance sensiblement égale à la moitié de l'écartement par rapport à l'axe du véhicule du point de rencontre des axes des bogies encadrant le bogie intérieur considéré, le dit moyen dé déplacement étant commandé par l'orientation des dits bogies encadrants. 2.- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de déplacement du bogie intérieur se compose d'un système dtengrenages actionné tar deux secteurs dentés solidaires chacun d'un des bogies eneadrants. 3.- Véhicule selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque secteur denté est ménagé à l'extrémité d'un bras solidaire d'un des bogies encadrants et s'étendant le long de l'axe du dit bogie jusqu'à proximité du bogie intérieur. 4.- Véhicule selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le système d engrenages comprend deux pignons engrenant chacun d'une part sur un premier secteur denté solidaire de l'un des bogies encadrants et d'autre part sur un second secteur denté parallèle au premier secteur et solidaire de la caisse du véhicule, les dits pignons actionnant un organe de déplacement du centre du bogie intérieur, 5.- Véhicule selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe de déplacement du centre du bogie intérieur est un balancier monté pivotant dans le plan du châssis autour du centre du bogie intérieur et dont les extrémités sont solidaires des déplacements des deux pignons. 6.- Véhicule selon la revendication 5, caractérisé par le fait aue chaque pignon est monté rotatif autour d'un axe passant dans une lumière allongée ménagée à une extrémité du balancier, les deux lumières allongées étant alignées le long d'une direction pas saft par le centre du bogie, de part et d'autre du dit centre.