Brevet FR2720361A1 — publié le 19951201

La présente invention concerne un bogie pour un véhicule ferroviaire, et en particulier un bogie destiné à être utilisé dans un système de tramway conçu pour les transports publics. Un système de tramway ferroviaire léger procure de nombreux avantages lorsqu'il est utilisé comme transport public, en particulier dans le centre des villes. Tout en fournissant des transports améliorés, un tel système peut faciliter l'élimination du bruit et la pollution dans le10 centre des villes. Un objectif de la présente invention est de fournir un bogie pour un véhicule ferroviaire léger tel qu'un tramway de centre-ville, qui facilite des conceptions améliorées des tramways, en particulier en ce qui concerne la faculté15 du tramway de présenter un sol bas et continu sur toute sa longueur. Selon la présente invention, il est fourni un bogie pour un véhicule ferroviaire, le bogie comprenant un châssis fournissant un montage pour une suspension20 primaire indépendante de chaque roue d'une pluralité de roues, avec un dispositif à moteur d'entraînement et boîtier d'engrenages substantiellement hors bord de chacune des roues, un moyen pour monter une carrosserie porteuse de passagers sur le châssis par l'intermédiaire25 d'un deuxième dispositif de suspension, de sorte que la carrosserie peut avoir un sol bas continu, et un moyen permettant de monter une unité porteuse de passagers sur au moins une extrémité du châssis, de sorte que l'unité peut être retenue dans un dispositif suspendu et articulé,30 avec un sol bas continu de l'unité aligné avec le sol bas de la carrosserie. De préférence, le châssis est de la forme d'une structure formant un banc plat, et le montage de la suspension primaire pour chaque roue peut comprendre une35 tourelle montée sur un moulage respectif de chaque côté du châssis, la tourelle fournissant une face de montage pour un ressort de suspension qui fait face à l'extrémité respective du bogie et en direction du bas de celui-ci. Chaque tourelle est de préférence formée séparément du moulage respectif et est positionnée précisément sur5 celui-ci, par exemple positionnée par des goujons. Chaque ressort peut être de la forme d'un ressort en caoutchouc plat monté entre l'une respective des tourelles et une bielle de poussée qui est montée en pivotement à une extrémité libre de celle-ci sur le châssis. Le10 dispositif respectif à moteur d'entraînement et boîtier d'engrenages peut être monté sur la bielle de poussée respective. De préférence, chaque bielle de poussée est montée de manière pivotante sur un pivot qui a une bride à l'extrémité extérieure et un épaulement interne pour serrer efficacement le pivot sur le boîtier d'engrenages et transmettre ainsi une charge latérale au châssis par l'intermédiaire du boîtier d'engrenages. La suspension secondaire pour la carrosserie placée sur le bogie peut être fournie par une paire de ressorts pneumatiques placés en alignement latéral à chaque extrémité du châssis. Les ressorts pneumatiques peuvent être chacun d'un type à double convolution. Une paire de tampons de butée latéraux peut être prévue entre, et en alignement avec, chaque paire de ressorts pneumatiques, pour être capable de réagir contre une tige de traction respective lorsque celle-ci est reliée directement entre le châssis et un châssis de l'unité. Le bogie peut être muni d'une barre de torsion qui s'étend à travers des ouvertures dans les moulages latéraux et présente, reliée à chacune de ses extrémités en direction de l'extérieur du châssis, un mécanisme antiroulis qui est relié à la carrosserie respective. Un bras de l'un des mécanismes antiroulis est de préférence35 emmanché sur la barre de torsion, et le bras de l'autre mécanisme antiroulis peut être relié à la barre de torsion par un dispositif à verrou conique. Le bogie est de préférence muni d'un frein électromagnétique sur rail suspendu depuis le châssis du bogie et relié par un système à genouillère à un boîtier d'engrenages respectif, de manière à permettre un mouvement du frein sur rail consécutivement au mouvement d'une roue respective, et maintenir ainsi un interstice constant entre le frein sur rail et le rail. Le frein sur rail peut être suspendu depuis le châssis par un étrier,10 par l'intermédiaire de pattes d'extrémité respectives. Un mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit, à titre d'exemple seulement, en se référant aux croquis annexes, dans lesquels: La figure 1 est une vue de dessus d'un bogie de tramway motorisé selon la présente invention; La figure 2 est une vue de côté du bogie de la figure 1; La figure 3 est une coupe selon A-A de la figure 1; La figure 4 est une coupe selon B-B de la figure 1; La figure 5 est une coupe selon C-C de la figure 1; et La figure 6 est une représentation schématique en élévation d'un tramway articulé utilisant le bogie des figures 1 à 5. Se référant aux croquis, un tramway conçu pour une utilisation comme transport public, par exemple dans le centre d'une ville, comprend du matériel roulant sous la forme de sept modules articulés. A chaque extrémité, le tramway 10 a un module d'entraînement 12 sous la forme d'une cabine de pilotage montée sur un bogie 14 selon la30 présente invention. Le tramway comprend de plus deux modules intermédiaires de support 16, chacun monté de nouveau sur un bogie 14 selon la présente invention, et chacun ayant une structure d'accueil des passagers. Trois des bogies 14 sont entraînés, comme le montre les croquis.35 Le tramway est complété par trois compartiments 18 d'accueil des passagers, dont deux sont suspendus entre un module d'entraînement 12 respectif et un module de support 16 respectif, alors que l'autre est suspendu entre les deux modules intermédiaires de support. Une telle conception du tramway a été précédemment proposée et a5 l'avantage de réduire le balancement de queue dans les angles de la voie ferrée. De plus, les bogies 14 n'ont pas à se déplacer aussi loin hors d'alignement avec les bogies des modules. Il faut noter que la conception modulaire offre l'avantage que la longueur du tramway peut être variée selon les besoins. Par exemple, le tramway pourrait être réduit à cinq modules ou augmenté à neuf modules. La conception à cinq modules comprendrait deux modules d'entraînement 12, un module intermédiaire de support 16,15 et deux compartiments suspendus 18 d'accueil des passagers. La conception à neuf modules consisterait en deux modules d'entraînement 12, des modules intermédiaires de support 16 alternés, et le nombre approprié de compartiments suspendus 18 d'accueil des passagers.20 Le bogie est conçu pour permettre au tramway d'avoir un sol bas continu sur toute sa longueur, c'est-à-dire un sol à une hauteur au- dessus de la voie inférieure à la hauteur d'essieu des roues du bogie, par exemple 350 mm au-dessus du niveau de la voie. Un tel sol bas facilite25 grandement l'accès aux zones d'accueil des passagers du tramway, et réduit la hauteur des quais devant être utilisés en association avec le tramway. Comme il n'y a aucun équipement sous les compartiments 18, chacun de ceux-ci a un sol totalement dépourvu d'obstacles, qui30 offre une flexibilité totale pour la disposition des sièges. Pour recevoir le sol bas continu, chacun des bogies motorisé 14 a un châssis 20 sous la forme d'une structure en acier formant un banc plat, muni sur chacun de ses35 côtés extérieurs d'une paire de moulages 22 montés dans la structure. Sur chacun des moulages 22 est montée une tourelle 22a qui est angulaire pour fournir une face de montage 24 tournée respectivement vers l'avant ou vers l'arrière du bogie 14 et à l'oblique vers le bas, de sorte à fournir un montage pour un dispositif de suspension primaire 26 respectif. Chacun de ces derniers dispositifs comprend un ressort plat en caoutchouc 28 monté entre la face de montage 24 de la tourelle respective 22a et une face de montage d'une bielle de poussée 30, qui est montée de manière pivotante à une extrémité inférieure de celle-o10 ci d'une manière non- élastique sur le châssis 20 du bogie. La bielle de poussée 30 se monte sur un boîtier d'engrenages 32 qui transmet la force motrice depuis un pignon situé à l'extrémité d'un moteur d'entraînement 34, par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur, à un arbre15 d'entraînement formant un essieu d'une roue indépendante 36 respective. Chacune des roues 36 avec son propre moteur d'entraînement 34 est donc hors bord de la zone du sol bas du module monté sur le bogie. Chaque boîtier d'engrenages 32 se trouve hors bord de la roue 36 respective. La trajectoire de charge du bogie 16 passe par les unités de suspension primaire 26 et les roues 36 respectives jusqu'aux rails de la voie. Comme les compartiments 18 d'accueil des passagers sont suspendus depuis les modules d'entraînement 12 et les modules25 intermédiaires de support 16 à des extrémités respectives de ceux-ci, le châssis 20 doit être de la forme d'un moulage suffisamment robuste autour des zones des unités de suspension primaire 26 pour être capable de supporter les forces qui en résultent. Un renforcement des zones30 respectives du moulage peut être nécessaire. De même, comme les exigences d'usinage ne peuvent pas être atteintes avec les tourelles 22a soudées dans les moulages 22, les tourelles 22a sont fabriquées séparément et positionnées par des goujons sur les moulages 22 pour avoir une meilleure précision. Dans un bogie conventionnel, qui a chaque paire de roues sur un seul essieu, la dimension dos à dos des roues de chaque paire peut être atteinte avec une relativement bonne précision, mais l'alignement des roues est plus difficile à réaliser dans une conception du bogie dans5 laquelle les roues sont indépendantes les unes des autres. Pour obtenir une tolérance nécessaire sur l'alignement des roues, un usinage précis est nécessaire en divers raccordements, et la trajectoire de charge à travers un pivot 38 de chaque bielle de poussée 30 revêt une grande10 importance. Dans la conception présente, des brides d'extrémité extérieures 40 coopèrent avec des épaulements internes 42 sur les extrémités des pivots 38 respectifs pour serrer de manière efficace le pivot sur le boîtier d'engrenages 32, afin de transmettre la charge latérale15 par l'intermédiaire du boîtier d'engrenages 32 au châssis 20. Une suspension secondaire pour le module respectif sur le châssis 20 est fournie par une paire de ressorts pneumatiques 44 placés en alignement latéral à des20 extrémités respectives du châssis 20 du bogie. Les ressorts pneumatiques 44 sont chacun d'un type à double convolution et permettent d'obtenir des niveaux de fréquences convenables pour le confort dans l'environnement des passagers.25 Les ressorts pneumatiques sont complétés par des amortisseurs verticaux 46, chacun de ceux-ci étant placé vers l'extérieur à proximité d'un ressort pneumatique 44 respectif. Les amortisseurs verticaux 46 peuvent être hydrauliques ou pneumatiques. De plus, une autre paire30 d'amortisseurs latéraux 48 est prévue dans des zones diagonalement opposées du châssis 20 du bogie, chacun s'étendant entre le châssis 20 et une butée de tête située sous le compartiment suspendu 18 adjacent. Les ressorts pneumatiques sont encore complétés, à des fins d'urgence, par des tampons de butée, des tampons de butée verticaux 50 étant placés vers l'intérieur par rapport aux ressorts pneumatiques 44, et une paire de tampons de butée latéraux 52 étant prévue entre, et en alignement avec, chaque paire de ressorts pneumatiques 44. Chaque paire de tampons de butée latéraux 52, qui5 supportent des forces latérales, peut réagir contre une tige de traction 54 respective qui, comme le montrent les croquis en relation avec le bogie 14 d'un module intermédiaire de support 16, est reliée directement entre le châssis 20 du bogie et le châssis de chaque10 compartiment suspendu 18 adjacent. Pour fournir un réservoir d'égalisation de pression pour chaque paire de ressorts pneumatiques 44, afin d'adoucir la suspension, des espaces ouverts dans le châssis 20 sont fermés hermétiquement et une barrière est15 réalisée à travers le centre du châssis 20, de sorte que les espaces fermés hermétiquement de chaque moitié du châssis 20 définissent des réservoirs respectifs. La conception des réservoirs permet de disposer d'un réservoir pour chaque paire de ressorts pneumatiques 44 de20 l'ordre de vingt-quatre litres. Le bogie 14 est muni d'un système de barre antiroulis dans lequel une barre de torsion 56 s'étend à travers des ouvertures dans les sections latérales fabriquées. La barre unique 56 est reliée à chaque extrémité vers25 l'extérieur du châssis 20 à un mécanisme antiroulis conventionnel 58, qui est relié aux modules respectifs. Comme la barre de torsion 56 passe à travers des ouvertures dans le châssis 20, la barre 56 ne peut pas être pré-assemblée à chaque extrémité avec des bras 60 respectifs du mécanisme antiroulis 58. Un bras 60 est emmanché sur la barre de torsion 56, et l'autre bras 60 est relié par un dispositif à verrou conique. Chaque roue 36 comprend un élément résilient, par exemple un anneau en caoutchouc, monté entre une jante et une partie centrale de la roue. Chaque roue 36 est boulonnée sur une bride sur l'essieu d'entralnement respectif, et à l'arrière de chaque roue est relié un mécanisme 62 de mise à la terre à des fins de sécurité et d'évacuation du courant. Le mécanisme 62 est fixé de manière conventionnelle sur un boîtier d'essieu mais,5 comme le boîtier d'engrenages 32 dans la présente conception est en fait le boîtier d'essieu et se trouve hors bord de la roue, une barre stabilisatrice 64 est prévue pour empêcher la rotation du mécanisme 62 avec la roue 36.10 Un frein conventionnel à frottement 66, avec un disque et des patins, est prévu en association avec chaque roue 36. Un frein sur voie électromagnétique conventionnel 68 est également prévu, qui est suspendu depuis le châssis 20 du bogie par un étrier 70 par l'intermédiaire de pattes 7215 respectives. Pour maintenir la hauteur correcte du frein sur voie au-dessus du rail lorsqu'il n'est pas en service, un arbre 74 s'étend vers le haut par l'intermédiaire d'un ressort de maintien et est relié à son extrémité supérieure à une genouillère 76 qui est monté de manière20 pivotante sur une patte sur le châssis 20, et est relié par l'intermédiaire d'une jonction au boîtier d'engrenages 32, de sorte qu'un mouvement d'une roue 36 respective vers le bas en direction d'un creux de la voie déplacera le frein sur voie 68 vers le haut et vice versa. Un25 interstice de 10 mm peut être maintenu entre le frein 68 et la voie pendant tous les mouvements de la suspension. Les moteurs d'entraînement 34 sont refroidis par un mélange d'eau et de glycol. Un système de refroidissement 78 comprend un radiateur et une unité de réservoir, ainsi qu'une pompe de circulation, le système étant fixé au châssis 20 du bogie. Depuis le système de refroidissement, des conduits amènent le liquide de refroidissement dans quatre directions aux moteurs d'entraînement 34 respectifs. Il y a trois circuits de circulation du fluide35 depuis une unité de commande 80 vers les freins hydrauliques, c'est-à-dire un circuit d'acheminement, un circuit de retour et une libération de frein de parking. Ce dernier est la seule partie du système hydraulique qui mène dans la carrosserie du module supporté, c'est-à-dire au module de freinage placé dans le toit de celui-ci. Un5 autre système de conduits est prévu pour les ressorts pneumatiques 44, qui sont chacun munis d'une soupape de régulation de niveau 82 conventionnelle, fixée à la carrosserie adjacente et au châssis 20 du bogie, d'une soupape de compensation et d'une soupape de mesure de la10 charge. Il faut noter que le bogie 14 de chacun des modules d'entraînement 12 relie par une tige de traction 54 respective un compartiment suspendu 18 adjacent à l'un des ses côtés, et on notera également que, hormis l'absence de15 moteur d'entraînement, la conception d'un bogie non motorisé est substantiellement la même que celle d'un bogie motorisé. Diverses modifications peuvent être apportées sans sortir de l'invention, qui n'est pas limitée aux conceptions spécifiques des composants et aux présentations décrites et représentées sur les croquis. REVENDICATIONS 1. Bogie pour un véhicule ferroviaire, le bogie comprenant un châssis fournissant un montage pour une suspension primaire indépendante de chaque roue d'une pluralité de roues, avec un dispositif à moteur d'entraînement et un boîtier d'engrenages substantiellement hors bord de chacune des roues, un moyen pour monter une carrosserie porteuse de passagers sur le10 châssis par l'intermédiaire d'un deuxième dispositif de suspension, de sorte que la carrosserie peut avoir un sol bas continu, et un moyen permettant de monter une unité porteuse de passagers sur au moins une extrémité du châssis, de sorte que l'unité peut être retenue dans un15 dispositif suspendu et articulé, avec un sol bas continu de l'unité aligné avec le sol bas de la carrosserie. 2. Bogie selon la revendication 1, dans lequel le châssis est de la forme d'une structure formant un banc plat.20 3. Bogie selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le montage de la suspension primaire pour chaque roue comprend une tourelle montée sur un moulage respectif de chaque côté du châssis, la tourelle fournissant une face de montage pour un ressort de suspension qui fait face à25 l'extrémité respective du bogie et en direction du bas de celui-ci. 4. Bogie selon la revendication 3, dans lequel chaque tourelle est formée séparément du moulage respectif et est positionnée précisément sur celui-ci.30 5. Bogie selon la revendication 4, dans lequel chaque tourelle est positionnée par des goujons sur le moulage respectif. 6. Bogie selon l'une quelconque des revendications 3 à , dans lequel chaque ressort est de la forme d'un ressort en caoutchouc plat monté entre l'une respective des tourelles et une bielle de poussée qui est montée en l1 pivotement à une extrémité libre de celle- ci sur le châssis. 7. Bogie selon la revendication 6, dans lequel le dispositif respectif à moteur d'entraînement et boîtier d'engrenages est monté sur la bielle de poussée respective. 8. Bogie selon la revendication 7, dans lequel chaque bielle de poussée est montée de manière pivotante sur un pivot qui a une bride à l'extrémité extérieure et un10 épaulement interne pour serrer efficacement le pivot sur le boîtier d'engrenages et transmettre ainsi une charge latérale au châssis par l'intermédiaire du boîtier d'engrenages. 9. Bogie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la suspension secondaire pour la carrosserie placée sur le bogie est fournie par une paire de ressorts pneumatiques placés en alignement latéral à chaque extrémité du châssis. 10. Bogie selon la revendication 9, dans lequel les ressorts pneumatiques sont chacun d'un type à double convolution. 11. Bogie selon la revendication 9 ou 10, dans lequel une paire de tampons de butée latéraux est prévue entre, et en alignement avec, chaque paire de ressorts25 pneumatiques, pour être capables de réagir contre une tige de traction respective lorsque celle-ci est reliée directement entre le châssis et un châssis de l'unité. 12. Bogie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dépendantes de la revendication 3, dans lequel le bogie est muni d'une barre de torsion qui s'étend à travers des ouvertures dans les moulages latéraux et présente, reliée à chacune de ses extrémités en direction de l'extérieur du châssis, un mécanisme antiroulis qui est relié à la carrosserie respective.35 13. Bogie selon la revendication 12, dans lequel un bras de l'un des mécanismes antiroulis est emmanché sur la barre de torsion. 14. Bogie selon la revendication 13, dans lequel le bras de l'autre mécanisme antiroulis est relié à la barre de torsion par un dispositif à verrou conique.5 15. Bogie selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bogie est muni d'un frein électromagnétique sur rail suspendu depuis le châssis du bogie et relié par un système à genouillère à un bottier d'engrenages respectif, de manière à permettre un10 mouvement du frein sur rail consécutivement au mouvement d'une roue respective, et maintenir ainsi un interstice constant entre le frein sur rail et le rail. 16. Bogie selon la revendication 15, dans lequel le frein sur rail est suspendu depuis le châssis par un étrier, par l'intermédiaire de pattes d'extrémité respectives.