Brevet FR2474423A1 — publié le 19810731

L'invention se rapporte à un dispositif de commande du mouvement de rotation dans une courbe d'un essieu monté de vehicule ferroviaire qui est disposé dans deux boites d'essieu, dispositif comprenant deux organes de réglage dont chacun est affecté à l'une des deux extrémités de l'essieu monté et qui sont immobilisables à des positions prédéterminées en service, chacun desdits organes de réglage, qui sont montés sur un châssis de train de roulement qui prend appui sur les corps de boites d'essieu, étant relié à l'un de ces corps par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission du mouvement de réglage, ledit dispositif étant par ailleurs équipé d'un mécanisme de positionnement des organes de réglage. Le principe consistant à faire tourner les essieux montés du véhicule ferroviaire vers la droite lors du passage sur une courbe à droite et vers la gauche lors du passage sur une courbe à gauche autour d'un axe perpendiculaire au plan de la voie est bien connu pour réduire le frottement entre la jante des roues et la voie et donc pour réduire l'usure. L'angle optimal de réglage de la position de l'essieu monté pour obtenir ce résultat est en rapport direct avec la courbure de la voie et un réglage idéal consisterait à le choisir et à le déterminer de manière appropriée pour chaque courbe. Dans un dispositif du type mentionné selon l'art antérieur, les organes de réglage affectés aux deux extrémités de l'essieu monté sont couplés et sont commandés de manière à coopérer lors du mouvement de rotation de l'essieu monté (demande de brevet suisse nO 7 513/78). Lorsque l'un des organes de réglage déplace l'extrémité correspondante de l'essieu monté dans un sens, l'autre organe de réglage déplace l'autre extrémité de cet essieu dans le sens inverse. Donc, l'essieu monté tourne autour d'un axe central qui est perpendiculaire au plan de la voie. Le dispositif connu doit comprendre des organes de réglage dont la course est au moins à trois étages pour permettre trois positions angulaires de l'essieu monté -une position pour la marche en ligne droite, une position pour les virages à gauche et une position pour les virages à droite-. En général, une position particulière de service des organes de réglage couplés correspond à chaque position angulaire de l'essieu. Il faut donc des organesB réglage compliqués, dont les courses sont à plusieurs étages, pour permettre à l'essieu monté d'occuper plusieurs positions angulaires finement échelonnées. Mais ce genre de construction est relativement coûteux. -L'invention a pour objet un dispositif du type tel que spécifié, mais qui permet d'élever de manière rentable le nombre des positions angulaires possibles de l'essieu monté sans réduction de la fiabilité par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Selon une particularité essentielle de l'invention, le mécanisme de positionnement comprend deux éléments de commande dont le pilotage est pratiquement indépendant et dont chacun est destiné à la manoeuvre de l'un des organes de réglage affecté au même essieu monté, une position résultante de l'essieu monté étant déterminée par la combinaison des positions particulières des deux extrémités de l'essieu monté, de façon que, selon le sens et la courbure du virage particulier de la voie, l'angle suivant lequel l'orientation de l'essieu monté est réglé résulte de l'une, choisie, d'un certain nombre de valeurs angulaires prédéterminées qui est supérieur au nombre des positions prédéterminées que les organes de réglage prennent en service. L'avantage essentiel de l'invention réside dans le fait que la commande indépendante des organes de réglage d'un essieu monté permet d'augmenter le nombre des positions angulaires possibles de cet essieu, sans augmentation notable de la complexité du dispositif de commande, ce. nombre des positions angulaires possibles étant supérieur à celui des positions que les organes de réglage peuvent occuper le long de leur course. Chacun des organes de réglage peut etre amovible entre deux positions extrêmes qui déterminent une position de marche en ligne droite et deux positions angulaires -une position de passage dans une courbe à droite et une position de passage dans une courbe à gauche- de l'essieu monté. Ce mode de réalisation est particulièrement simple et bon marché et répond à de nombreux cas de manière satisfaisante au but recherche. En variante de réalisation, chacun des organes de réglage peut occuper en service trois positions déterminées par deux parties d'une course totale et déterminant de leur côté une position de marche en ligne droite, trois positions de passage dans une courbe à droite et trois positions de passage dans une courbe à gauche de l'essieu monté. Ce mode de réalisation permet d'élever la précision de l'adaptation de la position d'un levier oscillant de commande à la courbure du virage particulier sur lequel passe le véhicule. Par ailleurs, chacun des organes de réglage peut occuper en service quatre positions déterminées par trois parties d'une course globale et déterminant de leur côté une position de marche en ligne droite, six positions de passage dans une courbe à droite et six positions de passage dans une courbe à gauche de l'essieu monté. Ce mode de réalisation permet une gradation particulièrement avantageuse, par exemple arithmétique, de cinq des six positions angulaires possibles de l'essieu monté et permet ainsi de créer des conditions pratiquement optimales de frottement et d'usure. Selon un mode d'exécution avantageux de l'invention qui garantit l'exactitude de la transmission des mouvements de réglage avec des composants relativement simples et exigeant peu d'entretien, chacun des organes de réglage peut faire partie d'un groupe à piston et cylindre, chacun des mécanises de transmission comprenant un levier qui est monté sur le châssis du train de roulement de manière à pouvoir osciller et qui est en relation fonctionnelle avec l'organe de réglage et avec un bras oscillant qui est assemblé au corps de la boite d'essieu. En variante de réalisation de l'invention qui permet de réduire notablement l'encombrement, chacun des mécanismes de transmission peut comprendre un excentrique qui est monté rotatif sur le châssis du train de roulement et qui est en relation fonctionnelle avec un bras oscillant qui est assemblé au corps de la boite d'essieu. Il est particulièrement avantageux pour permet tre à la transmission des mouvements de réglage, qui sont relativement faibles, d'être exacte, que ltexcentrique soit solidarisé en rotation avec un pignon et que l'organe de réglage ou un élément de commande qui lui est relié comprenne une denture engrenant avec le pignon. L'invention va être 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 schématique avec coupe longitudinale partielle d'un véhicule ferroviaire équipé d'un dispositif de commande d'un essieu monté selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma représentant en plan les positions que le dispositif de commande de la figure 1 peut imposer à l'essieu monté correspondant - la figure 3 est une élévation partielle schématique avec coupe longitudinale partielle d'une variante de réalisation du dispositif de commande ;; - la figure 4 est un schéma représentant en plan les positions que le dispositif de commande de~la figure 3 peut imposer à l'essieu monté correspondant - la figure 5 est une élévation schematique partielle avec coupé longitudinale partielle d'une autre variante de réalisation du dispositif de commande de l'essieu monté - la figure -6 est une élévation schématique partielle avec coupe longitudinale partielle d'un dispositif de commande selon une autre variante encore de réalisation ; et - la figure 7 est un schéma représentant en plan les positions que le dispositif de commande de la figure 6 peut imposer à l'essieu monté correspondant. Les mêmes pièces portent les mêmes références dans les différentes figures. La figure 1 représente un châssis 1 de train de roulement d'un véhicule ferroviaire, par exemple le châssis de la caisse ou le châssis d'un boggie, qui prend appui par des ressorts primaires 2 sur un essieu monté 3 dont une seule extrémité est représentée avec les dispositifs correspondants. Un groupe 4 à piston et cylindre, dont l'un est affecté à chacune des deux extrémités de l'essieu monté 3, est fixé sur le côté supérieur du chassis 1 et son piston 5 constituant un organe de réglage est translatable dans la direction de la longueur du châssis 1 entre deux positions extrêmes prédéterminées, à savoir une position antérieure et une position arrière. Le piston 5 est équipé d'une tige 6 orientée dans la direction de la longueur vers l'essieu monté 3. Chacun des cylindres des groupes 4 est raccordé à un organe de commande propre 31 par deux canalisations sous pression 32 et 33. Chacun des organes de commande 31 est raccordé par deux canalisations de liaison 34 et 35 à une source commune 36 d'un fluide sous pression, par exemple hydraulique, et des éléments de manoeuvre non représentés, de type connu, peuvent le déplacer indépendamment entre deux positions de branchement O et I dans lesquelles l'arrivée de fluide sous pression dans la canalisation 32 ou dans la canalisation 33 est libérée. Les positions de branchement O et I sont indiquées de manière simplifiée sur la figure 1 sous forme de positions d'un levier de manoeuvre 37.Les signaux de commande destinés au réglage de la position de l'organe de commande 31 peuvent être émis de manière connue -en fonction du sens et de la courbure du virage particulier sur lequel passe le véhicule- par exemple à partir de la cabine de pilotage. Chacune des deux extrémités de l'essieu monté 3 est placée dans une boîte dont le corps 7 supporte un bras 8 qui est orienté dans la direction de la longueur du châssis 1 vers le groupe 4. Le bras 8, qui peut osciller autour de l'axe 9 de l'essieu monté, est translatable avec l'extrémité correspondante de cet essieu 3 approximativement dans la direction de la longueur du châssis 1. La translation du bras 8 permet le déplacement de l'extrémité de l'essieu monté 3 dans la direction de la longueur et donc de faire tourner cet essieu 3 autour d'un axe qui passe par l'extrémité de cet essieu qui n'est pas visible sur la figure 1 et qui est perpendiculaire au plan de la voie. Un levier double 10 qui est monté sur chacun des deux côtés du châssis 1 constitue un mécanisme de transmission du mouvement de réglage au corps correspondant 7 de boîte d'essieu. Ce levier 10 est monté sur une console 11 fixée au châssis 1 de manière qu'il puisse osciller autour d'un axe qui est transversal par rapport au châssis 1. L'un des bras du levier 10 comprend une boutonnière 14 par laquelle il est articulé à la tige 6 du piston du groupe 4j tandis que son autre bras est articulé sur le bras oscillant 8 du corps 7 de la bote d'essieu. Deux butées 12 et 13 fixées au châssis 1 et limitant le mouvement de pivotement du levier 10 déterminent également les deux positions extrêmes du piston 5. Une distance x qui est mesurée à l'extrémité du levier 10 articulée sur le bras 8 et qui représente le déplacement sensiblement horizontal de l'essieu monté particulier correspond à la course H du piston 5. Lorsque les pistons 5 se trouvant des deux côtés de l'essieu monté 3 sont à la même position, cet essieu occupe une position de marche en ligne droite G qui correspond, par exemple, à la position de branchement O des organes de commande 31 et à laquelle l'axe 9 de l'essieu inscrit un angle droit avec la direction de marche en ligne droite indiquée par une flèche F sur la figure 2.Lorsque du fluide hydraulique est envoyé dans l'un des groupes 4 et que les pistons 5 sont ainsi mis à des 'positions différentes, l'essieu monté 3 peut occuper deux positions possibles, à savoir une position R de passage dans une courbe à droite et une position L de passage dans une courbe à gauche, car l'extrémité correspondante de l'essieu monté est ^l Se à une position dans laquelle celui-ci a tourné et qui correspond à la position de branchement I, de la manière indiquée sur la figure 2. L'angle de réglage W est fonction des positions extremes des pistons 5 et des cotes déterminantes du levier 10.La distance -horizontale portant la référence x sur la figure 2 correspond à la composante horizontale, désignée par x sur la figure 1, du mouvement de rotation du bras inférieur du levier 10. Les groupes 4 à deux positions extremes sont donc capables de mettre l'essieu monté au total à trois positions différentes G, L et R. Le dispositif hydraulique ou pneumatique de commande, qui est connu en soi et qui est nécessaire à la manoeuvre indépendante des organes de commande 31, garantit une fiabilité totale. Le dispositif de commande de la figure 3 comprend un groupe 15 à piston et cylindre à deux étages, de type connu, qui comporte un piston de manoeuvre 16 relié à la tige 6 et un piston libre de commande 17 dont le diamètre est supérieur et qui est guidé dans le cylindre dans lequel il est mobile. Le cylindre est raccordé par trois canalisations sous pression 42, 43 et 44 à un organe de commande 41 qui peut prendre trois positions de branchement O, I, II. La position extrême droite du piston de manoeuvre 16 qui produit le déplacement de réglage est fonction de la position du piston de commande 17.Celui-ci peut occuper de manière connue deux positions extrêmes qui sont fonction de l'admission correspondante de fluide sous pression dans le groupe 15 et qui déterminent deux courses partielles A et B du piston de manoeuvre 16 qui peut donc occuper en service trois positions différentes. Les groupes. 15 peuvent mettre l'essieu monté 3 à sept positions différentes telles que représentées sur la figure 4 et qui sont une position G de marche en ligne droite, trois positions R1, R2, R3 de passage dans une courbe à droite et trois positions L1, L2 et L3 de passage dans une courbe à gauche. En admettant que les courses partielles possibles A et B du piston de manoeuvre 16 correspondent par exemple à 1/3 et 2/3 de la course totale H, les translations horizontales correspondantes des extrémités de l'essieu monté sont égales à a = x/3 et b = 2x/3. il est possible d'obtenir ainsi des incréments appropriés entre les angles possibles de réglage. Le dispositif de commande nécessaire à ce mode de réalisation est aussi simple et bon marché. Le dispositif de transmission du mode de réalisation de la figure 5 consiste en un excentrique 19 monté rotatif sur une console reliée au châssis 1 du train de roulement. L-'excentrique 19 transmet le mouvement de réglage à un bras 20 relié au corps 7 de la boite d'essieu et comportant à l'extrémité opposée à celle de l'essieu monté 3 un alésage 26 de logement de l'excentrique 19. La rotation de l'excentrique 19 impose au bras 20 une translation qui provoque le déplacement de l'extrémité correspondante de l'essieu monté 3 sur la distance x. L'organe de réglage consiste en un piston d'un groupe 21 à piston et cylindre qui est fixé au châssis 1. Le piston, qui est mobile entre deux positions extrêmes, est en deux parties 22 reliées par une tige 23 conformée en crémaillère.La tige de piston 23 engrène avec un pignon 18 qui est solidaire de l'excentrique 19 et qui fait tourner ce dernier lors de la translation de la tige de piston 23. Ces deux positions extrêmes des pistons de manoeuvre déterminent trois positions possibles de l'essieu monté, de la même manière que dans le mode de réalisation de la figure 1. Le calcul convenable du pignon 18 et de l'excentrique 19 permet de faire en sorte que la course H du piston provoque une rotation de l'excentrique 19 de 1800 et donc la translation de l'extrémité de l'essieu monté 3 sur ladistance x est déterminée par les deux positions de point mort de l'excentrique 19 dans lesquelles les forces éventuelles de traction et de freinage imposées au bras 20 sont transmises à la console 10 sans faire peser aucune charge sur le piston 22. L'excentrique 19 peut aussi être manoeuvré directement par une commande en-rotation, par exemple un moteur hydraulique oscillant équipé d'un cylindre à un ou plusieurs étages. Le dispositif de commande de la figure 6 comprend un groupe 24 à pistons et cylindre comprenant deux pistons libres de commande 25 dont chacun est mobile dans le cylindre entre deux positions extremes et qui délimitent de manière connue trois courses partielles C, D et E des parties du piston de manoeuvre 22 que relie une tige 27. Cette tige de piston 27 est solidaire d'un tenon 23 logé dans une extrémité en fourche 29 d'un levier 10' que le bras 8 relie à une boite non représentée d'essieu monté. Quatre canalisations sous pression 52, 53, 54 et 55 raccordent le cylindre à un organe de commande 51 qui peut prendre quatre positions de branchement O, I, II, III. L'envoi convenable de fluide sous pression dans le groupe 24 permet donc de mettre en service les deux pistons de manoeuvre 22 à quatre positions différentes. Les groupes 24 permettent de mettre l'essieu monté à treize positions différentes, c'est-à-dire une position G de marche en ligne droite, six positions R1, R2, R3, R4, R5 et R6 de passage dans les courbes à droite et six positions L1, L21 L31 L4 L5 et L6 de passage dans les courbes à gauche, de la manière indiquée sur la figure 7. En admettant que les courses partielles C, D et E des pistons de manoeuvre 22 soient par exemple égales à 2/7, 1/7 et 4/7 de la course totale H, les translations horizontales qui leur correspondent sont égales à c = 2x/7, d = x/7 et e = 4x/7. La disposition représentée permet d'obtenir un échelonnement arithmétique de cinq des six positions possibles de l'essieu monté de chaque côté. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de commande du mouvement de rotation d'un essieu monté, supporté par deux botes d'essieu, d'un véhicule ferroviaire au passage dans une courbe, dispositif comprenant deux organes de réglage immobilisables en service à des positions prédéterminées, dont chacun est affecté à l'une des deux extrémités de l'essieu monté et qui sont disposés sur un châssis de train de roulement prenant appui sur les corps de boîtes d'essieu, un mécanisme de transmission du mouvement de réglage reliant chacun desdits organes de réglage à l'un desdits corps de boîte d'essieu, ledit dispositif étant par ailleurs équipé d'un mécanisme de positionnement des organes de réglage et étant caractérisé en ce que le mécanisme de positionnement comprend deux éléments de commande (31, 41, 51) qui sont pilotés de manière pratiquement indépendante et dont chacun peut manoeuvrer l'un des deux organes de réglage (pistons 5, 16, 22) affectés au même essieu monté (3), la position résultante de l'essieu monté (3) étant déterminée par la combinaison des positions particulières des deux extrémités de cet essieu (3) de telle manière que, selon le sens et la courbure du virage particulier de la voie, l'angle suivant lequel l'orientation de l'essieu monté est réglée résulte de l'une, choisie, d'un certain nombre de valeurs angulaires prédéterminées qui est supérieur au nombre des positions prédéterminées que les organes de réglage prennent en service. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des organes de réglage (pistons 5, 22) est déplaçable entre deux positions extremes qui déterminent une position de marche en ligne droite (G) et deux positions angulaires -une position de passage dans une courbe à droite (R) et une position de passage dans une courbe à gauche (L)de l'essieu monté (3). 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des organes de réglage (pistons fez peut prendre en service trois positions déterminées par deux parties (A et B) d'une course totale (H), ces trois positions déterminant de leur côté une pos-ition de marche en ligne droite (G), trois positions de passage dans une courbe à droite (R1, R2, R3) et trois positions de passage dans une courbe à gauche (L1, L2, L3) de l'essieu monté (3). 4. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des organes de réglage (pistons 22) peut prendre en service quatre positions qui sont déterminées par trois parties (C, D et E) d'une course totale R31 R41 R5, R6) et six positions de passage dans une courbe à gauche (L1, L2, L3, L4, L51 L6) de l'essieu monté (3). 5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chacun des organes de réglage (pistons 5, 16, 22) fait partie d'un groupe à piston et cylindre (4, 15, 21, 25) et chaque mécanisme de transmission comprend un levier (10, 10') qui est monté sur le châssis (1) du train de roulement sur lequel il peut osciller et qui est en relation fonctionnelle avec l'organe de réglage correspondant (pistons 5, 16, 22) et avec un bras oscillant (8) qui est relié au corps (7) de la boîte d'essieu correspondante. 6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chacun des mécanismes de transmission comprend un excentrique (19) qui est monté sur le châssis (1) du train de roulement sur lequel il est rotatif et qui est en relation fonctionnelle avec un bras oscillant (20) relié au corps (7) de la boîte d'essieu correspondante. 7. - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'excentrique (19) est solidaire en rotation d'un pignon (18) et l'organe de commande (piston 22) ou un élément de commande relié à ce dernier (crémaillère 23) comporte une denture qui engrène avec le pignon (18).