Brevet FR2583364A1 — publié le 19861219

Suspension pour bogie de véhicule ferroviaire. La présente invention concerne d'une façon générale les bogies de véhicules ferroviaires, et plus spécialement un bogie muni d'une nouvelle suspension primaire. On connaSt déjà dans le domaine, par le brevet Français No 1 425 517, un bogie et une liaison caisse-bogie pour une voiture ferroviaire de voyageurs. Selon ce brevet, des blocs de caoutchouc, formant suspension primaire, sont prévus horizontalement entre le chassis du bogie et des supports solidaires des boîtes d'essieux . Des plaques d'usure verticales sont par ailleurs prévues entre lesdites boîtes d'essieux et les longerons du châssis. On comprend qu'unie telle suspension primaire ntest pas apte à amortir les chocs longitudinaux et transversaux exercés entre les essieux et le châssis, par exemple lors des freinages ou en cas de défauts de voie. Ces chocs sont en effet transmis directement par les plaques d'usure mentionnées. L'invention a pour objet de pallier ces inconvénients et de proposer une structure de suspension de bogie de véhicule ferroviaire qui autorise, d'une manière simple et efficace, un amortissement sans jeu des chocs tant longitudinaux que transversaux exercés sur les roues. Un autre objet de l'invention est de proposer une telle structure de suspension, dans laquelle les éléments flexibles utilisés ne soient pratiquement soumis à aucun effort de cisaillement. Enfin un objet de la présente invention est de proposer une structure qui puisse s'adapter facilement aux bogies existants. A cet effet,la présente invention concerne une suspension pour bogie de véhicule ferroviaire du type comportant un châssis et au moins une botte d'essieu, la suspension comprenant au moins un ressort hélicoidal de suspension sensiblement vertical agissant entre le châssis et la botte d'essieu et étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre :: - au moins deux éléments rigides solidaires du châssis du bogie, qui définise.nt ensemble une pluralité de faces verticales inclinées les unes par rapport aux autres, la section verticale de la botte d'essieu étant telle que celle-ci est emprisonnée avec jeu entre lesdites- faces verticales s - une pluralité d'éléments reçus dans des logements associés prévus dans la boite d'essieu en vis à vis de chacune desdites faces verticales, chaque élément étant constitué de la superposition d'une première partie flexible située du c8té de la botte d'essieu, et d'une seconde partie rigide, située du côté de ladite surface verticale associée et apte à glisser avec frottement contre cette dernières chaque partie flexible étant précontrainte en compression, et - des moyens pour rendre sensiblement solidaires verticalement la boîte d'essieu et chacune desdites secondes parties rigides. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation de côté schématique d'un bogie selon l'inventions - la figure 2 est une demi-vue de dessus et une demi-vue en coupe du bogie de la figure 1 , - la figure 3 est une vue partielle en coupe selon la ligne III- III-de la figure 2, et -la figure 4 est une vue due dessus à échelle agrandie d'un élément du bogie des figures 1 à 3. En référence aux dessins, un bogie de véhicule ferroviaire, globalement indiqué en 10, comprend un châssis v deux ressorts de suspension 11. Deux consoles rigides 12 disposées symétriquement sont solidaires du chassies. Entre les deux consoles est disposé un corps de boite d'essieu 14, pourvu de fagon conventionnelle de roulements pour les axes de roues (non représentés). Le corps de boite d'essieu 14 est agencé pour coulisser verticalement entre les consoles 12, de la manière décrite ci-après. Chaque console 12 présente, du côté de l'essieu, deux faces verticales usinées qui sont inclinées d'un anglecR l'une par rapport à l'autre (figure 2). Ces deux faces sont revetues de plaques métalliques anti-usure indiquées en 16. Dans le corps de boite d'essieu 14 sont formés ,en vis à vis des plaques métalliques 16 associées à chacune des quatre faces indiquées plus haut, quatre logements 18 dans lesquels sont mis en place des blocs élastiques 20. Chacun des blocs élastiques 20 est constitué d'une pièce 22 de forme parallélépipédique, qui comporte une âme en caoutchouc 22a et deux plaques latérales métalliques 22b, 22c, et d'une pièce en matière plastique spéciale 24, formant patin. La pièce 24 est maintenue en place sur la pièce 22 à l'aide de talons verticaux 26 (figure 3) et de talons latéraux 28 (figure 4). Les divers éléments décrits sont dimensionnés de telle sorte que la largeur globale du corps de boite 14, une fois les blocs élastiques 20 mis en place, soit légèrement supérieure à la distance horizontale ("d" sur la figure 1) qui sépare les deux consoles verticales 12. Cet écart dimensionnel permet de créer, lorsque la boite d'essieu est mise en place entre les consoles, une précontrainte en compression des pièces 22, qui appliquent ainsi en permanence sur les plaques anti-usure 16 um effort (indiqué en "F" sur la Figure 23 perpendiculaire à la face verticale associée de la console Un tel efforts dont la valeur est fonction de la précontrainte qui règne dans les pièces 22, peut être calibré comme souhaité en mettant en place des cales de réglage 30 entre le corps de botte d'essieu 14 et les blocs élastiques 20. La suspension primaire selon l'invention comprend enfin des plaques rigides, indiquées en 32 et 34 sur les figures 1 et 3, qui sont montées fixes au-dessus et au-dessous du corps de bolte d'essieu 14, dans le présent exemple à l'aide de boulons 36 ,et qui s'étendent latéralement à partir de celui-ci pour emprisonner entre elles les patins en matière plastique 24. On va envisager ci-dessous l'aspect fonctionnel de la suspension primaire de bogie telle que décrite ci-dessus. Au cours des mouvements verticaux de la suspension, il existe, du fait de l'effort normal F créé comme on l'a dit, une force de frottement entre chaque patin 24 et la plaque anti-usure 16 associée. Plus précisément ,entre le corps de boîbed'essieu et les consoles1 est engendrée une force verticale Fv (figure 1) dont la valeur dépend de la force normale F et du coefficient de frottement des matériaux considérés. Un tel effort occasionne avantageusement un effet d'amortissement par friction de la suspension verticale telle que-définie par les ressorts 11 mentionnés plus haut. On peut noter à cet égard que les plaques rigides 32, 34 ont pour but de transmettre directement aux patins 24 les mouvements verticaux du corps de boite d'essieu 14 par rapport aux consoles 12 du châssis du bogie. On évite ainsi avantageusement tout effet de cisaillement des blocs élastiques 20 dans la direction verticale sous l'action de la force de frottement Fv. En outre, la structure telle que décrite tient lieu de suspen sion à la fois longitudinale (dans la direction du déplacement) et transversale (perpendiculaire au déplacement) pour le véhicule ferroviaire. En effet, lorsque des efforts longitudinaux et/ ou transversaux sont appliqués aux roues, les blocs élastiques 20 sont antes à se déformer élastiquement pour autoriser de légers déplacements correspondants du corps de boite d'essieu 14 par rapport aux console de droite à gauche et de haut en bas (ou réciproquement) sur la figure 2.Du fait de la précontrainte en compression desdits blocs élastiques, cette suspension longitudinale et transversale est avantageusement sans jeu. De plus,elle absorbe tous les chocs non verticaux qui pourraient être transmis au véhicule. On peut noter ici que les plaques rigides 32, 34 décrites plus haut n'entravent aucunement les mouvements longitudinaux et transversaux de la suspension, un simple glissement ayant lieu au cours de ces mouvements entre lesdites plaques et les patins en matière plastique 24. On réalise ainsi une suspension élastique à la fois longitudinale et latérale, sans jeu,dont les blocs élastiques ne supportent avantageusement pas la charge verticale exercée, qui reste appliquée de façon conventionnelle sur les ressorts hélicoidaux 11. En outre le mouvement de coulissement vertical autorisé permet de réduire L'épaisseur de la couche de caoutchouc 22a des blocs élastiques 20, cette épaisseur étant nécessairement importante dans certaines suspensions de l'art antérieur pour permettre des mouvements relatifs des roues et du bogie en direction verticale. Bien entendu ,la présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit,mais inclut toute variante ou modification que pourra y apporter l'Homme de l'Art. En particulier, les divers paramètres entrant en jeu, tels que l'angle sC entre les faces verticales des consoles 12, les modules de cisaillement et de compression du caoutchouc utilisé, le coefficient de frottement de la matière plastique utilisée pour les pièces 24 ,les dimensions des blocs élastiques 20, la précontrainte desdits blocs, etc... pourront prendre toute valeur appropriée en fonction des exigences de confort et de stabilité dynamique. De même, on pourra choisir pour les éléments critiques tout matériau approprie. REVENDICATIONS 1. Suspension pour un bogie de véhicule ferroviaire du type comportant un châssis et au moins une botte d'essieu, la suspension comprenant au moins un ressort hélicoldal de suspension sensiblement vertical (11) agissant entre le châssis et la boîte d'essieu (14) et étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre - au moins deux consoles rigides (12) solidaires du châssis du bogies qui définissent ensemble une pluralité de faces verticales inclinées les unes par rapport aux autres, la section verticale de la botte d'essieu étant telle que celle-ci est emprisonnée avec jeu entre lesdites faces verticales, - une pluralité dtéléments (20) reçus dans des logements (18) associés prévus dans la bote d'essieu (14) en vis à vis de chacune desdites faces verticales, chaque élément étant constitué de la superposition d'une partie flexible (22), située du côté de la boîte d'essieu, et d'une partie rigide (24) située du caté de ladite surface verticale associée et apte à glisser avec frottement contre cette dernière, chaque partie flexible étant précontrainte en compression, et - des moyens (32, 34) pour rendre sensiblement solidaires verticalement la boite d'essieu et chacune desdites parties rigides. 2. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque console (12) présente deux faces verticales inclinées l'une par rapport à ltautre pour définir un "V" dont la pointe est tournée vers l'autre console, la boite d'essieu (14) présentant deux renfoncements en "V" complémentaires. 3. Suspension selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la partie flexible (22) de chaque élément (20) comprend un bloc de matière élastiquement déformable (22a) reçu entre deux plaques métalliques (22b, 22c). 4. Suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de solidarisation verticale comprennent, respectivement associées à chaque élément (20) , des plaques sensiblement horizontales (32,34) fixées sur la boite d'essieu et en saillie respectivement au-dessus et au-dessous.de ladite partie rigide associée (24) pour ainsi intimement emprisonner celle-ci en direction verticale. 5. Suspension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des plaques anti-usure (16) fixées sur chacune des faces verticales des consoles (12). 6. Suspension selon la revendication 5, caractérisée en ce que le matériau de ladite partie rigide (24) est choisi pour qu'il existe une force de frottement entre celle-ci et la plaque anti-usure (16) associée.