Brevet FR2354229A1 — publié le 19780106

L'invention est relative à un dispositif de suspension secondaire s'interposant entre la caisse et le chassis de bogie d'un véhicule ferroviaire, de chaque côté du chassis et dont les éléments élastiques sont constitués par des ressorts en caoutchouc feuilletés au moyen de plaques rigides intermédiaires adhérantes au caoutchouc. On connait déjà des suspensions secondaires de véhicules ferroviaires qui sont constituées essentiellement de deux ressorts co-axiaux superposés verticalement pour travailler en série en assurant l'un la souplesse verticale de la suspension et 11 autre sa souplesse horizontale, longitudinale et transversale. le ressort à souplesse verticale est un ressort de forme tronconique à axe vertical comprenant des armatures tronconiques extérieures et intérieures reliées par du caoutchouc subdivisé en couches parallèles par des armatures tronconiques intermédiaires.La souplesse verticale de ce ressort résulte du fait qu'il fait travailler le caoutchouc principalement en cisaillement pour supporter la charge de la caisse mais en revanche il présente une raideur horizontale relativement élevée parce que les efforts horizontaux sont résistés presque uniquement en compression du caoutchouc. le ressort à souplesse horizontale est un bloc cylindrique à axe vertical feuilleté par des armatures intermédiaires horizontales de sorte qu'il travaille en cisaillement du caoutchouc, avec une faible rigidité, pour supporter les efforts horizontaux tandis qutil travaille purement en compression pour supporter, avec une plus grande rigidité la charge verticale de la caisse. Avec cet arrangement en série des deux ressorts superposés on peut avoir une hauteur axiale importante du dispositif, notamment lorsque le ressort conique présente lui même un rapport hauteur/diamètre extérieur assez grand, par exemple voisin de 1, qui est imposé pour l'obtention des caractéristiques élastiques souhaitées. Cet encombrement en hauteur peut être gênant pour le logement du dispositif entre le bogie et la caisse. Il conduit aussi à une faible stabilité de l'ensemble du dispositif lorsqu'il est soumis, en charge, à des déplacements longitudinaux importants. L'invention a donc pour but de perfectiorner ce genre de suspension pour permettre d'obtenir un moindre encombrement en hauteur et um meilleur stabilité en service. Deux exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après en référence aux figures 1 et 2 du dessin ci-Joint qui représentent les dispositifs de suspension en élévation coupe axiale. le dispositif de la figure 1 comprend un ressort tronconique 10 fixé au chassis du bogie et un ressort cylindrique il fixé à la caisse du véhicule. Ces deux ressorts sont superposés suivant un même axe vertical. le ressort 10 comprend une armature extérieure 12 et une armature intérieure 13 ayant des faces coniques en regard, et des armatures tronconiques intermédiaire 14 feuilletant en diverses couches concentriques le corps en caoutchouc 15 du ressort. l'angle au sommet des faces coniques des armatures est d'enviro 20 à 250 et ces armatures présentent des longueurs axiales croissantes en allant de ltextérieur vers l'intérieur. A l'état non charge du ressort les extrémités supérieures des armatures intermédiaires 14 et intérieures 13 dépassent vers le haut l'extrémité supérieure de armature extérieure 12, et elles sont contenues dans une enveloppe conique ayant un angle au sommet A d'environ 60 . les extrémités inférieures des armatures 14 et 13 sont au contraire en retrait vers le haut par rapport à la base de l'armature extérieure 12.Dans cet état non chargé le ressort 10 présente donc une forme générale tronconique avec une grande base délimitée par le bas de l'armature extérieure 12 et une petite base définie par le haut de l'armature intérieure 13, cette forme tronconique ayant une hauteur H relativement grande par rapport à son diamètre extérieur, soit un rapport de forme H/D de 11 ordre de 0,6 à 1. le ressort 10 travaille axialement pour supporter sa part de la charge verticale de la caisse du véhicule et du fait de la faible valeur de l'angle de conicité des faces coniques de ses armatures, le caoutchouc du corps 15 travaille à la fois en compression et cisaillement nuais principalement en cisaillement pour supporter cette charge, de sorte qu'il présente dans le sens vertical une souplesse relativement élevée et une possibilité de déplacement axial relativement grande de l'armature intérieure 13 par rapport à llarmatureYestériev-we 12.Au contraire ce ressort 10 est relativement raide dans le sens horizontal du fait que les efforts horizontaux sont résistés par le caoutchouc du corps 15 qui travaille alors presque exclusivement e compression entre les armatures 12. 13. 14. Le ressort cylindrique 11 présente une section annulaire définissant un évidement intérieur dont le diamètre dl est supérieur au diamètre d2 de la petite base du ressort conique 10. Ce ressort 11 est relié à l'armature intérieure 13 du ressort conique 10 par une pièce de liaison 17 en forme de cuvette renversée dont la partie centrale pénètre à l'intérieur du ressort 11. Le ressort 11 prend appui sur les bords 18 de cette pièce 17 tandis que le ressort 10 slappaye au fond de la partie centrale. Celle-ci est prolongée vers le bas sous la forme d'un piton central conique 16 qui pénètre dans l'armature intérieure 13 du ressort conique. le ressort cylindrique est constitué essentiellement d'un corps annulaire en caoutchouc 19 qui adhère à des armatures extr & es 20, 21 et à des armatures intermédiaires 22. Ce ressort travaille exclusivement en compression du caoutchouc pour supporter verticalement la part de la charge verticale de la caisse qui est appliquée au dispositif. Il présente donc dans ee sens vertical une raideur élevée. Par contre le ressort 11 travaille essentiellement en cisaillement du caoutchouc, avec une souplesse relativement élevée pouraccommoder les mouvements relatifs horizontaux de la caisse et du bogie. Avec l'arrangement décrit ci-dessus le ressort cylindrique de compression 11 présente, pour une section déterminée en fonction de la charge à supporter, une large assise et ddnc une très bonne stabilité dans le sens horizontal, même à l'état fortement chargé. En outre l'encombrement en hauteur du dispositif se trouve réduit par le fait que l'extrémité supérieure du ressort conique 10 pénètre partiellement à l'intérieur du ressort cylindrique, du fait de la forme creuse de la pièce de liaison 17. Dans l'autre réalisation illustrée sur la figure 2 le dispositif de suspension secondaire comprend encore un ressort conique 10 et an ressort cylindrique annulaire 11 semblables à ceux de la réalisation précédente. Mais dans ce--cas les deux ressorts sont superposés co-axialement avec le ressort cylindrique 11 disposé en dessous du ressort conique 10, leurs armatures respectives 12 et 20 étant assemblées l'une à l'autre. tans ce cas l'encombrement en hauteur de l'ensemble peut être légèrement plus grand à l'état non chargé, toutes choses égales par ailleurs, mais à l'état chargé l'extrémité inférieure du ressort conique 10 peut pénétrer à l'intérieur du ressort cylindrique annulaire li dont l'armature supérieure 20 est évidée au centre à cette fin. D'autres réalisations de suspensions secondaires peuvent être envisagés à partir de celles décrites ci-dessus. On peut par exemple prévoir dans le ressort cylindrique des évidements appropriés pour modifier sa souplesse dans le sens transversal ou longitudinal si cela est requis. R E V E N D I C A D I O N S REVENI)ICATI08 1) Suspension secondaire entre la caisse et le chassis de bogie d'un véhicule ferroviaire, du type comprenant deux ressorts en caoutchouc co-axiaux superposés, soit un ressort tronconique 10 travaillant principalement en cisaillement du caoutchouc pour supporter la charge de la caisse avec une grande souplesse axiale et une forte raideur horizontale et un ressort cylindrique 11 travaillant en compression du caoutchouc pour supporter la caisse avec une forte raideur verticale et une faible raideur horizontale, suspension caractérisée en ce que le ressort cylindrique de compression il présente une section annulaire définissant un évidement intérieur de diamètre dl supérieur au diamètre d2 de la petite base du ressort conique 10. 2) Suspension ferroviaire selon 1e, dans laquelle le ressort cylindrique creux est relié à l'armature intérieure du ressort conique par une pièce de liaison en forme de cuvette dont la partie centrale est engagée à l'intérieur du ressort cylindrique et dans laquelle s'appuyé armature intérieure du ressort conique. 3) Suspension ferroviaire selon 1 et 20i dans laquelle la pièce de liaison en cuvette présente un piton central pénétrant dans l'armature intérieure du ressort conique. 4) Suspension ferroviaire selon 10, dans laquelle le ressort cylindrique creux est fixé à l'armature extérieure du ressort conique.