Brevet FR2403256A1 — publié le 19790413

La présente invention se rapporte à un dispositif de suspension d'essieux pour un véhicule ferroviaire à deux essieux dont les essieux tourillonnent dans des boîtiers de paliers qui sont suidés avec possibilité de translation verticale et avec jeu dans la direction longitudinale et dans la direction transversale du véhicule entre deux guides de paliers d'essieux et sont suspendus par rapport au châssis du véhicule par un dispositif à ressorts. Pour obtenir une pression des roues suffisante pour garantir la sécurité de deraillement indispensable, dans le cas d'irrégularités de la voie ou dans le cas de rampe à forte pente,par exemple en courbe, il est necessaire, dans le cas des véhicules ferroviaires à deux essieux, d'utiliser une suspension progressive dont la caractéristique élastique est plus plate entre la charge nulle et une certaine charge que sous une charge plus élevée.Comparativement à la simple suspension obtenue avec des ressorts porteurs à lames, qui possède pratiquement une caractéristique élastique linéaire depuis la charge nulle jusqu'à la charge maximum, une suspension progressive à caractéristique élastique coudée presente l1avantage consistant en ce que, même en présence d'irrégularités de la voie ou de rampes à forte pente? la pression de roues nécessaire reste conservée sur toutes les roues, plus précisément grâce à l'utilisation de ressorts additionnels souples qui sont montés en série avec les ressorts porteurs à lames. Dans une forme de realisation Jéja connue, les ressorts additionnels souples sont placés au-dessous des pattes de suspension et chacun est traverse par une vis de serrage reliée aux mains de ressorts de telle sorte que les mains sont ainsi suspendues par rapport aux pattes de suspension par l'intermédiaire des ressorts additionnels. Dans une autre forme de réalisation connue, les ressorts additionnels souples sont interposés entre le châssis du véhicule ferroviaire et les pattes de suspension rabattables fixées au châssis. Dans cette forme de réalisation, lors du passage du véhicule sur des irrégularités de la voie ou sur des rampes, les ressorts additionnels déterminent le rabattement des pattes de suspensiol! qui a pour effet de faire entrer les ressorts additionnels souples en jeu et de maintenir dans des limites supportables les pertes de pression de roues. Les formes de réalisation déjà connues pour l'agencement des ressorts additionnels présentent l'inconvénient de ne pas permettre d'utiliser les pattes de Q;uspension et mains de ressorts déjà connus et, par ailleurs,en raison de la grande hauteur des nouvelles pattes de suspension, ces pattes ne peuvent pas être montées sur tous les véhicules ferroviaires déjà existants.Non seulement ceci exclut 1-a possibilité de transformer certains véhicules ferro viaires dej existants, mais, par ailleurs, dans les véhicules ferroviaires transformables, cette transformation est liée à une dépense.de travail considérable parce que le démontage des pattes de suspension déjà présentes et le montage des pattes nouvelles exigent des travaux coûteux qui, en raison de l'importance des suspensions des essieux, doivent être exécutés avec un très grand soin. L'utilisation de pattes de suspension et de mains du nouveau type augmente considérablement l'éventail des stocks.Finalement, les formes de réalisations déjà connues présentent l'inconvénient consistant en ce que l'entrée en jeu et la sortie de jeu des ressorts additionnels se produisent brus quement. Le passage brusque de la caractéristique élastique plate à la caractéristique élastique raide constitue un inconvénient pour le comportement de roulement dynamique des véhicules. L'inventiGn vise à créer une su3p".sion d'essieu pour véhicules ferroviaires à deux essieux dans lequel il soit possible d'obtenir avec des moyens simples, à la fois une caractéristique élastique progressive et egalement un amortissement qui puisse être régulé exactement sur la caractéristique élastique existante, afin de permettre d'utiliser le véhicule à deux essieux aux grandes vitesses. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'entre le boitier de palier de l'essieu et le châssis sont interposés deux ressorts helicoldaux differents, qui sont montés fonctionnellement en série et qui sont suivis, en aval, d'un amortisseur comportant un élement d'amortissement annulaire, lequel est serré entre la portée extrême supérieure des ressorts et une bague de compression solidaire du châssis, au moyen de surfaces obliques, et agit sur un tube d'amortisseur fixé au boîtier du palier de l'essieu, Cette solution propose par llinvention ne permet pas seulement d'obtenir une caractéristique élastique progressive mais elle apporte également la possitiblité, par un choix approprié des ressorts et de l'amortisseur, de régler la caracteristique élastique ainsi que la caractéristique d'amortissement indépendamment l'une de l'autre. La matière constitutive et les dimensions des deux ressorts helicoidaux sont déterminantes pour l'obtention de la carac téristique élastique voulue tandis que la caracteristique d'amortissement est déterminée par le choix de la combinaison de matieres,des dimensions, et notamment de la pente des surfaces obliques. Suivant une autre caracteristique de l'invention, pour permettre de transformer,d'une façon simple, les vehicules ferroviaires existants en les équipant de suspensions d'essieux suivant l'invention, la bague de compression est montée sur un palonnier porteur qui présente les dimensions d'un ressort porteur à lames et est suspendu par l'intermediaire de mains aux pattes du châssis. Pour la transformation, il suffit donc, en conservant les pattes et mains de ressorts, de remplacer les ressorts porteurs à lames par le palonnier muni des ressorts hélicoïdaux et de l'amortisseur. Pour une forme préférée de realisation de l'invention, on propose finalement de disposer les deux ressorts hélicoldaux concentriquement l'un à l'intérieur de l'autre et de les accoupler en série au moyen d'un tube de liaison qui comporte, à ses extrémités, des collerettes dont l'une sert de portée du ressort pour recevoir l'extrémité supérieure du ressort hélicoïdal intérieur tandis que l'autre sert de portée pour recevoir l'extrémité inférieure du ressort hélicoïdal extérieur. Ceci permet de loger les ressorts et l'amortisseur dans un volume particulièrement restreint. Les dessins annexes représentent un exemple de realisation de la suspension d'essieux suivant l'invention. Plus précisément - la figure 1 est une vue en élévation de coté et en partie en coupe d'une suspension d'essieu, - la figure 2 est une vue de dessus prise suivant la ligne II-II de la fig. 1, - la figure 3 est une coupe verticale prise suivant la ligne III-III de la fig. 1. Les dessins représentent une partie d'un châssis 1 auquel est relié un essieu 2, mobile en translation verticale et suspendu élastiquement. L'essieu 2 tourillonne à chacune des extrémités dans un boltier de palier 3 qui est guidé, avec jeu longitudinal et transversal, entre deux guides de palier 4. Ces guides 4 sont fixés au châssis I du véhicule. La suspension disposée entre le châssis 1 et le boitier de palier 3 est composée de deux ressorts hélicoïdaux 5 et 6 differents l'un de l'autre, qui sont fonctionnellement en série et sont disposés concentriquement l'un à l'intérieur de l'autre. Le ressort hélicoïdal intérieur 5 donne à la suspension du véhicule une caractéristique élastique relativement plate entre la charge nulle et une charge partielle déterminee tandis que le ressort hélicoïdal extérieur 6 entre en action apres la compression du ressort 5, en donnant une carac téristique élastique plus raide pour les charges plus élevées. Dans l'exemple de realisation représenté, le ressort interieur 5 est appuyé par sa spire extrême inferieure sur le boîtier 3 du palier de l'essieu par a'intermédiaire d'une collerette qui fait partie diun tube de guidage 11, La spire supérieure du ressort 5 est appuyée contre une collerette 7a dirigée vers l'intérieur formant portée de ressort et appartenant à un tube de guidage 7 qui présente egalement à son-extrémite inférieure une collerette 7b, cette dernière faisant saillie vers l'extérieur, Cette collerette 7b sert de portée inférieure pour le ressort extérieur 6 qui, à son tour, entoure concentriquement le tube de liaison 7, La spire supérieure du ressort exterieur 6 est appuyee contre une portée de ressort annulaire 8 qui entoure une bague à col le rette 8a dirigée vers l'intérieur et qui forme une surface oblique. Entre cette bague à collerette 8a et une bague de compression 9 également munie d'une surface oblique, est interposé un élément amortisseur annu laire 10 en matière élastique qui agit en qualité d'amortisseur sur un tube d'amortisseur il appuyé sur la face supérieure du boitier 3. La bague de compression 9 est solidaire d'un palonnier porteur 12 qui présente les dimensions d'un ressort porteur à lames habituel et est suspendu par l'intermédiaire de mains de ressorts 13 à des pattes 14 solidaires du châssis 1, de sorte que la suspension d'essieu décrite plus haut peut être montée à la place de ressorts porteurs à lames habituels, avec utilisation des mains 13 et des pattes 14 déjà connues. Lorsqu'on charge le châssis 1, le ressort 5 plus faible se comprime tout d'abord. La caractéristique élastique plate de ce ressort dont donc une suspension souple entre la charge nulle et une certaine charge partielle du véhicule ferroviaire. Des que ce ressort 5 est comprime et, par conséquent, devenu inefficace, le ressort extérieur 6, plus dur, commence à entrer en action, pour donner une caractéristique élastique plus raide qui est determinante pour tous les cas de charge supérieure à la charge partielle mentionnée plus haut, et jusqu'à la charge maximum. Suivant la charge, l'élément amortisseur annulaire 10 est plus ou moins comprimé par la portée de ressort 8 et la bague de compression 9. En raison des propriétés élastiques de l'élément amortisseur 10, une compression de la partie de cet élément qui est fixee entre les surfaces obliques provoque une extrusion de la matière de cet élement vers l'intérieur et, par conséquent, un frottement de cette bague sur le tube amortisseur 11 qui croît avec la compression de l'élément 10. L'amortissement croît donc avec l'accroissement de la charge du véhicule. Cette caractéristique peut être déterminée à l'avance par un choix approprie des dimensions et de la nature de la matière constitutive des éléments de ''amortisseur, et ceci indépendan;;nant de la dimension et de la configuration des ressorts hélicoïdaux 5 et 6. REVENDI CAT 10 NS 1"/- Dispositif de suspension d'essieu pour véhicule ferroviaire à deux essieux dont les essieux tourillonnent dans les boîtiers de palier d'essieux qui sont guidés en translation verticale entre deux guides de palier d'essieux, avec jeu dans la direction longitudinale et dans la direction transversale du véhicule, et sont suspendus par rapport au châssis du véhicule par des ressorts, ce dispositif de suspension étant caractérisé en ce que, entre le boîtier de palier d'essieu (3) et le châssis (1) sont interposés deux ressorts hélicoïdaux différents (5, 6) montes fonctionnellement en série, et sont suivis, en aval, d'un amortisseur comportant un élément amortisseur annulaire (10), lequel est serré entre la portee extrême supérieure (8) des ressorts et une bague de compression (9) solidaire du châssis (1), au moyen de surfaces obliques, et agit sur un tube amortisseur (11) qui est fixé au boîtier (3) du palier de l'essieu. 2 /- Dispositif de suspension d'essieu suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de compression (9) est fixée à un palonnier (12) qui possède les dimensions d'un ressort porteur à lames et est suspendu par l'intermédiaire de mains (13) aux pattes (14) du châssis (1). 3"/- Dispositif de suspension d'essieu suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caracterise en ce que les deux ressorts hélicoïdaux (5, 6) sont disposés concentriquement l'un à l'intérieur de l'autre et accouplés en série au moyen d'un tube de liaison (7) qui comporte à ses extrémités des collerettes (7a, 7b) dont l'une sert de portée de ressort pour recevoir l'extrémité superieure du ressort hélicoïdal (5) tandis que autre sert de portee de ressort pour recevoir t'extrémité inferieure du ressort hélicoïdal extérieur (6).