Brevet FR2487278A1 — publié le 19820129

i La présente invention se rapporte, d'une manière générale, au matériel roulant de chemin de fer et elle concerne plus particulièrement des bogies de wagon de chemin de fer qui sont équipés de façon à être radia- lement auto-dirigés. Les bogies de wagon de chemin de fer qui sont radialement auto-dirigés se sont avérés réduire considé- rablement la force latérale exercée sur les rails dans les courbes et accroître considérablement la stabilité de l'action latérale dans le fonctionnement à grande vitesse sur voie tangente. Dans un mode de réalisation d'un bogie de chemin de fer auto-dirigé, des bras de direction sont assemblés à un organe qui constitue un élément de l'ensemble de palier prévu au voisinage de chaque extré- mité d'un essieu du train de roues. D'une manière générale, les bras de direction ont été jusqu'à présent fixés aux adaptateurs de palier de l'ensemble de palier. Les adaptateurs sont, en général, fabriqués par un processus de coulée qui nécessite un usinage important en préparation de l'assemblage d'un bras de direction à l'adaptateur. Par exemple, une extrémité de l'adaptateur doit être usinée pour former une surface appropriée pour former une interface avec le bras de direction qui doit être usiné d'une manière similaire. Jusqu'à présent, on a utilisé deux boulons présentant une résistance relative- ment grande pour fixer les adaptateurs aux bras de direc- tion. L'utilisation de tels boulons a nécessité le perçage et le taraudage à la fois des bras de direction et des adaptateurs. Les opérations ci-dessus sont des opérations relativement onéreuses étant donné qu'elles nécessitent l'emploi de gabarits de montage relativement grands pour recevoir le matériel afin de maintenir la précision requise de l'assemblage résultant. Les procédés de perçage et de taraudage sont soumis à d'étroites tolérances ce qui accroXt encore le coût de l'assemblage. En outre, les boulons doivent être serrés sous un très fort couple pour assurer l'intégrité de l'assemblage entre l'élément adaptateur et le bras de direction. La tension induite dans les boulons par suite d'un tel serrage impose que les boulons soient de haute qualité, sans imperfections, pour éviter la fatigue de la matière pendant le fonc- tionnement du bogie. De tels boulons sont excessivement onéreux et ne donnent aucune assurance à l'encontre des défaillances. Par conséquent, la présente invention a notam- ment pour buts: - de perfectionner les bogies de wagon de chemin de fer du type qui comporte un ensemble de direction muni de bras de direction; d'assembler efficacement et avec précision les bras de direction aux ensembles de palier d'un bogie de wagon de chemin de fer; - d'assujettir l'élément adaptateur d'un ensem- ble de palier et un bras de direction en un ensemble sans soumettre les moyens de fixation à la plus grande partie des charges de fonctionnement agissant sur l'ensemble; - de souder l'élément adaptateur à un bras de direction d'une manière telle que la soudure est chargée en compression; de réduire le coût de fabrication d'un bogie de wagon de chemin de fer auto-dirigé. Ces buts ainsi que d'autres buts de l'invention sont atteints dans un bogie pour un véhicule de chemin de fer qui comporte un train de roues et un essieu qui relie rigidement les roues, un ensemble de palier monté à chaque extrémité de l'essieu, un premier châssis latéral ayant des mâchoires de chevalet recevant entre elles deux des ensembles de palier, un second châssis latéral ayant des mâchoires de chevalet recevant entre elles les autres en- sembles de palier et une paire de bras de direction pour diriger radialement le bogie, relié de manière opérante à chacun des essieux. Chacun des ensembles de palier comporte un organe adaptateur ayant une partie de corps principale disposée au-dessous de la paroi située entre les mâchoires du chevalet du châssis latéral et une partie prolongatrice qui s'étend axialement vers l'intérieur en direction du centre du bogie, parallèlement à l'essieu. La partie prolongatrice a une surface approximativement plane orientée vers le haut disposée au-dessous du bras de direction munie de nervures espacées du type contrefort dressées au-dessus de ladite surface pour positionner et supporter transversalement les bras de direction afin qu'ils puissent être fixés par soudage ou par d'autres moyens à la surface plane. La surface supérieure de la partie de corps principale de l'adaptateur est plane et munie de tétons s'étendant vers le haut afin de se verrouiller avec la plaque inférieure d'un tampon de lacet élastique em- prisonné entre l'adaptateur et la paroi supérieure formée entre les mâchoires du chevalet. D'autres caractéristiques de l'invention appa- rattront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation latérale du bogie de wagon de chemin de fer de la présente invention - la figure 2 est une vue partielle en plan, à plus grande échelle, d'un adaptateur, cette vue montrant des détails de l'invention; la figure 3 est une vue en bout de l'ensemble représenté sur la figure 2; - - la figure 4 est une vue en élévation latérale de l'ensemble représenté sur les figures 2 et 3; et - la figure 5 est une vue en coupe de l'ensemble représenté sur la figure 3. Sur les dessins auxquels on se référera main- tenant, on a représenté un mode de réalisation préféré de la présente invention. Lorsqu'on se référera aux diverses figures, on utilisera les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. La présente invention se rapporte à des bogies de wagon de chemin de fer du type qui présente une capacité d'auto-direction. Plus particulièrement, de tels bogies de wagon de chemin de fer auto-dirigés comprennent, en général, des moyens, tels que des bras de direction, pour diriger radialement les trains de roues et de ce fait le bogie de wagon de chemin de fer par rapport aux rails sur lesquels roule le bogie. Bien que la présente invention soit plus particulièrement représentée comme étant utilisée avec le bogie de wagon de chemin de fer du type représenté dans le brevet des Etats Unis d'Amérique NO 4.131.069, délivré le 26 Décembre 1978, au nom de Harold A. List, il doit être bien compris que l'invention est également sus- ceptible d'être utilisée avec d'autres types de bogies de wagon de chemin de fer munis de bras de direction pour diriger radialement le bogie. Sur la figure 1 à laquelle on se référera plus particulièrement, on a représenté un bogie de wagon de chemin de fer qui comprend un essieu 11 s'étendant-trans- versalement par rapport au bogie. Deux roues 20, dont une seule a été représentée, sont rigidement montées sur. l'essieu 11 au voisinage de ses extrémités de façon à tourner avec lui. Un palier anti-friction, tel qu'un palier à rouleaux, est monté d'une manière appropriée sur l'essieu, habituellement à l'extérieur des roues 20. Des châssis latéraux 12 dont un seul a été représenté sont disposés orientés dans la direction longitudinale du bogie, habituellement à l'extérieur des roues 20, et ils compor- tent des mâchoires 22 et 24 de chevalet de palier, dirigées vers le bas, espacées l'une de l'autre, disposées respec- tivement à l'avant et l'arrière du palier 18. Les mâ- choires de chevalet 22 et 24 délimitent entre elles une surface ou paroi supérieure 26 support de charge posi- tionnée directement au-dessus du palier 18. Des bras de direction 28 (représentés sur les figures 3 à 5) sont reliés de manière opérante aux essieux 11 par des moyens que l'on décrira plus complètement ci-après pour diriger radialement le bogie de chemin de fer. Un organe adaptateur de palier, désigné par la référence 14, est reçu dans une disposition surjacente sur la surface supérieure du palier 18 qui le porte et il forme, avec le palier, un ensemble. De préférence, comme représenté sur les figures 1 et 2, l'adaptateur 14 com- prend une partie de corps principale 30 disposée au-dessous de la paroi supérieure 26 du chevalet du châssis latéral 12. L'adaptateur comporte une surface supérieure plate de réception de charge conçue pour s'adapter à une surface support de charge plate d'un tampon de lacet élastique 40 emprisonné entre la paroi supérieure 26 formée entre les mâchoires de chevalet et l'adaptateur 14. En outre, l'adaptateur comporte une surface concave inférieure 32 (voir la figure 4) qui s'étend transversalement audit adaptateur et qui est conçue pour s'adapter sur une sur- face supérieure réceptrice du palier 18. Des bossages 34 ayant des parties espacées situées sur les côtés opposés du corps principal de l'adaptateur délimitent une ouver- ture pour recevoir des pattes d'arrêt chevauchantes (non représentées) formées sur les mIchoires de chevalet pour établir un jeu limité pour les déplacements latéraux de l'essieu des roues par rapport au châssis latéral 12. Le tampon 40 peut être du type vendu par la société Lord Corporation, Erie, Pennsylvanie, Etats Unis d'Amérique et décrit dans les brevets des Etats Unis d'Amérique NI 3.274.955 et NI 3.699.897 mais il est, de préférence, une version modifiée de construction simplifiée. Le tampon 40 assure une commande élastique du mouvement longitudinal de l'ensemble de roues et d'essieu (train de roues) par rapport au châssis latéral 12 et équilibre élastiquement les forces de direction qui agissent sur les trains de roue du bogie. De préférence, comme représenté sur les figures 2, 3 et 4, au moins un téton 42 s'étend verticalement vers le haut à partir de la surface 27 de l'adaptateur 14 et est reçu dans une ouverture complémen- taire 44 formée dans la surface inférieure du tampon 40. La combinaison du téton et de l'ouverture complémentaire fournit un moyen pour assembler le tampon au corps prin- cipal de l'adaptateur. Une partie prolongatrice 36 s'étend axialement vers l'intérieur à partir de la partie de corps principale de l'adaptateur 14. La partie prolongatrice de l'adap- tateur s'étend axialement en direction du centre du bogie parallèlement à l'essieu 11 et elle comporte une surface approximativement plane orientée vers le haut 37 disposée au-dessous du bras de direction 28. Des nervures verticales espacées 48 du type contrefort s'étendent vers le haut audessus de la surface 37. L'espace entre les nervures 48 est légèrement plus grand que la largeur du bras de direction pour pouvoir recevoir la matière de soudure 49 utilisée pour assembler le bras de direction 28 aux ner- vures et, de ce fait, à l'élément adaptateur. Comme repré- senté sur les figures 4 et 5, le bras de direction est porté par la surface orientée vers le haut de la partie prolongatrice de l'élément adaptateur et latéralement sou- tenu par les nervures du type contrefort verticales. Pour éliminer une zone de concentration de contraintes, les parois latérales 51 du bras de direction 28 sont prolongées vers le bas au voisinage de l'adaptateur 14 et la paroi 248727t inférieure 53 se termine au point tangent du rayon résul- tant. Les nervures 48 formant contrefort supportent la plus grande partie des charges engendrées sur l'ensemble bras de direction-élément adaptateur pendant le fonction- nement du bogie. La matière de soudure 49 n'est pas soumise à de telles charges, ce qui diminue ainsi le risque d'une rupture de la soudure 49 par suite de l'application de charges de fonctionnement excessives à cette soudure. En outre, la soudure est maintenue sous compression entre les surfaces en vis-à-vis des nervures et du bras de direction 28 pour assurer plus certainement encore l'inté- grité de la soudure pendant le fonctionnement du bogie. Jusqu'à présent, avec les bogies du wagon de chemin de fer auto-dirigés radialement, les bras de direc- tion ont été boulonnés aux adaptateurs de palier afin d'être reliés de manière opérante aux essieux. Cet agen- cement nécessite un usinage important et précis de l'adap- tateur de palier et du bras de direction sur les surfaces respectives qui forment l'interface entre eux. En outre, il a été nécessaire de percer à la fois l'adaptateur de palier et le bras de direction pour qu'ils puissent rece- voir les boulons utilisés pour assembler ces éléments. L'usinage accroit considérablement le coût de fabrication du mécanisme de direction de bogie de wagon de chemin de fer et il nécessite, en outre, une extrême précision pour assurer une configuration d'équerre lorsque le méca- nisme est assemblé, pour réduire au minimum la contrainte exercée sur les boulons. En munissant l'adaptateur de palier d'une partie prolongatrice 36, comme décrit ici, qui forme une surface support munie de nervures formant contrefort latérales 48 pour les bras de direction surjacents, les coûts de fabri- cation du mécanisme de direction radiale peuvent être con- sidérablement réduits. En particulier, il n'est besoin que d'un faible meulage à l'interface bras de direction- adaptateur pour fournir une surface propre pour recevoir la matière de soudure qui sert à fixer l'adaptateur au bras de direction. Bien qu'on ait déjà suggéré dans le passé de former les adaptateurs de palier en une seule pièce avec les bras de direction ou de les y fixer par soudage, personne n'avait, avant la présente invention, conçu un procédé relativement facile et cependant effi- cace pour obtenir le résultat final voulu en utilisant une méthode ou un procédé de soudure qui ne provoque, dans le cas le plus défavorable, qu'une distorsion minimale des bras de direction. Bien qu'on ait décrit et représenté un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation mais peut être mise en oeuvre d'autres manières sans sortir du cadre des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Bogie pour un véhicule de chemin de fer comprenant un jeu de roues (20) et un essieu joignant ces roues, un ensemble de palier disposé à chaque extré- mité de l'essieu et comprenant un organe adaptateur (14) de palier, des premier et second châssis latéraux (12) ayant chacun des mâchoires de chevalet de palier recevant entre elles l'un des ensembles de palier et délimitant entre elles une paroi supérieure (26) de chevalet, et un bras de direction (28) pour diriger radialement le bogie, relié de manière opérante à l'essieu, caractérisé en ce que, pour faciliter l'assemblage du bras de direction à l'essieu, chaque organe adaptateur (14) comporte une partie de corps principale (30) disposée au-dessous de la paroi supérieure (26) formée entre les mâchoires de chevalet d'un des chAssis latéraux (12) et une partie prolongatrice (36) s'étendant axialement vers l'intérieur à partir de la partie de corps principale en direction du centre du bogie parallèlement à l'essieu (11) et ayant une surface (37) approximativement plane orientée vers le haut disposée au-dessous du bras de direction (28), le bras de direction étant fixé à ladite surface et porté par elle. 2. Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi supérieure (26) formée entre les mâchoires de chevalet du châssis latéral (12) comprend une surface orientée vers le bas espacée d'une surface (27) orientée vers le haut de la partie de corps princi- pale de l'organe adaptateur et en ce qu'un tampon (40) en matière élastomère est emprisonné entre ces surfaces, la surface (27) orientée vers le haut de la partie de corps principale de l'organe adaptateur comportant au moins un téton (42) s'étendant verticalement conçu pour s'adapter dans une ouverture complémentaire (44) formée dans la surface du tampon en matière élastomère posi- tionnée au-dessus d'elle pour verrouiller le tampon à la surface de l'adaptateur. 3. Bogie selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bras de direction (28) est soudé à la surface support de la partie prolongatrice (36) de l'organe adaptateur. 4. Bogie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que deux nervures espacées (48) s'étendent vers le haut à partir de la surface plane de la partie prolongatrice, le bras de direction étant disposé entre ces nervures et latéralement supporté de ce fait. 5. Bogie selon la revendication 4, caractérisé en ce que la largeur du bras de direction (28) est inférieure à l'espace entre les nervures (48), une matière de soudure (49) remplissant cet espace et étant maintenue sous compression entre les surfaces en vis-à-vis des ner- vures et du bras de direction.