Brevet FR2593760A1 — publié le 19870807

La présente invention concerne des bogies pour vé- hicules ferroviaires et plus particulièrement un agencement permettant de maintenir les composants du bogie alignés se- lon une configuration de forme générale rectangulaire pen- dant le fonctionnement. Les bogies pour véhicules ferroviaires, conformes à la présente invention, comprennent d'une manière générale un couple d'essieux montés s'étendant latéralement et espa- cés longitudinalement et dont chacun comprend un axe sur chaque extrémité duquel se trouvent montés une roue et un ensemble de palier. Les essieux montés sont réunis par des châssis latéraux supportés par les axes au moyen d'adapta- teurs de paliers, montés sur les axes. Les châssis latéraux et les essieux montés sont montés sur la base inférieure des caisses des véhicules sur rail, de façon classique, aux mo- yens de traverses danseuses supportées élastiquement au voi- sinage de chaque extrémité sur les chassis latéraux espacés latéralement. Les bogies possédant cet agencement général sont connus de faTon classique sous la forme de bogies à quatre roues. De tels bogies ont tendance à effectuer des mouve- ments de galop et des mouvements de lacet pendant le déplace- ment normal du véhicule ferroviaire sur la voie. Afin de ré- duire de tels mouvements de galop et de lacet, on a interpo- sé des dispositifs élastomères entre les essieux et les châassis latéraux afin de limiter les mouvements de galop et ie lacet en maintenant les essieux montés et les châssis la- téraux dans un positionnement d'une manière générale à 90 degrés l'un par rapport à l'autre sur un bogie qui est, de façon nominale, rectiligne, tout en permettant une rotation relative contrainte et lmitâ des essieux montés et des châssis latéraux lors- que les bcgies circulent le long de voies courbes. De tels dispositifs élastmères ccmrprermenr.t de façon typique un tampon élastomère collé à et pris en sandwich entre un couple de plaques métalliques. Des struc- tures t es de L'ar- antérieur scnt représentées dans les brevets US 183 FR N 3 63b3 532 et 3 331 629. Des structures serblables sont eégalenent décri- tes dans les brevets US I 4 416 203, 4 363 275 et 3 699 887. Chacune des structures et chacun des agencements de l'art antérieur se sont avérés être inappropriés pour une application générale à des véhicules ferroviaires pour la rai- son fondamentale consistant en ce que le tampon élastomère en arrivait à ne plus assurer ses fonctions prévues. La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients rencontrés jusqu'alors. A cet effet on a décou- vert qu'une relation rigide et sans séparation doit être éta- blie au niveau des surfaces d'accouplement pour la fixation, que comportent les plaques métalliques du dispositif élas- tomère, l'adaptateur de palier et les châssis latéraux. En l'absence d'une telle relation rigide et sans séparation, on a découvert que, pour certaines valeurs d'un déplacement de cisaillement, la séparation au niveau des surfaces d'accou- plement du dispositif élastomère et des éléments du bogie altèrent considérablement la fonction prévue du tampon élas- tomère. La rigidité effective du tampon élastomère est con - sidérablement réduite dans le plan de la résistance relativeà ure rotation 3es essieux et des châssis latéraux, de sorte qu'il se produit des mouverents de galop excessifs. De même la séparation des surfaces d'accouplement pour la fixation crée une situa- tion au cours du déplacement du train, qui entraîne un effet de martelage du tampon élastomère et de ses surfaces d'accou- plement latérale et longitudinale, cet effet détruisant les caractéristiques élastiques du dispositif élastomère et que sa durée de vie utile s'en trouve réduite. Ces problèmes sont rêsoluúgrâce à la présente in- vention, par le fait qu'il est prévu, entre les surfaces d'ac- couplement, une fixation qui élimine toute séparation entre ces surfaces pendant le déplacement du train. D'une manière générale ceci est obtenu en prévo- yant des surfacesd'accouplementplates pourla fixation, sur le chassis lateral et sur l'adaptateur de palier et en équipant les plaques métalliques du dispositif élastomère, de surfaces pla- nes d'accouplement complémentaires. Le dispositif élastomère comporte, sur l'une de ses faces ou surfaces d'accouplement, un bossage saillant vers le haut et qui est logé dans un per- çage ménagé dans la base de la plaque de garde du châssis la- teral. Le bossage comporte un taraudage dans lequel se trouve vissé un boulon possédant une tête qui est appliquée de façon serrée sur une rondelle portée par la base de la plaque de garde au-dessus de l'ouverture recevant le bossage. Le bou- lon fileté est serré fermement dans le perçage taraudé du bos- sage de sorte que la surface d'accouplement du dispositif élas- tique est maintenu fermement dans un contact face-à-face ri- gide avec la surface plane d'accouplement située sur la base de la plaque de garde. Le côté opposé du dispositif élastique comprend un goujon fileté faisant saillie vers le bas. Le gou- jon fileté est vissé dans une ouverture taraudée ménagée dans l'adaptateurde palier. Le goujon et le boulon comporte chacun des filetages tournant dans le même sens afin d'empêcher le desserrage des connexions. Avec le dispositif élastique ainsi fixé par vissage sur ses deux côtés, les surfaces d'accouple- ment du dispositif avec le châssis latéral et l'adaptateur de palier sont retenues contre toute séparation, de sorte qu'il ne se produit aucun glissement-entre les surfaces. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un véhicule sur rail incluant la structure conforme à la présente invention; - la figure 2 est une vue partielle à plus grande échelle et en coupe transversale d'une extrémité du bogie, sur le côté de l'étrier de la plaque de garde du châssis la- téral et montrant le dispositif élastomère conforme à la pré- sente invention et sa liaison avec le châssis latéral et l'adap- tateur de palier; - la figure 3 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle prise d'une manière générale sur les lignes 3-3 sur la figure 2; - la figure 4 est une vue en élévation latérale du dispositif élastomère; - la figure 5 est une vue en plan du dispositif représenté sur la figure 4; - la figure 6 est une vue en élévation de face de l'adaptateur de palier; - la figure 7 est une vue d'extrémité de l'adap- tateur de palier pris d'une manière générale suivant les li- gnes 7-7 sur la figure 6; et - la figure 8 est une vue en plan partielle de l'adaptateur de palier. En se référant maintenant aux dessins, et notam- ment à la figure 1, on y voit représenté un bogie 10 de véhi- cule ferroviaire, qui contient la structure selon la présente invention. Le bogie 10, dont un seul côté est représenté, com- prend d'une manière générale un couple de châssis latéraux 12 montés sur des essieux montés 14 espacés longitudinalement. Les essieuxrmLontes 14 comprennent chacun un axe 16 surlesextrâlités extérieures duquel sont montées des roues 18 et des paliers à rouleaux 26. Les châssis latéraux 12 comprennent chacun une ou- verture 20, dans laquelle une traverse danseuse 24 est sup- portée élastiquement par des ressorts 22. La traverse danse/u- se 24 est fixée de façon appropriée à la face inférieure: de la caisse du véhicule ferroviaire (non représentée) au moyen d'une plaque centrale (non représentée). Les paliers 26 sont montés sur l'axe 16, comme représenté sur la figure 3. Les paliers 26 sont disposés en' tre des plaques de garde 23 faisant saillie vers le bas à par- tir de la base 30 de la plaque de garde, du châssis latéral 12. Un adaptateur de palier 32 est monté sur le palier 26 et enserre ce dernier. Le dispositif élastique ou élastomère 34 conte- nant la structure de la présente invention est disposé entre la base 30 de la plaque de garde et l'adaptateur de palier 32. Le dispositif élastomère 34 contribue à empêcher les es- sieux nontes 14etles châssislatéraux 12de s'écarterpar rotation de leurs positions réciproquesd'équerre ouà angle droit pen- dant le déplacement du train et réduit par conséquent de fa- çon substantielle les caractéristiques indésirables de galop des bogies. Simultanément le dispositif élastomère 34 permet une rotation relative contenue et limitée des es- sieuxontés 14 etdes chassislatéraux 12 lorsque les bogies se dé- placent sur des sections courbes de la voie. Le dispositif ou l'ensemble élastomère 34 tel que représenté notamment sur les figures 4 et 5, comporte un tam- pocn élastique ou élastomère circulaire36 qui est pris en sand- wcfh entre les faces opposées d'une plaque métallique circu- laire 38 et d'une plaque métallique circulaire inférieure 40. Si on le désire, le tampon 36 peut être fixé aux plaques mé- talliques 38 et 40 par collage ou selon d'autres méthodes. Le tampon 36 est de préférence réalisé en caoutchouc naturel et fournit une force de résistance au cisaillement entre les faces en vis-à-vis, lorsque des forces opposées leur sont appliquées. Un bossage 42 comportant un perçage taraudé 44 fait sai]le vers le haut à partir de la face dégagée 41 de la plaque supérieure 38. La plaque inférieure 40 comporte un goujon fileté extérieurement 46 disposé coaxialement par rap- port au bossage 42. Les plaques supérieure et inférieure 38 et 40 sont réalisées de préférence en acier et le tampon élas- tomère 36 est pris en sandwich entre ces plaques. Conformément à la présente invention, l'adapta- teur de palier 32 tel que représenté sur les figures 2,3,6,7 et 8, possède la forme d'un bloc muni d'une surface inférieu- re concave 48 apte à s'appuyer sur le palier 26. Une surface ou face plate d'accouplement 50 destinée à être accouplée avec une face d'accouplement 52 de la plaque inférieure 40 du dis- positif élastomère 34 est menagée sur la face opposée. La fa- ce d'accouplement 50 est de préférence finie par usinage, ce qui assure un contact substantiel face contre face avec la face 52 du dispositif élastomère. Des languettes de butée 53, qui coopèrent avec des languettes de butée 54 situées sur les branches 28 de la pla- que de garde afin de limiter le déplacement latéral de l'adap- tateur de palier 32, font saillie sur les côtés de cet adap- tateur de palier. Des épaulements de butée 56 coopèrent éga- lement avec des languettes de butée 54 de manière à limiter le déplacement longitudinal de l'adaptateur de palier 32. La face d'accouplement 50située sur l'adaptateur de palier 32 possède une forme de préférence circulaire com- me représenté sur la figure 8. Un trou taraudé 58 s'étend co- xialement a travers la face 50 et dans l'adaptateur. Comme représenté sur les figures 2 et 3, la face inférieure de la base 30 de la plaque de garde est également de préférence finie par usinage de manière à former une sur- face ou face plane 6U qui est accouplée a la face 41 ménagée sur le dispositif élastomère 34. La face d'accouplement 60 peut avoir un profil semblable à la face 50 de l'adaptateur de palier. Une ouverture 62 traverse la base 30 de la plaque de garde de manière à loger le bossage 42 du dispositif élas- tomère. Il existe un jeu entre le bossage 42 et l'ouverture 62 de sorte que les essieux montes peuvent être disposés de façon précise d'équerre avant le serrage du boulon 64. Le dispositif élastomère 34 est fixé entre le chas- sis lateral 12etl'essieu monté 14 par vissage du goujon fileté extérieurement 46 dans l'ouverture taraudée 58 de l'adapta- teur de palier 32. Le dispositif élastomère 34 est vissé d'une manière suffisamment serrée dans l'adaptateur 32 pour que les surfaces d'accouplement 50 et 52 soient en contact ferme et sans glissement. On insère le bossage 42 dans l'ouverture 62 de la hase de la plaque de garde et on visse un boulon fileté 64 dans le perçage taraudé 44. Une rondelle 68 relativement épais- se est disposée entre la paroi 60 de la plaque de garde et la tête 66 du boulon 64. On serre le boulon 64 de manière à appliquer une force suffisante de serrage à la rondelle 68 pour empêcher un déplacement relatif de la surface d'accou- plement 41 du dispositif élastomère par rapport à la surface d'accouplement 60 de la plaque de garde. Il faut noter qu'un goujon fileté extérieurement 46 et un boulon filete 64 sont tous les deux munis de file- tages de même sens, c'est-à-dire que tous les deux sont munis de filetages pas à droite ou pas à gauche. Ceci est important étant donné que lors de la rotation rela- tive de l'essieumontéetdu châssis latéraldans lesdirections opposées, toute tendance à ce que l'une des liaisons vissées du goujon 46 ou du boulon 64 se desserre, est contrecarrée par l'exigence selon laquelle l'autre des liaisons vissées se trouve serrée. En cours de fonctionnement, le tampon élastomère 36 du dispositif élastomère 34 pendant le déplacement du bo- gie le long d'une voie rectiligne sert à limiter le galop en facilitant le maintien des essieux montés 14 essentielle- ment perpendiculairement aux châssis latéraux 12, ce qui em- pêche le galop. Simultanément, le tampon élastique ou élastomère 36 permet une rotation relative limitée des axes 16 et des châssis latéraux 12, ce qui facilite le franchis- sement d'une voie courbe. Lorsque le bogie revient sur une voie rectiligne, les tampons 36 agissent de manière à ramener l'axe 16 et les châssis latéraux 12 dans leur position re- lative à angle droit. Pendant le déplacement du véhicule ferroviaire, des forzes horizontales sont appliquées au bogie et à la cais- se du véhicule, de sorte que le tampon élastomère 36 se défor- me scus 'effet d'un cisaillement et sert par conséquent à Q35 isoler es ssLe'x...o...s parrapport àlasuperstructuredu véhicu- le, ce qui entraîne une stabilité améliorée vis-à-vis des mou- vements de lacet et une stabilité latérale améliorée du véhi- cule. Simultanément les tampons élastomères 36 permettent une rotation limitée des essieux mrontés.Ce qui est important avec la structure conforme à la.présente invention, c'est le fait que les dispositifs élastomères 34 sont fixés au châssis latéral 12 et à l'adaptateur de palier 32 de telle sorte qu'aucune séparation ne se produit entre les surfaces d'accouplement -52 et 41-60 sur l'ensemble de leur étendue. Dans les dis- positifs de l'art antérieur, dans lesquels une telle sépara- tion se produisait, les dispositifs élastomères étaient inap- tes È fournir une résistance au cisaillement uniforme et constante permettantd'empêcher le galop et fréquemment,en raisondesef- fets de martelage résultant d'une telle séparation, les dis- positifs venaient à être défaillants. De tels problèmes sont éliminés grâce à l'utilisation de la structure conforme à la présente invention. 9 2593760 REVENDICATIONS 1. Bogie pour véhicule ferroviaire comportant des es- sieux montés (14) espacés longitudinalement et comprenant chacun un axe (16), des roues (14) et des paliers (26), et un couple de châssis latéraux (12) espacés latéralement et com- portant chacun des plaques de garde (28) qui s'étendent vers le bas à partir de leur base (30) au niveau de chaque extré- mité desdits châssis latéraux de manière à supporter ledit palier sur ledit axe, et un adaptateur de palier (32) disposé entre lesdites plaques de garde et monté sur lesdits paliers, caractérisé en ce qu'il comporte: un dispositif élastomère (34) disposé entre ledit adaptateur de palier et ladite base (20) de la plaque de garde et coeprenant: -un tatpon intercalaire (36) intercalé entre les surfaces op- posées d'une plaque supérieure (38) et d'une plaque inférieure (40), -des surfaoes planes ménagées sur les surfaces dégagées des- dites plaques supérieure (38) et inférieure (40), - une première surface plane (60) située sur ladite base de la plaque de garde et pouvant être placée en contact face-C-face avec ladite surface plane de ladite plaque supé- rieure (3e), - une seconde surface plane (50) située sur ledit adaptateur de palier (32) et pouvant contacter d'une manière conjuguée, ladite surface plane située sur ladite plaque in- férieure (40), - des premiers moyens de fixation filetés (46) si- tués sur ladite plaque inférieure de manière à permettre la fixation par vissage dudit dispositif élastomère (34) sur le- dit adaptateur de palier (32) afin de retenir ladite surface plane (52) située sur ladite plaque inférieure (40) selon un contact ferme face-àface avec ladite seconde surface plane (50), et - des seconds moyens de fixation filetés (64) s'éten- dant à travers ladite base delaplaque de garde pour venir en contact avec ladite plaque supérieure (38) afin de mainte- nir ladL e surface plane située sur ladite plaque supêrieu- 183 FR re en contact face-à-face ferme avec ladite première surface plane. 2. Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tampon élastomère (36) interposé entre lesdites plaques supérieure et inférieure (38, 40) agit de manière à fournir une résistance au cisaillement, qui est suffisante pour retenir ledit châssis latéral (12) et lesdits essieux montes (14) dansune position réciproque essentielleitmentperpendi- culaire pendant le déplacement dudit bogie sur une voie recti- ligne et pour permettre une rotation relative limitée entre ces éléments lorsque le bogie circule sur des voies courbes. 3. Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de fixation fileté (46) et lesdits seconds moyens de fixation filetés (64) sont munis de filetages de même sens. 4. Bogie selon la reveendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation filetés situés sur la- dite plaque inférieure comprennentun coujon filete (46) faisant saillie à partir de ladite surface plane, et que ledit adap- tateur de palier (32) est muni d'une ouverture taraudée (58) recevant ledit goujon fileté. 5. Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque supérieure (38) comporte un bossage (42) faisant saillie vers le haut à partir de ladite surface plane dégagée eten ce que leditpied (30) de laplaque de garde (28) est muni d'une ouverture (62) destinée à loger ledit bossage, ledit bossage possédant un perçage taraudé (44), et cp' il est prévu des moyens en forme de boulon (64) s'étendant à travers ladite base de la plaque de garde et vissés dans ledit perçage taraudé. 6. Bogie selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit boulon (64) est muni d'une rondelle (68) dis- posée entre une tête (66) dudit boulon et ladite plaque de garde (28) de manière à garantir qu'un contact ferme entre les surfaces planes peut être obtenu lorsque ledit boulon est vissé dans ledit perçage taraudé. 7. Bogie selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif élastomère (34) possède une forme gé- nérale cylindrique et que lesdites surfaces planes de contact dudit dispositif élastomère (34) et de ladite paroi de la pla- que de garde (28) et dudit adaptateur de palier (32) possè- dent approximativement un contour circulaire.