Brevet FR2560575A1 — publié le 19850906

La présente invention concerne un dispositif améliorant la stabi- lité au roulis de véhicules de chemin de fer à suspension pneumatique. Il est connu de commander les soufflets pneumatiques, qui assurent la suspension secondaire de véhicules de chemin de fer, de façon que des gauches de la voie ne réduisent pas la sécurité au déraillement malgré la rigidité d'une caisse de voiture à la torsion. Pour ce faire, les soufflets pneumatiques latéraux d'un premier bogie sont commandés par des valves de réglage de niveau séparées, de façon que la caisse de voiture soit toujours sensiblement parallèle au bogie situé en des- sous. Les soufflets pneumatiques d'un second bogie ne sont par contre commandés que par une seule valve de réglage de niveau, disposée à midistance des soufflets, de sorte que le niveau vertical moyen est égal à celui des soufflets pneumatiques du premier bogie, mais que des mouvements pendulaires du second bogie sont possibles autour de son axe longitudinal, sous la caisse de la voiture, et que des gauches de la voie peuvent être franchis sans torsion de la caisse. De telles dispositions assurent certes la sécurité au déraillement, mais ne garantissent pas suffisamment la stabilité au roulis dans certains cas, et notamment pour des véhicules à voie étroite, sur lesquels la largeur d'appui des soufflets pneumatiques est réduite (demande de brevet de la République fédérale d'Allemagne publiée sous le n 28 30 359). Il est en outre connu de munir les deux bogies d'une caisse de barres antiroulis. Il est usuel de réaliser la barre antiroulis sous forme d'une barre de torsion, montée en rotation dans le châssis d'un bogie et dont les deux extrémités sont reliées à la caisse de voiture par des leviers horizontaux et des barres verticales. Un tel disposi- tif convient certes pour limiter les mouvements de roulis, mais la possibilité de rotation des deux bogies autour de leur axe longitudinal est nécessairement gênée de sorte qu'ils ne peuvent plus suivre correc- tement des gauches de la voie et tendent par suite au déraillement dans le cas de caisses de voiture rigides en torsion. Il est connu de prévoir un appui de secours en trois points dans le cas de bogies à suspension pneumatique. L'appui de secours d'un premier bogie est intégré aux soufflets pneumatiques sous forme d'un ressort composite acier-caoutchouc. L'appui de secours du second bogie s'effectue par l'intermédiaire d'un ressort de secours disposé au centre de rotation. Ce ressort de secours peut être réalisé sous forme d'un ressort à boudin ou d'un ressort en matériau élastomère. Le jeu de cet appui de secours par rapport au jeu vertical du ressort de secours de ce bogie est choisi de façon que le ressort de secours porte toujours en premier et que la possibilité de rotation de ce bogie autour de son axe vertical suffise pour suivre sans contrainte les gauches usuels de la voie. L'inconvénient de ce dispositif réside dans la stabilité réduite au roulis des soufflets pneumatiques (modèle d'utilité de la République fédérale d'Allemagne n 81 37 758). L'invention vise à limiter le mouvement de roulis sans réduction simultanée de la sécurité au déraillement. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, a) une caisse de voiture prend appui sur le premier bogie par deux soufflets pneumatiques latéraux, à chacun desquels sont affectées une première et une seconde valve de réglage de niveau, et un second bogie prend également appui sur la caisse par des soufflets pneumatiques latéraux, dont un est toutefois commandé par une troisième valve de réglage de niveau, située au voisinage d'un axe de la voiture; et l'autre soufflet pneumatique du second bogie est relié par une conduite de compensation au soufflet pneumatique du premier bogie situé du même côté de la voiture; b) le premier bogie comporte une barre antiroulis disposée entre la caisse de voiture et un châssis de bogie; et c) un appui de secours est prévu en trois points, le premier bogie comportant deux ressorts de secours, qui sont réalisés sous forme de ressorts composites acier-caoutchouc et forment une unité cons- tructive avec les soufflets pneumatiques; et le second bogie com- porte un ressort de secours central, qui entoure concentriquement un pivot du bogie. La commande en trois points avec compensation longitudinale permet au second bogie de suivre sans contrainte les gauches de la voie. La sécurité au déraillement est ainsi totalement assurée, même dans le cas de caisses de voiture rigides en torsion. La barre antiroulis du premier bogie interdit un roulis excessif. Une barre antiroulis suffit 2 5 6 0 5 75 car la caisse de voiture doit présenter une rigidité à la torsion suffisante; une seconde barre antiroulis réduirait la possibilité de rotation du second bogie. L'appui de secours prévu en trois points garantit également, en liaison avec la barre antiroulis, la stabilité au roulis et la sécurité simultanée au déraillement. Dans une forme de réalisation avantageuse, la barre antiroulis est constituée par une barre de torsion, logée horizontalement et perpendiculairement au sens de la marche dans le châssis de bogie; et la barre de torsion comporte à ses extrémités des leviers horizontaux, parallèles au sens de la marche et sur les extrémités libres desquels sont fixées des barres verticales par lesquelles la caisse de voiture prend appui sur les leviers. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée suivante d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est le plan d'une caisse de voiture à suspension pneumati- que avec le schéma des valves de réglage de niveau; la figure 2 est la coupe II-II d'un premier bogie avec barre antiroulis et valves de réglage de niveau; la figure 3 est la coupe III-III d'un second bogie avec un appui de secours suivant l'axe de la voiture et une valve de réglage de niveau située sur l'axe. La figure 1 représente une caisse 1 de voiture prenant appui sur des boties non représentés par quatre soufflets pneumatiques 2a à 2d. La caisse 1 est suspendue sur un premier bogie 3a par des soufflets pneumatiques 2a et 2b, et sur un second bogie 3b par les soufflets pneu- matiques 2c et 2d. Le niveau des soufflets pneumatiques 2a et 2b est commandé par une première et une deuxième valve de réglage de niveau 4a et 4b, reliées à une conduite d'air 5. Les valves de réglage de niveau 4a et 4b sont reliées à la caisse 1 de voiture et commandées par une tringlerie 6a, 6b disposée entre elles et le premier bogie 3a. La caisse 1 de voiture est ainsi toujours maintenue au niveau prédéterminé, parallèlement au premier bogie. Par suite de la caractéristique plate des soufflets pneu- matiques, la caisse 1 de voiture tend à rouler par rapport au premier Z560575 bogie 3a, en particulier dans le cas de voies étroites, telles que la voie métrique anglaise, car la largeur d'appui des soufflets pneumati- ques diminue alors obligatoirement. L'invention s'oppose comme suit à ce phénomène: le premier bogie 3a comporte une barre antiroulis 7, constituée par exemple d'une barre de torsion 8 montée en rotation dans un châssis 9 de bogie et dont les extrémités libres sont solidai- res en rotation de leviers 10a, 10b horizontaux, parallèles au sens de la marche et reliés selon figure 2 à la caisse 1 de voiture par des varres verticales 11a, 11b. Les soufflets pneumatiques 2c et 2d du second bogie 3b (figure 3) sont commandés par une troisième valve de réglage de niveau 12, située sur l'axe de la voiture, et le soufflet pneumatique 2d est en outre commandé par une conduite de compensation 13, qui le relie au soufflet pneumatique 2d du premier bogie. Le second bogie 3d peut tourner autour de son axe longitudinal par rapport à la caisse 1 de voiture, car seul le soufflet pneumatique 2c présente une régulation de niveau directe. La hauteur de la caisse 1 de voiture demeure toutefois constante. Ces dispositions permettent à la voiture de franchir des gauches de la voie sans décharge de certaines roues et par suite sans déraillement. Un appui de secours est prévu pour le cas o l'un des soufflets pneumatiques présente une fuite ou de l'air s'échappe du système de ressorts. Cet appui de secours est constitué par trois ressorts de secours 14a à 14c, dont les ressorts de secours 14a et 14b sont intégrés aux soufflets pneumatiques 2a et 2b, tandis que le troisième ressort de secours 14c est disposé sur l'axe de la voiture, entre les soufflets pneumatique 2c et 2d. Cet appui de secours en trois points garantit de nouveau la possibilité de rotation du second bogie 3b autour de son axe longitudinal et réduit simultanément la tendance au roulis par application de la caisse 1 de voiture sur les ressorts de secours 14a et 14b, avec l'aide de la barre antiroulis 7. La figure 2 représente une coupe II-II au voisinage du premier bogie 3a. La caisse 1 de voiture est suspendue sur le châssis 9 de bogie par les deux soufflets pneumatiques latéraux 2a, 2b. Chacun de ces derniers est commandé par une première et une deuxième valve de réglage de niveau 4a, 4b. Les valves de réglage de niveau 4a, 4b Z 560575 sont d'une part reliées à la caisse 1 de voiture et d'autre part fixées par une tringlerie 6a, 6b sur le chassis 9 de bogie. Cette disposition maintient constante la distance entre la caisse 1 et le chassis 9 de bogie, de sorte que ledit châssis 9 est maintenu sensiblement parallèle à la caisse 1. Les soufflets pneumatiques 2a, 2b tendant à effectuer un mouve- ment de roulis sont soutenus dans le premier bogie 3a par la barre antiroulis 7. Cette dernière est constituée par la-barre de torsion 8, montée en rotation dans le chassis 9 de bogie et dont les extrémités sont solidaires en rotation de leviers 10a et 10b. Les leviers 10a, b horizontaux sont reliés par des barres lia, 11b à la caisse 1 de voiture. L'inclinaison de cette dernière sur le côté gauche par exemple produit une rotation de la barre de torsion 8 par l'intermédiaire de la barre 11b et du levier 0lob, de sorte que le levier 10a et la barre 11a du côté droit exercent une force de rappel vers le bas et s'oppot sent ainsi au mouvement de roulis vers le côté gauche. La suspension de secours du premier bogie 3a est constituée par les ressorts de secours 14a et 14b, qui sont disposés à une distance "x" audessous des plaques 15a et 15b des soufflets pneumatiques 2a et 2b. En cas de défaillance des soufflets pneumatiques 2a, 2b ou de l'alimentation pneumatique, les plaques 15a, 15b s'appliquent sur les ressorts de secours 14a et 14b. La figure 3 représente la coupe III-III d'un second bogie 3b. La caisse 1 de voiture est suspendue par les soufflets pneumatiques latéraux 2c et 2d. L'appui de secours sur le second bogie 3b est assuré par un ressort de secours central 14c, disposé autour d'un pivot 16, sur l'axe de la voiture. Ce ressort de secours 14c est dis- posé à une distance "y" au-dessous d'une butée 17 reliée à la caisse 1 de voiture. La distance "y" correspond à l'ordre de grandeur du jeu "x" de la suspension de secours 14a, 14b du premier bogie 3a. Les soufflets pneumatiques 2c et 2d comportent également des appuis de secours 18a et 18b, qui présentent toutefois un jeu "z" supérieur à la distance "y" du ressort de secours 14c, de sorte que seul ce dernier porte en cas de défaillance des soufflets pneumatiques et que le bogie 3b peut ainsi effectuer sans contrainte des mouvements de rotation 2 56$575 autour de son axe longitudinal pour le franchissement de gauches de la voie. Pour la régulation de la hauteur de la caisse 1 de voiture, le soufflet pneumatique 2c ou 2d (2c dans le cas représenté) est relié à une troisième valve de régulation de niveau, qui est disposée sur l'axe de la voiture pour agir en cas de variation de niveau, mais ne pas réagir lors de mouvements de rotation du bogie 3b par rapport à la caisse I de voiture, pendant le franchissement de gauches de la voie. Comme le montre la figure 1, les soufflets pneumatiques 2b et 2d sont reliés par la conduite de compensation 13 et commandés en commun par la deuxième valve de réglage de niveau 4b. Le dispositif selon l'invention permet le franchissement de gauches de la voie sans contrainte et par suite avec sécurité au déraillement, indépendamment de la rigidité ou de la souplesse de la baisse de voiture 1 à la torsion. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Z 56C575 Revendications 1. Dispositif améliorant la stabilité au roulis de véhicules de che- min de fer à suspension pneumatique, caractérisé en ce que: a) une caisse (1) de voiture prend appui sur un premier bogie (3a) par deux soufflets pneumatiques (2a, 2b) latéraux, à chacun desquels sont affectées une première et une deuxième valve de réglage de niveau (4a, 4b), et un second bogie (3b) prend égale- ment appui sur la caisse (1) par des soufflets pneumatiques (2c, 2d) latéraux, dont un (2c) est toutefois commandé par une troi- sième valve de réglage de niveau (12), située au voisinage d'un axe de la voiture; et l'autre soufflet pneumatique (2d du second bogie (3b) est relié par une conduite de compensation au soufflet pneumatique (2b) du premier bogie (3a) situé du même c6té de la voiture. b) Le premier bogie (3a) comporte une barre antiroulis (7) disposée entre la caisse (1) de voiture et le châssis (9) de bogie; et c) un appui de secours est prévu en trois points, le premier bogie (3a) comportant deux ressorts de secours (14a, 14b), qui sont réa- lisés sous forme de ressorts composites acier-caoutchouc et forment une unité constructive avec les soufflets pneumatiques (2a, 2b); et le second bogie (3b) comporte un ressort de secours central (4c), qui entoure concentriquement un pivot (16) du bogie (3b). 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que la barre antiroulis (7) est constituée par une barre de torsion (8), logée hori- zontalement et perpendiculairement au sens de la marche dans le châssis (9) de bogie; et la barre de torsion (8) comporte à ses extrémités des leviers (10a, 10b) horizontaux, parallèles au sens de la marche et sur les extrémités libres desquels sont fixées des barres verticales (lia, 11b) par lesquelles la caisse (1) de voiture prend appui sur les leviers (10a, 10b).