Brevet FR2491850A1 — publié le 19820416

Dans les véhicules de chemin de fer utilisés pour les déplacements intervilles s'effectuant par des lignes présentant des courbes de grand rayon, il est souhaitable de rendre les bogies légèrement autodirecteurs sans nuire à leur stabilité. Ceci est particulièrement souhaitable lorsque le véhicule se déplace à grande vitesse. Dans le même temps, cette caractéristique autodirectrice doit être obtenue sans nécessiter d'importantes modifications de conception du bogie afin de pouvoir l'adapter à des bogies existants. Un véhicule ferroviaire qui est actuellement très couramment utilisé comporte un bogie à châssis rigide et balanciers. Le châssis rigide, de forme en "H", maintient le bogie en alignement ou maintient les essieux parallèles entre eux pendant la marche. Le châssis rigide est généralement utilisé avec des éléments d'égalisation de charge associés à des boites d'essieux qui peuvent coulisser dans les extrémités des longerons du châssis. Les éléments d'égalisation de charge comprennent des balanciers qui sont disposés sur les deux côtés du châssis et qui sont montés sur le dessus des boites d'essieux avant et arrière. Les boites d'essieux sont montées de manière à pouvoir coulisser verticalement dans les extrémités des longerons de châssis du bogie. Les charges appliquées aux roues du véhicule sont transmises par les essieux et les boites d'essieux aux balanciers. Les balanciers transmettent les charges au moyen de ressorts primaires. Les balanciers sont utilisés de manière que, pendant la marche, si une roue s'élève, la charge ne varie pas notablement. Les balanciers et les ressorts égalisent les charges verticales imposées aux roues. Dans un montage à châssis rigide et balanciers tel que décrit ci-dessus, il est extrêmement difficile de rendre un bogie autodirecteur. Dans le même temps, cette caractéristique autodirectrice est très souhaitable, car elle améliore notablement le confort de marche des passagers et elle réduit également l'usure de la voie et des roues et les forces latérales exercées sur la voie. Les avantages des bogies directeurs sont bien connus et décrits dans l'art antérieur. L'invention a donc pour objet un bogie perfectionné à haute stabilité et autodirecteur à un degré limité. L'invention a également pour objet des moyens permettant de rendre autodirecteur, à un degré limité, un bogie relativement rigide, sans modification de la conception de base ou des pièces de ce bogie. L'invention concerne donc un bogie à châssis rigide comportant des essieux montés avant et arrière. Des boites d'essieux, dans lesquelles les essieux sont logés, peuvent coulisser dans les extrémités du châssis. Des moyens flexibles sont montés entre les boites d'essieux et le châssis. Lorsque des forces de glissement apparaissent à l'interface de la roue et du rail, les essieux se déplacent radialement sur une petite distance. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une élévation du bogie autodirecteur selon l'invention la figure 2 est une élévation partielle, à échelle agrandie, montrant une extrémité du bogie représenté sur la figure 1 ; et la figure 3 est une coupe transversale partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2. La figure 1 représente un bogie 10 de chemin de fer destiné à porter la caisse 12 d'un véhicule ferroviaire. Hormis les caractéristiques concernant les éléments rendant le bogie autodirecteur, le bogie 10 peut etre de type classique. Un seul côté du bogie 10 est représenté sur la figure 1, étant évident que le côté opposé du bogie comporte des éléments sensiblement analogues qui fonctionnent sensiblement de la même manière. Le bogie 10 comporte deux longerons de châssis, un seul étant représenté en 14. Le châssis principal du bogie peut être rigide et avoir la forme d'un "H" dont la partie centrale (non représentée) relie les deux longerons. Le châssis relativement rigide maintient le bogie sur voie pendant la marche. Les extrémités opposées des longerons sont configurées de manière à présenter des ouvertures 16 et 18 destinées à recevoir les boites d'essieux 20 et 22, des brides 17 et 19 de retenue étant fixées au-dessous des ouvertures des extrémités du châssis. Les boites d'essieux 20 et 22 sont montées de manière à pouvoir coulisser verticalement dans les échancrures 16 et 18 des extrémités des longerons pendant le service. Deux balanciers, dont un seul est représenté en 24, sont disposés longitudinalement et à peu près parallèlement aux longerons. Les balanciers sont convenablement montés sur le dessus des boîtes d'essieux avant et arrière. Les extrémités de chaque balancier 24 reposent sur les boites d'essieux 20 et 22 qui logent des essieux 21 et 23, respectivement. Deux ressorts primaires 26 et 28 sont montés entre le balancier 24 et le longeron 14. Le balancier 24 transmet la charge des boites d'essieux 20 et 22 aux ressorts primaires 26 et 28. La fonction des balanciers et des ressorts primaires est d'égaliser les charges verticales imposées aux roues 30 et 32, fixées sur les essieux 21 et 23, respectivement, de manière que, si l'une des roues 30 et 32 s'élève par rapport à l'autre roue, les charges verticales imposées aux roues ne varient pas sensiblement. Une traverse danseuse 34 est fixée au châssis du bogie et pivote sur le centre du châssis, de manière classique. La traverse danseuse est reliée à la caisse 12 du véhicule par des moyens appropriés comprenant une console 36 et une bielle 38 de liaison. Un ressort secondaire 40, de conception classique, est monté entre la caisse 12 du véhicule et la traverse danséuse 34. Les figures 2 et 3 montrent les caractéristiques de l'invention qui peuvent être conférées à un bogie tel que celui représenté sur la figure 1. Comme représenté sur les figures 2 et 3, le fonctionnement de la boîte d'essieu 22 est le même que celui de la boite d'essieu 20 (figure 1) et il met en jeu les mêmes types d'organes. Par conséquent, on suppose que toutes les boîtes d'essieux du bogie 10 se comportent sensiblement de la même manière et donc le comportement de la seule boîte d'essieu 20 sera décrit. Les détails particuliers associés aux boites d'essieux, tels que les roulements, les organes de suspension primaires et d'autres éléments, ne sont pas représentés ou décrits, car ils sont classiques et inutiles à la compréhension de l'invention. La boîte d'essieu 22 est montée de manière à pouvoir coulisser verticalement sur des garnitures verticales 42 et 44. L'invention porte sur des caractéristiques permettant aux boites d'essieux de coulisser verticalement comme dans l'art antérieur, mais permettant également aux essieux 21 et 23 logés dans les boites d'essieux de se déplacer radialement sur des distances limitées lorsque le véhicule négocie des courbes de la voie et que les roues sont soumises à des forces de glissement sur le rail. Il est connu qu'au moment du passage en courbe d'un bogie, des forces de glissement apparaissent à l'interface de la roue et du rail et tendent à déplacer les essieux radialement. Cependant, lorsque le châssis du bogie est rigide et que des balanciers sont utilisés comme décrit précédemment, les essieux ne peuvent pas se déplacer librement dans les boîtes d'essieux qui ne peuvent que coulisser verticalement dans les garnitures disposées dans les extrémités des longerons. Ainsi qu'il est bien connu, lorsque les essieux ne sont pas libres de tourner radialement sur une certaine distance au passage des courbes, il apparaît une usure des roues et des rails et une diminution du confort des passagers. Chacune des garnitures verticales 42 et 44 comprend des profilés verticaux 46 et 48 en forme de "C", le profilé 48 étant plus petit que le profilé 46. Le profilé 48 est logé partiellement dans le profilé 46 auquel il est disposé à peu près parallèlement, à une certaine distance. Le profilé 48 est fixé à la partie extrême 51 du longeron 14 au moyen d'un boulon ou de tout autre élément 49. Dans certains cas, le profilé 48 peut être un élément en forme de chapeau fixé au châssis. Des éléments flexibles 50 et 52 sont maintenus entre les extrémités ou branches verticales des "C" formées par les profilés 46 et 48. Les éléments flexibles 50 et 52 sont relativement souples dans la direction longitudinale de manière que, si des forces de glissement apparaissent au passage de courbes, le profilé 46 se déplace par rapport au profilé 48 et, par conséquent, le longeron 14 permette aux essieux 21 et 23 de se déplacer librement dans la direction longitudinale. Outre que les essieux 21 et 23 peuvent se déplacer longitudinalement, ils peuvent également se déplacer radialement du fait de la présence d'un troisième élément flexible 54. Cet élément flexible 54 est disposé entre des plaques ou chapeaux 56 et 58. La plaque 56 est fixée à un élément 60 de liaison qui, lui-même, est relié à l'extrémité du balancier 24. La plaque 58 est fixée sur le dessus de la boite d'essieu 22. Les éléments flexibles 50, 52 et 54 permettent au profilé 46 de se déplacer angulairement par rapport au profilé fixe 48. Ce mouvement permet à l'essieu 23 de se déplacer radialement sous l'effet des forces de glissement. Bien qu'il soit souhaitable de permettre un certain mouvement des essieux lorsque les forces de glissement sont élevées, les éléments flexibles ne doivent pas être assez souples pour nuire à la stabilité du bogie. Ils peuvent être réalisés en caoutchouc conçu pour avoir une raideur prédéterminée qui dépend de la conception globale du bogie utilisé. Le profilé vertical 48 est espacé du profilé 46 afin de permettre à ce dernier de se déplacer angulairement par rapport au profilé fixe 48. L'écartement relativement faible entre les profilés 46 et 48 limite l'amplitude du mouvement angulaire se produisant entre ces profilés, car ce mouvement angulaire s' arrête lorsque les profilés 46 et 48 se touchent. Cette disposition limite donc l'amplitude du mouvement radial des essieux, quelle que soit l'amplitude des forces de glissement. Ainsi, l'invention maintient la stabilité du bogie entre des limites maximales prédéterminées. La présente invention permet des mouvements radiaux des essieux du bogie, afin de rendre ce dernier autodirecteur à un degré limité, sans nuire sensiblement à sa stabilité. Ceci est très avantageux dans le cas d'un véhicule ferroviaire négociant des courbes à grande vitesse au cours de voyages intervilles. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au bogie décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Bogie à châssis rigide comprenant deux longerons (14) et des roues (30, 32) montés sur des essieux (21, 23) afin de porter sur des rails, caractérisé en ce qu'il comporte des boîtes d'essieux (20, 22) logeant les essieux et pouvant coulisser verticalement dans les extrémités des longerons, des balanciers (24) montés sur le dessus des boites d'essieux, et des éléments flexibles (50, 52, 54) disposés entre les boites d'essieux et les longerons et entre les boites d'essieux et les balanciers pour permettre un mouvement radial limité des essieux en réponse à des forces de glissement apparaissant à l'interface des roues et des rails. 2. Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux garnitures verticales (42, 44) sont disposées dans chaque extrémité des longerons, de part et d;autre de chaque boîte d'essieu, afin de permettre à cette dernière de coulisser verticalement entre ces garnitures. 3. Bogie selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque garniture verticale comprend deux éléments espacés (46, 48), disposés verticalement et entre lesquels sont disposés des éléments flexibles (50, 52) afin de permettre un mouvement longitudinal limité de la boite d'essieu associée. 4. Bogie selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'un (48) des éléments verticaux est fixé au longeron. 5. Bogie selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un troisième élément flexible (54) est monté entre le longeron et le dessus de chaque boîte d'essieu pour permettre un mouvement radial de cette boîte et de l'essieu qu'elle loge. 6. Bogie selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments verticaux comprennent des profilés (46, 48) en "C" dont l'un (48) est plus petit que l'autre (46) auquel il est parallèle, les deux éléments flexibles étant disposés entre les branches des profilés en "C". 7. Bogie selon la revendication 6, caractérisé en ce que les profilés réagissent à des forces de glissement, appliquées aux roues, en provoquant un mouvement angulaire d'un profilé par rapport à l'autre, ce mouvement angulaire étant limité par l'écartement des profilés. 8. Bogie selon la revendication 7, caractérisé en ce que des ressorts de suspension primaires (26, 28) sont montés entre les longerons et les balanciers.