Brevet FR2403257A1 — publié le 19790413

La présente invention se rapporte à un dispositif de guidage d'essieu pour un véhicule ferroviaire àdeux essieux dont chacun des essieux tourillonne à chacune de ses deux extrémités dans un boîtier de palier d'essieu qui est suspendu élastiquement par rapport au châssis du véhicule, par exemple par un ressort porteur à lames et des mains de ressorts et est guide en translation verticale, avec jeu aussi bien dans la direction longitudinale que dans la direction transversale du véhicule, par des guides de palier d'essieux disposés de part et d'autre du boîtier de palier. On connait déjà des dispositifs de guidage d'essieux du genre décrit plus haut. Aux grandes vitesses, notamment aux vitesses supérieures à 120 Km/heure, la fréquence des mouvements de lacet des essieux simples des véhicules ferroviaires à deux essieux atteint une valeur telle que, d'une part, il n'est plus possible de garantir une sécurité de marche suffisante et, d'autre part, il se produit une forte usure aussi bien sur les essieux que sur la face superieure des rails. Les mouvements de lacet se produisent en raison de la marche sinusoidale du véhicule ferroviaire, qui est liee au jeu longitudinal des paliers d'essieux dans leurs guides, jeu longitudinal qui est absolument indispensable pour que les essieux puissent prendre la nécessaire position radiale en courbe. De même, il n'est pas possible d'éviter le jeu existant dans la direction transversale du véhicule entre les guides des paliers d'essieux et les bottiers de palier parce que ce jeu est indispensable pour l'exécution des mouvements de compensation qui sont nécessaires pour absorber les chocs des boudins des roues pendant la marche sinusoidale du véhicule ferroviaire.Aux grandes vitesses, par exemple aux vitesses de l'ordre de grandeur de 200 Km/ heure, les forces de rappel de la suspension, par exemple composées d'un ressort à lames et due mains de ressorts, ne suffisent plus pour garantir que le boîtier de palier d'essieu se trouvera dans la position centrale nécessaire dans toutes les conditions de marche qui peuvent se presenter. L'invention vise à créer un dispositif amortisseur pour dispositif de guidage d'essieux du genre décrit au début du présent memoire qui soit capable d'amortir efficacement les mouvements de lacet qui se produisent aux grandes vitesses de circulation du véhicule ferroviaire sans exclure les mouvements compensateurs dans la direction longitudinale et dans la direction transversale qui sont nécessaires pour une marche correcte du véhicule ferroviaire, notamment pour le positionnement radial des essieux en courbe. La solution apportée par l'invention à ce problème est caracterisée par le fait qu'il est prévu, pour chaque essieu, un arbre rigide en torsion, disposé parallèlement à cet essieu, qui tourillonne sur le châssis, et à chacune des extrémités duquel est fixé un levier, l'un de ces leviers étant articulé directement sur le boîtier de palier correspondant au moyen d'une biellette longitudinale tandis que l'autre levier est articulé sur le boitier de palier correspondant par l'intermédiaire d'un amortisseur à double effet. L'application de l'invention permet de réaliser un dispositif de guidage d'essieu dont les mouvements de lacet sont efficacement amortis. Tout mouvement longitudinal d'un boîtier de palier d'essieu par rapport au châssis du véhicule est transmis a l'arbre rigide en torsion par le levier correspondant, le fait que l'amortisseur est prévu sur un seul côté doublant la course de cet amortisseur. La construction suivant l'invention amortit donc la mobilité limite de l'essieu dans la direction longitudinale du véhicule sans réduire cette mobilité ; le mouvement compensateur que l'essieu peut décrire dans la direction transversale par rapport au châssis pour absorber les chocs des boudins n'est pas gêné. Suivant une autre caracteristique de l'invention, l'amortisseur est de préférence constitué par un cylindre à fluide sous pression à double effet et à caractéristique réglable de sorte que la caractéristique d'amortissement peut être régie en fonction de la construction et du poids du véhicule ferroviaire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, et étant donné que'le châssis des véhicules ferroviaires à deux essieux est, de préférence, souple en torsion, en vue d'obtenir une plus grande sécurité de marche, l'arbre rigide en torsion est relié au châssis du véhicule, d'une part, libre en rotation et, d'autre part, capable d'osciller dans une mesure limitée, afin de supprimer le risque de coincement des paliers de l'arbre en présence de déformations en torsion du châssis du vehicule. Suivant une forme préférée de réalisation de l'invention, l'arbre rigide en torsion est monté au moyen de paliers lisses dont les surfaces de portée sont sphériques.Par ailleurs, on évite que la souplesse en torsion du châssis ne soit préjudiciable au dispositif de guidage d'essieu réalisé suivant l'invention grâce au fait que la biellette longitudinale,ou l'amortisseur,est reliee du levier correspondant au moyen de surfaces de palier lisse constituées par des bagues spheriques. Les dessins représentent un exemple de realisation du dispositif de suspension d'essieu suivant l'invention. - La figure 1 est une vue schematique en plan du dispositif du guidage des essieux d'un véhicule ferroviaire à deux essieux, - la figure 2 est une vue en élévation de cote d'un essieu simple suivant la fig. 1, - la figure 3 est une vue en élévation de l'autre côte de l'essieu simple suivant les fig. 1 et 2, - la figure 4 est une coupe prise suivant la ligne IV-IV de la fig. 2 et à plus grande échelle. Le véhicule ferroviaire représente schématiquement sur la fig. 1 comprend un châssis 1, sur lequel tourillonnent deux essieux 2. Chacun des essieux 2 tourillonne dans deux boîtiers de palier 3 qui sont montés mobiles en translation verticale entre deux guides 4 de paliers. La suspension de chaque boîtier de palier 3 par rapport au châssis 1 est assurée, dans l'exemple de realisation représenté, par un ressort porteur à lames 5 qui est suspendu à des pattes 7 par l'intermédiaire de mains 6. Parallèlement à chaque essieu 2, un arbre 8 rigide en torsion tourillonne dans le châssis 1. Dans la forme de réalisation representee, l'arbre 8 rigide en torsion tourillonne dans les pattes 7 des ressorts qui sont elles-mêmes rigidement solidaires du châssis 1. Toutefois, l'arbre peut être relié au châssis 1 en un autre point de ce châssis et également d'une façon indirecte. Pour assurer à l'arbre 8 une liberté de rotation dans ses paliers qui ne soit pas influencée défavorablement par une torsion du châssis 1, dans l'exemple de réalisation représente, on utilise des paliers lisses 9 qui présentent une surface de portée en forme de bague sphérique. Sur la fig. 4, on a representé un tel palier lisse 9 en coupe et a plus grande échelle que sur les autres figures. Cette représentation montre que, sur un tourillon cylindrique 8a de l'arbre 8 est fixée une bague de portée 9a, dont la surface de portée présente la forme d'une bague sphérique et coopère avec une surface de portée de configuration correspondante formée dans une bague extérieure 9b qui est fixée au boîtier 9c du palier lisse 9. L'arbre 8- peut ainsi décrire aussi bien un mouvement de rotation autour de son axe longitudinal qu'un mouvement d'oscillation limité autour du centre de la surface de portee en forme de bague sphérique. A chaque extrémité de l'arbre 8 est fixé un levier 10 dont la forme de realisation particulière est bien visible sur la fig. 4. A l'un de ses leviers 10 est articulée une biellette longitudinale Il dont l'autre extrémité est fixée par une articulation sur le boîtier de palier d'essieu correspondant 3 Les biellettes longitudinales 11 des deux essieux 2 du véhicule sont opposées en diagonale, comme on peut le voir sur la fig. 1. Comme on peut le voir sur la fig. 2, l'autre levier i0 de chacun des deux arbres d est relie par une biellette intermédiaire 12 à un amortisseur hydraulique 13 qui est constitué, par exemple, par un cylindre à fluide sous pression à double effet et, de son côté, cet amortisseur est articulé sur le boîtier depalier d'essieu 3 correspondant. Comme on peut le voir sur la partie inférieure de la fig. 4, l'articulation de la biellette longitudinale 11 ou de la biellette intermédiaire 12 sur le levier 10 correspondant est assurée au moyen d'une surface de portée en forme de bague sphérique. Dans l'exemple de -realisation représenté, cette surface est formée par une boule ou rotule -15 montée sur un axe de palier 14 et'qui coopère avec une bague de portée 16 de configuration correspondante qui est elle-même fixée dans la biellette intermédiaire 12 ou dans la biellette longitudinale 11. En présence d'un mouvement compensateur du boîtier de palier d'essieu 3 de l'un des essieux 2 dans la-direction longitudinale du véhicule, le dispositif de guidage décrit plus haut provoque, par l'intermediaire de la biellette longitudinale 11 ou de la biellette intermédiaire 12, un mouvement de rotation de l'arbre 8. Ce mouvement de rotation de l'arbre 8 est amorti, indépendamment du sens de la rotation, par l'intermédiaire du levier 10 qui est relié à l'amortisseur 13 au moyen de la biellette intermédiaire 12, les mouvements des leviers 10 s'additionnant pour obtenir un mouvement suffisamment grand de l'amortisseur, grâce au fait que l'amortisseur n'est monté que d'un seul côté. L'amortisseur 13 assure de cette façon la sécurité du rappel de l'essieu 2 à sa position médiane sans limiter la mobilite longitudinale de l'essieu 2 par rapport au châssis 1. Grâce à la forme sphérique des surfaces de portée, on évite également une influence défavorable du dispositif amortisseur sur les mouvements transversaux de l'essieu 2. REVENDICATIONS 1 /- Dispositif de guidage d'essieu pour véhicule ferroviaire a deux essieux dont chacun des essieux tourillonne à chacune de ses extrémités dans un boîtier de palier d'essieu qui est suspendu par rapport au châssis du véhicule et est guidé en translation verticale par des guides de boîtier de palier disposés de part et d'autre de ce boîtier de palier, avec jeu aussi bien dans la direction longitudinale que dans la direction transversale du véhicule, ce dispositif de guidage étant caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque essieu (2), un arbre (8) rigide en torsion dispose parallèlement à cet essieu, qui tourillonne dans le châssis (1) et à chacune des extrémités duquel est fixé un levier (10), l'un de ces leviers (10) etant directement articule sur le boîtier de palier d'essieu correspondant (3) au moyen d'une biellette longitudinale (11) tandis que l'autre levier (10) est articulé sur le boîtier de palier d'essieu (3) correspondant par l'intermédiaire d'un amortisseur à double effet (13). 2 /- Dispositif de guidage d'essieu suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur (13) est constitué par un cylindre å fluide sous pression à double effet et à caractéristique réglable. 30/- Dispositif de guidage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'arbre (8) rigide en torsion est relie au châssis (1) a la fois libre en rotation et avec possibilité d'usciller dans une mesure limitez 4"/- Dispositif de guidage d'essieu suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'arbre (8) rigide en torsion est monte a l'aide de paliers lisses (9) dont la surface de portée présente la forme d'une bague sphérique. 5"/- Dispositif de guidage d'essieu suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la biellette longitudinale (11) ou l'amortisseur (13) est relié au levier correspondant (10) par des surfaces de palier lisse (15, 16) constituées par des bagues sphériques.