Brevet FR2246432A1 — publié le 19750502

La présente invention concerne un bogie pour wagon de chemin de fer à voie étroite, notamment à voie métrique, ce bogie comprenant une traverse danseuse reliée élastiquement au chassies du bogie et portant l'articulation du bogie avec la caisse du wagon. Dans la présente description ainsi que dans les revendications, on entendra par voie métrique non seulement la voie d'un mètre de large, mais toute voie étroite dont ltécartement est de cet ordre de grandeur, par opposition au cas de la voie normale de 1,44 m. Dans les bogies de wagons à voie métrique, de type connu, l'articulation du bogie avec la caisse comprend une crapaudine portée par la traverse danseuse, en relation avec un pivot fixé sous la caisse du wagon. La stabilité latérale de la caisse est assuré par des glissoirs ou patins fixés sur le bogie et sur le chassies du wagon, de part et d'autre du pivot central. L'expérience montre que sur les réseaux à voie étroite, la rotation des bogies dont dépend la sécurité d'exploitation et le bon usage du matériel roulant n' est pas toujours assurée dans des conditions satisfaisantes, en particulier dans les pays africains. Diverses raisons sont à l'origine de cet état de chose dont: - Le tracé difficile de la voie avec courbes à faible rayon et dévers accentués. - L'importance du chargement des wagons et le désaxement fréquent des charges. - Le rapport défavorable entre le gabarit des wagons et l'entraxe des appuis latéraux. - L'entretien insuffisant de la voie et du matériel. Ainsi des efforts importants, voire prohibitifs peuvent être exercés sur les appuis latéraux qui s'opposent au basculement de la caisse. Dans ces conditions, la rotation des bogies et leur inscription en courbe entraient des frottements anormaux entre les boudins des roues et les rails, ce qui provoque des usures préjudi ciables à la bonne tenue du matériel. L'invention se propose de remédier à ces inconvénients en permettant de réaliser une articulation du bogie avec la caisse telle que le mouvement de rotation soit considérablement faeilitg quelles que soient les circonstances. L'invention vise également à réaliser la liaison bogiecaisse uniquement par rotation, en l'absence de tout glissement. Un autre but de l'invention est de permettre, dune part, une transformation simple et économique de bogies, de type connu, déjà en service et, d'autre part, la fabrication de bogies neufs, conformes à l'invention, en utilisant les modèles de fonderie existants, pour la réalisation de bogies à traverse danseuse en acier moulé. Suivant l'invention, le bogie, pour wagon de chemin de fer à voie métrique, qui comprend une traverse danseuse reliée élastiquement au châsse8 du bogie et portant l'articulation du bogie avec la caisse du wagon, est caractérisé en ce que cette articulation comprend une couronne de roulement précontrainte comportant un ensemble de rouleaux croisés montés entre deux bagues et en ce que la face supérieure de la traverse danseuse comporte des élargissements tels que cette face présente un appui pour la bague inférieure de la couronne sur toute la surface de cette bague. Du fait que la couronne est précontrainte, la rotation du bogie relativement à la caisse est freinée et, par suite, le mouvement de lacet empêché. D'autre part, la résistance opposée, par la couronne, au basculement latéral de la caisse, grâce å ses rouleaux croisés, suffit pour empêcher ce basculement. Il n'est donc plus besoin de glissoirs. De préférence, les élargissements comprennent des consoles soudées sur la traverse de part et d'autre, ces consoles étant renforcées par des équerres soudées à la fois sur les-faces inférieures des consoles et sur les faces latérales de la traverse. On peut ainsi transformer, conformément à l'invention, aussi bien les traverses des bogies déjà en service que des traverses neuves fabriquées avec les modèles de fonderie existants. D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, on a représenté une réalisation préférée de l'invention. La figure 1 représente une traverse danseuse conforme à l'invention et sa liaison élastique avec le chsss8is du bogie, en coupe suivant K de la figure 2. La figure 2 est une vue correspondant à la figure 1, représentant l'ensemble du bogie, en plan. La figure 3 représente, à plus grande échelle, la traverse danseuse, à gauche en coupe suivant III-III de la figure 4, à droite en élévation. La figure 4 est une vue en plan correspondant à la figure 3. La figure 5 est une vue de l'articulation, en coupe suivant V-V de la figure 6. La figure 6 est une vue en plan correspondant à la figure 5. La figure 7 est une vue en perspective, avec arrachement des bagues, représentant une couronne à rouleaux croisés. La figure 8 est une vue en coupe, suivant VIII-VIII de la figure 6. La figure 9 est une coupe partielle à plus grande échelle, suivant IX de la figure 4. Dans la réalisation de l'invention représentée aux figures 1 à 9, le bogie 1, pour wagon de chemin de fer à voie métrique, comprend (figures 1 et 2) , de façon connue, deux essieux 2, équipés de roues 3, et un châssis 4, comprenant deux longerons 5, en acier moulé, fixés, à leurs extrémités, sur les essieux 2. Dans sa partie centrale, chaque longeron 5 comprend deux poutres tubulaires (figure 1), une inférieure 6 et une supérieure 7, reliées par des montants non représentés. Chaque poutre 6 porte, fixés par des brides 8, deux ressorts à lames 9, par exemple du type cantilever, à deux éléments superposés articulés l'un avec l'autre.Sur les brides il des éléments supérieurs des ressorts 9 repose une traverse danseuse 12 également en acier moulé. À chaque extrémité, la traverse 12 comprend (figures 9 et 4), de chaque coté, une glissière 19, montée à coulisse sur les montants reliant les poutres 6 et 7 des longerons 5. les glissières 13 sont munies de plaques a'usure, deux latérales 14 et une de fond 15. Bisn entendu, le mode de suspension de la traverse 12 ne joue pas de ralle particulier dans le cadre de la présente invention. Conformément à cette invention, la traverse 12 porte (figure 5) une couronne de roulement précontrainte 16 à rouleaux croisés, comprenant une bague inférieure et extérieure 17, une bague supérieure et intérieure 18 et des rouleaux 19 précontraints par le serrage des bagues 17 et 18. Les axes des rouleaux 19 (figure 7) font un angle de 450 avec celui de la couronne 16. Les rouleaux 19 placés c8te à cbte sont croisés de façon que cet angle de 45 se situe alternativement à gauche et à droite de l'axe de la couronne 16. Celle-ci comporte des bagues 17 et 18 monobloc, ce qui lui confère une graade rigidité, et un bouchon de remplissage prismatique, non représenté, agencé pour éviter toute ouverture intempestive. Ce bouchon permet la mise en place des rouleaux, puis leur examen lors des entretiens périodiques en atelier, sans qu'on ait à démonter la couronne 16. Le diamètre extérieur de la bague inférieure 17 de la couronne 16 étant sensiblement supérieur à la largeur de la traverse utilisée dans le type d'articulation à pivot, la face supérieure de la traverse 12 comporte (figures 3 et 4) , deux élargissements 21, comprenant des consoles 22, soudées ourla traverse 12, de part et d'autre. Les consoles 22 sont renforcées par des équerres 23, soudées à la fois sur les faces inférieures des consoles 22 et sur les faces latérales de la traverse 12. Les consoles 22 comportent des épaulements rapportés et soudés 24 (figure 9) qui leur sont soudés sur tout leur pourtour. La face supérieure de la traverse 12, les deux consoles 22 et les quatre épaulements 24 sont usinés en creux suivant un alésage de rayon R (figure 4) de façon à former une assise circulaire 25 dans laquelle s'embofte exactement la bague inférieure 17. Celle-ci repose, par toute sa surface, sur l'assise 25 et y est fixée (figure 6) par neaf boulons 26 équidistants. La bague supérieure 18 porte (figures 5 et 6) un plateau 27, qui lui est fixé par huit boulons 28 et qui est muni d'une broche de centrage 29. Le plateau 27 est fixé sous la caisse 31 du wagon par deux boulons 32 à tête six pans et par quatre boulons 33 (figure 8), à tête noyée dans un logement 34, partiellement obturé par la bague supérieure 18. La tête des boulons 33 comporte, pour empêcher leur rotation, une arête 35, engagée dans une fente correspondante du logement 54. La broche 29 est embossée dans un orifice 36 que présente la partie inférieure de La CaiLÙr 31, cet orifice 36 étant celui antérieurement prévu pour la crapaadine, dans le type connu d'articulation à pivot. s titre purement indicatif, on a réalisé un bogie de ce genre comportant une traverse de 1054 mm de longueur, de 284 mm de largeur, avec un diamètre d'alésage 2R de 565 mm. Le bogie t que l'on vient de décrire fonctionne de la façon suivante. En raison de sa précontrainte, la couronne 16 s'oppose à la rotation de l'articulation du bogie 1 dans les lignes droites de la voie et empêche ainsi le mouvement de lacet. La précontrainte est toutefois assez faible pour ne pas faire obstacle à la rotation du bogie dans les courbes de la voie, meme de faible rayon ou dans le cas de défauts présentés par la voie. Dans une réalisation de llin- vention, des résultats satisfaisants ont été obtenus en prenant, comme valeur du couple de la précontrainte, celle de 50. m z kg environ. D'autre part, grâce à la disposition croisée des rouleaux 19, dont les chemins de roulement, sur les bagues t7 et 18, sont inclinés à 450 de part et d'autre de l'axe de la couronne 16, et en raison de la précontrainte, la couronne 16 s' oppose, à elle seule, au basculement de la caisse 31 relativement au plan médian longitudinal Xt' du châssis 4 du bogie t (figures 1 et 2). L'assemblage du plateau 27 avec la caisse 31 offre les garanties maximales de sécurité. in effet les quatre boulons 33 ne peuvent être perdus, même s'ils se desserrent, leurs têtes étant retenues (figure 8) par la bague 18. D'autre part, la broche de centrage 29, portée par le plateau 27, 9tembotte exactement dans ltoriSiee 36 que présente la partie inférieure de la caisse 31, orifice qui est celui prévu pour la crapaudine dans le type d'articulation à pivot. En cas d'accident, tel que tamponnement ou déraillement, le plateau 27 fait corps avec la caisse 31, grace à cet embottement qui empêche le cisaillement des boulons 32 et 33. la bogie 1 conforme à l'invention présente les avantages salivants : - La liaison bogie-caisse ne comporte que la couronne 16. Celle-ci s'opposant au basculement de la caisse 312 on peut supprimer les glissoirs qui, dans le type d'articulation à pivot, sont fixés sous la caisse 31. Dans ces conditions, le couple résistant s'opposant à la rotation du bogie est particulièrement réduit, même en cas de charge excessive ou mal répartie sur la caisse. De ce fait, le bogie s'inscrit facilement dans les courbes meme à faible rayon et à devers accentuéw ce qui réduit les usures des roues et des rails et accrott- le confort. - La liaison du plateau 27 avec la caisse 31 ne comporte que six boulons, dont quatre ne peuvsent être perdus en aucun cas. - La broche de centrage 29 fait bloc avec la caisse 31 et empêche, en cas d'accident, le cisaillage des boulons 32 et 33 fixant le plateau 27 sous la caisse 31. - L'orifice 36 de la caisse 31, dans lequel est engagée la broche 29, est celui prévu pour la crapaudine, dans le type d'articulation à pivot, ce qui permet un emploi ou une transformation très facile du matériel antérieur. - La couronne 16 est d'une construction très solide. Son entretien se réduit à un apport périodique de graisse, en même temps que pour les différents organes du bogie 1. - L'adjonction à la traverse 12 des consoles 22, renforcées par les équerres 23, et des épaulements 24 permet d'obtenir, après usinage, une assise circulaire 25 profonde, où stembotte exactement la bague 17 de la couronne 16. Ce calage est renforcé par les épaulements soudés 24. - La transformation des bogies en service,-pour les rendre conformes à l'invention, peut s' opérer facilement par soudure, sur la traverse, des élargissements 21, puis par usinage de l'assise 23. - Dans le cas de bogies neufs, il est possible d'utiliser les modèles de fonderie existants en soudant, sur les traverses ainsi coulées, les élargissements 21. Bien entendu; l'invention ne se limite pas à la réalisation qui vient d'être décrite et on peut y apporter de nombreuses variantes itexécution sans sortir du cadre de cette invention. Ainsi l'élargissement 21 pourrait être obtenu, par coulée, en une seule pièce, puis soudé ou boulonné sur la traverse 12. Il serait également possible de fabriquer de nouveaux modèles de fonderie et de couler, en une saule pièce, une traverse 12 comportant les élargissements 21 et-les épaulements 24. REVENDICATIONS 1. Bogie pour wagon de chemin de fer à voie étroite, notamment à voie métrique, ce bogie comprenant une traverse danseuse reliée slastiquement au châssis du bogie et portant l'articulation du bogie avec la caisse du wagon, caractérisé en ce que cette articulation comprend une couronne de roulement précontrainte comportant un ensemble de rouleaux croisés montés entre deux bagues et en ce que la face supérieure de la traverse danseuse comporte des élargissements tels que cette face présente un appui pour la bague inférieure de la couronne sur toute la surface de cette bagua 2.Bogie conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les élargissements comprennent des consoles soudées sur la traverse de part et d'autre, ces consoles étant renforcées par des équerres soudées à la fois sur les faces inférieures des consoles et sur les faces latérales- de la traverse. 3. Bogie conforme à l'une des revendication8 1 ou 2, caractérisé en ce que la face supérieure de la traverse et ses élargissements comportent une assise circulaire usinée en creux au diamètre extérieur de la bague inférieure de la couronne, cette bague étant fixée sur cette assise circulaire au moyen de pièces telles que des boulons. 4. Bogie conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les élargissements de la traverse comportent des épaulements rapportés, destinés à former la bordure pour l'assise usinée en creux. 5. Bogie conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un plateau fixé sur la bague supérieure de la couronne et portant une broche de centrage destinée à s'embotter dans un orifice correspondant que présente la caisse du wagon, ce plateau étant agencé pour etre fixé sous la caisse du wagon au moyen de pièces telles que des boulons. 6. Bogie conforme à l revendication-5, caractérisé en ce que l'orifice que présente la caisse du wagon pour l'emboftement de la broche de centrage est celui prévu pour la crapaudine, dans le type d'articulation à pivot. 7e Bogie conforme à ltune des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un boulon à tête noyée de fixation du plateau sous la caisse, le logement, dans le plateau, de la tête de ce boulon étant obturé, au moins partiellemen-v, par la bague supérieure de la couronne. 8. Bogie conforme à l'une des revendications I à 7, caractérisé en ce que la liaison bogie-caisse comporte uniquement la couronne de roulement précontrainte, en l'absence de tout glissoir.