Brevet FR2515595A1 — publié le 19830506

Les demandes de brevets des Etats-Unis d'Amé- rique N' 236 861, déposée le 23 Février 1981 sous le titre "Railway Hopper Car" et N O 147 965, déposée le 8 Mai 1980 sous le titre "Low Level Freight Car for Carrying Trailers" décrivent un wagon-trémie dans lequel deux éléments adjacents sont reliés entre eux par un bogie unique Un accouplement entre les éléments et le bogie assure l'articulation entre eux L'accouplement comprend des éléments classiques mâle et femelle de liaison, reliés à un pivot central commun pour permettre aux éléments adjacents de tourner autour d'un point commun sur le bogie L'accouplement tend à empê- cher les mouvements de lacet et de roulis et réduit les mouvements entre éléments dus au jeu des attelages. Les éléments articulés à l'aide d'un accouple- ment du type décrit dans les demandes précitées exercent un certain effet de réduction des forces agissant sur les roues dans les courbes Cependant, si l'on ne fait appel qu'à l'accouplement, l'agencement a parfois pour résultat l'apparition d'un angle d'attaque important entre la roue extérieure avant et le rail Ceci provoque une usure de la roue et d'autres résultats indésirables. L'utilisation d'un guidage directionnel forcé pour réduire l'usure du boudin de la roue, l'usure de la face interne du rail, le bruit du contact roue/rail et la consommation d'énergie lors du passage d'un wagon en courbe est connue Un tel dispositif de guidage directionnel forcé est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 306 156, déposée le 28 Septembre 1981 sous le titre "An Articulated Truck Assembly". Il est également souhaitable de prévoir un bogie articulé conçu pour relier et supporter des wagons ou éléments adjacents tout en conservant les avantages du guidage directionnel forcé pour le bogie. L'invention a pour objet un bogie articulé per- fectionné destiné à relier et supporter deux véhicules ferroviaires adjacents. L'invention a pour autre objet un bogie articulé perfectionné destiné à relier et supporter deux véhicules ferroviaires adjacents, ce bogie étant amené à force dans une position radiale par rapport à une voie en courbe afin de réduire l'angle d'attaque important entre la roue avant extérieure du bogie et le rail de la voie. Selon l'invention, un bogie articulé comprenant des essieux montés est disposé de manière à relier et sup- porter deux éléments de wagon Lorsque le bogie négocie une courbe de la voie, des organes de guidage directionnel forcé entrent en action pour amener à force le bogie dans une position radiale par rapport à la voie en courbe Les organes peuvent comprendre un dispositif à leviers ou à ressorts. L'invention sera 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 d'un bogie reliant et supportant deux éléments de wagon selon l'invention; la figure 2 est une vue partielle de dessus montrant les éléments de wagon négociant une courbe de la voie, dans le cas o des leviers sont utilisés pour le guidage directionnel forcé; la figure 3 est une vue, sensiblement analogue à celle de la figure 2, montrant les éléments du wagon sur une voie en alignement; et les figures 4 et 5 sont des vues analogues à celles des figures 2 et 3, respectivement, montrant une forme de réalisation dans laquelle des dispositifs à res- sorts sont utilisés comme organes de guidage directionnel forcé. La figure 1 représente deux éléments adjacents et 12 de wagon-trémie dont les extrémités intérieures reposent sur un bogie 14 Les autres extrémités opposées des éléments du wagon (non représentées) peuvent être reliées d'une manière similaire à d'autres éléments du train Les extrémités opposées du train comportent géné- ralement un bogie classique destiné à supporter par une extrémité les éléments des wagons extrêmes qui ne sont pas couplés à des éléments de wagon adjacents. Comme représenté sur les figures 2 et 3, le bogie 14 comporte deux longerons 16 et 18 supportant une traverse danseuse 20 Deux essieux montés 22 et 24 sont reliés aux deux longerons de manière classique. Une plaque 26 de liaison est fixée à une extré- mité de l'élément 10 du wagon et est articulée de façon à pouvoir se déplacer autour d'un pivot 28 qui est fixé au centre de la traverse danseuse 20 De la même manière, une plaque 30 est fixée à une extrémité de l'élément 12 du wagon et est articulée autour du pivot 28 Les plaques 26 et 30 sont maintenues sur le pivot 28 par des moyens con- venables tels qu'une plaque supérieure 32 L'accouplement ou attelage représenté peut être du type comprenant des organes classiques mâle et femelle d'accouplement, reliés au même pivot central Bien que non représenté en détail, un type d'attelage qu'il est possible d'utiliser est un accouplement articulé d'un type fabriqué par la firme American Steel Foundries, 1005 Prudential Plaza, Chicago, Illinois, 60601. Des moyens de guidage directionnel forcé, des- tinés à aider au guidage du bogie 14, sont destinés à entrer en action lorsque les éléments 12 et 14 du wagon négocient une courbe de la voie Sur les figures 2 et 3, les moyens de guidage directionnel forcé comprennent un mécanisme à leviers 34 destiné à maintenir la traverse danseuse 20 orientée radialement par rapport aux rails courbes de la voie Le mécanisme à leviers 34 comprend une tringlerie comportant cinq barres 36, 38, 40, 42 et 44 La tringlerie peut être considérée comme comprenant trois barres et deux leviers coudés. La barre 36 est montée entre une première extré- mité de la traverse danseuse 20 et une première extrémité de la barre 40 et de la barre 38 L'extrémité opposée de la barre 38 est reliée à l'extrémité de l'élément 12 du wagon La barre 42 est montée entre l'autre extrémité de la traverse danseuse 20 et les extrémités opposées de la barre 40 et de la barre 44 L'extrémité opposée de la barre 44 est reliée à l'extrémité de l'élément 12 du wagon. Les liaisons entre les barres 38 et 44 et l'élé- ment 12 du wagon sont espacées latéralement l'une de l'autre, vers les côtés opposés et à la partie inférieure de l'élé- ment 12 Ce dernier commande le guidage directionnel du bogie 14 La figure 3 représente le mécanisme à leviers 34 dans un état normal, alors que les éléments 10 et 12 du wagon parcourent les rails 45 et 47 d'une voie en ali- gnement Les barres 36 et 38 forment le même angle que les barres 42 et 44 La barre 40 de liaison est sensiblement parallèle à la traverse danseuse 20. Sur des voies en alignement, les barres 36 et 38 sont sensiblement perpendiculaires entre elles De même, sur des voies en alignement, les barres 42 et 44 sont sen- siblement perpendiculaires entre elles. Lors du passage sur une voie formant une courbe dans une première direction, les éléments 10 et 12 du wagon prennent des positions formant un angle entre elles et les barres du mécanisme à leviers 34 prennent des positions illustrées sur la figure 2 et obligent le bogie 14 à con- server une orientation sensiblement radiale par rapport aux rails courbes 46 et 48. Lorsque les éléments 10 et 12 du wagon négocient des courbes comme représenté, les barres 36 et 38 sont déplacées de manière que l'angle qu'elles forment entre elles augmente, de même, par conséquent, que l'écartement des liaisons sur la traverse danseuse 20 et sur l'élément 12 du wagon Dans le même temps, l'angle formé par les barres 42 et 44 diminue En raison de la présence de la barre 40 de liaison, la somme des deux angles formés, res- pectivement, entre les barres 36 et 38 et entre les barres 42 et 44 reste constante, l'accroissement d'un angle étant égal à la diminution de l'autre angle La barre 40 de liai- son oblige chaque paire de barres reliées de façon opposée à suivre le mouvement inverse de celui de l'autre paire de barres Le résultat d'ensemble est que le bogie 14 tend à se déplacer latéralement d'une manière ou d'une autre pour conserver une orientation radiale par rapport à la voie. Les barres utilisées doivent avoir une longueur suffisante pour suivre les courbes les plus serrées rencontrées par les éléments des wagons du train. La traverse danseuse 20 est fondamentalement maintenue dans une orientation radiale par rapport aux rails. Lorsque les éléments du wagon négocient des courbes, une extrémité de la traverse danseuse est déplacée à force dans un premier sens, tandis que l'extrémité opposée est déplacée à force'en sens opposé, sur une distance corres- pondante, afin de maintenir l'orientation radiale de la traverse. Sur les figures 4 et 5, des références numéri- ques identiques à celles des figures 3 et 4 sont utilisées pour désigner des éléments identiques. Deux dispositifs 50 et 52 à ressorts sont montés entre les extrémités des éléments 10 et 12 du wagon, res- pectivement, et une première extrémité de la traverse danseuse 20 Deux autres dispositifs à ressorts 51 et 53 sont montés entre les extrémités des éléments 10 et 12 du wagon et l'extrémité opposée de la traverse danseuse 20. Les ressorts 50 et 52 sont reliés aux mêmes côtés des éléments 10 et 12 du wagon, les ressorts 51 et 53 étant reliés aux côtés opposés des éléments du wagon. Les fonctions des dispositifs 50, 51, 52 et 53 sont d'aider au guidage directionnel du bogie 14 en main- tenant la traverse danseuse 20 orientée radialement par rapport aux rails de la voie pendant la marche Les dis- positifs 50, 51, 52 et 53 à ressorts présentent les mêmes caractéristiques d'allongement et de compression Lorsque des courbes d'une voie sont abordées, comme montré sur la figure 4, les ressorts 50 et 52 s'allongent, tandis que les ressorts 51 et 53 se compriment En service normal, tous les dispositifs à ressorts sont sous une certaine tension Cette condition est illustrée sur la figure 5. Lorsque les éléments 10 et 12 du wagon négocient des cour- bes, la réaction normale du bogie 14 est de prendre une position radiale par rapport à l'ensemble de la voie A ce moment, les dispositifs à ressorts 50 et 52 s'allongent et les dispositifs à ressorts 51 et 53 se compriment et tendent à assister et produire le même guidage direction- nel Sur la figure 4, les dispositifs 50 et 52 tendent à maintenir des forces égales et opposées sur une extrémité de la traverse danseuse 20 Simultanément, les dispositifs d ressorts 51 et 53 se compriment sur des longueurs égales. Lorsque les éléments 10 et 12 du wagon négocient une courbe de direction opposée à celle illustrée sur la figure 4, les ressorts 51 et 53 s'allongent, tandis que les ressorts 50 et 52 se compriment pour maintenir la traverse danseuse 20 dans une orientation radiale par rapport à la voie. 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 Système de guidage directionnel forcé destiné à un bogie ( 14) reliant et supportant deux wagons couplés ( 10, 12) et comportant une traverse danseuse ( 20) reliée à deux longerons ( 16, 18) auxquels sont reliés des essieux montés ( 22, 24), le système de guidage directionnel forcé, destiné à maintenir le bogie dans une orientation sensi- blement radiale par rapport à une voie en courbe durant la marche, étant caractérisé en ce qu'il comporte un élé- ment ( 28) d'articulation fixé à la traverse danseuse, des éléments ( 26, 30) au moyen desquels les extrémités des wagons sont articulées sur ledit élément d'articulation, et des moyens mécaniques montés entre l'un des wagons et la traverse danseuse afin de maintenir à force le bogie dans une orientation radiale par rapport à la voie en courbe. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens mécaniques comprennent une tringlerie ( 34) comportant plusieurs barres ( 36, 38, 40, 42, 44). 3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les barres comprennent deux paires de barres ( 36, 38; 42, 44) montées entre les extrémités opposées de la traverse danseuse et des points de fixation, espacés laté- ralement, sur l'un ( 12) desdits wagons, une barre ( 40) de liaison reliant entre elles les deux paires de barres. 4 Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux paires de barres obligent les extrémités opposées de la traverse danseuse à se déplacer dans des sens opposés par rapport à l'extrémité dudit wagon ( 12). 5 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens mécaniques comprennent deux paires de ressorts ( 50, 52; 51, 53). 6 Système selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une première paire de ressorts ( 50, 52) est montée entre une première extrémité de la traverse danseuse et un premier côté de chacun des deux wagons couplés, et en ce que l'autre paire de ressorts ( 51, 53) est montée entre l'extrémité opposée de la traverse danseuse et l'autre côté 15595 de chacun des deux wagons couplés. 7 Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'une des paires de ressorts produit des forces de traction, tandis que l'autre desdites paires de ressorts produit des forces de compression, et vice versa.