Brevet FR2328651A1 — publié le 19770520

La présente invention est relative à un bogie pour une grue mobile, comprenant un châssis ayant une ossature porteuse pour les roues, permettant une répartition uniforme de la charge sur tous les éléments. Un tel bogie, dont on connait quelques types, permet la répartition du poids de la grue sur toutes les roues. Cet agencement permet d'obtenir un équilibrage des différences localisées éventuelles de charge, de sorte que la durée de vie des roues est optimale, en ce qui concerne les forces s'exerçant verticalement. Cependant, lorsqu'il existe des forces transversales, les réalisations classiques n'assurent pas un équilibrage, de sorte que ces forces doivent principalement être supportées par une seule roue ou un seul rebord de roue. Ceci provoque souvent l'apparition d'une surcharge et d'une grande usure. Dans le cas d'une très grande grue, cet inconvénient conduit à une limitation de la capacité de levage ou à une complication de la construction du bogie, afin de surmonter cet inconvénient. L'invention a pour but de réaliser un bogie ne présentant pas ces inconvénients. Suivant l'invention, au moins deux roues sont prévues dont chacune agit dans une direction perpendiculaire à l'autre, ces roues coopérant avec une ossature de support (d'équilibrage), permettant une compensation de la charge dans les deux directions précitées. L'invention concerne également un bogie comportant des paires de -roues,portées par des essieux oscillants,ces paires de roues transmettent la charge verticale à deux rails parallèles, tout en utilisant des dispositifs d'équilibrage disposés dans le sens du déplacement. Suivant l'invention, un tel bogie comprend une seconde paire de roues entre les rails,pour un guidage dans le sens transversal, ces roues étant disposées dans un plan horizontal, la suspension des dispositifs d'équilibrage permettant non seulement un mouvement de pivotement autour d'un axe transversal,mais également autour d'un axe vertical. La souplesse d'utilisation désirée du bogie peut également entre obtenue au moyen d'une suspension à cardan, mais de préférence, chaque dispositif d'équilibrage est supporté dans le châssis du bogie au moyen d'un joint à rotule. Un tel joint peut supporter des forces considérables et fournit la compensation désirée de la charge dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre. L'axe principal du joint peut etre monté transversalement à la direction du déplacement, mais ceci implique un encombrement important de sorte que le caractère compact du bogie en est affecté. L'axe principal de chaque joint à rotule est par conséquent disposé de préférence dans la direction du déplacement, tandis que des moyens sont prévus pour limiter le basculement du dispositif d'équilibrage autour de cet axe. Dans un type de bogie qui est souvent utilisé, au moins deux dispositifs d'équilibrage élémentaires sont reçus dans un dispositif d'équilibrage principal de coordination. Le dispositif principal d'équilibrage consiste, suivant l'invention, en une construction formée de plaques, ayant des parois d'extrémité verticales disposées transversalement à la direction du déplacement, et portant chacune le joint à rotule du dispositif d'équilibrage élémentaire correspondant. Un avantage important dans l'utilisation de joints à rotule est que les étroites tolérances de fabrication en ce qui concerne l'emplacement et la direction des alésages peuvent presqu'entièrement etre négligées,par suite de la mobilité et de la possibilité de réglage de tous les organes du bogie.De plus, cette mobilité assure l'équilibrage désiré des charges pouvant apparaitre. La suppression de ces tolérances rend possible une fabrication considérablement meilleur marché. L'invention est particulièrement avantageuse dans le cas d'un bogie à double voie comportant des paires de roues avec des essieux os cillants,reliées au dispositif d'équUibIra éITt-ntaireLCe Ce dernier bogie com- prend des dispositifs d'équilibrage élémentaire comportant chacun une barre qui est montée dans un manchon, cette barre portant les essieux oscillants, et une plaque de base, qui est fixée sur le manchon qui porte les roues transversales de guidage. L'invention permet d'absorber des forces dirigées vers le haut, qui prennent parfois naissance dans le bogie sans utiliser une ossature auxiliaire faisant saillie sur le bogie. L'invention propose d'utiliser une troisième paire de roues montée dans le bogie, pour absorber les forces de basculement dirigées vers ie haut,deux ou quatre de ces roues étant toujours suspendues, au moyen d'un tirant et d'une butée à billes, sur la plaque de base d'un dispositif compensateur élémentaire. L'invention permet également de régler le bogie avec précision, et de l'adapter à la forme de la voie. Dans ce but, chaque essieu oscillant est relié par l'intermédiaire d'un joint à rotule avec la barre, superposée, du dispositif d'équilibrage élémentaire, cependant qu'une ossature d'immobilisation définit la position des deux roues respectives. L'invention est également appliquée à la construction d'une voie pour un bogie à double voie, la voie consistant en deux plaques parallèles espacées. Suivant llinvention, ces plaques sont supportées par une rangée d'organes de support plate en forme de UT qui sont réliés entre eux par des plaques longitudinales et par de courtes plaques transversales qui relient à deux niveaux alternativement l'âme de chaque organe de support avec les organes adjacents. On obtient ainsi une construction de voie extrêmement rigide qui est particulièrement appropriée pour etre fixée sur le pont d'un navire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa raitront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels - la Fig. 1 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle d'un bogie à double voie pour grue, ayant huit roues pour supporter la charge verticale,quatre roues pour supporter la charge transversale, et seize roues pour supporter les forces de basculement dirigées vers le haut, cette Fig. montrant également la construction d'une voie;; - les Fig. 2 et 3 sont des vues en coupe suivant les lignes II-II et III-III de la Fig. 1 -les Fig.4a et 4b représentent respectivement une vue en plan du bogie représenté à la Fig. 1, destiné à être utilisé avec une voie ferrée rectiligne et une vue en plan d'un bogie destiné à être utilisé sur une voie ferrée circulaire; - les Fig. 5 et 6 sont des vues en coupe verticale suivant les lignes V-V et VI-VI des Fig. 4a et 4b - les Fig. 7 et 8 montrent deux détails à plus grande échelle du dispositif d'équilibrage élémentaire du bogie représenté aux Fig. 1 à 6 - la Fig. 9 est une vue partielle en élévation latérale et en coupe partielle d'un bogie de grue pour voie unique, ayant quatre roues ; ; - les Fig. 10 et 11 sont des vues en coupe verticale suivant les lignes X-X et XI-XI respectivement de la Fig. 9 - la Fig. 12 est une vue en plan, du côté droit, du bogie représenté à la Fig. 9, et montre dans sa partie de gauche une coupe horizontale suivant la ligne XII-XII de la Fig. 9. On voit au dessin que le bogie pour grue comprend un châssis 1 et huit roues verticales 2 pour absorber la charge verticale. Ces roues sont disposées par paires sur un essieu oscillant 3 dont la partie centrale présente la forme d'un bloc, et porte un joint à rotule 4. Deux paires de roues 2 sont également reliées au moyen d'un dispositif d'équilibrage élémentaire 5 (Fig. 7) par l'intermédiaire de ce joint 4. La Fig. 7 montre la construction de ce dispositif d'équilibrage élémentaire qui comprend une barre 7 disposée dans un manchon 6, portant les essieux oscillants 3. Le dispositif d'équilibrage comprend en outre une plaque de base 8 qui est fixée sur les manchons 6 par deux supports 9. La barre 7 comporte en son milieu un joint 10 à rotule qui soutient une paroi verticale 11 d' extrémité du dispositif d'équilibrage principal 12. La plaque de base 8 porte deux roues de guidage 13 transversales. Une troisième paire de roues 14 est prévue pour absorber les forces de basculement dirigées vers le haut. Dans ce but, deux ou quatre roues 14 sont toujours suspendues à la plaque de base 8 d'un dispositif d'équilibrage élémentaire 5 par l'intermédiaire d'un tirant 15 et d'une butée à billes 16. Les roues 2,13 et 14 coopèrent avec une voie 17 représentée aux Fig. 1 à 3. Cette voie comprend deux plaques parallèles 18 espacées portées par une rangée d'éléments de support 19plats,verticaux et en forme de U, qui sont reliés entre eux par des plaques longitudinales 20 et de courtes plaques transversales horizontales 21. Les plaques transversales relient en alternance chaque élément de support 19 avec un élément adjacent, à deux ni veaux différents,de de façon à constituer une voie capable d'absorber à la fois les forces dirigées transversalement et vers le haut. Cette structure est particulièrement appropriée pour constituer de courtes voies, comme par exemple sur le pont d'un navire.La structure inférieure de forme crénelée constituée par les plaques transversales 21 et l'âme des éléments de support 19 procure une rigidité considérable. De plus,lteau de pluie peut s'écouler facilement laté ralement. En raison de la présence du joint à rotule 10 entre la paroi d'extrémité 1 1 du dispositif d'équilibrage principal 12 d'une part et du dispositif d'équilibrage élémentaire 5 d'autre part, on obtient un troisième degré de liberté permettant au dispositif d'équilibrage 5 de basculer autour d'un axe dans la direction du déplacement. Pour limiter ce mouvement de basculement, il est prévu des moyens consistant en deux cloisons transversales 22 disposées de part et d'autre de la paroi d'extrémité 11, et un organe de liaison 23.Les cloisons transversales 22 sont fixées sur le manchon 6 du dispositif d'équilibrage 5. L'organe de liaison 23 constitue un bloc coulissant disposé dans la direction du déplacement, qui est fixé aux deux cloisons transversales 22.La partie centrale de l'organe 23 est montée mobile dans une encoche 24 de la paroi d'extrémité Il (Fig. 2 et 3), Comme indiqué plus haut, chaque essieu oscillant 3 de deux roues 2 est relié par l'intermédiaire d'un joint à rotule 4 à la barre 7 du dispositif d'équilibrage élémentaire 5. Dans ce cas également, il existe un degré supplémentaire de liberté qui permet une rotation de la paire de roues autour d'un axe vertical par l'intermédiaire du joint à rotule 4. Ce degré de liberté supplémentaire est utilisé pour régler exactement chaque paire de roues 2 en vue de les adapter à la voie qui peut présenter une forme rectiligne ou incurvée. Dans ce but, il est prévu un agencement d'immobilisation, pour définir la position des paires de roues respectives 2.Cet agencement consiste en- un élément latéral tubulaire 25 de l'essieu oscillant 3, et en un prolongement 26 de la barre 7, dans ledit élément tubulaire 25. Un joint à rotule 27 est monté à l'extrémité de ce prolongement 26,la bague externe de ce joint à rotule présentant un jeu important par rapport à l'élément latéral tubulaire 25. Cette bague externe est reliée à un flasque 28 qui est fixé de façon réglable sur l'élément latéral 25. En faisant coulisser l'élément latéral 25 rotatif, qui est solidaire avec l'essieu oscillant 3,la position de la paire de roues 2 peut être réglée correctement, après quoi le flasque 28 est relié rigidement à l'élement latéral 25. On remarquera que tous les cinq joints à rotule sont agencés sur la barre 7 du dispositif d'équilibrage élémentaire 5i c'est à dire le joint 10 dans la partie centrale,les joints 4 dans les parties d'extrémité, et les joints 27 sur le prolongement 26. La bague interne du joint 10 est emprisonnée entre deux parties de manchon 6 qui à leur tour amont immobilisées par la bague interne des joints 4. Cet ensemble est emprisonné au moyen d'écrous 29 qui sont disposés sur les prolongements 26. On remarquera également que les roues 14 destinées à supporter les forces dirigées vers le haut sont également agencées par paires (Fig. 3) et sont portées sur un essieu oscillant 30. Ces essieux peuvent tourner autour d'une chape 31 fixée sur le tirant 15. Un écrou 32 du joint à rotule 16 permet de supprimer le jeu entre les roues 14 et les plaques 18. Le dispositif principal d'équilibrage 12 comporte > non seu- lement les deux parois d'extrémité 11, mais également deux cloisons transversales 33 entre lesquelles est monté un joint à rotule 34. Ce joint est relié à une paroi transversale 35 disposée entre les cloisons 33, des supports 36 étant fixés sur la paroi transversale, afin de supporter la charge (Fig. 1 et 3). Le troisième degré de liberté qui existe également (comme dans le joint à rotule 10) est supprimé en utilisant; un organede liaison 23 fixé dans lesicloisons transversales 35 et engagé avec un certain jeu dans une encoche 24 prévue dans la paroi transversale 35. Lorsque le bogie est destiné à être utilisé sur une voie in curvée,la paroi d'extrémité 11 est légèrement inclinée et dirigée vers le centre de la partie incurvée de la voie. Cette construction est représentée en plan à la Fig. 4b De plus, les paires de roues 2 Peuvent dévier légererent par report à la position perpendiculaire, comme cela est nécessaire dans une voie recti ligne, tout en utilisant l'ensemble d'immobilisation 25 > 28 décrit plus haut. Les essieux oscillants 3 peuvent alors etre dirigés exactement vers ledit centre de la courbe. Grâce à ces moyens simples,les roues 2 peuvent hêtre empêchées de déraper et de frotter. Les roues transversales de guidage 13 sont remplacées dans cet exemple par une liaison à tige (non représentée) avec une broche centrale. La périphérie des roues 2 est de préférence conique (Fig. 6), le 'sommet du cône deftrouvant au centre de courbure de la voie, La jante 37 des roues 2 présente une denture interne 38 qui coopère avec un pignon 39 d'un moteur 40 par l'intermédiaire d'une boite de réduction 41 à engrenages. Le moteur et la boite de réduction sont fixés sur l'essieu oscillant 3 de la paire de roues correspondantes (Fig. 5 et 6). On remarquera que la charge de l'élément de liaison 23 dans certains cas, par exemple dans les grues à portique, peut fournir une information de la vitesse exacte de rotation du moteur. Cette charge de l'organe de liaison peut être mesurée et utilisée ensuite pour régler la vitesse de rotation des moteurs 40. Le mode de réalisation des Fig. 9 et 12 constitue une forme simplifiée du principe d'équilibrage suivant l'invention. Chaque dispositif élémentaire d'équilibrage 42 comporte deux roues 2 présentant des rebords 43 et entre lesquelles la partie supérieure du rail 44 s'ajuste exactement. Le dispo sitif d'équilibrage 42 est constitué de deux plaques parallèles 45 entre lesquelles sont montés les essieux fixes 50 des roues. Deux cloisons transversales 46 qui correspondent aux cloisons transversales 22 de l'ensemble de bogie à double voie sont montées dans la partie centrale. Entre les cloisons transversales est disposé un joint à rotule 47 qui correspond au joint 10. La charge principale verticale peut être transmise par l'intermédiaire d'une paroi d'extrémité 48 reliée à un dispositif d'équilibrage principal 49. Le troisième degré de liberté du dispositif d'équilibrage élémentaire 42 est limité au moyen d'un organe de liaison 23 disposé entre deux cloisons transversales 46, et une cavité 24 prévue dans la paroi d'extrémité 48, d'une façon analogue à celle décrite en référence au dispositif d'qui librage 5. La charge exercée sur le dispositif principal d'équilibrage 49 peut etre transmise par des supports 36 etun joint rotule 34 d'une façon analogue à celle décrite en référence aux Fig. 1 à 3. Les deux modes de réalisation décrits doivent être considérés comme des exemples de construction de bogies suivant l'invention. Il est évident qu'il est possible d'utiliser un dispositif d'équilibrage élémentaire avec des roues en tant que bogies individuels. I1 est également possible d'agrandir deux bogies à double voie avec huit roues ou deux bogies à quatre roues pour voie simple en ajoutant des dispositifs d'équilibrage aux bogies de la grue avec seize, ou huit roues respectivement, etc. . On remarquera en outre que dans tous les agencements décrits des joints à rotule 37 et 47 > la paroi transversale unique 35 et la paroi d'extrémité 48 peuvent à tout moment être remplacées par les doubles cloisons 33 ou les cloisons transversales 46 respectivement et inversemeilt. Toutes les forces dirigées verticalement et transversalement qui sont exercées par l'intermédiaire des roues peuvent etre absorbées par les joints à rotule dans les dispositifs d'équilibrage, indépendamment I' un de l'autre. Les forces de freinage s'exerçant dans la direction du déplacement provoquent une charge des joints à rotule dans la direction des essieux principaux. Du fait que les roues 2, entraînées avec une force circonférentielle de 15% de la charge normale patineraient, la force maximale qui est possible, au freinage, dans la direction du déplacement, peut s'élever seulement à. environ 15% de la charge des roues entraînées. Ceci signifie que même si toutes les roues sont entraînées, la charge sur les joints à rotule, dans la direction de l'essieu principal ne peut par conséquent jamais excéder 15% de la force principale qui est permise pour des constructions normalisées de joints à rotule. En raison de l'utilisation extensive de joints à rotule, il n'y a presque pas d'impératifs imposés en ce qui concerne l'emplacement exact des différents alésages. En raison de la construction et de l'emplacement des articulations, l'ensemble est très compact et par conséquent relativement léger. Pour les roulements de roue on utilise de préférence des combinaisons de roulements à billes pré-réglés. - REVENDICATIONS 1 - Bogie pour grue mobile comprenant un châssis avec une ossature de support pour les roues, permettant une répartition uniforme de la charge sur tous les organe s, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ensembles de roues dont chacun agit perpendiculairement par rapport à l'autre,les ensembles de roues coopérant avec une ossature de support (dispositif d'équilibrage) permettant une compensation de la charge dans les directions précitées. 2 - Bogie suivant la revendication 1, comportant des paires de roues qui sont portées sur des essieux oscillants, lesdites paires de roues transmettant la charge verticale sur deux rails parallèles, en utilisant des dispositifs d'équilibrage disposés dans la direction du déplacement, caractérisé en ce qu'une seconde paire de roues (13) est disposée entre les rails pour obtenir un guidage transversal, ces roues étant disposées dans un plan horizontal, la suspension des dispositifs d'équilibrage permettant non seulement un mouvement d'oscillation autour d'un axe transversal mais également un ,Dit tement autour d'un axe vertical. 3 - Bogie suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque dispositif d'équilibrage (5) est porté dans le châssis (1) du bogie au moyen d'un joint à rotule (10). 4 - Bogie suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'axe principal de chaque joint à rotule (10) s'étend dans la direction du déplacement, des moyens (11,22,23) étant prévus pour limiter un basculement du dispositif d'équilibrage (5) autour de cet axe. 5 - Bogie suivant la revendication 4, dans lequel au moins deux dispositifs d'équilibrage élémentaire sont disposés dans un dispositif d'équilibrage principal de coordination, caractérisé en ce que le dispositif principal d'équilibrage (12) consiste en une structure constituée de plaques, ayant des parois d'extrémité verticales (11) s'étendant transversalement à la direction du déplacement, qui portent chacune le joint à rotule (10) du dispositif d'équilibrage élémentaire (5) correspondant. 6 - Bogie suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour limiter une rotation d'un dispositif d'équilibrage élémentaire (5) comprennent au moins une cloison transversale (22) fixée sur ce dispositif d'équilibrage au voisinage de la paroi d'extrémité (11), et un organe de liaison (23) disposé libre entre celles-ci dans une position intermédiaire. 7 - Bogie suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif d'équilibrage élémentaire (5) comporte deux cloisons transversales (22) de part et d'autre de la paroi d'extrémité (11), l'organe de liaison (23) étant constitué par un bloc coulissant disposé dans la direction du déplacement et fixé sur les deux cloisons transversales, ce bloc étant monté mobile dans une encoche (24) de la paroi d'extrémité (11). 8 - Bogie suivant l'une quelconque des revendications précédentes, du type à double voie comportant des paires de roues avec des essieux oscillants reliés au dispositif d'équilibrage élémentaire, caractérisé en ce que chaque dispositif d'équilibrage élémentaire (5) est constitué par une barre (7) montée dans un manchon (6), ladite barre portant les essieux oscillants (3), et en ce qu'il comprend en outre une plaque de base (8) fixée sur le manchon et soutenant les roues de guidage transversales (13). 9 - Bogie suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'une troisième paire de roues (14) est disposée de façon à absorber les forces de basculement dirigées vers le haut, deux ou quatre de ces roues étant toujours suspendues à la plaque de base d'un dispositif d'équilibrage élémentaire (5) au moyen d'un tirant (15) et d'une butée à billes (16). 10 - Bogie suivant l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que chaque essieu oscillant (3) est relié à la barre (7) du dispositif d'équilibrage élémentaire (5) par l-'intermédiaire d'un joint à rotule (4), un agencement d'immobilisation (25,28) définissant la position de la paire de -roues respectives (2). 11 - Bogie suivant la revendication 10,caractérisé en ce que l'agencement d'immobilisation comprend un élément latéral tubulaire (25) de l'essieu (3), et un prolongement (26) de la barre (7),ce ce prolongement étant disposé à l'intérieur de l'élément tubulaire latéral, sa partie d'extrémité étant reliée de façon réglable à l'élément latéral. 12 - Bogie suivant l'une quelconque des revendications 8 a 10, dans lequel la jante d'une ou de plusieurs roues comportant une denture interne coopère avec le pignon d'entrainement d'un moteur par -l'intermédiaire d'un dispositif réducteur à engrenages, caractérisé en ce que le moteur (40? et le dispositif à engrenages (41) sont fixés sur l'essieu oscillant (3) de la paire de roues correspondante (2). 13 - Bogie suivant l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que le dispositif principal d'équilibrage (12) comporte deux parois transversales (33) entre lesquelles est disposé un joint à rotule (34)~supportant la charge par l'intermédiaire d'une cloison transversale (35) et de supports (36). 14 - Voie pour bogie à double voie tel que défini suivant l'une quelconque des revendications 5 à 13, comprenant deux plaques parallèles espacées,caractérisé en ce que les plaques (18) sont portées par une rangée d'organes de support (19) plats en forme de U reliés entre eux par des plaques longitudinales (20) et par de courtes plaques transversales (21) qui relient à deux niveaux en alternance l'âme de chaque organe de support avec les éléments adjacents.