Brevet FR2596715A1 — publié le 19871009

La présente invention est relative à un châssis à bogies pour une voiture de funiculaire avec au moins un cadre de bogie monté de manière orientable sur la caisse de la voiture et présentant sur un côté de la voiture au moins une roue à double boudin et sur le côté opposé de la voiture au moins une roue sans boudin. A la différence des autres véhicules sur rails, les conditions des efforts intervenant sur les voitures de funiculaire sont particulieres, car l'évitement système Abt prévu en milieu de parcours exige sur le côté de voiture extérieur par rapport à l'appareil d'évitement, des roues à double boudin et, sur le côté opposé de la voiture, des roues sans boudin, si bien que les forces horizontales agissant dans le sens transversal entre rail et roues ne peuvent être transmises que sur un côté de la voiture. Au surplus, les rails suivent, dans les courbes en rampe, un tracé hélicoïdal, ce qui provoque une fatigue en torsion de la caisse de la voiture. En raison de ces charges particulières, les châssis à bogies avec des cadres de bogie montés de manière orientable n'ont pas pu s'imposer pour les voitures de funiculaires.En effet, la transmission sur un seul côté des forces transversales qui apparaissent affecte négativement, avec des boqies conventionnels, l'avance recti liante, tandis que, dans le franchissement de courbes, l'appui que prend la caisse de voiture sur les bogies fait prévoir des forces de torsion élevées qui demandent des charpentes relativement lourdes, si bien que la charge embarquée possible se trouve réduite du fait du poids total en charge maximum imposé pour la voiture de funiculaire par la capacité de charqe des ponts de la voie ferree. Par conséquent, le problème posé à la base de 1' in- vention est d'éviter ces insuffisances et de créer un châssis à boqie pour voiture de funiculaire du genre mentionné au début qui satisfasse aux conditions particulières des funiculaires, assure une bonne marche rectilione et évite dans une grande mesure l'effort en torsion de la caisse de voiture. L'invention résout le )problème posé par le fait aue chaque roue est montée de manière mobile dans le sens vertical sur le cadre de boqie et prend appui individuellement, par l'intermédiaire d'un ressort de-pression, sur la caisse de la voiture. Le fait que les roues de la voiture de funiculaire prennent appui verticalement sur la caisse de voiture chacune par l'intermédiaire d'un ressort de pression, aboutit à ce que les fonctions attribuées au cadre de bogie sont avant tout de guindage, si bien que la construction du châssis à bogies peut etre prévue très légère. La charge verticale provenant de la caisse de voiture est en effet transmise, par l'intermédiaire des ressorts de pression, directement aux roues, ce qui fait que le cadre de bogie demeure exempt de moments de flexion. L'appui des roues sur la caisse de voiture par l'intermédiaire de ressorts de pression permet de surcroît de prévoir une caisse de voiture type monocoque, car du fait du transfert de la charge, réparti par l'intermédiaire des ressorts de pression, le cadre autrement nécessaire peut etre supprimé. L'évacuation de la charge par l'intermédiaire des ressorts de pression et non par l'intermédiaire du cadre de bogie offre en outre l'avantage que la caisse de voiture ne se trouve plus exposée à une fatigue notable en torsion.En effet, le montage verticalement mobile des roues dans le cadre de bogie fait que n'intervient pas de rotation en sens contraire des deux cadres de boggie usuellement prévus sur une voiture de funiculaire autour d'un axe s'étendant dans le sens longitudinal de la voiture, telle qu'elle aoit du fait du tracé des rails et provoque un effort de voilage sur la voiture. Enfin, les forces de rappel développées par le déplacement transversal des ressorts de pression lors d'un déplacement latéral des roues pendant le franchissement des courbes, telles qu'elles vagissent avec. l'appui proposé des roues par l'intermédiaire de ressorts de pression, constituent un avantage à citer, parce que ces forces de redressement permettent de garantir en dépit de la charge, par des forces transversales horizontales agissant unilatéralement, une bonne marche rectiligne du cadre de bogie orientable. Ainsi, on obtient à l'aide des mesures proposées, un châssis à boqies qui, non seulement satisfait à toutes les exi gerces de charge pour le cas de voitures de funiculaires, mais permet encore, du fait de la conception légère, une charge embarquée accrue pour une charge par essieu inchangée. La disposition des ressorts de pression entre la caisse de voiture et les roues permet de plus d'assurer une marche sans secousses et silencieuse de la voiture de funiculaire, parce qu'en effet, il n'y a aucune transmission de charge par l'intermédiaire du cadre de bogie. Pour permettre d'améliorer encore la compensation d'inégalités des rails et d'interdire de façon simple toute fatigue de torsion sur le cadre de bogie en tant que tel, il est possible, suivant un prolongement de la réalisation de l'invention, de monter les roues sur des bras longitudinaux du cadre de bogie, tandis que les bras longitudinaux sur les côtés opposés l'un à l'autre de la voiture sont prévus pour pouvoir pivoter l'un par rapport à l'autre autour d'un axe transversal horizontal. Avec une construction de ce genre, un tracé aauchi des rails est pris en compte par une rotation en sens contraire des bras longitudinaux du cadre de bogie, les bras lonaitudinaux épousant l'allure des rails.La faculté de pivotement relatif l'un par rapport à l'autre des bras longitudinaux sur les côtés opposés l'un à l'autre du cadre de bogie entraîne par ailleurs la mobilité verticale des roues qui peuvent, par conséquent, être montées de manière indéplaçable dans les bras longitudinaux. Les conditions de construction se présentant de manière particulièrement simples dans un mode de réalisation--tS que le bras longitudinal pour au moins une roue à double boudin est relié sans pouvoir tourner à un logement du cadre de boqie prévu pour le pivot monté pivotant sur une amplitude limitée de tous côtés et que le bras longitudinal pour au moins une roue sans boudin l'est d'une manière rotative autour de l'axe transversal. Le bras longitudinal pour la roue sans boudin peut être réalisé dans une structure plus légère que le bras longitudinal pour une roue à double boudin, parce que les roues sans boudin ne peuvent pas transmettre de forces transversales. Ce bras longitjdinal peut, par conséquent, être monté de façon pivotante d'une manière simple. Le bras longitudinal pour une roue à double boudin, pour lequel un montage pivotant dans le cadre de bogie ne serait pas aussi simple, est relié d'une façon interdisant la rotation au logement prévu pour le pivot dans le cadre de bogie, pivot dont la faculté de pivoter doit être maintenue de la manière habituelle, limitée de tout côté, afin de permettre la liberté de mouvement souhaitée par rapport à la caisse de la voiture, du bras longitudinal pour une roue à double boudin et éviter les forces de contraintes. La solution proposée peut être appliquée avec un avantage indentique sur des cadres de bogie avec deux ou quatre roues. Si l'on recherche un bogie orientable équipé de deux roues à double boudin et de deux roues sans boudin, les conditions de réalisation sont particulièrement simples, lorsque les bras longitudinaux du cadre de bogie sont réalisés sous la forme de leviers à deux bras dont chaque bras reprend une roue. Afin d'obtenir, dans une construction de ce genre, un appui distinct de chaque roue par l'intermédiaire de son propre ressort de pression qui doit indépendant du montage du cadre de bogie, il faut prendre des mesures pour que le pivot prévu pour le cadre de bogie soit maintenu de manière mobile dans le sens axial dans le logement du cadre de bogie, afin d'exclure tout transfert de charge par l'intermédiaire du cadre de bogies. Les ressorts de pression pouvant être prévus peuvent être, par exemple, des ressorts en caoutchouc ou des ressorts hélicoïdaux. On obtient une construction particulièrement favorable do point de vue de l'harmonisation des ressorts, si les ressorts de pression pour l'appui des roues se composent chacun d'un coussin d'air pneumatique. En effet, les coussins d'air pneumatiques sont d'un réglage simple du point de vue de leurs propriétés d'élasticité. Malgré tout, on assure ainsi, en présence d'un débattement latéral des coussins d'air pneumatiques, des forces de rappel pour redresser le cadre de bogie, comme cela est le cas également avec des ressorts hélicoïdaux ou en caoutchouc. Si, enfin, les coussins d'air pneumatiques sont reliés, au moins en partie entre eux, par l'intermédiaire de conduites d'équilibrage de la pression, on peut obtenir une compensation complète des variations de charge par essieu qui sont créées par des inégalités d rail, ce qui retentit avantaneusement sur le caractère calme de la marche et la charge de 'a voiture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemple, un mode de réalisation préférée. Sur ces dessins La figure 1 est une vue de profil simplifiée d'un cadre de bogie pour un châssis suivant l'invention d'une voiture de funiculaire ; La figure 2 est une vue en plan dudit cadre de bogie ; La figure 3 est une vue frontale du cadre de bogie, et La figure 4 est une vue en coupe à plus grande échelle, suivant la ligne IV-IV de la figure 2. Le cadre 1 de bogie représenté d'un châssis pour une voiture de funiculaire est relié de manière orientable, par l'intermédiaire d'un pivot 2, à la caisse 3 de la voiture de funiculaire qui, par souci de la clarté du dessin, n'a pas été représentée, et il présente, sur l'un des côtés de la voiture, deux roues 4 à double boudin et, sur le côté opposé de voitrer des roues 5 sans boudin qui roulent sur des rails 6 d'un pont ferroviaire qui n'est pas représenté. Ce faisant, les roues 4 à double boudin sont montées dans un bras lonqitudinal 7 et les roues 5 sans boudin dans un bras longitudinal 8 du cadre 1 de boaie, les bras longitudinaux 7 et 8 étant réalisés sous la forme de leviers à double bras qui portent chacun, aux deux extrémités, les roues 4, respectivement 5.Une boîte 9 de cadre portant un logement 10 prévu dans le bogie pour le pivot, est reliée au bras longitudinal 7. Le pivot 2 est engagé, par 1 'in- termédiaire d'un ressort 11 à crosse en caoutchouc, dans le loqement 10 de forme tubulaire du bogie, si bien que le pivot 2 peut non seulement pivoter par rapport au logement 10 dans le bogie sur une amplitude limitée de tous côtés, mais est encore maintenu de manière à pouvoir se déplacer dans le sens ax-ial. Le bras longitudinal prévu pour les roues 5 sans boudin, est monté de façon pivotante sur un axe 12 transversal incorporé b l'horizontale dans la boîte 9 du cadre, tandis qu'en plus des entretoises transversales 13 peuvent être articulées entre les bras longitudinaux 7 et 8, tel aue cela est représenté à la figure 2. La transmission de la charge verticale créée par la caisse 3 de la voiture sur les roues 4 et 5 se produit, à la différence des bogies orientables traditionnels, non pas par l'intermédiaire du cadre 1 de boqie, mais bien par l'interrné- du aire de ressorts 14 de pression réalisés sous la forme de coussins d'air pneumatiques qui sont affectés aux différentes roues 4 -et 5 et prennent appui sur les bras longitudinaux 7 et 8. En raison de la possibilité qu'ont les bras longitudinaux 7 et 8 de pouvoir pivoter l'un par rapport à l'autre autour de l'axe 12 transversal, le cadre 1 de bogie demeure exempt de tout couple de flexion et de torsion lors de ladite.transmission des charges.Au surplus, du fait des coussins d'air pneumatiques, la transmission des charges verticales, dues à la caisse de la voiture, s'opère en étant répartie sur une plus grandie superficie, si bien que les conditions de charge établies pour la caisse 3 de la voiture sont également avanta gueuses. A cet égard, le fait qu'en raison de l'appui individualisé des différentes roues 4 et 5 par l'intermédiaire de coussins 14 d'air pneumatiques des distorsions -de la caisse 3 de la voiture puissent être évitées, telles qu'elles agissent autrement à la suite de la rotation l'un par rapport à l'autre des deux cadres de bogie d'une même voiture de funiculaire autour de l'axe longitudinal de la voiture en fonction du tracé des rails dans une courbe, doit etre considéré comme sinqulièrement avantageux. Lors d'un mouvement de pivotement du cadre 1 de bogie autour du pivot 2 stationnaire par rapport à la voiture, les ressorts 14 de pression subissent un débattement latéral. Ce débattement latéral des ressorts de pression dans la zone de l'appui côté roues entraîne en retour une 'force de rappel, si bien que des forces de redressement agissent sur le cadre 1 de bogie et veillent à une bonne marche rectiligne du cadre 1 de bogie. Si les coussins d'air pneumatiques sont reliés, au moins en partie entre eux, par 1 'intermédiaire de conduites d'equili- 5rage de la pression, étant entendu que l'assise recherchée :)our la catisse de voiture est une assise en trois points par l'intermédiaire des coussins d'air pneumatiques reliés par aroupes les uns au autres, il ne peut se produire aucune varia tion de la charge d'essieu causée par des inégalités de rail, ce qui assure une marche particulièrement calme. En plus des ressorts 14 de pression, des amortisseurs 15 et 16 sont prévus entre les bras longitudinaux 7 et 8 du cadre 1 de boqie et la caisse 3 de la voiture, ce qui est indiqué aux figures 1 et 3. La course d'amortissement des ressorts 14 de pression peut être limitée par l'entremise de butées 17 coopérant avec des butées antagonistes 18 sur la caisse 3 de la voiture. Le cadre 1 de bogie porte les freins de retenue 19 nécessaires pour la voiture de funiculaire, qui présentent dans un cadre 20 de frein des mâchoires 22 de frein qui, montées de façon pivotante autour de pivots 21, embrassent à la façon d'une pince un rail 6, comme l'illustre la figure 4. Lesdites mâchoires 22 de frein sont actionnées en fermeture par l'intermédiaire de paquets de rondelles Belleville 23 et, en ouverture, par l'intermédiaire de vérins 24, tandis que, pour commander les freins de retenue 19, la vitesse de la voiture du funiculaire est relevée, par exemple par l'intermédiaire d'une tachygénératrice 25 qui est entraînée par l'intermédiaire d'une transmission à engrenage 26 (figure 3) à partir de l'une des roues 4 à double boudin. Afin de maintenir le cadre de bogie hors charge des forces de freinage lors du déclenchement des freins 19 de retenue, le cadre 20 de frein est guidé de manière à pouvoir ~Sw-de;- placer dans le sens longitudinal, par l'intermédiaire de galets 27, sur le bras longitudinal 7 du cadre 1 de bogie et il prend appui sur une butée 28 de forme tubulaire, qui est fiXée sur a caisse de la voiture (figure 2), si bien que les forces de freinaqe prenant naissance lors du serrage des freins 19 de retenue sont directement transmises à la caisse 3 de la voiture par l'entremise de la butée 28, sans solliciter le cadre 1 de bogie. Le patin 30, nécessaire au guidage du câble 29 de traction, est fixé sur le côté inférieur de la boîte 9 du cadre. Bien évidemment, l'invention ne se borne pas à la forme de réalisation représentée. C'est ainsi que, par exemple, les roues 4 et 5 pourraient être agencées pour être verticalement mobiles par rapport au cadre 1 de bogie et prendre chacune appui, par l'intermédiaire de son propre coussin d'air pneumatique ou de tout autre ressort 14 de pression, sur la caisse 3 de la voiture, si bien qu'un montage pivotant des bras longitudinaux 7 et 8 du cadre 1 de bogie l'un par l'autre serait superflu. En effet, ce qui importe uniquement c'est que les roues 4 et 5, prenant appui sur la caise de voiture par l'intermé du aire de ressorts de pression, puissent effectuer des mouvements verticaux, sans considération du fait que lesdits mouvements verticaux sont autorisés par des articulations correspondantes du cadre de bogie ou par le montage des roues dans le cadre de bogie. En lieu et place du montage par deux des roues 4 à double boudin et des roues 5 sans boudin, il pourrait y avoir chaque fois une roue a double boudin et une roue sans boudin, tandis que les bras longitudinaux 7 et 8 seraient conformés en leviers b un seul bras. Dans le cas d'une conception de ce genre également, tous les avantages d'un cadre de bogie monté de manière orientable avec une prise d'appui par roue unique sur la caisse de la voiture peuvent être obtenus. REVENDICATIONS 1. Châssis à bogies pour une voiture de funiculaire avec au moins un cadre de bogie monté de manière orientable sur la caisse de la voiture et.présentant, sur un côté de la voiture, au moins une roue à double boudin et, sur le côté opposé de la voiture, au moins une roue sans boudin, caractérisé par le fait que chaque roue (4, 5) est montée de. manière mobile dans le sens vertical sur le cadre (1) de boggie et prend appui individuellement, par l'intermédiaire d'un ressort (14) de pression, sur la caisse (3) de la voiture. 2. Châssis à bogies selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les roues (4, 5) sont montées sur des bras longitudinaux (7, 8) du cadre (1) de boggie, tandis que les bras longitudinaux (7, 8), sur les côtés opposés l'un à l'autre de la voiture, sont prévus pour pouvoir pivoter l'un par rapport à l'autre autour d'un axe transversal (12) horizontal. 3. Châssis à bogies selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le bras longitudinal (7) pour au moins une roue (4) à double boudin est relié, sans pouvoir tourner, à un logement (10) du cadre de bogie prévu pour un pivot (2) monté pivotant sur une ampljtude limitée de tous côtés et que le bras longitudinal (8) pour au moins une roue (5) sans boudin l'est d'une manière rotative autour de l'axe transversal (12). 4. Châssis à bogies suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que les bras longitudinaux (7, 8) du cadre (1) de bogie sont réalisés sous la forme de leviers à deux bras, dont chaque bras porte une roue (4, 5). 5. Châssis à bogies suivant l'une des revendications 1 å a, caractérisé par le fait que les ressorts (14) de pression pour l'appui des roues se composent chacun d'un coussin d'air pneu mantique. 6. Châssis å bogies selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les coussins d'air pneumatiques sont reliés, au moins en partie entre eux, par l'intermédiaire de conduites d'équilibrage de la pression.