Brevet FR2556299A1 — publié le 19850614

i Il est parfois nécessaire de satisfaire certaines normes d'égalisation de charges des véhicules ferroviaires, En général, ces normes d'égalisation exigent qu'une roue du bogie se soulève d'un rail, par exemple de 5 cm, sans que la charge des trois autres roues change au-delà d'une valeur prédéterminée. La raison de telles exigences d'égalisation est d'empêcher une roue du bogie de perdre le contact avec le rail lorsque le véhicule parcourt un rail inégal. Une roue quittant le rail peut entraîner un déraillement du véhicule. En général, dans des systèmes à balanciers d'équilibrage, des balanciers d'égalisation ou d'équilibrage mobiles s'étendent au-dessus des essieux de deux roues espacées longitudinalement. L'extremité du balancier comporte des parties de guidage qui sont conçues pour pouvoir monter et descendre en glissant verticalement sur des éléments associés aux roues, des ressorts d'équilibrage exerçant la force nécessaire pour maintenir toutes les roues sur les rails. Bien que l'utilisation de balanciers d'équilibrage convienne particulièrment à des bogies dits à "châssis fixe", ces balanciers peuvent également être appliqués à d'autres types de bogies. D'autres moyens d'équilibrage sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 3 313 245 et N 3 646 896. Certains des éléments de base du bogie conçu conformément à la présente inven- tion peuvent être trouvés dans les brevets des Etats- Unis d'Amérique N 2 908 230 et N 3 020 857. De nombreux bogies classiques utilisent des traverses de charge reliées aux longerons de chassis, des ressorts étant montés entre la caisse du véhicule et la traverse de charge. En général, la traverse de charge présente une ouverture centrale destinée à rece- voir un pivot fixé à la caisse du véhicule. Le trajet de transmission de charge de la caisse du véhicule à la traverse de charge passe dans ces cas par le pivot. Cet agencement, avec le dispositif d'équilibrage, rend l'ensemble du bogie très lourd. L'invention a pour objet un bogie de chemin de fer léger, perfectionné, et notamment un bogie compor- tant des moyens d'équilibrage perfectionnés. L'invention a également pour objet un agencement perfectionné de ressorts et d ' appuisà glissement conçus pour produire un frottement directeur et un amortissement dynamique contr6ôlés dans un bogie de chemin de fer. L'invention a également pour objet un agence- ment de ressors perfectionné qui sert à deux fonctions, à savoir l'établissement de trajets de transmission de charge à partir d'une caisse de véhicule et des moyens perfectionnés d'équilibrage des roues d'un bogie. Conformément à l'invention, un bogie de chemin de fer comporte deux longerons de châssis destinés à recevoir les axes de deux essieux montés. Les longerons sont reliés entre eux, en leurs zones centrales, par un ensemble à pivot pour permettre des mouvements de pivotement autour d'un axe horizontal parallèle aux essieux. Les ressorts sont disposés entre une caisse de véhicule et les longerons afin d'assurer l'équilibrage des roues du bogie et d'établir également des trajets de transmission de charge de la caisse de véhicule aux longerons du chassis. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'un bogie de chemin de fer conforme à la présente invention; - la figure 2 est une élévation du bogie illustré sur la figure 1; - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne 4-4 de la figure 1; - la figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne 5-5 de la figure 3; - la figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 5; et - la figure 7 est une vue en perspective éclatée de l'élément illustré sur la figure 5. En référence aux figures 1 à 4 des dessins, le bogie 10 comprend deux longerons 12 et 14 de châssis comportant des parties 16 et 18 de croisillon s'étendant vers l'intérieur, sensiblement similaires aux parties illustrées dans les brevets N 2 908 230 et N 3 020 857 précités. Les longerons et les parties de croisillon sont reliés par un ensemble 20 à pivot central qui sera décrit plus en détail en regard des figures 5, 6 et 7. Le bogie 10 comprend deux essieux montés 22 et 24. Les axes 26 et 28 de ces essieux sont logés dans des bottes d'essieux (non représentées) et reliés aux longerons 12 et 14. Des ressorts de suspension primaire, tels des anneaux 34 et 36 (figure 2), entourent les boites d'essieux. Les extrémités des longerons 12 et 14 compor- tent des paires de mécanismes de bridage, une seule paire étant illustrée en 30 et en 32 sur la figure 2. Les mécanismes de bridage 30 et 32 brident les anneaux 34 et 36 de la suspension primaire, respectivement, autour des boîtes d'essieux des axes 26 et 28. Des moteurs 38 et 40 et carters de transmis- sion 39 et 41 sont fixés aux longerons pour l'entraîne- ment des essieux 26 et 28. Un amortisseur de choc latéral 42 est monté entre une traverse directrice ou traverse de charge 44 et le longeron 12. Deux biellettes longitu- dinales 36 et 37 d'ancrage sont montées entre les longe- rons 12 et 14 et la traverse de charge 44 par l'intermé- diaire de mains 48 et 50, comme illustré sur la figure 2. Les mécanismes de bridage, les anneaux de suspension primaire et d'autres éléments décrits jusqu'à présent sont classiques et bien connus de l'homme de l'art. La traverse de charge 44 constitue un ensem- ble destiné à établir la liaison entre le bogie 10 et la caisse 64 du véhicule (figure 3). La traverse de charge 44 comprend deux barres transversales ou éléments tubulaires 49 et 51 reliés à leurs extrémités par des éléments 53 et 55. Quatre anneaux 52, 54, 56 et.58 d'étanchéité sont disposés au sommet de quatre ressorts pneumatiques, deux de ces ressorts étant illus- trésen 60 et 62 sur la figure 2. Les anneaux d'étanchéité portent et glissent c o n t r e le dessous de la caisse du véhicule. Les quatre ressorts sont disposés sur des sièges reliés aux longerons 12 et 14, deux des quatre sièges de ressort étant représentés en 51 et 53 sur la figure 3. En référence à la figure 3, deux amortisseurs de chocs verticaux 81 et 83 sont mont-s entre des plaques 84 et 85, fixées aux longerons 14 et 12, et la traverse de charge 44. La caisse 64 du véhicule comporte un pivot 66. Ce dernier est conçu pour s'ajuster dans une structure 68 qui présente une ouverture centrale dans la traverse directrice 44. La caisse 64 du véhicule peut tourner librement par rapport à la traverse direc- trice 44, les anneaux d'étanchéité se déplaçant avec cette traverse 44. Des adaptateurs 71 et 73 sont disposés de façon à se déplacer sur les éléments d'étanchéité ou de glissement 52, 54, 56 et 58 disposés sur les sommets des quatre ressorts. Cet agencement est illustré plus en détail sur la figure 4. En référence à la figure 4, l'un des ressorts 63 est relié à un élément supérieur 65 fixé dans une ouverture de l'élément tubulaire extrême 55. Un élément 69 de support est ajusté dans une ouverture de l'élément tubulaire 55 afin de supporter le joint 54. La liaison avec la caisse 64 du véhicule, entre cette caisse 64 et les ressorts parmi lesquels le ressort 63, comprend une plaque 70. Un tenon 72, un anneau 75 en élastomère et des cales 77 sont reliés à la plaque 70. Dans l'agencement illustré, la traverse de charge ou traverse directrice 44 est en liaison avec la caisse 64 du véhicule et non avec une traverse de charge de bogie classique. La raison en est que le châssis du bogie pivote au-dessous de la traverse danseuse ou traverse directrice 44. Les biellettes et les mains d'ancrage obligent la traverse directrice 44 à se déplacer et à tourner avec le bogie 10. Le bogie pivote alors sur la caisse du véhicule par les anneaux 52, 54, 56 et 58. Ces anneaux ou lisoirs 52, 54, 56 et 58 sont en matière à très faible coefficient de frottement. Les cales 77 sont destinées à corriger les imperfections de la caisse de véhicule et à assurer le nivellement du véhicule. Dans l'agencement illustré, on voit que les trajets de transmission de charge de la caisse 64 du véhicule aux longerons 12 et 14 passent directement par les ressorts montés entre la caisse 64 et les longe- rons 12 et 14. Les quatre ressorts du système sont les ressorts de la suspension secondaire du système représen- té. Cependant, ces mêmes ressorts assurent également l'équilibrage des roues du bogie. Dans la présente invention, les longerons 12 et 14 tiennent la place des balanciers d'équilibrage classiques. Lorsque l'une quelconque des roues fixées aux essieux 24 et 26 tend à se soulever du rail, le ressort associé à l'un des longerons 12 et 14, le plus proche de la roue se soulevant, exerce une force vers le bas maintenant cette roue particulière en contact avec le rail. Pour que les longerons 12 et 14 se comportent efficacement comme des balanciers d'équilibrage dans la forme de réalisation représentée, ils doivent pouvoir pivoter librement autour d'un axe horizontal qui est parallèle aux essieux 24 et 26. Comme illustré à la figure 1, l'ensemble 20 à pivot est relié au centre des longerons par les parties en saillie ou croisillon 16 et 18 afin de permettre le pivotement des longerons. En référence à présent aux figures 5, 6 et 7, l'ensemble a pivot central 20 comprend des plaques extrêmes 76 et 78 dont des parties en saillie 89 et 91 s'ajustent dans des plaques qui sont fixées aux extrémités des parties 16 et 18 s'étendant vers l'inté- rieur. Les plaques extrêmes 76 et 78 présentent des trous d'angles 80' et 81' permettant la fixation à des plaques 93 et 95 (figure 3) situées sur les parties 18 et 16 quielles-mêmes,sont reliées aux longerons. La plaque extrême 76 présente également un second groupe de trous 82 permettant à un élément d'appui 84' en élastomère, présentant des ouvertures 86, d'y être fixé. Une partie 85' de l'élément d'appui 84' est tubulaire, tandis qu'une partie extrême 88 s'étendant vers l'intérieur présente des ouvertures 86. La plaque 76 est fixée à l'élément d'appui 84' par des vis 90 passant dans des ouvertures 82 et 86. Un élément tubulaire extérieur 92 est soudé à la plaque 76 de la manière illustrée et est dimensionné de façon à entourer l'élément d'appui 84'. - Un élment d'appui 94 en élastcmre, cceprenant une partie tubulaire 95 et une partie exie 96, est destiné à être relié à la plaque extrême 78. Cette dernière présente des ouver- tures 98 destinées à être alignées sur des ouvertures de l'élément 94 afin de permettre la fixation de la plaque extrême 78 à l'élément 94 au moyen de vis 102. Un élément tubulaire 104 est soudé à la plaque 78 de la manière illustrée et dimensionné pour s'adapter dans l'élément d'appui 94 en élastomère. Les dimensions des pièces illustrées sur la figure 7 sont telles que l'élément tubulaire extérieur 92 est disposé autour des deux éléments d'appui 84' et 94. Le petit élément tubulaire 104 est dimensionné pour coulisser ou tourner à l'intérieur des éléments d'appui 84' et 94. Etant donné que les plaques extrêmes 76 et 78 sont fixées aux longerons 12 et 14, on voit que les longerons peuvent pivoter librement autour de l'axe vertical de l'ensemble à pivot 20, l'un par rapport à l'autre. Comme illustré sur les dessins, cet axe est parallèle aux essieux 26 et 28. Etant donné qu'au moins l'un des quatre ressorts est disposé entre l'une des roues et l'axe horizontal de l'ensemble à pivot 20 et étant donné que les ressorts sont montés entre la caisse du véhicule et les longerons, chacun des ressorts exerce une force vers le bas maintenant toutes les roues sur les rails et assure ainsi l'équilibrage. L'ensemble à pivot central 20 est capable de supporter un couple. Il guide le bogie rigidement tout en permettant aux longerons de s'articuler librement autour d'un axe horizontal parallèle aux essieux. Il peut être aisément démonté du bogie sans que les autres parties de ce dernier soient perturbées. Il peut présenter des dimensions différentes suivant les forces supportées. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au bogie décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Bogie de véhicule ferroviaire comprenant des essieux montés (22, 24) qui comprennent des roues et des axes (26, 28) et qui sont destinés à porter une caisse (64) de véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte deux longerons (12, 14) de châssis destinés à recevoir les axes d'essieux montés, des moyens par lesquels les longerons sont articulés afin de pouvoir pivoter autour d'un axe parallèle auxdits axes des essieux, et des moyens à ressorts disposés entre une structure desupportet leslongerons afin d'assurer l'équi- librage des roues des essieux montés. 2. Bogie selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les moyens d'articulation comprennent un mécanisme à pivot (20) monté entre les centre des longerons. 3. Bogie selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que les moyens à ressorts comprennent au moins quatre ressorts (60, 62) dont au moins l'un, exerçant une force vers le bas, est monté entre le centre de l'un des longerons et l'une des roues. 4. Bogie selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que les longerons comprennent deux parties (16, 18) s'étendant à l'intérieur et destinéesà recevoir entre elles l'ensemble à pivot. 5. Bogie selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que le mécanisme de l'ensemble à pivot comprend deux éléments tubulaires (49, 51) se chevauchant, dispo- sés de façon à pouvoir se déplacer l'un par rapport à l'autre autour d'un axe horizontal parallèle aux axes des essieux. 6. Bogie selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que le mécanisme de l'ensemble à pivot comprend deux plaques extrêmes (76, 78) fixées aux éléments tubu- laires se chevauchant, l e s d i t e's p 1 a q u e s extrêmes étant fixées auxdites parties s'étendant vers l'intérieur. 7. Bogie selon la revendication 6, caractéri- sé en ce que deux éléments d'appui en élastomère à faible coefficient de frottement sont disposés entre les deux éléments tubulaires. 8. Bogie selon la revendication 7, caractéri- sé en ce qu'une structure de support, destinée à recevoir la caisse du véhicule, est disposée sur les quatre ressorts. 9. Bogie selon la revendication 8, caractéri- sé en ce que des éléments de glissement (52, 54, 56, 58) sont disposes audessus des quatre ressorts, en contact de glissement avec le dessous de la caisse du véhicule. 10. Bogie selon la revendication 9, caracté- risé en ce que des éléments adaptateurs (71, 73),compre- nant des plaques, sont fixés à la caisse du véhicule pour porter contre les éléments de giissement.