Brevet FR2278550A1 — publié le 19760213

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de maintien en courbe d'un véhicule articulé comprenant au moins deux châssis consécutifs. L1invention s'applique plus particulièrement aux véhicules ferroviaires et notamment aux wagons articulés destinés au transport des automobiles. Depuis un certain temps, en raison du poids relativement faible des automobiles par rapport au volume occupé, les wagons destinés à leur transport sont constitués de raies articulées comprenant au moins deux châssis consécutifs dont les extrémités adjacen- tes sont articulées entre elles et reposent sur un faux chassis, appelé communément truck0 Chaque extrémité de châssis tourne autour d'un pivot placé dans l'axe longitudinal du faux châssis et est supporte par des appuis glissants. Le faux châssis peut reposer soit sur deux essieux et il s'agit alors d'un bogie, soit sur un seul essieu qui est maintenu le long de la bissectrice de l'angle formé par les axes longitudinaux des deux chassie au moyen de systèmes variés qui ne font pas ltobjet du présent texte. Les deux extrémités adjacentes des châssis sont reliées entre elles généralement par une articulation à rotule permettant les oscillations éventuelles des châssis autour de leur axe longitudinal, et leur rotation lors des passages en courbe, par rapport à stase longitudinal du faux chassie, ce dernier, étant comme on lta vu assujetti à rester tangent à la courbe. On a vu que chaque extrémité de chassie est articulée sur le faux chassie autour d'un pivot placé sur l'axe longitudinal du faux châssis. L1articulation entre les deux chassie ayant norma- liement que des Jeux de construction, la distance entre l'articula- tion et chaque pivot est constante. Il est bien évident, dans ces conditions, que les deux pivots doivent pouvoir se rapprocher dans les passages en courbe puisque le centre d'articulation, aligné avec les deux pivots dans les lignes droites,se trouve ,dans les courbes, décalé vers l'extérieur de la courbe et forme alors un triangle avec les deux pivots.C'est pourquoi on a été amené à prévoir divers dispositifs permettant le décalage des pivots par rapport au faux cbÀisis. Ce décalage, qui 51 effectue le long de l'axe longitudinal du faux chassies, est cependant peu important, et c'est pourquoi on utilise souvent des pivots élastiques se composant d'une pièce a matière élastique telle que du caoutchouc, maintenue entre deux sup- ports placés l'un sur le faux chassie et l'autre sur l'extrOmité de Chassie correspondante. Cette disposition permet effectivement à la fois la rotation des châssis par rapport au faux châssis, et le rapprochement nécessaire des pivots dans les courbes0 Nais le pivot élastique autorise les déplacements de chaque extrémité de châssis par rapport au faux châssis dans toutes les directions et non pas seulement le long de l'axe longitudinal du faux châssis, seul déplacement nécessaire pour l'inscription en courbe. Or on a constaté que dans certaines conditions et notamment lorsque le wagon est freiné dans une courbe, les extrémités des châssis ont tendance à se déplacer radialement vers l'extérieur par rapport au faux châssis.Ce déplacement radial est produit ges efforts transversaux qui sont transmis à ltes- sieu du faux châssis et par conséquent encaissés par les rails, la voie étant ainsi soumise à un effort de ripage transversal. Cet effort de ripage peut être important et l'invention a pour objet un dispositif permettant de remédier à cet inconvénient. Dans le procédé selon l'invention, on relie entre elles les extrémités adjacentes des châssis, sur au moins un cbté du faux châssis, par un moyen de liaison prenant appui sur chaque châssis, on capte le déplacement radial en courbe d'au moins une extrémité de châssis par rapport au faux châssis et on transforme le déplacement radial capté en un effort de limitation des variations de distance entre les points appui. Le dispositif selon ltinvention, comprend, sur au moins un cOté du faux châssis, au moins un moyen de liaison entre deux points d'appui placés chacun sur une extrémité de châssis, un organe de captage du déplacement radial en courbe de chaque extrémité de châssis par rapport au faux châssis, un dispositif de limitation des variations de distance entre les points nappai du moyen de liaison, et un moyen de commande du dispositif de limitation par 11 organe de captage en fonction des déplacements radiaux catés0 L'invention va maintenant titre décrite en se référant à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple, et représenté sur les dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique en plan d'non wagon articulé lors du passage dans une courbe. La figure 2 et la figure 3 sont deux Sues schématiques respectivement sans déplacement radial et avec déplacement radial, en coupe par un plan transversal passant par le pivot. La figure 4 est une vue de cOté du dispositif selon l'in Invention. La figure 5 est une vue de dessus du dispositif selon l'invention. La figure 6 est une vue en coupe suivant VI-VI, figure 5. Sur la figure 1, on a représenté un wagon articulé se cos- posant de deux châssis consécutifs 1 et 2 reliés entre eux par une articulation 3 et dont les extrêmités adjacentes s'appuient sur un faux chais 4 iuni d'un essieu 5, les extrémités étant reliées au faux châssis 4 chacune par l'intermédiaire d'un pivot, respectivement 6 et 7. On sait que lorsque le train freine, le freinage n'est pas réparti parfaitement sur les wagons, la locomotive freinant plus rapidement que ceux-ci, de telle sorte que chaque wagon exerce une poussée sur celui qui le précède. C'est ainsi que le wagon 8 exerce une poussée F sur le wagon 2, cette poussée étant transmise par le châssis 2 au chassis I qui lui oppose une réaction Ft. Lorsque le freinage est effectué en ligne droite les pous- sées sont exercées suivant l'axe longitudinal des wagons. En revanche, lorsque le freinage est effeetné en courbe, la poussée reçue par chaque demi-wagon est exercée suivant uae direction faisant un angle avec l'axe du chassie. Cet angle est toujours tourné vers l'ex trieur de la courbe ; il dépend de plusieurs paramètres, notamment l'angle crée entre les axes des wagons par la courbe de la voie au point considéré, les jeux de voies et de suspension ainsi que la forme des tampons.En outre, comme on l'a indiqué sur la figure,le point d'application de la force F est décalé vers l'intérieur d'uie distance (d) inférieare au demi-entre-axes des tapons 9 du fait de la plus grande compression du tampon intérieur. La valeur de (d) dépend de la courbe caractéristique du tampon. On voit bien sur la figure que la conjugaison de la poussée F et de la réaction Ftdon- ne une réaction Â qui doit entre encaissée par la voie. Cet effort risque, dans certains conditions, d'entraîner le ripage de la voie. On voit que, pour diminuer la poussée radiale sur la voie, on peut agir notamment sur la géométrie du wagon, sur l'angle que font les wagons entre eux, et le décalage latéral entre les extrêmités des wagons, enfin sur le décalage (d) dut aux différences de compression entre les tapons. La Société déposante a par exemple déjà décrit dans le brevet 2.198.443 un système de compensation des tampons permettant de ramener la poussée dans l'axe du wagon. Un tel sys- tème ne peut cependant que diminuer partiellement la poussée radiale et en outre, il nécessite une modification non négligeable des extrémité de wagons. C'est pourquoi la Société déposante a pensé que l'on pourrait également diminuer la poussée radiale de l'essieu central 5 sur la voie enaugmentant les résistances mécaniques internes à la rotation du wagon. Le principe de l'invention consiste à relier entre elles les extrémités adjacentes des châssis 1 et 2 par des moyens de liaison 10 et Il disposés de part et d'autre du faux châssis 4 et prenant appui respectivement en Âl A2, 31 32 et de s'opposer aux variations de distances entre les points d'appui lorsqu'on détecte un déplacement radial des pivots 6 et 7 par rapport au faux châssis 4. En bloquant ainsi l'articulation entre eux des châssis 1 et 2 sans les empêcher de s'inscrire dans la courbe, on pourra diminuer la poussée A sur la voie. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'in- vention est représenté sur les figures 2 à 6. les figures 2 et 3 sont des coupes schématiques dune ex trêmité de châssis par un plan radial passant par le pivot. Le châssis 1 est relié au faux châssis 4 par un pivot 6, les charges verticales étant transmises par des appuis glissants tels que des lissoirs 13. On a vu quril est nécessaire d'autoriser un certain rapprochement dans les courbes 6 et 7. Dans ce but, on utilise souvent des pivots composés d'une pièce sylindrique 16 en matière élastique centrée sur le faux châssis 4 par exemple au moyen d'une pointe 161 solidaire du faux châssis et s'engageant dans une cuvette ménagée à la partie infsrieure de la pièce 16, cette dernière ayant elle-mtme une partie supérieure conique s' engageant dans une cuvette correspondante 162 solidaire du châssis 1.De la sorte, l'axe longitudinal du châssis 1 peut tourner par rapport i celui du faux châssis 4, et l'élasticité de la pièce 16 permet un certain déplacement de la cuvette 16 par rapport à l'axe de la pointe 161. Il en résulte que, dans les courbes, les extrêmités des châssis tendent à s'écarter radialement et déforment la pièce 16 de la manière indiquée sur la figure 3. Ltune des caractéristiques essentielles de l'invention consiste à utiliser cette déformation du pivot pour détecter le déplacement radial de l'extrOmité du chas- sis par rapport au faux châssis et à transformer ce déplacement en une augmentation de la résistance interne du wagon. À cet effet,on peut utiliser un capteur 14 monté à ltextremité d'un bras inarticulé sur le châssis 1 et stappuyant sur le faux châssis 4.De la sorte, comme on le voit bien sur les figures 2 et 3, lorsque le chassis se déplace radialement par rapport au faux châssis, le capteur 14 placé du cêté intérieur à la courbe se déplace radialement, ce qui entrains une rotation du bras 15, cette rotation étant utilisée pour s'opposer à une ouverture supérieure de l'angle formé par les axes longitudinaux des châssis en limitant les variations de distances entre les points d'appui des moyens de liaison 10 et 11. Le dispositif utilisé est représenté plus en détails sur les figures 4 à 6. Le noyen de liaison établi entre les extrémité de châssis t et 2 se compose d'une barre 10 munie à une extrémité d'un organe d'appui élastique sur le châssis 1. Par exemple, l'organe dtappui élastique peut être un ressort de compression 17 placé à l'intérieur dtun bottier cylindrique 18 solidaire du châssis t et à l'intérieur duquel coulisse une plaque d'appui 19 montée à l'ex- tremité de la barre 10. L'autre extrêmité de la barre 10, tournée du ctté du chas- sis 2, est munie dtune lame 20 qui coulisse entre deux mâchoires de serrage 21, 22. La mâchoire 21 est fixée sur une plaque d'appui 23 solidaire du châssis 2. Àu contraire la stchoire 22 est mobile et montée sur une extrémité d'un bras 15 articulé sur le chassis 2 autour d'non axe 24 monté sur une chape 25 solidaire du châssis 2. Comme on l'a déjà indiqué, l'autre extrémité du bras 15 porte un galet 14 monté rotatif autour d'un axe vertical et qui s'appuie sur le faux châssis 4 par l'intermédiaire d1une surface d'appui 26. La surface d'appui 26 est une tôle ayant la forme dtun secteur cylindrique centré autour du pivot 7 du châssis 2 sur le faux chassie 4. De la sorte, lorsque l'axe longitudinal du châssis 2 tourne par rapport à celui du faux châssis 4 lors des inscriptions en courbe, le galet 14 roule le long de la surface d'appui 26 sans commander de rotation du bras 15 tant que le châssis 2 reste centré sur son pivot 7. Ceci se produit lorsque aucune poussée n'est transmise par les tampons, les wagons étant en traction pendant 1' ins- cription en courbe. Les machoires 21 et 22 restent ainsi dans leur position relative l'une par rapport à l'autre, et la lame 20 peut coulisser librement entre les michoires. De la sorte, les points d'nappai A1 et A2 de la barre de liaison 10 peuvent se rapprocher normalement lorsque le wagon se coude dans la courbe. En revanche, si une poussée provoque un déplacement radial de l'extrémité de châssis 2 par rapport au faux châssis 4 par déformation du pivot 7, on voit bien sur la figure 6 que le bras 15 tourne autour de son axe 24. La forme du bras 15 est prévue pour que cette rotation provoque un serrage de la mâchoire mobile 22 sur la mâchoire fixe 21 ; 221 suffit en effet que le bras de levier agissant sur la mAchoirelsoit parallèle à la lame 20. Les positions relatives du galet 14 et de la mtchoire 22 par rapport à l'axe 24 déterminent un effet de multiplication de l'effort.Ainsi, lorsque un déplacement radial se produit, le galet 14 placé du côté intérieur à la courbe serre les mâchoires 21 et 22 sur la lame 20 et crée ainsi un effort de friction s'opposant au coulissement de la lame 20 et d'autant plus fort que le déplacement radial tend à être important; cet effort, transmis par la barre 10, provoque une compression du ressort 17 qui crée ainsi une réaction dans le brancard du châssis 1 opposée à l'effort de poussée provoquant la défornstion transversale. On notera que, du fait que le dispositif n'entre en jeu qu'en cas de déplacement radial et exerce d'ailleurs un effort de limitation proportionnel au déplacement, il n'a aucune influence néfaste sur le comportement général du wagon en circulation. Bien entendu, on dispose deux barres 10 sur chaque côté du faux châssis 4, chacune étant munie à une extrémité d'un organe d'appui élastique sur l'un des châssis et à l'autre extrémité d'une lame passant entre mâchoires fixes sur l'autre châssis. Pour plus de simplicité, on n'a représenté sur les figures 4 et 5 qu'un seul ensemble de limitation du coulisse L'effort de limitation obtenu est donc sensiblement le double de l'effort exerce par friction sur une seule barre. Dans l'exemple représenté, le capteur 14 s'appuie sur le faux châssis 4 et il est bien évident que, dans ce cas, les moyens de liaison Il placés du conté extérieur à la courbe n'agissent pas, les capteurs s'éloignant seulement du faux châssis 4. Si l'on désirait limiter également 11 éloignement des points d'appui BI et B2 du moyen de liaison Il placé à l'extérieur, il faudrait ratiquement utiliser deux paires de mâchoires actionnées chacune par un capteur selon le sens de déplacement du châssis par rapport au faux châssis.En outre, l'or- gane d'appui elastique de la barre de liaison devrait comporter un ressort de traction. Les pièces de friction, lame et mâchoires de serrage seront en matière choisie et traitée pour assurer un fonctionnement sans détérioration. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode deréalisation qui vient d'être décrit, et à la variante envisagée. On pourrait en effet imaginer bien d'autres variantes ou remplacer les moyens employés par des équivalents pour obtenir, comme dans 11 invention, une augmentation des résistances mécaniques internes permettant de s'opposer aux déplacements radiaux des extrémités de châssis. En particulier, le système de levier utilisé pour la limitation par friction des variations de distance entre les points d'appui du moyen de liaison pourrait eatre facilement modifié sans sortir du cadre de l'invention. De même, l'organe de captage pourrait être une bielle centrée sur le pivot et articulée sur le levier de serrage ou zut capteur, par exemple hydraulique transmettant un effort à un vérin hydraulique de serrage des mâchoires. Enfin, on a décrit le dispositif dans le ces de wagons articulés sur des pivots élastiques mais l'invention s'applique également aux autres types de wagons articulés munis d'autres systèmes d'appui permettant la rotation et le déplacement des deni-cbâssis par rapport au truck. Le principe de ltinvention ne serait pas changé, le déplacement radial pouvant etre capté par exemple sur la suspension. REVEKDICATIONS 1.- Procédé de maintien en courbe d'un véhicule articulé comprenant au moins deux châssis consécutifs dont les extrémités adjacentes sont articulées entre elles et reposent sur un faux châssis muni d'organes de roulement par l'intermédiaire d'un système d'appuis permettant la rotation et le déplacement de chaque châssis par rapport aux faux châssis dans les passages en courbes, les extrémités adjacentes des châssis étant reliées entre elles sur au moins un côté du faux châssis, par un moyen de liaison prenant appui sur chaque châssis, caractérisé par le fait que l'on capte le déplacement en courbe d'au moins une extrémité de châssis par rapport au faux châssis et que l'on transforme le déplacement radial capté en un effort de limitation des variations de distance entre les points d'appuis. 2.- Procédé de maintien en courbe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'effort de limitation des variations de distance est obtenu par une friction exercée sur le moyen de liaison. 3.- Procédé de maintien en courbe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on capte le déplacement radial et qu'on le transforme en un effort de limitation au moyen d'un système à démultiplication mécanique prenant appui à une extrémité sur le faux châssis et à l'autre extrémité sur un organe exerçant sur le moyen de liaison un effort de friction proportionnel au déplacement radial capté. 4.- Dispositif de maintien en courbe d'un véhicule articulé comprenant au moins deux châssis consécutifs dont les extrê- mités adjacentes sont articulées entre elles et reposent sur un faux châssis muni d'organes de roulement, par l'intermédiaire d'un système d'appuis permettant la rotation et le déplacement du chas- sis par rapport au faux châssis, caractérisé par le fait qu'il comprend sur au moins un côté du faux châssis, au moins un moyen de liaison entre deux points d'appui placés chacun sur une extrémité de châssis, un organe de captage du déplacement radial en courbe de chaque extrémité de châssis par rapport au faux châssis, un dispositif de limitation des variations de distance entre les points d'appui du moyen de liaison, et un moyen de commande du dispositif de limitation par l'organe de captage en fonction des déplacements radiaux captés. 5.- Dispositif de maintien en courbe selon la revendicatior 4, caractérisé par le fait que le moyen de liaison entre les extr- mités de châssis est une barre sensiblement parrallèle à l'axe longitudinal du faux châssis, que le dispositif de limitation des variations de distance comprend au moins deux mtchoires placées de part et d'autre d'une extrémité de la barre et formant l'un des points d'appui, et que le moyen de commande du dispositif de limitation est un organe de serrage de mtchoires sous un effort proportionnel au déplacement radial capté. 6.- Dispositif de maintien en courbe, selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'organe de serrage comprend au moins un levier articulé sur le châssis, actionné à une extrémité par l'organe de captage du déplacement radial et s'appuyant à l'autre extrémité sur l'une des mâchoires, l'autre maehoire étant fixée au châssis. 7.- Dispositif de maintien en courbe, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'organe de captage comprend un galet s'appuyant sur un secteur circulaire solidaire du faux châssis et centré autour du pivot correspondant. 8.- Dispositif de maintien en courbe, selon les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que le galet est monté à une extrémité du levier de serrage des mtchoires. 9.- Dispositif de maintien en courbe, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'une des extrémités de châssis comporte un organe d'appui élastique du moyen de liaison.