Brevet FR2538334A1 — publié le 19840629

"Bogie à deux essieux pour véhicules ferroviaires ou tramways et véhicules ferroviaires ou tramways utilisant ce bogie" La présente invention se rapporte, d'une façon générale, aux véhicules ferroviaires et tramways, et elle concerne plus particulièrement un bogie à deux essieux destiné à être utilisé dans de tels véhicules. L'un des problèmes fondamentaux auquel se heurtent les entreprises de transport, en particulier de transports urbains, est celui de l'accès des passagers de quais fixes à l'intérieur des caisses des véhicules. Jusqu'à présent, ce problème a été résolu sur les véhicules de ce type par l'utilisation, au niveau des portes d'accès, de descentes ou de marche-pieds à géométrie variable, dont l'accessibilité est rarement aisée. Pour apporter une solution fonctionnelle et efficace à ce problème, il est nécessaire d'abaisser le plan du plancher du véhicule à un niveau qu'on puisse facilement franchir à partir d'un quai situé à une hauteur de 15 à 20 cm, c'est-à-dire aux alentours de 40 cm au-dessus du plan des rails. Le principal obstacle à ce type de solution est représenté par la présence des bogies du véhicule, qui contraignent à maintenir le plancher au-dessus de ces bogies, normalement à une hauteur comprise entre 85 et 90 cm. Les solutions qui ont été proposées en ce sens jusqu'à ce jour prévoient toutes l'utilisation de bogies moteurs et porteurs classiques, c'est-à-dire de roues traditionnelles de grand diamètre, normalement de l'ordre de 60 à 70 cm. Ceci implique la nécessité d'utiliser des marches intérieures, soit sur les bogies moteurs, soit sur les bogies porteurs. Dans chaque cas, les zones surbaissées du plancher sont exigües, même dans le cas de véhicules comportant une carrosserie à deux caisses articulées, avec l'inconvénient que les portes disponibles sont en nombre limité et, en tout cas, d'accès difficile en raison de la présence des marches. En outre, la zone d'intercommunication entre les deux caisses est rarement utilisée et la capacité de réception du véhicule est donc trop pénalisée comparativement aux solutions traditionnelles. Il est donc évident que les solutions proposées jusqu'à présent et qui utilisent des bogies de type classique, d'une part, ne résolvent que partiellement le problème mentionné plus haut et, d'autre part, présentent des inconvénients qui ne sont pas négligeables. Du moment que le ou les bogies moteurs du véhicule ne peuvent être radicalement modifiés comparativement aux solutions classiques, en raison de la présence de moteurs et de réducteurs, L'unique voie qui s'offre pour résoudre le problème de façon efficace et en même temps avantageuse consiste à intervenir sur le ou les bogies porteurs du véhicule, de manière à permettre - de réaliser un véhicule dans lequel la partie du plancher comprise entre les deux bogies moteurs soit entièrement située à un même niveau surbaissé sans aucune solution de continuité. Pour atteindre cet objectif, la présente invention a pour objet un bogie porteur à deux essieux pour véhicules ferroviaires ou tramways caractérisé en ce qu'il comprend: - un châssis formé de deux longerons et d'une paire d'essieux transversaux reliés de façon articulée aux extrémités opposées des deux longerons, chaque essieu portant une paire correspondante de roues de petit diamètre, - des moyens de suspension verticale et transversale à un seul étage, portés par les parties médianes des deux longerons, - une traverse de charge ayant ses extrémités appuyées sur lesdits moyens de sus pension et ayant sa partie médiane agencée pour être reliée, au moyen d'une crapaudine, à une caisse de véhicule ferroviaire ou tramway, - une paire de bras longitudinaux qui relient la traverse de charge par des articulations, respectivement à l'une des extrémités d'un longeron et à l'extrémité opposée de l'autre longeron, - et un bras diagonal qui relie entre elles, par des articulations, les extrémités des deux longerons qui sont à l'opposé des bras longitudinaux correspondants. Dans la présente description et dans les revendications, l'expression "roue de petit diamètre" désigne une roue dont le diamètre est sensiblement inférieur à la moitié (35 cm) de celui des roues des bogies traditionnels. La structure du bogie selon l'invention permet en pratique d'éliminer la suspension primaire et, par conséquent, de réduire considérablement l'encombrement en hauteur du bogie. Cette caractéristique, jointe aux dimensions des roues, permet de réaliser une caisse pour véhicules ferroviaires ou tramway présentant un plain de plancher surbaissé à une hauteur d'environ 45 cm au-dessus du plan des rails, même au-dessus du ou des bogies porteurs et jusqu'à proximité du ou des bogies moiteurs. Selon une application particulièrement avantageuse, l'invention a pour objet un véhicule ferroviaire ou un tramway-ayant une carrosserie formée de deux caisses articulées et d'une paire de bogies traditionnels, dont au moins un bogie moteur, disposés à proximité de ces extrémités, et qui utilisent une paire de bogies porteurs du type défini plus haut situés dans la zone d'articulation entre les deux caisses. Cette solution permet de réaliser, entre les deux bogies moteurs, un plan de plancher unique surbaissé, continu et dépourvu de marches internes dangereuses, sans toutefois atteindre des charges par essieu inacceptables pour les roues de petit diamètre des bogies porteurs, puisque la charge est évidemment répartie sur les deux bogies portèurs. En outre, cette solution offre l'avantage d'exploiter de façon optimale la zone permise par le "profil limite" de la ligne puisque, dans la zone d'intercqmmunication entre les deux caisses, l'espace peut être exploité au maximum, ce qui permet d'augmenter considérablement la capacité de transport comparativement aux véhicules traditionnels. Un autre avantage dérive de la plus grande liberté de distribution des portes d'accès sur la longueur du véhicule puisque les bogies porteurs selon l'invention laissent sur leurs flancs un espace suffisant pour le montage de marche-pieds, même lorsqu'ils sont soumis à la rotation maximum sur les courbes de petit rayon. Dans le bogie selon l'invention, les roues peuvent être solidaires de leurs essieux respectifs en rotation, ou bien elles peuvent être montées librement rotatives sur ces essieux. Dans le deuxième cas, les roues sont évidemment libres de tourner indépendamment les unes des autres, en éliminant ainsi l'inconvénient du glissement entre les roues et les rails en courbe, glissement qui, en particulier dans le cas des tramways et des roues d'un aussi petit diamètre, pourrait provoquer une forte usure des bandages. Selon l'invention, la liaison entre les essieux et les longerons du châssis du bogie est réalisée par l'interposition d'élément supports élastiques. Cette caractéristique, outre qu'elle garantit la correction des fonctions de guidage du véhicule et de sûreté de la marche, permet d'assurer un notable degré de confort et une adaptabilité facile aux irrégularités des voies de la part du véhicule qui utilise ce bogie. L'invention sera décrite ci-après en détail en référence au dessin schématique annexé, donné uniquement à titre d'exemple nonlimitatif, dans Jequel: Figure 1 est une vue schématique en plan par-dessus d'un bogie selon l'invention Figure 2 est une vue en élévation de côté prise suivant la flèche Il de figure I ; Figure 3 est une vue en coupe partielle transversale suivant III-III de figure i Figure 4 illustre une variante d'exécution d'une partie de figure 1;; Figure 5 est une vue en coupe transversale et à plus grande échelle, suivant V-V de figure 4 Figure 6 est une vue partielle en élévation de côté et à plus grande échelle, prise suivant la flèche VI-VI de figure 1 Figure 7 est une vue en coupe et à plus grande échelle suivant VII-VII de figure 1 et Figure 8 est une vue schématique en élévation de côté d'un véhicule ferroviaire ou tramway qui utilise le bogie porteur selon l'invention. En se reportant initialement aux figures 1 à 3, on a représenté, dans son ensemble, un bogie porteur à deux essieux (10), en particulier pour tramways. Le bogie (10) comprend un châssis (l2) formé de deux longerons en caisson, en tôle d'acier, (14, 16) dont les extrémités -(l4a, 16a) et (14b, 16b) sont reliées entre elles par une paire d'essieux transversaux (18, 20) qui portent respectivement des roues à boudin (21). Les roues (21) présentent un diamètre sensiblement inférieur à celui des roues des bogies traditionnels, qui sont actuellement adoptés sur les tramways. Selon l'invention, ce diamètre est de préférence de l'ordre -de 35 cm. Sur les régions médianes des deux longerons (14, 16) sont appliquées les bases de deux ressorts pneumatiques constitués par des soufflets toroldaux à axe vertical (22), de type classique, qui constituent l'étage de suspension secondaire verticale et transversale du bogie (10). En (24), on a indiqué une traverse de charge constituée par un élément tubulaire en acier muni à ses extrémités de parties en console (26) qui s'appuyent sur les extrémités supérieures des deux ressorts pneumatiques (22) et sont appuyées sur ces ressorts. Ainsi qu'on peut mieux le voir sur la figure 3, à chacune des parties en console (26) est fixée une butée (28) coaxiale au ressort pneumatique (22) correspondant et qui fait face à une butée complémentaire (30) guidée elle-même le long d'un organe de guidage et de centrage (32) qui est fixé aux longerons correspondants- (14, 16). Entre la butée (30) et la base (34) du ressort pneumatique (32), est interposé un organe annulaire élastique (36) formant tampon. A la partie centrale de la traverse de charge (24) est fixée, par des vis verticales (38), la bague inférieure (40) d'une crapaudine à billes ou à rouleaux (42) qui sert pour l'articulation du bogie (10) à la caisse (C) du véhicule. Dans la zone comprise entre la bague de crapaudine (40) et les deux extrémités en console (26), la traverse de charge (24) est munie de deux supports en étrier (46) qui sont rabattus de part et d'autre parallèlement à l'axe longitudinal (A) du bogie (10) et qui portent chacun un axe transversal 8) correspondant qui sert pour l'articulation à joint de cardan d'une extrémité d'un bras longitudinal (50) correspondant. Les extrémités opposées des deux bras longitudinaux (50) sont articulées sur des axes verticaux (52) correspondants portés par un organe support à fourche (54), qui font saillie transversalement sur les longerons (14) et (16), respectivement à proximité des extrémités opposées (14b) et (1 6a). La référence (56) désigne un bras diagonal disposé au-dessous de la traverse de charge (24) et dont les extrémités sont articulées par des joints correspondants dont l'un est indiqué dans son ensemble par (58) sur la figure 6, à deux axes verticaux (60) portés par deux supports transversaux (62) eux-mêmes fixés aux longerons (14) et (16), respectivement à proximité des extrémités (14a) et (16b) de ceux-ci. Le montage des essieux (18, 20) aux extrémités (14a, 14b) et (16a, 16b) des deux longerons (14) et (16), est réalisé au moyen de supports élastiques annulaires (64) qui agissent à la façon de joints à rotule pour permettre des rotations mutuelles limitées autour de l'axe longitudinal (A) du bogie (10). Dans le cas des figures 1 à 3, les roues (21) sont solidaires en rotation des extrémités des essieux (18) et (20) correspondants et, par conséquent, dans ce cas, des roulements non représentés sont interposés entre les supports élastiques (64) et les extrémités correspondantes des essieux (18, 20). En variante, ce montage pourrait être réalisé en utilisant des douilles oscillantes en remplacement des supports élastiques (64).Au contraire, dans le cas de la variante représentée aux figures 4 et 5, dans lesquelles les éléments identiques ou analogues à ceux décrits ci-avant sont désignés par les mêmes numéros de référence, les roues (21) sont montées librement rotatives aux extrémités des essieux (18, 20), avec interposition de roulements à rouleaux cylindriques (66). De cette façon, les deux roues (21) du même essieu (18, 20) sont libres de tourner l'une indépendamment de l'autre, ce qui élimine l'inconvénient du glissement entre les roues et les rails dans les courbes, glissement qui, dans le cas des rayons de courbure des tramways (15 m) - et de roues d'un aussi petit diamètre, pourrait provoquer une usure des bandages des roues. La conformation précédemment décrite permet en pratique des rotations mutuelles des deux longerons (14, 16) autour de l'axe transversal (B) et, par conséquent, des deux essieux (18, 20) autour de l'axe longitudinal (A) du bogie (10), de manière à assurer la compensation correcte des déformations et irrégularités de la voie. La fonction des deux bras longitudinaux (50) consiste évidemment à empêcher les rotations relatives entre la traverse de charge (24) et le châssis (12) et à transmettre les forces longitudinales entre le châssis (12) et la traverse (24), tandis que les forces transversales passent en pratique à travers les ressorts de suspension (22). Naturellement, les forces longitudinales et les forces transversales sont ensuite transmises de la traverse de charge (24) à la caisse (C) du véhicule à travers les crapaudines (42). La fonction du bras diagonal (56) consiste au contraire à empêcher les déformations en losange du châssis (12), qui pourraient être dues à, sa conformation articulée décrite précédemment. Le bogie (10) est muni de patins de freinage électromagnétiques (68) guidés entre des éléments de guidage (70) fixés aux côtés extérieurs des deux longerons (12), dans les zones comprises entre les roues (21), et commandés d'une façon connue en soi par des leviers d'actionnement (72). I1 convient de remarquer que les patins (68) peuvent être intégrés dans des étriers de freinage directement associés aux roues (21). Ainsi qu'on l'a dit plus haut, le bogie selon l'invention trouve une application particulièrement avantageuse sur les tramways. En effet, la conformation du bogie permet de résoudre efficacement le problème de l'abaissement du plan du plancher de la caisse du véhicule, afin de faciliter l'accès des passagers à l'intérieur de la caisse elle-mêmé. Le bogie selon l'invention présente en effet un encombrement vertical beaucoup plus limité que celui des bogies porteurs classiques, grâce, d'un côté, à l'absence d'une suspension primaire proprement dite et, d'un autre côté, au diamètre réduit des roues. Ceci permet en pratique de prévoir un plancher surbaissé de la caisse, également dans la région du bogie porteur selon l'invention. La figure 8 illustre un exemple préféré d'application du bogie ou, mieux, d'une paire -de bogies selon l'invention, à un véhicule de tramway (V) constitué par deux demi-caisses (C1, C2) articulées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une partie centrale de liaison et de passage (P). Comme on peut le voir sur cette figure, le véhicule (V) est muni, à proximité de l'extrémité avant de la caisse (C1) et de Ifextrémité arrière de la caisse (C2), d'une paire de bogies moteurs (M1, M2) munis de roues (R) de diamètre classique. Les deux bogies porteurs (10) selon l'invention, équipés de roues de diamètre réduit (21), sont montés à proximité des extrémités d'articulation des deux caisses (Cl, C2), dans la zone de passage (P). De cette façon, le plancher (F) du véhicule (V) peut être entièrement surbaissé, sauf dans les zones des deux bogies moteurs (M1, M2) à une hauteur qui est normalement de l'ordre de 45 cm au-dessus du plan des rails, en assurant en conséquence un accès plus commode et plus facile par les portes (D.).Une conformation analogue du véhicule de tramway (V) assure, outre une meilleure accessibilité à l'intérieur des caisses (C1, C2), les importants avantages suivants - possibilité d'obtenir un plan de plancher unique continu et dépourvu de marches intérieures dangereuses dans la zone comprise entre les deux bogies moteurs (M1, M2), avec une charge correctement répartie sur les essieux des deux bogies porteurs - exploitation optimale de la surface permise par la "forme" du véhicule, grâce au fait que la zone d'intercommunication entre les deux caisses (Ci, C2) est exploitée de la façon la plus complète possible, grâce à l'absence d'étranglements appréciables, de marches ou autres obstacles, ce qui se traduit en dernière analyse par un accroissement sensible de la capacité de transport du véhicule - présence, entre les deux demi-caisses (C1, C2), d'un spacieux élément d'interconnection, qui, outre les avantages mentionnés plus haut, donne davantage d'espace pour les passagers et leur assure un passage commode et facile entre les deux demi-caisses - plus grande liberté dans l'étude de la disposition des portes d'accès (D) au véhicule (V). Naturellement, tout en conservant le principe de l'invention, on peut apporter de nombreuses modifications au détail de construction et aux formes de réalisation, comparativement à ce qui a été décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. - REVENDICATIONS 1.- Bogie porteur (10) à deux essieux (18, 20) pour véhicules ferroviaires ou tramways, caractérisé en ce qu'il comprend - un châssis (12) formé de deux longerons (14, 16) et d'une paire d'essieux (18, 20) transversaux reliés de façon articulée aux extrémités opposées (14a, 16a ; 14b, 16b) des deux longerons, chaque essieu portant une paire correspondante de roues (21) de petit diamètre, - des moyens (22) de suspension verticale et transversale à un seul étage, portés par les parties médianes des deux longerons (14, 16), - une traverse de charge (24) ayant des extrémités (26) appuyées sur lesdits moyens (22) de suspension et ayant sa partie médiane agencée pour être reliée, au moyen d'une crapaudine (42), à une caisse (C) de véhicule ferroviaire ou tramway, - une paire de bras longitudinaux (50) qui relient la traverse de charge (24) par ses articulations, respectivement à l'une (14b) des extrémités d'un longeron (14) et à l'extrémité opposée (16a) de l'autre longeron (16), - et un bras diagonal (56) qui relie entre elles, par des articulations (58), les extrémités (14a, 16b) des deux longerons (14, 16) qui sont à l'opposé des bras longitudinaux correspondants (50). 2.- Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les roues (21) sont solidaires en rotation de leurs essieux respectifs (18, 20). 3.- Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les roues (21) sont montées librement rotatives sur leurs essieux respectifs (18, 20). .- Bogie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'entre les essieux (18, 20) et les extrémités porteuses correspondantes (14a, 14b ; 16a, 16b) des longerons (14, 16), sont interposés-des éléments de support élastiques (64). 5.- Bogie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de suspension verticale et transversale comprennent une paire de ressorts pneumatiques (22). 6.- Bogie selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de suspension (22) comprennent, en outre, des éléments élastiques annulaires de butée (36) coaxiaux aux ressorts pneumatiques (22). 7.- Bogie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens de freinage à patins électromagnétiques (68) adjacents et parallèles aux flancs extérieurs des deux longerons (14, 16). 8.- Bogie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les roues (21) possèdent un diamètre de l'ordre de 35 cm. 9.- Véhicule ferroviaire ou tramway, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un bogie porteur selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes. 10.- Véhicule ferroviaire ou tramway ayant une caisse formée de deux demi-caisses articulées (C1, C2), caractérisé en ce qu'il est muni de deux bogies classiques dont au moins un bogie moteur (M1, M2) disposé à proximité de ses extrémités, et deux bogies porteurs (10) selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes, situés dans la région de l'articulation (P) de la caisse, et en ce que les deux demi-caisses (C1, C2) présentent un plan de plancher (F) abaissé sans solution de continuité entre les deux bogies moteurs précités (M1, M2).