Brevet FR2381650A1 — publié le 19780922

L'invention se rapporte à un engin de traction, en particulier sur rails, comprenant une caisse et au moins deux boggies de guidage d'essieux montés dont l'un au moins est couplé à un dispositif de commande. Le principe consistant à fixer sur le châssis du boggie des groupes individuels ou multiples du dispositif de commande, par exemple le moteur de traction et/ou des elé- ments de la transmission, est bien connu. La masse du dispositif de commande fait alors partie de la masse dite "suspendue" du boggie et son montage n'est élastique que verticalement, par l'entremise de la suspension primaire, par rapport aux essieux montés.Lorsque le montage des moteurs ou transmissions est du type à suspension sur les essieux, cette masse correspond à la partie du poids des groupes correspondants qui est transmise au chassis des boggies, c'est-à-dire qui est montée sur ressorts, ces groupes étant d'une part suspendus à ce châssis du boggie, par exemple par un organe d'absorption de couple, et d'autre part prenant appui sur un essieu monté par des paliers de suspension correspondants. L'invention a pour objet un engin de traction du type spécifié, dans lequel une proportion aussi grande que possible de la masse prend appui verticalement et aussi transversalement sur des suspensions à ressorts aussi molles que possible afin de réduire les forces dynamiques des chocs dus aux irrégularités de la voie. Selon une particularité essentielle de l'inven- tion, un dispositif mobile de retenue assujettit au moins un groupe du dispositif de commande à la caisse du véhicule de manière qu'il soit fixe dans la direction de la longueur du boggie et rotatif autour d'un axe vertical et la liaison fonctionnelle entre ce groupe et essieu monté comprend un élément articulé de transmission. La disposition selon l'invention a pour effet que la masse du groupe de commande est couplée à la masse beaucoup plus grande de la caisse du véhicule dont la fréquence propre de vibrations, qui est plus basse qu ocelle du boggie, et dont lesmodesde montage sont tels qu'elle réagit avec beaucoup plus d'inertie que ce boggie notablement plus léger aux chocs et vibrations que la voie lui transmet par l'intermédiaire de ce dernier. La réduction correspondante des efforts statiques et dynamiques dans le mode de réalisation selon l'invention permet en conséquence aussi d'alléger la structure du boggie. Selon un mode de réalisation de l'invention qui se caractérise par un mode de construction particulièrement léger, deux bielles destinées à la transmission des forces de traction et de freinage et parallèles à l'axe longitudinal du boggie peuvent relier à ce dernier ledit groupe de manière qu'il soit mobile verticalement etZou transversalement. En variante de réalisation selon l'invention, dont le mode de construction est léger et qui garantit un guidage particulièrement précis du boggie, un guide pratiquement rigide, destiné à transmettre les forces de traction et de freinage et fixé soit au groupe de commande, soit au boggie, relie ces deux éléments l'un à l'autre en coopérant avec une glissière que comporte l'autre élément - c'est-à-dire soit le boggie, soit le groupe de commande - et dans laquelle il est mobile verticalement et transversalement. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, permettant au groupe moteur d'être intégré dans le système de montage de la caisse du véhicule sur le boggie et donc permettant un mode d'exécution ayant un encombrement particulièrement faible, le groupe de commande est relié à au moins deux éléments de support rigides, dont chacun se prolonge jusque sur une poutre du boggie et qui comportent des surfaces d'appui destinées à leur montage individuel sur un assemblage à ressorts relié au boggie.Dans ce mode d'exécution, le groupe de commande peut être conformé avec les éléments de support à la manière d'un train de roues pivotant qui ne peut tourner de manièreconnuepar rapport à la caisse de l'engin qu'autour de l'axe vertical, mais qui demeure librement mobile par rapport au boggie verticalement et transversalement - dans les limites fixées par le jeu des ressorts Selon un mode de réalisation d'un engin de traction permettant à son boggie, qui comprend deux essieux montés, d'être d'un mode de réalisation particulièrement léger, chacun des éléments de support comprend deux surfaces d'appui, dont chacune est disposée sur une boite de l'un des essieux et dont chacune est destinée à être montée sur des ressorts disposés sur les boites d'essieux.Dans ce mode de réalisation, la caisse de l'engin prend appui directement avec le groupe de commande sur les boîtes d'essieu , de sorte que le châssis proprement dit du boggie n'a pas à supporter le poids correspondant et assure uniquement le guidage des essieux montés ainsi que la transmission des forces de traction. I1 est par ailleurs judicieux, pour améliorer encore la souplesse de la suspension, que la liaison entre la caisse de l'engin et le groupe de commande qui lui est fixé comprenne une entretoise de matière ayant l'élasticité du caoutchouc, en particulier d'amortissement phonique, montée entre deux éléments coopérant l'un avec l'autre. Selon un autre mode de réalisation permettant d'améliorer considérablement la tenue dans les courbes d'un engin moteur à deux groupes de commande, dont chacun est monté sur son propre boggie, en particulier des types de réalisation qui doivent être conçus pour passer dauis de fortes courbes, un accouplement transversal prenant appui sur la caisse de l'engin relie les deux groupes de commande de manière qu'une rotation de l'un des groupes autour de son axe vertical provoque une rotation correspondante de l'autre groupe dans le sens opposé. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels - la figure 1 est une élévation partielle avec coupe longitudinale partielle selon la ligne I-I de la figure 2 d'un véhicule sur rails conforme à l'invention; - la figure 2 est la coupe horizontale selon la ligne II-II de la figure l; - la figure 3 est une coupe longitudinale partielle, selon la ligne III-III de la figure 4, d'une variante de réalisation d'un véhicule sur rails selon l'invention; - la figure 4 est une coupe horizontale, selon la ligne IV-IV de la figure 3, de l'ensemble du véhicule sur rails représenté sur ces figures; - la figure S est une coupe transversale selon la ligne V-V-de la figure 3;; - la figure 6 est une coupe longitudinale partielle, selon la ligne VI-VI de la figure 7, d'une autre variante de réalisation d'un véhicule sur rails conforme à l'invention; - la figure 7 est une coupe horizontale selon la ligne Vil-Vil de la figure 6; - la figure 8 est une coupe longitudinale, approximativement analogue à celle de la figure 3, d'une autre variante de réalisation-du véhicule sur rails selon - les figures 9 et 10 représentent d'autres variantes de réalisation en coupe horizontale, d1une part approximativement analogue à celle de la figure 7 et d'autre part approximativement analogue à celle de la figure 4; et - la figure 11 représente en coupe horizontale sensiblement analogue à celle de la figure 2 certains détails d'une autre variante encore de réalisation d'un engin de traction conforme à l'invention. Les mêmes éléments portent les mêmes références sur les différentes figures. Le véhicule sur rails des figures 1 et 2 comprend une caisse 1 prenant appui par des ressorts latéraux 2 sur deux boggies 3 et 3a. Chacun de ceux-ci comprend un châssis formé de deux longerons 4a et de deux traverses 4b ainsi que deux essieux montés 5 et 6 dont les axes 7 sont loués dans des boîtes d'essieux 8. Les ressorts 2 - du type dit "?lexi- coil", qui autorisent des flexions latérales de leur corps sont disposés deux à deux; de part et d'autre du plan médian transversal A de chaque boggie 3 et 3a, sur chacun des longerons 4a. Les ressorts du type Flexicoil peuvent aussi être remplacés par d'autres modes de réalisation, par exemple par des suspensions pneumatiques. De même, toute autre disposition convenable, par exemple à un ou à plusieurs ressorts, est aussi possible. Chaque longeron 4a prend appui par des ressorts 9 sur deux boîtes 8 des essieux montés 7. Chaque boggie 3 et 3a supporte par ailleurs un moteur électrique de traction 11, 11' dont l'arbre 12 disposé dans le plan médian longitudinal L du boggie ressort de chaque cotte. Chaque moteur 11, 11' est fixé à la caisse 1 du véhicule par un assemblage à couronnes rotatives 14 disposé au centre du boggie.Chaque assemblage 14 comprend un anneau 15 fixé à la caisse 1 et un anneau 16 fixé à la carcasse du stator du moteur 11 ou 11' est rotatif par l'intermédiaire d'éléments de roulement 17 sur l'anneau 15 sur lequel il prend appui et il est guidé radialement et axialement, de sorte que chaque moteur de traction 11, 11' est relié de manière fixe horizontalement et verticalement à la caisse 1 de l'engin et peut exécuter des mouvements de rotation autour d'un axe vertical 13. Un arbre à cardan 18 relie chacune des deux extrémités de l'arbre 12 des moteurs à un arbre d'entrée 19a ou 19b d'une transmission 21a ainsi que 21b qui n'estpas représente te'Ben détail et dont chacune est reiiée à l'un des essieux 7. Chacune des transmissions 21a et 21b est disposée - de manière symétrique par rapport au centre du moteur de traction 11 ou 11' - dans une boite 22 qui est montée sur l'essieu correspondant 7 et reliée à la traverse voisine 4 b par une bielle 23 constituant un organe d'absorption des couples. Chaque bielle 23 est articulée, de manière à être mobile verticalement et transversalement, dans une chape 24 fixée sur la carcasse 22 et dans une chape 25 fixée sur la traverse 4b. Deux bielles 26 et 26a de transmission des forces de traction et de freinage sont disposées parallèlement à l'axe de symétrie longitudinal L des boggies 3 et 3a et guident dans ceux-ci les moteurs de traction 11 et ll' en leur laissant leur liberté de mouvement vertical et transversal. Les bielles 26 et 26a sont articulées de manière connue de façon à pouvoir pivoter dans toutes les directions sur une console 27 solidaire de la carcasse du moteur et sur une console 28 solidaire d'un longeron 4a. Cette disposition autorise les mouvements relatifs, produits par les déplacements transversaux et/ou verticaux, des moteursll et ll' reliés à la caisse 1 et des boggies 3 et 3a sans affecter notablement la transmission des forces de traction et de freinage. De même, la liaison par articulation des moteurs 11 et 11' et des boîtes de transmission 21a et 21b garantit la transmission des forces de commande - indépendamment desdits déplacements relatifs -.Ainsi, des longerons 4a et les bielles 26 et 26a transmettent les forces de traction et de freinage à la carcasse du moteur et, par l'intermédiaire de cette dernière, à la caisse 1 de l'engin. Les moteurs de traction 11 et lla tournent en sens opposés. Les boites de transmission 21a et 21b des deux boggies 3 et 3a sont disposées en conséquence de manière spéculaire. Les vibrations éventuelles de torsion des moteurs ll et 11' tournant en sens opposés, en particulier par rapport à un axe longitudinal de la caisse 1 de l'engin, sont pratiquement équilibrées dans ce mode de réalisation. L'engin sur rails représenté sur les figures 3 à 5 comprend deux boggies semblables 31 dont chacun supporte un moteur de traction 32 tournant à droite et un moteur de traction 33 tournant à gauche, les carcasses des stators de ces moteurs étant fixées l'une à l'autre. Les arbres 12 des deux moteurs 32 et 33 sont parallèles au plan médian longitudinal L des boggies et un assemblage 34 à couronnes rotatives fixe chacun de ces moteurs à la caisse 1 de l'engin. Chacun des assemblages 34 comprend un anneau 16' fixé aux carcasses des deux stators ainsi qu'un anneau 15' fixé sur la caisse 1 et rotatif par l'intermédiaire d'organes de roulement 17 sur l'anneau 16' sur lequel il prend appui en étant guidé radialement et axialement.La caisse 1 de l'engin de ce mode de réalisation prend appui sur les deux paires de moteurs de traction par l'intermédiaire des deux assemblages à couronnes rotatives 34. Les moteurs de traction 32 et 33 prennent appui de leur côté au moyen d'un élément de support 35 en console, qui fait partie de la carcasse du stator, sur les ressorts latéraux 2 des longerons voisins 4a du boggie correspondant 31 sur lequel les guident des bielles 26 et 26a. Dans cette disposition des moteurs et transmissions, les moteurs 32 et 33 tournent dans le même sens. I1 suffit de modifier en conséquence les transmissions ou leur disposition pour permettre de monter des moteurs de traction tournant en sens inverses. L'engin sur rails des figures 6 et 7 comporte deux boggies 41 dont l'un est représenté en totalité et l'autre, partiellement sur le dessin. Chacun des boggies 41 comprend un châssis formé de deux longerons 42 et des traverses 4b et prenant appui sur les axes 7 des essieux montés 5 et 6. Ceux-ci sont guidés parallèlement par les châssis des boggies. Chacun des longerons 42 est relié à deux boites 43 dans lesquelles les essieux 7 sont montés. L'enveloppe des boites d'essieux 43 comporte deux appuis 44 destinés à deux ressorts de soutien 45 disposés de part et d'autre de l'essieu 7. Chacun des moteurs 32 et 33 est équipé de deux éléments de support 46 en consoles dont chacun comprend une partie qui se prolonge jusque sur les deux boites d'essieux 43 du longeron voisin 42 et qui est destinée à prendre appui sur les ressorts de soutien 45. Les deux éléments de support 46 transmettent ainsi la partie du poids de la caisse 1, que l'assemblage à couronnes rotatives 34 fait passer dans les carcasses de stator 32a et 33a, par les ressorts 45 aux boites 43 des essieux montés 7.Les longerons 42 peuvent avantageusement êtred'un moded'exécution léger, car ils n'assument aucune fonction de support de la caisse, mais sont uniquement destinés à guider les essieux 7 et a' transmettre les forces de traction et de freinage que les bielles 26 et 26a font passer dans les carcasses des moteurs et transmettent de ces dernières à la caisse 1 de l'engin. Les moteurs 32 et 33 sont par ailleurs munis d'une console 47 fixée aux deux carcasses des stators, orientée dans la direction de la longueur et formant un timon qui se prolonge jusqùe sur l'une des traverses 4b du châssis du boggie. Les consoles 47 des deux paires de moteurs, dont chacune est affectée à l'un des boggies 41, sont orientées l'une vers l'autre et reliées par un accouplement transversal 48. Celui-ci comprend deux bielles transversales 49, dont chacune est articulée sur l'une des consoles 47, ainsi que deux leviers pivotants verticaux 51 articulés sur les bielles 49 et fixés sur une barre de torsion commune 53 qui est parallèle à une cloison latérale 52 de la caisse 1. La barre de torsion 53 est montée dans deux paliers 54, dont chacun est fixé à une console 55 solidaire de la cloison 52. L'accouplement transversal 48 qui attaque les deux paires de moteurs 32 et 33 commande de manière connue les deux boggies 41 de façon que le mouvement de rotation qu'exécute autour de son axe vertical 13 un groupe de deux moteurs 32 et 33 guidés par un boggie 41 lors du passage sur une courbe impose un mouvement de rotation de sens inverse autour de son axe vertical, du groupe de deux moteurs guidés par le second boggie et non représentés sur le dessin. L'accouplement mécanique transversal représenté peut aussi être remplacé par un dispositif hydraulique ou pneumatique correspondant. Il est possible de fixer aussi d'autres éléments, en particulier lourds, du dispositif de traction sur la caisse de engin, conformément aux principes de l'invention. La caisse 1 de l'engin sur rails de la figure 8 prend appui sur un boggie 31 et sur un second boggie non représenté pouvant être semblable au premier ou pouvant aussi être par exemple un boggie non tracté, c'est-à-dire ne supportant aucun élément d'un dispositif de commande. Un moteur diesel 61 disposé dans la caisse 1 de l'engin de traction est relié par un embrayage 62 et un arbre à cardan 63 à un arbre d'entrée 64 d'une transmission hydraulique 65 qui n'est pas représentée en détail. La transmission 65 est disposée dans un carter 65a qu'un assemblage 34 à couronnes rotatives, qui en forme également le support, relieàlacaisse 1 de manière fixe longitudinalement et transversalement, mais de manière qu'il puisse tourner autour de l'axe vertical 13. Le carter 65a prend appui au moyen de deux éléments de support 35 disposés de manière analogue à ceux de la figure 4 et par l'intermédiaire des ressorts 2 sur les longerons 4a du châssis du boggie et il est également relié à ce dernier par les bielles longitudinales parallèles 26 et 26a. La partie 65b de la transmission 65 qui comprendl?arbre d'entrée 64 poutre par un trou du fond à l'intérieur de la caisse 1.La transmission 65 comprend deux arbres de sortie 66a et 66b qui sont reliés chacun par un arbre à cardan 18 à l'une des boîtes de transmission 21a et 21b. Un autre arbre à cardan non représenté ou une liaison hydraulique, par exemple, peut relier de manière connue la transmission 65 à une transmission correspondante disposée sur le second boggie. La figure 9 ne représente aussi de l'engin sur rails que l'un des deux boggies 71 sur lesquels la caisse 1 prend appui par les ressorts latéraux 2. Deux moteurs électriques de traction 72 et 73 reliés l'un à l'autre sont suspendus, c'est-à-dire montés de manière rotative sur la caisse 1 au moyen de l'assemblage décrit à couronnes rotatives 14, les arbres 12 des moteurs étant parallèles au plan médian transversal A du boggie. Chacun des moteurs 72 et 73 est relié de manière correspondante à une transmission 74 rapportée sur lui etqutun arbre transversalde sortie 75 ainsi que l'arbre à cardan 18 relient à l'arbre d'entrée, également transversal, 19a ou 19b de la boite de transmission correspondante 21a ou 21b. Chacun des deux moteurs de traction 72 et ;73 est équipé d'un guide 76 en saillie transversalement et monté entre deux plaques 72 d'une glissière fixées sur le longeron voisin 4a et parallèles au plan médian transversal A de manière que le guide soit mobile verticalement et transversalement. Les plaques 77 de la glissière sont fixées sur un substrat 78 en matière ayant l'élasticité du caoutchouc. Les substrats sont fixés de leur côté sur deux consoles 79 en saillie sur le longeron 4a. Les forces de traction et de freinage de ce mode de réalisation se transmettent du boggie 71 et par les consoles 79 et les guides 76 à la carcasse des moteurs 72 et 73, puis les assemblages à couronnes rotatives 14 les font passer dans la caisse 1. La liaison par guides permet aux boggies 71 d'exécuter des mouvements transversaux et verticaux par rapport aux moteurs 72 et 73. Les substrats élastiques 78 constituent de leur côté des amortisseurs de chocs et de vibrations ainsi que des amortisseurs phoniques et de plus autorisent différents mouvements d'équilibrage, par exemple les mouvements de tangage du boggie 71 autour d'un axe transversal. La figure 10 illustre un tramway à trois essieux, comprenant deux boggies moteurs 81 et un boggie médian non moteur 82. Les boggies 81 et 82 ainsi que la caisse 1 sont représentés à une position qu'ils occupent au passage d'une courbe. Chacun des boggies 81 supporte un moteur de traction 80 80' et un essieu: monté 5, 6 ainsi qu'un châssis prenant appui par ressorts sur l'axe 7 de l'essieu correspondant. Les châssis des boggies moteurs sont formés d'une traverse 4b et de deux longerons coudés 83 concourant approximativement en pointe et se rejoignant à une extrémité 83a constituant un timon. Le boggie non moteur 82 comprend un essieu monté 84-sur l'axe 85 duquel prend appui par des ressorts un châssis formé de deux longerons 86 et de deux traverses 87.Les extrémités 83a, tournées l'une vers l'autre, des boggies moteurs 81 prennent appui chacune par une articulation 88 sur l'une des traverses 87 et une articulation non représentée, enveloppée par un soufflet protecteur 89, les relie au-dessus de l'essieu 85 en autorisant leurs déplacements. Un assemblage 34 à couronnes rotatives, qui forme également un support de la caisse 1, relie à cette dernière chacun des moteurs 80 et 80' en interdisant les déplacements longitudinaux et latéraux relatifs, mais en autorisant la rotation de ces moteurs autour de leur axe vertical, chacun de ces moteurs étant par ailleurs suspendu par deux éléments de support 35 aux ressorts latéraux 2, dont chacun est monté sur l'un des longerons 83. Différentes autres variantes de réalisation de l'invention sont encore possibles. La figure ll représente un assemblage à couronnes rotatives 91 qui ne sont pas reliées par un roulement à billes, cet assemblage comprenant deux anneaux 92 et 93 qui coopèrent par des surfaces prismatiques de glissement. L'anneau 92 est fixé par sa circonférence dans plusieurs blocs amortisseurs 94 de caoutchouc ou de matière ayant la même élasticité, ces blocs étant disposés de leur côté dans un support 96 que des vis 95 fixent à la caisse 1. Des vis 97 fixent l'anneau 93 sur la carcasse du moteur de traction 80. L'un des anneaux de glissement 92, 93, ou les deux, peuvent être subdivisés de manière connue en plusieurs segments indépendants. L'assemblage décrit à couronnes rotatives peut aussi être remplacé par exemple par un assemblage à pivots à condition que les groupes de commande devant être fixés sur la caisse de. l'engin soient convenablement conformés. De plus, le groupe de commande peut aussi être guidé sur la caisse de manière qu'il soit mobile transversalement. La disposition selon l'invention du groupe de commande convient aussi aux modes de réalisation dans lesquels les forces de traction et de freinage sont transmises du boggie à la caisse indépendamment de ce groupe, par exemple au moyen d'un dispositif de traction basse de type connu. Par ailleurs, l'invention est aussi applicable à des véhicules différents de ceux qui ont été représentés, par exemple à des véhicules qui ne sont pas sur rails, notamment à des autobus articulés, des semi-remorques, ou analogues. REVENDICATIONS 1. Engin de traction, en particulier sur rails, comprenant une caisse et au moins deux boggies de guidage d'essieux montés dont au moins un est relié à un dispositif de commande, caractérisé en ce qu'un dispositif mobile de support (14, 34, 91) assujettit au moins un groupe (11, ll'; 32, 33; 65; 72, 73; 80, 80') du dispositif de commande à la caisse (1) de manière qu'il soit fixe dans la direction de la longueur du boggie et rotatif autour d'un axe vertical (13) et la liaison fonctionnelle entre ce groupe (11, lui'; 32, 33; 65; 72, 73; 80, 80) et essieu monté (5, 6) comprend un élément articulé de transmission (18). 2. Engin de traction selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux bielles (26, 26a) de transmission des forces de traction et de freinage sont montées parallèles ment à l'axe de symétrie longitudinal du boggie (3, 3a; 31, 41, 81) et relient à ce dernier ledit groupe (11, 11; 32, 33; 65; 80, 80') en lui laissant sa liberté de mouvement vertical et/ou transversal. 3. Engin de traction selon la revendication 1, caractérisé en ce que des guides sensiblement rigides (76) qui sont destinés à transmettre les forces de traction et de freinage et qui sont fixés soit audit groupe (72, 73), soit au boggie (71) relient ces deux derniers éléments l'un à l'autre et coopèrent avec des glissières (77, 79) que comporte l'autre élément - boggie (71) ou ledit groupe (72, 73)-de manière qu'ils soient mobiles verticalement et transversalement. 4. Engin de traction selon lVune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit groupe (32, 33; 65, 80, 80') est relié à au moins deux éléments de support rigides (35, 46) dont chacun se prolonge jusque sur une poutre (4a, 42, 83) du boggie et qui comportent des surfaces d'appui destinées à leur montage sur un assemblage à ressorts (2, 45) relié au boggie (31, 41, 81). 5. Engin de traction selon la revendication 4, comprenant un boggie à deux essieux montés, caractérisé en ce que chacun desdits éléments de support (46) comprend des surfaces d'appui dont chacune se prolonge jusque sur une boîte (43) de l'un des essieux montés (5, 6) et qui sont destinées à être posées sur des ressorts (45) montés sur lesdites boites (43) d'essieu. 6. Engin de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la liaison de la caisse (1) de l'engin et le groupe (80) fixé sur cette dernière comprend une entretoise (94) de matière ayant l'élasti- cité du caoutchouc, en particulier d'amortissement phonique, qui est disposée entre deux éléments qui coopèrent l'un avec l'autre (92, 96). 7. Engin de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant deux groupes dont chacun est affecté à un boggie, caractérisé en ce qu'un accouplement transversal (48) prenant appui sur la caisse (1) relie les deux groupes (32, 33) de manière qu'une rotation de l'un de ces groupes (32, 33) autour de son axe vertical (13) provoque une rotation correspondante dey'autre groupe dans le sens inverse.