Brevet FR2348092A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne un dispositif d'articula- tion entre deux caisses d'une rame ferroviaire et un train roulant commun qui supporte lesdites caisses. Le dispositif d'articulation selon l'invention stapplique notamment à une raie ferroviaire articulée du type tramway, formée de deux ou plusieurs véhicules accouplés en permanence et disposant d'un nombre de trains roulants égal au nombre de caisses plus une unité. On connaît déjà des véhicules ferroviaires articulés. Ces véhicules comportent un train roulant comme ,tel qu'un bogie, pour supporter les extrémités attelées des deux caisses qui sont généralement supportées à leur extrémité libre par un élément roulant ordinaire. Le dispositif d'attelage des deux caisses permet ltarticu- lation de ltune des caisses par rapport à autre, notamment dans les courbes. Dans la plupart des véhicules articulés, les deux caisses sont réunies par une articulation à rotule. Différentes solutions permettent la liaison et le transfert des charges entre les caisses et le châssis du train roulant commun0 On copiait ainsi des véhicules articulés dans lesquels des pivots relient chacun une des deux caisses attelées et le chtssis du train roulant. La charge des caisses sur le train roulant commun n'est pas transmise par l'articulation à rotule mais par des lisoirs0 La liaison entre les pivots et le cbtasis du train roulant doit permettre d'absorber les déplacements relatifs des deux pivots qui se produisent dans les courbes du fait que les caisses sont reliées l'une à l'autre par l'articulation à rotule.Les lisoirs doivent outre relativement éloignés de l'articulation à rotule pour assurer la stabilité transversale des caisses0 Cette solution a no tentent pour inconvénient d'utiliser des lisoirs qui sont sensibles à l'usure. On connaît également des véhicules articulés comportant une première articulation à rotule qui relie les deux caisses et une seconde articulation à rotule qui relie l'une des deux caisses au cassis du train roulant commun en étant disposée au-dessous de l'articulation de liaison des deux caisses. L'articulation de liai- son de la caisse et du train roulant transmet les charges et permet l'orientation de l'élément roulant. Rlle est associée à des lisoirs qui permettent à chacune des caisses de s'appuyer sur le châssis du train roulant. Cette solution a pour inconvénient,notamment,d'utiliser d lisoirs. On connaît un véhicule articulé dans lequel les lisoirs servant à l'appui des caisses sur le train roulant commun sont sup- primés. Les deux caisses s'appuient sur le chassies du train roulant par l'intermédiaire dune couronne de pivotement à billes formée de trois anneaux susceptibles de pivoter les uns par rapport aux autres autour d'un axe vertical L'une des caisses est solidaire d'nm de ces anneaux. L'autre caisse s'appuie sur un autre anneau par l'intermédiaire d'une articulation à axe horizontal et transversal. La couronne de pivotement permet, dans une courbe, la rotation d'une caisse par rapport à l'autre autour d'un axe vertical. Les deux caisses ne peuvent être soumises à des débattements relatifs de roulis selon un plan vertical transversal.L'articulation à axe horizontal permet les débattements relatifs des deux caisses selon un plan vertical longitudinal0 Toutefois, un débattement dans un plan vertical longitudinal introduit un couple sur la traverse de charge du train roulant commun et modifie la répartition des charges au niveau du rail. La présente invention a pour objet un dispositif d'articulation entre deux caisses d d'une rame ferroviaire et un train roulant commun qui assure d'une part l'articulation des deux caisses par rapport à un axe vertical passant au centre du train roulant et assure d'autre part l'articulation des deux caisses par rapport au train roulant, autour d'un axe horizontal, sans modifier la répartition des charges au niveau du rail. Le dispositif assure la transmission des nasses des caisses sur le train roulant et assure la liaison longitudiaale et transversale du train roulant avec les caisses. Le dispositif permet les débattements entre les caisses qui se produisent dans les courbes et sur les chargements de pente (bosse ou creux Le train roulant associé jouit d'une liberté totale permettant l'inscription dans des courbes de faibles rayons. L'appui des caisses sur le train roulant commun peut s' effectuer sans utiliser bes lisoirs entre les caisses et le chåssis du train roulant. Les parties articulées du dispositif fonctionnent sans usure. Une variante du dispositif permet de disposer de l'espace central pour rendre moteur le train roulant commun.Une autre variante du di- positif permet les débattements relatifs des deux caisses dans un plan vertical transversal qui proviennent du gauche de la voie de roulement et des oscillations normales de roulis, particulièrement pour de grandes vitesses. Le dispositif d'articulation selon l'invention comprend d'une part une couronne de pivotement formée d'au soins deux an neaux susceptibles de pivoter relativement autour d'un axe vertical et dont l'un s'appuie sur le train roulant, d'autre part deux arti culations reliant, autour d'un axe horizontal transversal, une des caisses à un premier anneau pivotant de la couronne et est essen tielleient caractérisé par le fait qutil comporte des moyens d'ap- pui et d'articulation de la seconde caisse sur la couronne de pivotement permettant l'articulation de ladite seconde caisse autour de l'axe vertical de la couronne et l'articulation de ladite seconde caisse autour d'un axe horizontal transversal0 Selon une caractéristique de l'invention, les moyens d'appui et d'articulation comprennent au moins une articulation reliant, autour dlun axe horizontal transversa; la seconde caisse à un second anneau pivotant de la couronne. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'appui et d'articulation comprennent au moins une articulation reliant, autour d'un axe horizontal transversal, la seconde caisse à une pièce qui est supportée et guidée selon l'axe de pivotement de la couronne par un pivot d'articulation soutenu par une traverse associée à ladite couronne. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'appui et d'articulation comportent d'une part une rotule reliant, selon l'axe de pivotement, la seconde caisse à une traverse associée à ladite couronne, d'autre part deux lisoirs associés à des moyens élastiques qui sont supportés symétriquement par rapport à l'axe de pivotement et contre lesquels s'applique ladite seconde caisse. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à des modes de réalisation donnés à titre d' exemples et représentés sur les dessins annexés. La fignre 1 est une vue de dessus d'un premier iode de réalisation du dispositif selon l'intention. La figure 2 est une coupe selon B-3 du mode de réalisation représenté sur la figure 1. La figure 3 est une coupe selon Â-Â des figures 1 et 2. La figure 4 est une vue de dessus d'un second mode de rées, lisation du dispositif selon l'invention. La figure 5 est une coupe selon B-S du mode de réalisation représenté sur la figure 4. La figure 6 est une coupe selon A-A des figures 4 et 5. La figure 7 est une vue de dessus d'un troisibme node de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 8 est une coupe selon B-B du mode de réalisation représenté sur la figure 7. La figure 9 est une coupe selon A-A des figures 7 et 8. Le dispositif représenté sur les figures i à 9 assure l'articulation d'une part entre deux caisses repèrées i et 2 d'une raie ferroviaire et d'autre part entre ces caisses et un train roulant commun dontla traverse de charge 3 est seulement représentée. Les caisses I et 2 s'appuient sur une couronne de pivotement 5 dont l'axe 4 est l'ase vertical de rotation des deux caisses l'une par rapport à l'autre dans le plan horizontal. Cette couronne de pivotement comporte au moins deux anneaux 51 et 52 susceptibles de pivoter relativement autour de l'axe 4 grace à des éléments de roulement 54. L'anneau 51 est supporté par la traverse de charge 3 qui est elle-mEme supportée au moyen de ressorts 6. Cet anneau 51 est lié à la traverse 3, d'une part en rotation, d'autre part en translation. La prexibre caisse, repérée 1, est liée en rotation à l'anneau pivotant 52 par l'intermédiaire de deux articulations cylindriques 6. Ces deux articulations cylindriques 8 permettent l'articulation de la caisse 1 autour d'un axe horizontal transversal 7 qui de préférence coupe l'axe 4. Les deux articulations o sont symétriques par rapport à l'axe de pivotement 4 et sont réunies à la caisse 1 par des bras 11 qui forment une fourche.Chaque articulation t > coi- prend un axe bi qui est guidé selon l'axe 7 dans un alésage du bras 11 et est supporté rigidement i ses extrémités par une chape o2 so- lidaire de l'anneau pivotant 52 de la couronne de pivotement. Les articulations & ne sont pas soumises à des frottements. Â cet effet une partie élastique o3 en forne de manchon est interposée entre chaque axe di et l'alésage correspondant. Ce manchon qui est solidaire des portées métalliques se déforme en évitant les frottements et assure la liaison de la couronne et de la caisse selon l'axe transverBal 7.En cas de détérioration de l'élément élastique, la liaison caisse-couronne reste assurée. La totalité du poids de la caisse 1 et les efforts horizontaux sont transmis par les articulations 8. La seconde caisse, repérée 2, est articulée par rapport à l'anneau 51 de la couronne de pivotement autour de l'axe vertical 4, en étant simultanément articulée autour d'un axe horizontal transversal 9. La caisse 2 est supportée par la couronne et est liée horizonta lement à cette couronne. Les articulations autour de l'axe 4 et de l'axe 9 sont réa liséesdifféremment suivant les modes de réalisation. Dans les modes de réalisation qui sont représentés sur les figures 1 à 6, la caisse 6 est reliée à la couronne de pivotement par au moins une articulation cylindrique 10. Cette articulation as sure l'articulation de la caisse 2 par rapport à la couronne autour d'un axe horizontal transversal 9 qui est parallèle ou confondu avec l'axe 7 lorsque les caisses sont alignées. Deux articulations 10 sont prévues symétriquement par rap port à l'ase de pivotement et sont réunies à la caisse 2 par des bras 21. Les deux articulations 10 transmettent la charge de la cais se 2 et les efforts horizontaux à la couronne de pivotement double qui transmet elle-mfse les efforts verticaux et horizontaux. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3 chaque articulation 10 relie la caisse 2 à un second anneau de pivotement 53 prévu sur la couronne de pivotement de manière que la caisse 2 puisse osciller autour de l'axe 9 par rapport à l'anneau pivotant 53. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 4 B 6, chaque articulation 10 relie la caisse 2 à une pièce 12 indé pendante de la couronne. Cette pièce est supportée et guidée selon l'ase de pivotement 4 par une articulation cylindrique comprenant un pivot 13. Deux articulations 10 sont prévues et sont disposées symétriquement par rapport à l'axe 4. Le palonnier 12 est guidé par le pivot d'articulation 13 et est supporté par la traverse 3. La traverse de charge 3 est solidaire de l'anneau 51 de la couronne de pivotement et est supportée par les ressorts. La surface de contact 15 transmet les charges verticales.Un manchon antifriction 16, so lidaire des portées métalliques de l'articulation cylindrique for née notamment par le pivot 13, est prévu pour éviter l'usure. Dans une variante non représentée du dispositif des figu res 4 à 6, la pièce 12, au lieu d'tre supportéepar la traverse 3, pourrait titre supportée par une traverse qui prendrait appui sur i' an- neau pivotant 52. Chaque articulation cylindrique 10 représentée sur les fi gures i à 6, comprend un axe horizontal 101 qui est guidé selon ltaxe dtarticulation 9 dans un alésage d'un bras 21. Une partie élastique 102 en forme de manchon est interposée entre chaque axe et l'alésage correspondant et est solidarisée des portées métalliques. Les extrémités de chaque axe 101 sont supportées rigidement par une chape. Dans le mode de réalisation des fi es 1 à 3 les chapes sont solidaires du second anneau de pivotement, la couronne double. Dans le mode de réalisation des figures 4 à 6 les chapes sont ménagées dans le palonnier 12. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 7 à 9, l'articulation entre la couronne de pivotement et la caisse 2 est' assurée par une rotule 17. La rotule assure la liaison horizontale entre la caisse 2 et la couronne de pivotement d'une part dans le sens longitudinal d'autre part dans le sens transversal. La rotule permet l'articulation de la caisse 2 par rapport à la couronne de pivotement d'une part autour de l'ase horizontal transversal 9,d'autre part autour de l'axe horizontal longitudinal 22, les axes 9 et 22 passant par le centre 175 de la rotule qui est centré sur l'axe de pivotement 4. La rotule 17 comporte deux portées sphériques concentriques. La portée concave 171 est ménagée dans une traverse 14 supportée par l'intermédiaire de la couronne de pivotement, tandis que la portée convexe 172 est accouplée horizontalement et verticalement au timon 21 prolongeant la caisse 2. La traverse 14 est solidaire de l'anneau pivotant 52 et pivote donc lorsque la caisse I pivote. La liaison entre le timon 21 et la portée convexe 172 de la rotule qui est située au-dessous du timon est assurée par un axe vertical 173. Le timon est lié verticalement à la portée sphérique 172 de manière à transmettre une partie de la charge verticale. Cette liaison verticale est assurée par un épaulement de l'axe 173. La rotule comprend une partie élastique 174, en forme de manchon, qui adhère aux portées métalliques et qui évite les frottevents. La portée 172 est liée en rotation à l'axe 173 qui lui-mme est lié en rotation au timon. La rotule 17 autorise un mouvement de roulis de la caisse 2 autour de l'axe longitudinal 22. La rotule est associée à des lisoirs 181 eon-t;rblés élastiquement par des appuis articulés et élastiques 182 Les lisoirs contrtlés élastiquement sont supportés par l'anneau 52 de la couronne qui pivote en même temps que les articulations 8. Les lisoirs sont supportés par exemple par la traverse 14 et sont montés symétriquement par rapport à l'axe de pivotement 4. De préférence les lisoirs 181 sont alignés diamétralement sur l'axe de rotation 7 de la caisse 1. Les lisoirs glissent sur des glissières 23 ménagées sous le timon 21. Les lisoirs transmettent une partie de la masse de la caisse 2 tout en créant un couple antirotation destiné à stabiliser transversalement les deux caisses. Dans une variante non représentée du dispositif précédent la portée concave de la rotule pourrait titre ménagée dans le timon au lieu autre ménagée dans la traverse. Dans d'autres variantes non représentées du dispositif précédent, le timon 21 pourrait btre supporté et articulé par lsintermé- diaire de la rotule sur la traverse de charge 3 solidaire de l'anneau 51 de la couronne. Par exemple la portée concave 171 pourrait dtre ménagée dans la traverse de charge 3. Les lisoirs pourraient être supportés soit par la traverse 14 soit par la traverse de charge 3. il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perfectionnements de détails. Ainsi, par exemple, les articulations au lieu de comporter des parties élastiques déformables, solidaires des portéesmétalli- ques, pourraient titre réalisées avec frottement acier sur matériau plastique. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'articulation entre deux caisses d'une rame ferroviaire et un train roulant commun, comprenant d'une part une couronne de pivotement formée d'au moins deux anneaux susceptibles de pivoter relativement autour d'un axe vertical et dont l'un s'appuie sur le train roulant, d'autre part deux articulations cylindriques reliant, autour d'un axe horizontal transversal, une des caisses à un premier anneau pivotant de la couronne, caractérisé par le fait qu'il comporte- au moins une articulation reliant, autour d'un axe horizontal transversal, la seconde caisse à une pièce qui est supportée et guidée selon l'axe de pivotement de la couronne par un pivot d'articulation soutenu par une traverse associée à ladite couronne. 2.- Dispositif d'articulation selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un palonnier articulé autour de l'axe du pivot et supportant symétriquement deux articulations reliées à la seconde caisse. 3.- Dispositif d'articulation entre deux caisses d'une rame ferroviaire et un train roulant commun, comprenant d'une part une couronne de pivotement formée d'au moins deux anneaux susceptibles de pivoter relativement autour d'un axe vertical et dont l'un s'appuie sur le train roulant, d'autre part deux articulations cylin doriques reliant, autour d'un axe horizontal transversal, une des caisses à un premier anneau pivotant de la couronne, caractérisé par le fait qu'il comporte d'une part une rotule reliant, selon l'axe de pivotement, la seconde caisse à une traverse associée à ladite couronne, d'autre part deux lisoirs,associés à des moyens élastiques,disposés symétriquement par rapport à l'axe de pivotement et contre lesquels s'applique ladite seconde caisse. 4.- Dispositif d'articulation selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé par le fait que la-traverse associée à la couronne est supportée par un anneau pivotant de la couronne. 5.- Dispositif d'articulation selon la revendication 2 ou-la revendication 3, caractérisé par le fait que la traverse associée à la couronne est solidaire de l'anneau de la couronne qui est lié en rotation à l'élément roulant autour de l'axe vertical de pivotement. 6.- Dispositif d'articulation selon les revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que les deux lisoirs associés à des moyens élastiques sqnt supportés par la traverse supportée par un anneau pivotant de la couronne. 7.- Dispositif d'articulation selon les revendications 3 et 5, caractérisé par le fait que les deux lisoirs sont supportés par la traverse solidaire de l'anneau de la couronne qui est lié en rotation à ltélément roulant. 8.- Dispositif d'articulation selon i1une quelconque des revendications 3 à 7, dont la rotule comporte une portée concave et une portée convexe, caractérisé par le fait que la portée concave est ménagée dans la traverse et que la portée convexe est reliée à un axe vertical relié à ladite seconde caisse. 9.- Dispositif d'articulation selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la seconde caisse est liée verticalement à l'axe vertical de la rotule.