Brevet FR2548617A1 — publié le 19850111

La nécés ité de toujours assurer une granae sécurisé et un excellent confort aux voyageurs, malgré les vitesses de plus en Dlu élevées des trains, conduit les divers corstructeurs de voitures à prévoir des caisses de plus en plus solides et des systèmes de suspension assez complexes. Ces améliorations se font malheureusement au détriment du poids et du prix des matériels, à une époque où il serait indispensaole de réduire les Doids pour consommer moins d'énérgie de traction et de réduire les prix, pour rester compétitif sur les marchés mondiaux. La structure, objet du present brevet, par ses fonctions différenciées, par la disposition optimum du métal, par la répartition et le fonctionnement des éléments de suspension, par la possioilité de division des fabric3tions, permet d'attein dre ces objectifs, si activement recLerchés aujourd'hui par les constructeurs de materiel ferroviaire. STRUCTURE TETRAEDRE Suivant planche en annexe, la coupe A est une coupe lonitudinale de la voiture, la coupe B une coupe transversale au droit de l'axe de pivotement des bogies, la vue suivant F une vue extérieure de l'extrêmité de la voiture. La caisse proprement dite (O), repose sur une poutre tétraèdre (1), type Nffizx, avec à ses 2 extrémités, 1 bouclier(l recevant les tampons (13), l'attelage (14) et un portique anticolision (15). La poutre tétraèdre comprend : 3 âmes tubulaires (2), reliées par des tubes (3) et des poutres horizontales (4) qui supporter à leurs extrémités les pneurides (vérins pneumatiques en forme de vessie en caoutchouc) de suspension (5), eux-mêmes fixés sur les poutres transversales (17), réparties à la partie inférieurs de la caisse. La poutre tétraèdre comprend également, dans l'axe des bogies. une poutre horizontale renforcée, formant traverse pivot et communiquant ses efforts au bogie par l'intermédiaire d'une traverse (11). Les glissoirs (18) sont disposés sous les pneurides se trouvant dans l'axe des bogies. Le bogie est un bogie classique, avec ses 2 essieux (G) et 2 poutres (1C), renfermant la suspension primaire au droit des boites d'essieux. Chaque bouclier (12) est une poutre caisson en T sur laquelle est encastré le portique (15), également réalisé en poutre caisson. La Doutre tétraèdre (1), les boucliers (12) et les portiques anticolision (15), constituent une pièce soudée monobloc, sur laquelle viennent se boulonner - Les tampons 13 - L'attelage 14 ( ici représenté en attelage automatique ) Cette poutre reçoit également sur toute sa longueur, gracie à des fixations adaptées - Eventuellement le transformateur de tension - Le compresseur de la suspensior et du freinage - Le réservoir du compresseur - Eventuellement les groupes frigorifiques de climatisation - Eventuellement 2 groupes hydrauliques de transmission de puissance - Tous autres équipements utiles Afin de permettre le montage et démontage des bogies, le tube 2 inférieur est démontable dans sa partie I6. TRANSISION DES EFFORTS La caisse (o) supporte une partie des efforts verticaux dûs au poids, le complément étant pris par la poutre I, proportionnel lement aux inerties de O et de I. C prend également les efforts horizontaux dûs aux accélérations d'origines diverses et les communique à I par l'intermédiaire des fixations de pneurides (7) En plus des efforts ci-dessus, la structure 1+12+15 reçoit les efforts horizontaux de tamponnement, le couple éventuel dû au blocage d'un bogie, les chocs d'une éventuelle collision. Dans cette structure - Les efforts verticaux se traduisent par une compression dans les 2 tubes supérieurs et une traction dans le tube inférieur. - le couple de blocage d'un bogie est repris par le cadre de tubes 2 et 3 entourant les traverses pivots. - Les efforts de collision et de chevauchement sont repris par 1, par l'intermédiaire de 12 et 15. On laissera un jeu longitudinal entre la caisse e et le portique 15, égal au raccourcissement des tubes 2 soumis à une contrainte égale à la limite élastique. Pour une voiture de 24m de long et 16m d'entraxe de bogie, des tubes e 160, épaisseur 6, semblent convenir pour 2. A NDAG - PossiDilité d'une caisse très légère, en tôle fine ou matériau de faible densité. - Structure tétraèdre d'un poids minimum pour les efforts à supporter. - Structure tétraèdre d'un prix minimum à égalité de poids. - Possibilité d'installer n'importe quel accès, a n'importe quel endroit de la voiture, sans nuire à la résistance de l'ensemble. - Possibilité de fabriquer dans 2 usines différentes, d'unE part la caisse, d'autre part 15 + 12 + 1 avec les bogies. RE;rtiRR.U:E; Les tampons et attelage représentés, ainsi que leur position correspondent aux matériels et disposition actuellement généralement utilisés. I1 serait souhaitable, avec cette poutre tétraèdre, de cono voir un organe unique attelage-tampon, placé suivant un axe équidistant des trois tubes 2 Ce tampon encaisserait les onoos et décélérations courantes. En cas de collision, il viendrait en butée et c'est le tétraèdre tout entier qui absorberait le choc en se raccourcissant ( d'environ 4C mm 9, la contrainte dans les 3 tubes arrivant jusqu a la limite élastique, quand la caisse proprement dite commencerait, elle aussi, à se comPrimer par l'intermédiaire des portiques 15. SUSPSESICN iv.MLIIPLE La suspension multiple est une heureuse conséquence de la poutre tétraèdre, qui supporte la caisse en 12 points, sur toute sa longueur. La coupe B montre un point support comprenant - 1 pneuride (5) - 2 caoutchoucs amortisseurs de butée (6) - 4 tirants de fin de course (7) . A l'arrêt, la caisse C repose sur le tétraèdre I Pendant la circulation, le pneuride 5 est gonflé à une pression compatible avec le poids maximum de la caisse. la variation de poids, dûe à un nombre plus ou moins important de passagers, est compensée par la réaction des butées et la charge totale sur le pneuride reste constante. Entant donné le nombre important d'éléments de suspension et la charge constante de ces éléments, on pourra définir~une suspension particulièrement efficace. De plus, les tubes 2 serviront au stockage et à la distriDution de l'air comprimé REVENDICATIONS: 1) Structure composée d'une poutre type VIERENDESL (1), avec à chaque extrémité I bouclier (12) et un portique (15), supportant la caisse C, par l'intermédiaire de suspensions pneumatiques 5 - 6 - 7 et reposant sur les bogies. 2) Suivant revendication 1, structure mécano-soudée mono-bloc, recevant par boulonnage les divers éléments de la voiture et résistant aux efforts communiqués par ces éléments. 3) Suivant revendication 2-, structure permettant également la soudure de poutres et supports recevant par boulonnage les accessoires et équipements nécéssaires au fonctionnement de la voiture. 4) Suivant revendication 1, suspension pneumatique en I2 pointa, à charge constante par limitation de course sur butée caoutchouc.