Brevet FR2531921A1 — publié le 19840224

Il est bien connu que, lorsque des véhicules ferroviai- res négocient des courbes à des vitesses relativement éle- vées, ils sont soumis à des forces latérales qui nuisent au confort des voyageurs Il est possible, généralement, d'accroître les vitesses en inclinant la caisse du véhicu- le pour réduire les accélérations latérales en courbe aux- quelles les voyageurs sont soumis. De nombreux types de procédés d'inclinaison ont été proposés et certains sont en service Ces procédés peu- vent être classés comme ceux utilisant des dispositifs proportionnels,à la fois passifs et actifs Dans un dispo- sitif passif, la caisse du véhicule est suspendue en un point situé au-dessus du centre de gravité La caisse s'in- cline alors en courbe, sous l'effet d'une accélération la- térale Ce dispositif peut nécessiter la mise en place d'une partie du mécanisme d'inclinaison à l'intérieur du compartiment réservé aux voyageurs et, par conséquent, il diminue le nombre de sièges rentables disponibles et en- traîne un accroissement considérable de la complexité de la structure du véhicule. Dans le dispositif de commande du type actif, l'inclinaison de la caisse du véhicule est réglée constam- ment pour minimiser l'effet de l'accélération latérale sur les voyageurs La caisse du véhicule s'incline de ma- nière que les voyageurs ressentent à peine les passages en courbe avant que le dispositif d'inclinaison ait atteint son angle maximal Si le véhicule dépasse cette vitesse d'équilibre, la vitesse excédentaire est ressentie sous la forme d'une accélération latérale Normalement, une vites- se excédentaire équivalant à 7,5 cm d'insuffisance de dé- vers ( 0,05 g) est acceptable Ce dispositif nécessite un travail important de commande et de traitement de signaux I de réaction. Des butées sont généralement utilisées pour limiter la course verticale et en roulis de la suspension durant la marche sans inclinaison Ces butées peuvent être déplacées sélectivement pour permettre l'inclinaison de la caisse du véhicule, suivant les conditions de marche La 25319 = 21 demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique no 165 948, déposée le 3 juilllet 1980 sous le titre "Tilt System for a Railway Car", décrit un dispositif d'inclinaison auquel la présente invention peut être appliquée La demande pré- citée décrit, en regard des figures 8 et 11, des mécanis- mes de butée qui doivent être commandés sélectivement avant que l'inclinaison du véhicule puisse avoir lieu Bien que les dispositifs de butée décrits donnent satisfaction en de nombreux points, ils nécessitent un-circuit hydraulique re- 7 I lativement complexe qui ajoute à la complexité et au coût du système L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux mécanismes de butée d'un dispositif d'incli- naison du type décrit dans la demande précitée. L'invention a donc pour objet un mécanisme per- fectionné de butée mécanique destiné à un dispositif d'in- clinaison de véhicules ferroviaires L'invention a pour autre objet un mécanisme de butée perfectionné qui est re- lativement simple et qui n'exige pas de système hydraulique complexe, Conformément à l'invention, un ensemble de deux mécanismes de butée est monté entre le bogie et les deux côtés d'une caisse de véhicule ferroviaire Chacun des mé- canismes comprend un plongeur disposé dans un corps afin de limiter le mouvement de descente ou d'inclinaison de la caisse Un bloc soumis à la force d'un ressort pénètre nor- malement dans le corps, au-dessous du plongeur, pour em- pêcher son mouvement de descente Un piston mobile est re- lié à ce bloc Des moyens sont utilisés pour appliquer sélectivement une pression afin de déplacer le piston con- tre la force de rappel du ressort pour que le bloc soit rétracté de manière à permettre le mouvement de descente de l'arbre. L'invention sera décrite plus en détail en re- gard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limi- tatif et sur lesquels: La figure 1 est une vue partielle en perspective d'un type de dispositif d'inclinaison avec lequel l'inven- tion peut être utilisée-; la figure 2 est une coupe transversale d'un vé hicule ferroviaire typique reposant sur un bogie, cette vue montrant principalement les mécanismes de butée selon l'in- vention; la figure 3 est un schéma d'un circuit typique pouvant être utilisé pour actionner lés mécanismes de butée selon l'invention; la figure 4 est une coupe longitudinale de l'un des mécanismes de butée selon l'invention, positionné pour empêcher l'inclinaison du véhicule ferroviaire; et la figure 5 est une coupe analogue à celle de la figure 4, montrant le mécanisme de butée positionné pour permettre l'inclinaison de la caisse du véhicule. La figure 1 représente un dispositif d'inclinai- son du type décrit dans la demande précitée, ce dispositif comprenant des éléments 10 et 12 qui sont montés de façon à pouvoir tourner dans des supports (non représentés) fixés à une caisse de véhicule Les extrémités des éléments ro- tatifs 10 et 12 peuvent tourner librement à l'intérieur des supports. Les extrémités des éléments 10 et 12 sont reliées à des bras de leviers 14 et 16, respectivement Les bras de levier 14 et 16 sont conçus pour se déplacer ou pour pi- voter avec les extrémités des éléments rotatifs 10 et 12 pendant une opération d'inclinaison Les autres extrémités des bras de leviers 14 et 16 sont reliées à deux biellettes 18 et 20, respectivement Les biellettes 18 et 20 sont ar- ticulées entre les bras de levier 14 et 16 et des plaques d'acier 22 et 24 Ces plaques d'acier sont fixées à la traverse danseuse 26 du bogie par des moyens convenables de montage Etant donné que la plaque d'acier 28 est fixée à la traverse danseuse 26, la biellette 20 peut en fait être considérée comme étant reliée directement à cet- te traverse 26 Il en est de même de la biellette 18 Par conséquent, lorsque les bras de leviers 14 et 16 pivotent, l'une de leurs extrémités tend à rester fixe-par rapport à la caisse du véhicule et l'autre extrémité tend à monter ou descendre suivant le sens de l'inclinaison, dé manière à transmettre, par l'intermédiaire des biellettes 18 et 20, une force tendant à faire monter ou descendre la caisse du véhicule par rapport à la traverse 26 Le dispositif est conçu pour déplacer les bras de levier 14 et 16 en sens op- posés afin que les biellettes associées 18 et 20 tendent à permettre aux côtés du véhicule d'être inclinés vers le haut ou vers le bas, dans des sens opposés. Deux bras 28 et 30 sont fixés aux éléments 10 et 12, respectivement, les détails des fixations n'étant pas représentés L'élément tournant 10 est monté de façon à pouvoir être tourné par le bras 30 et l'élément tournant 12 est monté de façon à pouvoir être tourné par le bras 28. -Un actionneur 32 est monté entre les extrémités libres des bras 30 et 28 Cet actionneur 32 est disposé de façon à 1 S écarter les bras 28 et 30 ou à les rapprocher l'un de l'au- tre La figure 3 représente en détail l'actionneur 32 et sa source d'énergie. La figure 2 représente une caisse 36 de véhicule et un bogie 38 pouvant comporter des butées inférieures 40 et 42 auxquelles l'invention a trait et qui seront décrites en détail L'élément 40 est représenté en position abaissée pour permettre au côté gauche de la caisse 36 du véhicule d'être incliné vers le bas L'élément 42 est maintenu en position fixe La position de l'une des butées inférieures 40 et 42 est modifiée effectivement dans le dispositif, sui- vant le sens de l'inclinaison En marche sans inclinaison, les deux butées inférieures 40 et 42 sont fixes et elles se comportent comme des butées inférieures classiques existant dans de nombreux dispositifs Lorsque le véhicule roule sans s'incliner, les butées inférieures 40 et 42 sont toutes deux dans leur position haute fixe, caâe illustré par le ressort 46. Des ressorts à air 44 et 46 supportent la cais- se 36 du véhicule Ces ressorts à air travaillent normale- ment de manière classique lorsqu'aucune inclinaison n'a lieu et ils continuent de supporter le véhicule en cours d'incli- naison. Divers autres détails concernant la caisse du véhicule et le bogie ne seront pas décrits, car ils sont bien connus et n'entrent pas dans le cadre de l'invention. La figure 3 représente un système typique de com- mande de l'actionneur 32 de la figure 1 Ce système ou cir- cuit est fondamentalement conçu pour réaliser l'inclinaison d'une caisse de véhicule dans un sens ou dans l'autre lors- que les forces d'accélération latérale dépassent un certain niveau prédéterminé L'inclinaison de la caisse du véhicule est alors exécutée suivant un nombre prédéterminé de degrés. Les forces d'accélération latérale sont de pré- férence détectées sur le châssis, au-dessous de la caisse du véhicule Un accéléromètre transmet un signal à un con- trôleur 46 qui alimente en énergie électrique des électro- valves 62 ou 78, par l'intermédiaire de commutateurs 50 ou 52, respectivement, lorsque l'accélération mesurée atteint un certain niveau prédéterminé, par exemple 0,04 g, et il coupe l'alimentation en énergie lorsque l'accélération di- minue ensuite à une certaine valeur inférieure, par exem- ple 0,03 g Le choix du commutateur 50 ou 52 dépend du sens de l'accélération de manière que le véhicule s'incline dans le sens approprié pour réduire l'accélération latérale g ressentie dans la caisse du véhicule. Suivant le-commutateur 50 ou 52 qui est action- né, la caisse 36 du véhicule (figure 2) est inclinée dans un sens ou dans l'autre, par l'application-de pression à une chambre supérieure 54 ou à une chambre inférieure 56 de l'actionneur 32, comme décrit ci-après On considère d'abord le cas o le commutateur 50 est actionné. Lorsque le commutateur 50 est actionné, un si- gnal électrique est appliqué à une ligne 58, ainsi qu'à une ligne 60 connectée à un ensemble correspondant à val- ve et actionneur se trouvant dans le bogie arrière Le si- gnal présent sur la ligne 58 est transmis à une valve 62 afin de provoquer son ouverture pour permettre à de l'air comprimé d'asservissement de passer du ressort à air ou du réservoir 64 vers une valve 66, par l'intermédiaire de la valve 62. Un réservoir principal du circuit (non représen- té) est relié à la valve 66 par une conduite 63 et, par o l'intermédiaire d'un régulateur de pression 70, à un réservoir 72 qui peut être placé à chacune des extrémités du véhicule La pression régnant dans le réservoir 72 est suffisante pour appliquer les forces nécessaires à l'incli- naison de la: caisse du véhicule Lorsque la valve 66 est actionnée ou ouverte, la pression de l'air du réservoir 72 est transmise par la valve 66 à la chambre inférieure 56 de l'actionneur 32 Ceci provoque une expansion des bras auxquels l'actionneur 32 (figure 1) est relié, de manière que le véhicule soit incliné dans un premier sens, comme décrit en regard des figures 3 et 4. Lorsque la caisse du véhicule doit être inclinée en sens opposé, le commutateur 52 est actionné pour appli- quer un signal électrique à une ligne-74, ainsi qu'à une ligne 76 qui est reliée à l'ensemble à valves et actionneur du bogie arrière Un signal typique, présent sur la ligne 74, provoque l'ouverture d'une valve 78 pour permettre à la pression de l'air d'asservissement d'être transmis du réservoir ou du ressort à air 64 à une valve 80, par l'intermédiaire de la valve 78 La pression de l'air ap- pliquée à la valve 80 provoque son ouverture pour permet- tre à l'air comprimé du réservoir 72 de pénétrer dans la chambre supérieure 54 de l'actionneur 32 Ceci provoque une contraction des bras décrits en regard-de la figure 1, ce qui a pour effet de faire incliner le véhicule en sens opposé à celui indiqué précédemment lorsque la valve 66 est actionnée. Suivant que la pression est appliquée à la chambre supérieure ou à la chambre inférieure, 54 ou 56, le piston 82 monte ou descend Ceci provoque un déplace- ment du bras 84 vers le haut ou vers le bas L'actionneur monté entre les bras de levier illustrés sur la figure 1 s'allongeou raccourcit,en fait, suivant l'application de la pression Cette expansion ou cette contraction de l'action- neur 32 provoque une inclinaison du véhicule de la manière décrite précédemment. Le dispositif décrit jusqu'à présent en regard de la figure 3 est analogue à celui décrit dans la demande précitée Le fonctionnement des mécanismes de butée 40 et 42 auxquels l'invention a trait est différent et n'exige pas de moyens hydrauliques. Les deux mécanismes de butée sont de conception semblable Par conséquent, seul le mécanisme 40 sera dé- crit en détail, étant évident que le fonctionnement du mé- canisme 42 est similaire pour une opération d'inclinaison ayant lieu en sens opposé. En marche normale sans inclinaison, l'embase 86 du ressort (figure 2) porte contre un chapeau 88 (figure 4) qui peut être vissé sur l'extrémité d'un plongeur; 90 nor- malement rappelé vers le haut par un ressort 91 disposé dans un corps principal 92 Un bloc 94 est disposé-à l'in- térieur du corps 92 pour limiter normalement le mouvement de descente du plongeur 90 et, par conséquent, de la cais- se 36 du véhicule (figure 2) Le bloc est fixé à un piston 96 qui est rappelé vers l'avant par un ressort 98 qui main- tient normalement le bloc 94 en position avancée. Lorsque le véhicule doit être incliné, de l'air comprimé est appliqué par une conduite 100, de la valve 80 à l'intérieur du corps 92 La pression de l'air repousse à force le piston 96 contre la force de rappel du ressort 98, ce qui provoque le retrait du bloc 94 par ce piston Le bloc 94 dégage ainsi le passage du plongeur 90 pour-per- mettre à ce dernier de descendre jusqu'au fond du trou cen- tral du corps 92 lorsque l'embase 86 du ressort descend. Ceci permet l'inclinaison En l'absence de pression dans la conduite 100, le ressort 98 ramène à force le piston 96 et le bloc 94 dans leurs positions initiales une fois que le ressort 91 a ramené le plongeur 90 dans sa position d'extension complète, après la remontée de l'embase 86 du ressort de suspension. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'ensemble décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Ensemble de deux mécanismes de butée( 40, 42) associé à un dispositif d'inclinaison d'une caisse ( 36) de véhicule ferroviaire reposant sur un bogie ( 38), l'ensemble de mécanisme de butée étant relié au bogie pour limiter l'inclinaison de la caisse, les mécanismes de butée étant disposés vers les côtés opposés de la caisse du véhicule et l'ensemble étant caractérisé en ce que chaque mécanisme de butée comprend un élément ( 90) destiné à entrer en-con- tact avec la partie inférieure du véhicule pour limiter le mouvement de descente de la caisse de ce véhicule, un bloc mobile ( 94) s'étendant audessous dudit élément, un organe ( 98) qui rappelle normalement le bloc en position d'exten- sion pour empêcher le mouvement de descente dudit élément, et des moyens ( 80, 100) destinés à appliquer sélectivement une pression pour vaincre la force de l'organe de rappel afin que le bloc soit rétracté pour permettre un mouvement de descente de l'élément et donc, l'inclinaison du véhicu- le. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que chacun des mécanismes de butée comprend un corps principal ( 92) et en ce que ledit élément comprend un plongeur ( 90) disposé à l'intérieur du corps 3 Ensemble selon la revendication 2,caractérisé en ce que l'organe de rappel comprend un ressort ( 98) qui maintient normalement le bloc en position d'extension. 4 Ensemble selon la revendication 3, caracté- risé en ce qu'un piston ( 96) est relié au bloc et en ce que la pression est appliquée sélectivement pour déplacer ledit piston contre la force de rappel du ressort. Ensemble selon la revendication 4,caractérisé en ce qu'il comporte un second ressort ( 91) monté de manière à rappeler le plongeur normalement vers le haut lorsque la caisse du véhicule n'est pas inclinée.