Brevet FR2289382A1 — publié le 19760528

La conception des vdhicules ferrovleires doit tenir compte aujourd'hui, d'une part, des vitesses élevées exigées en service, d'autre part, dans certains pays au moins, des projets envisagés et des réalisations effectuées d'attelages automatiques. L'étude globale, qui tient compte des nécessités d'obtention d'un fonctionnement satisfaisant, notamment quant aux domaines précités, aboutit à la réalisation de dispositifs qui font l'objet de l'invention. Celle-ci est donc relative à un dispositif combiné d'attelage et de tamponnement d'un véhicule ferroviaire constitué par un cassis auxiliaire lie au chassies principal dudit véhicule et muni d'une zone d'attelage centrale. Ce chassies auxiliaire possède deux organes de liaison qui sont disposés à des distances sensiblement égales de la zone d'attelage centrale. Deux organes élastiques, déformables en traction et en compression, sont fixés sur le ch ssis principal en étant situés sur une ligne sensiblement horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit chassis principal, cependant qu'un organe élastique est interposé entre chaque organe de liaison et le châssis principal. De manière avantageuse, le chassis auxiliaire comprend deux parties. Une première partie de ce chdssis est munie des organes de liaison, cependant que la deuxième partie, munie de la zone d'attelage centrale, est articulée sur ladite pcemière partie autour d'un axe horizontal transversal. Dans ce cas, préférentiellement : - un plancher est fixé sur la deuxième partie qu'il recouvre, - un dispositif de blocage, connu en soi, des deux parties du chassis auxiliaire l'uoepar rapport à l'autre est prévu. Lorsque le véhicule possède à chaque about, de manière connue en soi, un essieu, la ligne de fixation des organes élastiques sur le chassis principal est avantageusement contenue dans le plan vertical transversal passant par ledit essieu. Ledit essieu peut, en particulier, hêtre monte sur le chassies auxiliaire,.qui fonctionne alors en bissel. En outre, lorsque le véhicule possède, de manière connue en soi, un bogie, la ligne de fixation des organes élastiques sur le chassis principal est contenue dans un plan vertical sensiblement équidistant des deux essieux dudit bogie. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaitront au cours de la description de réalisations donnes ci-dessous à titre d'exemple. Ii est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre il!dieatif et non limitatif. I1 sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente la partie inférieure de l'extrémité d'un wagon munie d'un "pseudo-bissel" conforme à l'invention - la figure 2 est une coupe d u détail d'un des organes élastiques utilisés dans la réalisation du "pseudo-bissel" de la figure 1 - la figure 3 représente une variante de réalisation du dispositif de la figure I - la figure 4 représenta une caractéristique avantageuse que peut comporter la variante - les figures 5 et 6 représentent deux autres réalisations d'un dispositif confonne à l'invention ; et - la figure 7 représente deux wagons conformes aux réalisations des figures 5 et 6, dans la configuration dans laqudllè ils sont attelés l'un à l'autre et disposés dans une courbe de la voie. - Au châssis principal I du wagon, représenté sur la figure 1, est reliéun chassies auxiliaire 2. Ce dernier est constitué par deux poutres longitudinales 3, parallèles à- l'axe longitudinal 4 du wagon et réunies par une traverse 5. Sur chaque longeron 6 du chassis principal 1 est fixé un boîtier 7. On note que l'extrémité de chaque poutre 3 est munie d'une tige 9 qui en est solidaire et qui comporte un double épaulement 10. La tige 9 pénètre dans le bottier 7 qui contient l'épaulement 10. Entre chaque fond il du boîtier 7 et chaque face de l'épaulement 10 est disposé un ressort de compression 12. Une troisième poutre 13, formant timon, est solidaire du chassies auxiliaire 2 et s'étend vers l'extrémité du wagon, sensiblement dans le plan vertical contenant l'axe 4. L'axe d'articulation 14 de l'attelage automatique 15, ou, pour les wagons munis d'attelage classique, l'attache du crochet usuel de remorquage est lui-même fixé sur la poutre 13. On remarque qu'un essieu 16 à deux roues 17 est monté à rotation sur le chas'ils auxiliaire -2 au moyen de paliers schématiquement représentés en 18. L'essieu 16 est disposé horizontalement et transversalement dans le meme plan transversal 19 que celui contenant le double épaulement 10. En outre, l'axe 14 est équidistant des deux doublesépaulemetts 10 qui sont eux-mêmes situés sur une droite transversale horizontale. Dans la variante des figures 3 et 4, on retrouve les éléments déjà décrits. On remarque cependant que les poutres 3 sont maintenant réalisées, chacune, en deux parties distinctes 3a et 3b. Les poutres 3a sont munies des tiges 9, cependant que les poutres 3b sont solidaires de la poutre timon 13, à laquelle elles sont reliées par des poutres obliques 20. Les poutres 13 et 20. sont d'ardeurs disposées en Y. En outre, casque poutre 3b est articulée sur la poutre 3a correspondante autour d'un axe transversal horizontal 21. Enfin, des planchers 22 et 23 recouvrent, respectivement, le chassis principal 1 jusqu'à l'aplomb des axes 21, et le chassis auxiliaire-2 jusqu'S l'aplomb également des axes 21. Selon la variante de la figure 4, on a prévu de rendre solidaire de la poutre 3b un sabot 24. Un contre-sabot 26, monte coulissant sur une traverse auxiliaire 25 solidaire du longeron 6 du chassies principal, est attelé à une vis 27 à pas inversés et peut coopérer avec le sabot 24 pour bloquer en position par rapport au longeron 6 la poutre 3b, interdisant ainsi le pivotement de cette poutre 3b autour de l'axe 21. Bien-entendu, deux sabots sont prévus, un pour chaque poutre 3b, ainsi~que deux contre-sabots qui sont attelés, l'un à l'un des filets, l'autre à l'autre filet de la vis 27. Selon un principe analogue aux réalisations déjà décrites, on peut réaliser- les dispositifs des figures 5 et 6. Trois bras 28, 29, 30 solidaires, disposés en Y, sont fixés au chassies principal 1 du wagon. A cet effet, les extrémités des bras 28 et 29 sont munies de tiges 9 comportant un double épaulement 10. Cet épaulement 10 est contenu dans le boîtier 7 déjà décrit et est disposé entre deux ressorts 12. Dans la réalisation de la figure 5, les deux doubles épaulements 10 sont situés dans le plan transversal vertical passant par un essieu 31 à deux roues 17, essieu 31 monté rotatif dans des paliers 32 fixes sur le chassis principal 1. Une disposition analogue à celle de la figure 5 est représentée sur la figure 6 qui représente le cas de wagon à deux bogies, à deux essieux 33 et 34 chacun. Chaque bAti 36 de bogie est articulé autour d'un axe vertical 35 sur le chassies principal 1. On note alors que les épaulements 10 sont situés dans le plan transversal vertical passant par l'axe 35 correspondant. Dans les deux dispositions ci-dessus (figures 5 et 6), le bras 30 fait fonction de timon d'attelage et est muni d'un moyen d'attelage extrême 37, permettant en l'espèce de le rendre solidaire du bras 30 du wagon adjacent. En outre, l'ensemble des bras 28, 29, 30 peut atre dédoublé en deux batis articulés l'un à l'autre autour d'un axe horizontal, de maniere analogue aux bras 3a et 3b des réslisations des figures 3 et 4, chaque bâti étant recouvert par un plancher. Certaines distances sont repérées ; il s'agit : - de la distance 2d entre essieux 31, ou entre axes 33, de bogies, dénommée empattement du véhicule ; - de la distance 21, qui constitue la longueur du chassies principal 1 ; - et de la distance 2L entre les moyens d'attelage 37 dudit véhicule. D'autres distances se déduisent des précédentes. Il s'agit, notamment, du porte-a-faux (l-d). On aura noté, sur la figure 1, la présence, à l'extrémité du chassis principal 1, de deux tampons latéraux 38. Naturellement, ces tampons 38, représentés-en traits interrompus, ne sont retenus que lorsqu'd la-place de l'attelage automatique 15 il y a le classique crochet de remorquage. Enfin, en regard de la figure 7, sont représentis les extrémités de deux wagons attelés l'un à L'autre, l'essieu 31 de l'un et le bogie 36 de l'autre étant en appui sur les rails 39 d'une voie ferrée au moyen des roues 17. Les avantages des dispositions qui ont été décrites vont maintenant 8tre exposés. Les réalisations des figures 1 et 2 ont été dénommées des "pseudobissels". En effet, si le chassies auxiliaire 2 qui est muni de-l'essieu 16 n'est pas articulé sur le chsssis principal 1, comme le serait un vrai bissel, il n'en-est pas moins mobile par rapport à ce chassies 1, au moins dans certaines limites. Il convient alors de remarquer que la mise en service de ;'attelage- automatique européen a entraîné une modification, et éventuellement des transformations de la construction des ch2ssis, l'effort de compression paf tant de l'axe 1;. Dans le cas d'un wagon à bissels, cette transmission des efforts partait de l'axe 14 pour entre transmise à l'axe d'articulation du bissel sur le chassies 1, reportant ainsi vers le centre la zone de modification du châssis. D'autre part, lors de la circulation en courbe, un dispositif de contrôle de la rotation du bissel et un rappel étaient nécessaires. De plus, certaines particularités de la circulation en courbe orientaient les constructions vers l'emploi d'articulations redresseuses dont la fiabilité, avant les révisions périodiques, paraissait douteuse. Sur la figure 1, les épaulements 10 sont représentés au droit de l'essieu 16, le point fictif d'articulation qu'ils constituent étant alors sur l'essieu. Les courbes de flexion des ressorts 12 sont progressives, de sorte qu?en traction comme au choc les amorces de courbe-permettent la rotation du "pseudo-bissel, donc de l'essieu 16, comme s'il existait un pivot réel. Au contraire, de brusques accélérations longitudinales raidissent la rotation, évitant un déplacement qui serait nuisible. Ainsi, toute rotation du"pseudo-bissel" se trouve rappelée axialement sans intervention d'un autre rappel spécial. De plus, aussi bien dans le cas de persistance des tampons latéraux qu'après leur suppression, la forme du "pseudo-bissel" reporte lteffort central au droit des longerons 6, de sorte que des wagons existants n'ont à subir aucune transformation, hormis la mise en place d'un chassies auxiliaire 2 lié au chassis 1 et qui devient pratiquement l'inverse des ensembles proposés, par ailleurs, pour répondre à une éventuelle période de transition pendant I'application de l'attelage automatique. La mise en service de l'attelage automatique n'entraîne rien de plus que le remplacement du crochet de traction par l'attelage automatique 15-. et le démontage des tampons latéraux 38. Il-est d'ailleurs à remarquer que ces tampons latéraux peuvent être réutilisés lorsqu'ils sont modernes et de capacité suffisante. Une possibilité complémentaire est de rendre inclinable une partie 23 du plancher. Par une adaptation assez simple, il devient possible, partant de la construction précédente3 d'utiliser des abouts inclinables, dans la limite des organes en présence, et en prévoyant éventuellement un about construit en deux parties : la première constituée par le timon 13 qui devient articulé, et l'autre par un platelage 23 léger qui suit le précédent dans ses mouvements verticaux. La figure 3 représente la disposition proposée qui diffère de la précédente par l'interposition d'une articulation double horizontale 21, permettant, à l'arrat, d'abaisser et de relever le plan 23 du châssis auxiliaire 2. A titre d'exemple de montage, la partie 3b n'est solidaire qu'indirectement de la traverse 25, par l'intermédiaire du contre-sabot 26 venant bloquer le sabot 24, par l'intermédiaire de la vis 27, et assurant la transmission des efforts latéraux au chEssis 2, la libération de ce blocage par un volant de manoeuvre,situd latéralement ou sous le véhicule, permet au timon 13 et à la partie 3b de s'incliner jusqu'au sol, en entranant le platelage supérieur 23, ce dernier étant aux abouts d'une construction légère en raison de I'empa tcement augmente du wagon à "pseudo-bissels" Selon les caractéristiques imposées au wagon, et notamment le porte-à-faux, l'avant-bec inclinable du bissel, ainsi que le platelage qu'il supporte, ne sont pas manoeuvrésss mais seulement calés par le dispositif cité à titre d'exemple. En effet, le relevage est effectué soit par un vérin mobile porté par le wagon, soit par un treuil du modèle déjà utilisé dans les wagons porte-automobiles. Bien entendu aussi, l'avant-bec est contre-fiché-en partant d'un montant vertical, également selon la technique des wagons porte-automobiles. Dans le cas d'un wagon normal à munir du "pseudo-bissel" inclinable, il comportera également quatre chandelles aux extrémités des poutres maîtresses pour utiliser un contreventement ; il faut noter toutefois qu'il sera parfois suffisant d'allonger le cadre fixe du bissel vers l'avant. En résumé, la disposition permet a) la suppression du point d'articulation du bissel classique et le renforcement du chassis permettant de transmettre 200 tonnes à partir de ce point, b) le report direct de cet effort (et de l'effort de traction) sur les poutres actuellement en service, c) l'obtention gratuite d'un rappel efficace de "pseudo-bissel", d) la possibilité de réutiliser des tampons latéraux, e) l'élimination des articulations redresseuses, f) la faculté pour un wagon de présenter des abouts inclinables, de sorte que le chargement et le déchargement par les extrémités n'exigent plus de quai surélevé et peuvent s'effectuer en un point quelconque des voies, meme en dehors des gares, cette dernière disposition s'appliquant tout particulièrement aux wagons porte-automobiles, à simple ou double plancher. Par tailleurs, les études d'application de -l'attelage automatique aux wagons de l'Europe occidentale, dont un grand nombre à essieux parallèles, ont permis de mieux apprécier l'influence de leurs caractéristiques de construction sur le comportement en marche en particulier dans les courbes et au refoulement des rames. Les controverses ont parfois conduit à une préférence donnée aux wagons à bogies qui semblent mieux résoudre certaines difficultés techniques, mais qui, par contre, ne peuvent répondre à toutes les conditions d'exploitation ;-celles-ci exigent en réalité l'emploi, sans exclusive, de plusieurs types de véhicules,dont les wagons à deux ou trois essieux. Parmi les caractéristiques les plus saillantes, il faut retenir les suivantes concernant a) l'empattement 2d Pour le matériel à bogies, la limite de ltémpattement 2d ne vient pratiquement que de l'engagement du gabarit en courbe amenant une réduction de surface au plancher. Pour le matériel à essieux non orientés, les prescriptions internationales fixent une limite dérivant des conditions d'inscription en courbe, c'est-d-dire une limite de l'angle d'attaque au contact du boudin de la roue et du rail ; cet angle augmente avec 2d et peut provoquer un déraillement. De là, l'intérêt d'utiliser des essieux orientés, notamment par l'usage de bissels. b) le porte-à-faux (l-d) Cet élement est capital, tant pour les wagons à bogies que pour les wagons à essieux. En effet, les composantes transversales sont transmises à la roue en les amplifiant dans le rapport (lad)2, ce qui est nocif pour tous les types de véhicules. Il a été perdu de vue assez souvent que le matériel roulant américain à bogies, muni d'attelages automatiques, depuis exactement un siècle, présente un porteàfaux faible, les roues extr & es étant pratiquement à l'aplomb des traverses de tete. Pour les wagons à essieux, les deux caractéristiques a! et b) orientent la recherche d'une solution vers le wagon à bissels, puisque l'angle d'attaque y est réduit, et que, de ce fait, l'empattement peut Entre augmenté et les porte-à-faux réduits. Dans cet ordre d'idées, l'objet-de la variante des figures 5 à 7 réside dans la construction et l'utilisation d'un chassies de wagon articulé comportant un "faux-bissel" à chaque about, de façon à éliminer les composantes nocives provoquées par un porte-à-faux important. il convient de préciser que cette disposition s'applique aussi bien aux wagons à bogies qu'aux wagons à essieux parallèles. De plus, elle est aussi valable pour des wagons à tampon central non munis d'attelage automatique. La figure 5 représente en plan deux abouts de wagons à essieux. Dans le "faux-bissel", les efforts sont reportes sur un couple de ressorts 12 placés soit au droit de l'essieu 31j soit au droit du pivot 35 de bogie 36. En principe, donc, le montage revient à une translation des tampons latéraux actuels Jusqu'à l'emplacement défini ci-dessus ; les efforts y sont transmis par le "faux-bissel" en Y. En d'autres termes, le tampon central actuellement prévu est scindé en deux et constitue un joug équilibré pour reporter les efforts au chassies principal 1. Ce montage conduit à créer un "faux-bissel" très standardisé dont les cotes ne dépendent que du porte-à-faux l-d. Les deux parties extrêmes du chassies peuvent etre très allégées. De plus, ainsi qu'il a été précisé antérieurement pour les "pseudo-bissels", le bloc en Y du "faux-bisse.1 peut hêtre articulé horizontalement de façon à créer des abouts inclinables permettant le chargement et le déchargement en pleine voie. Sur le plan du fonctionnement, les efforts ne sont transmis au chassis que par l'intermédiaire du Y (28, -29, 30) lié aux ressorts latéraux 12 s'appuyant sur le chassis 1 au plus près de l'axe de l'essieu 31. L'attelage (30-37-30) dtant frigide, le Y a tendance à se placer perpendiculairement à la direction de l'effort F, en agissant sur les ressorts 12. L'effort nocif transversal F x p n'est transmis qu'avec un moment très réduit dépendant de la mise en place des ressorts 12 au droit de l'essieu 31. Tout se passe comme si le porte-à-faux avait été éliminé. Avec un bras d'attelage 30-37-30 plus long, le porte-à-faux ne serait finalement limité que par le gabarit, sans influence sur les risques déjà connus. En outre, il faut retenir que le mode de transmission par un Y et un ressort 12 dédoublé assure le meilleur auto-alignement possible des véhicules. Le montage utilisant un "faux-bissal" est particulièrement économique et s'applique facilement au matériel déjà en service. Pour les wagons à bogies (figure 6), l'action du montage en Y est la même que pour un wagon à essieux, puisqu'elle élimine l'effet du porte-à-faux, donc l'action des composantes transvervales nocives. Comme, d'autre part, l'adoption du bogie réduit les angles d'attaque des boudins de roue, il s'ensuit que tout risque de déraillement se trouve éliminé, meme avec porte-à-faux important. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourront leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif combiné drattelage et de tamponnement d'un véhicule ferroviaire constitué par un châssis auxiliaire, qui est relié au châssis prin cipal dudit véhicule, qui est muni d'une zone d'attelage centrale, et qui possède deux organes de liaison disposés à des distances sensiblement égales de la zone d'attelage centrale, cependant que deux organes élastiques, déformables en traction et en compression, fixés sans pivotement sur le châssis principal, sont situés sur une ligne sensiblement horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit châssis principal, caractérisé en ce que ledit châssis secondaire est relié au châssis principal, uniquement au moyen d'organes elastiques, et entre que le véhicule possédant à chaque about, de manière connue en soi, un essieu, la ligne de fixation des organes élastiques sur le châssis principal est contenue dans le plan vertical transversal passant par ledit essieu. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit essieu est monté sur le châssis auxiliaire. 3. Dispositif combiné d'attelage et de tamponnement d'un véhicule ferroviaire constitué par un chassies auxiliaire, qui est relié au châssis principal dudit véhicule, qui est muni d'une zone d'attelage centrale, et qui possède deux organes de liaison disposés à des distances sensiblement égales de la zone d'åtte- lage centrale, cependant que deux organes élastiques, déformables en traction et en compression, fixés sans pivotement sur le châssis principal, sont situés sur une ligne sensiblement horizontale perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit châssis principal, caractérisé en ce que le véhicule possédant, de manière connue en soi, un bogie; la ligne de fixation des organes élastiques sur le châssis principal est contenue dans un plan vertical sensiblement équidistant des deux essieux dudit bogie. 4. Dispositif selon lùne quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le châssis auxiliaire comprend deux parties et en ce qu'une première partie de ce châssis est munie des organes de liaison, cependant que la deuxième partie, munie de la zone d'attelage centrale, est articulée sur ladite première partie autour d'un axe-horizontal transversal. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de blocage, connu en soi, des deux parties du châssis auxi Maire l'une par rapport à l'autre.