Brevet FR2518038A1 — publié le 19830617

Souvent les véhicules sur rails traditionnels, en particulier les voitures de voyageurs, comportent seulement deux essieux pour assurer leur sustentation et leur guidage mais cette réalisation présente de graves inconvénients. En effet, la sustentation et le guidage sont réalisés par une suspension à un seul étage avec guidage de la bote a roulements pour chaque extrémité de l'essieu. Ce montage ne comporte donc pas de suspension transversale et, de ce fait, il n'y a pas qu'un niveau de filtration des fréquences entre l'essieu et la caisse du véhicule ce qui provoque des mouvements latéraux très souvent brusques donc générateurs de chocs. C'est pourquoi les véhicules sur rails pour voyageurs utilisés pour de longs trajets sont équipés de boggies qui comportent, en partant du rail, une suspension primaire qui effectue un filtrage à un certain niveau de fréquence entre l'essieu et l'ossature du boggie, une suspension secondaire qui permet un deuxième niveau de filtrage pour d'autres fréquences entre l'ossature du boggie et la caisse du véhicule puis une suspension transversale assure finalement un mouvement latéral plus ou moins grand, plus ou moins souple mais sans choc. La présente invention se rapporte à un dispositif qui s'applique pour un véhicule sur rails ne comprenant que deux essieux mais qui utilise une suspension primaire, une suspension secondaire et une suspension transversale. Ainsi on peut donc, en conservant la simplicité de montage d'un véhicule à deux essieux, retrouver le confort d'un véhicule sur rails monté sur boggies. Conformément à l'invention le dispositif est constitué par deux étages de suspension, l'un relié directement à la hotte à roulements par l'intermédiaire d'une pièce longitudinale inférieure sur un longeron intermédiaire qui est supporté par la suspension secondaire, prenant appui sur des caissons prismatiques formant butée, ces caissons étant reliés directement au châssis du véhicule puis les longerons intermédiaires précités sont reliés deux à deux par des traverses disposées symétriquement par rapport à l'axe de l'essieu et formant ainsi un cadre maintenant la géométrie de l'ensemble et supportant le dispositif de freinage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la suspension primaire repose directement sur la boîte à roulements par l'une de ses extrémités et sur des caissons par son autre extrémité, ces caissons étant solidaires d'un longeron intermédiaire maintenant la partie inférieure des éléments formant la suspension secondaire verticale qui est fixée par son extrémité supérieure sur le châssis du véhicule, des traverses disposées symétriquement par rapport à l'axe de l'essieu formant un cadre avec les longerons intermédiaires pour assurer la bonne géométrie et la tenue de l'ensemble et le maintien du dispositif de freinage puis, pour assurer l'entraînement de cette construction, il est prévu sur un côté de celle-ci des bielles d'asservissement longitudinales articulées sur des rotules élastiques solidaires les unes des longerons intermédiaires, les autres du châssis du véhicule. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples, aux dessins annexés. La fig. 1 est une élévation d'une première forme de réalisation du dispositif de suspension à deux étages pour essieu de véhicules sur rails. La fig. 2 est un plan correspondant à la fig. 1. La fig. 3 est une élévation en coupe sensiblement suivant la ligne III-III de la fig. 4 d'une deuxième forme de réalisation de la suspension à deux étages pour essieu de véhicules sur rails. La fig. 4 est un plan correspondant à la fig. 3. A la fig. 1, on a représenté d'une façon schématique par un trait 1 le châssis d'un véhicule sur rails par exemple d'une voiture de voyageurs. Ce châssis est constitué ordinairement par deux poutres convenablement entretoisées. La partie inférieure des longerons du châssis 1 porte à chacune de leurs extrémités des caissons 2, 3 de forme prismatique dont les faces avant 2a, 3a sont plans pour former butée destinée à recevoir l'extrémité 4a d'un cylindre 4 qui sont des éléments composites étagés en sandwich caoutchouc métal. Ces cylindres 4 reposent par leurs extrémités 4b sur des ta- lons 5 solidaires des extrémités 6a, 6b d'un longeron inter- médiaire 6 qui est relié à l'autre longeron intermédiaire situé sur l'autre côté du châssis 1 du véhicule nar des traverses 7, 8. Ces dernières qui sont ici de section circulaire, sont disposées symétriquement par rapport à l'axe 10 de l'essieu 11 portant les roues 12 destinées à rouler sur les rails (voir fig. 2). 12a, 13a désignent les bourrelets circulaires de chaque roue 12, 13 coopérant avec le talon ou bourrelet des rails R polar a guidage du véhicule sur la voie.Au centre de chaque longeron intenmediaire 6 sont prévus, sur la partie inférieure de ceux-ci, des supports 13, 14 destinés à recevoir des éléments de suspension 15 d'un type connu en soi et~compo- sés d'un ressort conique coopérant avec une matière souple tel que du caoutchouc. Finalement ces élements de suspension 15 reposent sur une pièce longitudinale inférieure 16 de forme appropriée présentant, en son centre, une boîte à roulements 17 contenant chacune une èxtrémité îîa de l'essieu 11. La description cidessus montre que la géométrie de l'ensemble est réalisée à l'aide des longerons intermédiaires 6 et des traverses 7, 8 qui forment un cadre rigide assurant la géométrie du train de roue 12 considéré et un entraî- nement correct de l'ensemble. Le premier étage de suspension constitué par les éléments de suspension 15 absorbe un grand nombre de fréquences verticales tandis que les cylindres 4 absorbent les fréquences longitudinales et transversales évitant ainsi les mouvements latéraux brusques générateurs de chocs. Comme cela est visible tant à la fig. 1 qu'à la fig. 2, la traverse 8 porte le dispositif de freinage 23 dont on voit les sabots 21 disposés près du bandage des soutes 12, 13. Ce montage est simple, compact et permet d'assurer à des véhicules sur rails et en particulier à des voitures de voyageurs un confort identique au confort obtenu lors de l'emploi de boggies comprenant chacun deux essieux a deux roues. Mais cette dernière solution est beaucoup plus coûteuse aussi bien à la réalisation que lors de l'entretien du matériel. De plus l'emploi de véhicules à boggies provoque très souvent une augmentation de dépense d'énergie. Il y a lieu d'indiquer que l'essieu sus-décrit peut recevoir un pont moteur pour un véhicule du type autorail léger. La boite de réaction du moteur est alors solidaire de la caisse par l'intermédiaire d'articulations élastiques non représentées. Finalement on peut indiquer que l'écartement des cylindres 4 formant la suspension secondaire est prévu suffisant afin d'assurer un couple anti-cabrage au cadre composé des longerons intermédiaires 6 et des traverses, 7 et 8. A la fig. 3 on a représenté une variante de réalisation du dispositif de suspension à deux étages dans lequel le châssis du véhicule est représenté par le trait 30, ce châssis portant en des points déterminés deux assiettes 31 sur lesquelles viennent reposer les extrémités supérieures de ressorts 32 noyés dans une matière élastique 33 par exemple du caoutchouc. La partie inférieure de ces éléments élastiques mixtes 32, 33 repose sur des plateaux 34, 35 prolongeant chaque longeron intermédiaire 36 relié à l'autre longeron symétrique 36 par des traverses 37, 38 à section ronde disposées symétriquement par rapport à l'axe 39 de l'essieu 40 portant les roues 41, 42. Chaque longeron intermédiaire 36 affecte sensiblement la forme d'un "U" renversé qui recouvre sensiblement les parties terminales de chaque essieu 40 de façon que chaque boite à roulements 43 soit disposée juste en dessous de la partie inférieure 36a transversale de chaque longeron intermédiaire 36 en "U" renversé. Les branches 36b, 36c de la traverse 36 en leur renversé portent dans leurs zones médianes côtés intérieurs des caissons 138 sur lesquels prennent appui des blocs élastiques 39 en chevrons d'un type connu en soi, ces blocs élastiques reposant par leurs autres extrémités sur la carcasse extérieure 47 de la boite à roulements 43 recevant l'extrémité de l'essieu 40 considéré.Finalement, la carcasse extérieure 47 porte un méplat 50 destiné à coopérer avec une butée 51 placée juste au-dessus sur la partie inférieure horizontale du longeron intermédiaire 36 en "U" renversé considéré. I1 y a lieu de signaler que dans cette construction l'entrainement de l'essieu est réalisé obligatoirement d'une manière artificielle par deux bielles d'asservissement 55 articulées en 56 sur l'extrémité 36d de chaque longeron intermédiaire 36 et sur une base 57 solidaire du dessous du châssis 30 du véhicule. Les articulations des bielles 55 sont constituées par des rotules élastiques 60, 61. Comme dans le cas précédent l'une des traverses 38 porte les bielles de freinage 65 commandant la rotation des patins de frein 66 frottant sur la périphérie extérieure de chacune des roues 41, 42. Le cadre de maintien constitué par les longerons intermédiaires 36 et les traverses 37, 38 assure la bonne géométrie et la tenue de l'ensemble. Dans les deux cas il est possible d'obtenir ainsi une suspension très agréable de la caisse du véhicule évitant aussi bien les chocs verticaux que les chocs horizontaux et transversaux pour un meilleur confort des passagers. Dans tous les cas, la suspension secondaire peut recevoir des amortisseurs hydrauliques verticaux et transversaux d'un type courant. Les amortisseurs verticaux placés au droit de chaque élément de suspension secondaire étant tels qu'ils pourront également amortir les mouvements éventuels de galop du cadre 36, 37, 38. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de suspension à deux étages pour essieu de véhicule sur rail, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux étages de suspension, l'un (15) relié directement à la bolte à roulements (17) par l'intermédiaire d'une pièce longitudinale inférieure (16) sur un longeron intermédiaire (6) qui est supporté par l'autre, la suspension secondaire 74), prenant appui sur des caissons prismatiques (2, 3) formant butée, ces caissons (2, 3) étant reliés directement au châssis (1) du véhicule puis les longerons intermédiaires (6) précités sont reliés deux à deux par des traverses (7, 8) disposées symétriquement par rapport à l'axe (10) de l'essieu (11) et formant ainsi un cadre maintenant la géométrie de l'ensemble et supportant le dispositif de freinage. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, carac tersé en ce que la suspension primaire (39) repose directement sur la boîte à roulements (43) par l'une de ses extrémités et sur des caissons (138) par son autre extrémité, ces caissons étant solidaires d'un longeron intermédiaire (36) maintenant la partie inférieure des éléments formant la suspension secondaire verticale (32, 33) qui est fixée par son extrémité supérieure sur le châssis (1) du véhicule, des traverses (37, 38) disposées symétriquement par rapport à l'axe (39) de l'essieu (40) formant un cadre avec les longerons inter médiaires pour assurer la bonne géométrie et la tenue de l'ensemble et le maintien du dispositif de freinage (65, 66) puis, pour assurer l'entraînement de cette construction, il est prévu sur un côté de celle-ci des bielles d'asservissement longitudinales (55) articulées sur des rotules élastiques (60, 61) solidaires les unes des longerons intermédiaires (36) et les autres du châssis du véhicule. 3 - Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ressorts constituant les suspensions primaire et secondaire sont réalisés soit par des sandwichs métal élastique plus matière souple déformable tel que le caoutchouc soit par des ensembles ressorts hélicoidaux ou spiralés plus ou moins noyés dans une matière élastique telle que du caoutchouc.