Brevet FR2720362A1 — publié le 19951201

CHASSIS DE BOGIE La présente invention concerne les châssis de bogies, en général, et porte, plus particulièrement, sur un châssis de bogies en alliage d'aluminium. Comme indiqué dans l'article "L'ALLEGEMENT DES CHASSIS DE BOGIES MECANO-SOUDES DES TGV", publié dans la Revue générale des chemins de fer, Novembre 1993, pages 17 à 23, aux éditions GAUTIER-VILLARS, un bogie remplit un certain nombre de fonctions principales, grâce à des organes conçus et proportionnés pour cela.10 Ces fonctions sont, notamment: - la fonction guidage, fonction dans laquelle interviennent les roues et les essieux; - la fonction freinage, fonction dans laquelle interviennent les cylindres et les disques de frein; - la fonction traction, fonction dans laquelle interviennent les moto-réducteurs et les ponts sur essieux; - la fonction confort, fonction dans laquelle interviennent les suspensions primaires et secondaires. L'art du concepteur de châssis est de réaliser des choix architecturaux qui aboutissent à un compromis convenable entre toutes les exigences auxquelles il est confronté, à savoir: tenue en fatigue, place disponible, masse, coûts de réalisation. Les châssis de bogies de l'état de la technique sont principalement réalisés en construction mécano-soudée & partir de tôles d'acier du type A42 FP, selon la norme NF A 36-205. Ces tôles d'acier sont découpées, grenaillées, planées, pliées et préparées pour être assemblées entre elles, par soudage, pour former des sous-ensembles en forme de caissons qui, après l'opération finale d'assemblage, constituent le châssis définitif. Outre un cycle de fabrication long, lié à l'assemblage d'un nombre élevé de tôles, à savoir: une centaine de pièces élémentaires, la réalisation du châssis nécessite une parfaite maitrise de l'exécution et du contrôle des joints soudés. Il ressort de cet article, ainsi que des réalisations des bogies de l'art antérieur, que les études pour la réalisation de châssis de bogies portent sur l'utilisation de l'acier essentiellement sous forme de tôles. Aussi est-ce le mérite de la demanderesse que de proposer un châssis de bogie faisant appel à des matériaux non encore utilisés dans les structure de châssis de bogie10 et allant à l'encontre de préjugés de l'homme du métier. C'est également le mérite de la demanderesse que de proposer un châssis de bogie permettant de simplifier sa réalisation. C'est également le mérite de la demanderesse que de proposer un châssis de bogie composé d'éléments en alliage d'aluminium forgé ou moulé. Aussi, un but de l'invention est-il un châssis de bogie permettant la diminution du nombre de pièces constitutives.20 Un autre but de l'invention est un châssis de bogie permettant la diminution du nombre de liaisons soudées. Un autre but de l'invention est un châssis de bogie permettant la réduction du temps de fabrication. Un autre but de l'invention est un châssis de bogie permettant la diminution du nombre de références par la mise à profit des symétries. Un autre but de l'invention est un châssis de bogie permettant la conservation intégrale des fonctions du châssis de l'art antérieur.30 Un autre but de l'invention est un châssis de bogie permettant la conservation, voire la diminution, de la masse de l'ensemble bogie. Conformément à l'invention, le châssis de bogie se compose de pièces en alliage d'aluminium forgées ou moulées puis soudées entre elles. Conformément à l'invention, le châssis de bogie est constitué d'éléments et se caractérise en ce que: - les éléments sont des éléments monoblocs; et - les éléments monoblocs sont en alliage d'aluminium. Conformément à l'invention, le chassis de bogie est constitué d'un premier et d'un second longeron; d'une première, d'une deuxième, d'une troisième et d'une quatrième demi-traverse, d'un premier et d'un second longeron auxiliaire, d'un premier et d'un second support frein, d'une10 première et d'une seconde attache d'entralnement et d'un premier et d'un second support d'amortisseur; caractérisé en ce que: - les éléments sont des éléments monoblocs et - les éléments monoblocs sont en alliage d'aluminium. L'invention a également pour objet un chassis de bogie satisfaisant à l'une des caractéristiques suivantes: - les éléments monoblocs sont obtenus pour certains par un procédé par forgeage et pour les autres par un procédé par fonderie;20 - les éléments monoblocs obtenus par un procédé par forgeage sont les éléments monoblocs les plus sollicités et les éléments monoblocs obtenus par un procédé par fonderie sont les éléments monoblocs aux formes complexes et les moins sollicités;25 - les éléments monoblocs obtenus par un procédé par forgeage sont obtenus par un procédé de matriçage ou de filage. Un avantage du châssis de bogie selon l'invention est la réduction notable du nombre et du volume des liaisons soudées du fait de la suppression des soudures de tôles chant à chant. Un autre avantage du châssis de bogie selon l'invention est la diminution du temps d'assemblage. Un autre avantage du châssis de bogie selon l'invention est la simplification de la gestion des stocks de pièces élémentaires. Un autre avantage du châssis de bogie selon l'invention est l'utilisation de procédés d'assemblage fiables. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description du mode de réalisation préféré du châssis de bogie, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels: - la figure unique est une vue éclatée d'un châssis de bogie conforme à l'invention. La vue éclatée de la figure unique montre un châssis de bogie conforme à l'invention constitué d'un premier et d'un second longeron 1, d'une première, d'une deuxième, d'une troisième et d'une quatrième demitraverse 2, d'un premier et d'un second longeron auxiliaire 4, d'un premier15 et d'un second support frein 3, d'une première et d'une seconde attache d'entraînement 5 et d'un premier et d'un second support d'amortisseur 6. Le châssis se compose d'un cadre principal constitué des premier et second longerons principaux 1 lesquels sont reliés entre eux par deux groupes de deux demi-traverses 2. Les deux longerons auxiliaires s'inscrivent dans ce cadre principal et reçoivent en leurs extrémités les deux supports de frein 3. Les deux attaches 5 sont fixées sur les deux demi- traverses 2 et permettent de recevoir le dispositif d'entraînement du bogie. Les deux supports d'amortisseurs 6 sont vissés ou soudés sur les longerons principaux 1 et reçoivent des amortisseurs anti-lacet (non représentés) connus de l'état30 de la technique. Une solution monobloc au longerons principaux 1 est également possible. Les pièces monobloc constituant le châssis de bogie selon l'invention sont réalisées selon deux procédés. Un premier procédé par forgeage est utilisé pour les éléments de la structure du châssis de bogie les plus sollicités. Conformément à une caractéristique de l'invention, ces éléments sont réalisés en alliage d'aluminium. En fonction de la morphologie de la pièce, un procédé de matriçage ou de filage sera retenu. Il est de préférence retenue la nuance 6082 de la norme NF A 50-901 et le traitement thermique T6 de la norme NF A 02-150. Un second procédé par fonderie est utilisé pour les pièces aux formes complexes et moins sollicitées. Il est de préférence retenue la nuance AS7G06 de la norme NF A 57-702. Le tableau 1 ci-après décrit le mode d'obtention des différents composants du châssis de bogie et donne le nombre de chacun des composants nécessaires par châssis. De plus, le tableau 1 précise si les éléments du châssis de bogie sont des pièces de symétrie. ELEMENT QUANTITE MODE PIECE DE PAR CHASSIS D'OBTENTION SYMETRIE longeron principal 1 2 matriçage oui demi-traverse 2 4 filage, oui forgeage longeron auxiliaire 4 2 matriçage, oui moulage support de frein 3 2 moulage, oui matriçage attache d'entraînement 5 2 matriçage, oui moulage support d'amortisseur 6 2 matriçage, non moulage TABLEAU 1 Il ressort du tableau 1 que les éléments principaux sont au nombre de quatorze. Les longerons principaux 1 reçoivent les sous- ensembles de suspension primaire et secondaire (non représentés) connus de l'état de la technique. Les longerons principaux 1 permettent d'assurer la cohérence du bogie sous l'effet des sollicitations externes. Les longerons principaux 1 reçoivent les supports d'amortisseurs antilacet 6. Les longerons principaux 1 reçoivent enfin la butée de primaire/crochet de relevage (non représentée) connue de l'état de la technique. Les demi-traverses 2 supportent les attaches 5 du dispositif d'entraînement (non représenté) connu de l'état de la technique. Les longerons auxiliaires 4 assurent la fixation des éléments de barre anti-roulis (non représentés) connus de l'état de la technique. Les supports de frein 3 accueillent les timoneries de frein à disque (non représentées) connues de l'état de la technique. Les attaches d'entraînement 5 reçoivent les bielles de l'entraînement caisse/bogie (non représentées) connues de l'état de la technique.25 Les supports d'amortisseur 6 reçoivent les amortisseurs caisse/bogie (non représentés) connus de l'état de la technique. Le tableau 2 ci-après donne le type de liaison entre les principaux éléments du châssis de bogie ainsi que le nombre de liaisons pour un châssis de bogie. LIAISON TYPE NOMBRE DE DE LIAISON LIAISONS longeron principal 1 / soudée 4 demi-traverse 2 demi- traverse 2 / soudée 2 demi-traverse 2 demi-traverse 2 / soudée 8 longeron auxiliaire 4 longeron auxiliaire 4 / soudée 4 support frein 3 longeron principal 1 / mécanique 4 support d'amortisseur 6 TABLEAU 2 Il ressort de ce tableau 2 que l'assemblage du châssis de bogie selon l'invention ne nécessite que dix-huit soudures. i Il ressort de la description que conformément & une caractéristique essentielle de l'invention, le châssis de bogie se compose de pièces en alliage d'aluminium forgées ou moulées puis soudées entre elles. REVENDICATIONS 1. Châssis de bogie caractérisé en ce qu'il se compose de pièces en alliage d'aluminium forgées ou moulées puis soudées entre elles. 2. Châssis de bogie selon la revendication 1 constitué d'éléments; caractérisé en ce que: - lesdits éléments sont des éléments monoblocs et lesdits éléments monoblocs sont en alliage d'aluminium. 3. Châssis de bogie constitué d'un premier et d'un second longeron (1), d'une première, d'une deuxième, d'une troisième et d'une quatrième demi- traverse (2), d'un premier et d'un second longeron auxiliaire (4), d'un premier et d'un second support frein (3), d'une première et d'une seconde attache d'entraînement (5) et d'un premier et d'un second support d'amortisseur (6); caractérisé en ce que: - lesdits éléments (1 à 6) sont des éléments monoblocs et - lesdits éléments (1 à 6) monoblocs sont en alliage d'aluminium. 4. Châssis de bogie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3; dans lequel lesdits éléments (1 à 6) monoblocs sont obtenus pour certains par un procédé par forgeage et pour les autres par un procédé par fonderie. 5. Châssis de bogie selon la revendication 4; dans lequel les éléments monoblocs obtenus par un procédé par forgeage sont les éléments monoblocs les plus sollicités et les éléments monoblocs obtenus par un procédé par fonderie sont les éléments monoblocs aux formes complexes et les moins sollicités. 6. Châssis de bogie selon la revendication 5; dans lequel les éléments monoblocs obtenus par un procédé par forgeage sont obtenus par un procédé de matriçage ou de filage.