Brevet FR2723902A1 — publié le 19960301

TRAIN DE ROULEMENT POUR DES VEHICULES FERROVIAIRES La présente invention concerne un train de roulement pour des véhicules ferroviaires, dans lequel le cadre du bogie ou du véhicule s'appuie par l'intermédiaire d'éléments à ressort sur les logements de paliers de l'essieu, monté avec un jeu longitudinal et transversal. Il est connu que, dans les véhicules ferroviaires destinés à des vitesses élevées, pour atteindre les valeurs de qualité de roulement, la rigidité longitudinale des essieux doit être très grande, c'est-à-dire que les essieux doivent être guidés de manière étroite dans la direction longitudinale. Dans les voitures pour voyageurs, cela est réalisé par exemple en utilisant une bielle dont la ligne d'exercice de force passe par le centre de l'axe, ou par deux bielles qui imposent un guidage parallèle de l'essieu dans la direction verticale. Mais ces solutions ont pour conséquence que l'essieu ne peut plus être réglé dans le sens radial et qu'ainsi l'usure de la roue et du rail en courbe est augmentée. Ces dernières années, différentes sociétés de chemins de fer ont exigé de plus en plus de trains de roulement qui n'endommagent pas la voie, c'est-à-dire que l'usure des roues et des voies soit minimisée par une bonne aptitude au réglage radial des essieux. Le brevet DE 4240098 présente une solution qui répond aux exigences en faveur d'un guidage plus étroit de l'essieu et d'une aptitude au réglage radial. Mais cette solution technique est très complexe. Par DE 3904203A1, on connaît des réalisations d'amortisseurs, dans lesquelles, entre les paliers d'essieu d'un essieu et l'autre essieu ou les autres essieux, sont placés des amortisseurs longitudinaux et, pour l'amortissement du mouvement transversal, soit des amortisseurs transversaux sont prévus, soit les mouvements transversaux sont amortis également par les amortisseurs longitudinaux par l'intermédiaire de timoneries. Avec ces agencements, les mouvements de rotation relative entre les essieux peuvent certes être amortis, mais ils présentent l'inconvénient qu'un grand nombre d'amortisseurs ou de timoneries complexes présentant de fortes traces d'usure doivent être utilisés. De plus, par le dépôt de brevet allemand n" P 42 42 685.5, on connaît un dispositif d'amortissement actif dans les trois directions pour le guidage de l'axe, dans lequel les mouvements de l'axe sont amortis par l'intermédiaire de bielles d'axe montées sur ressort. Cette réalisation a cependant l'inconvénient qu'elle est difficile à monter dans l'espace de montage réduit. L'objet de la présente invention est de créer un train de roulement pour véhicules ferroviaires qui permette, par une conception particulière de l'articulation et d'amortissement du guidage de l'axe, des vitesses élevées et de faibles sollicitations sur l'essieu et les voies, en particulier dans des courbures réduites, en réduisant dans le même temps les coûts de construction. La solution selon l'invention consiste en un train de roulement pour des véhicules ferroviaires, le cadre du bogie ou du véhicule s'appuyant par l'intermédiaire d'éléments à ressort sur les logements de paliers de l'essieu, monté avec un jeu longitudinal et transversal, caractérisé en ce qu'entre le cadre et le logement de paliers d'essieu, d'un côté, au-dessus et au-dessous de l'axe médian horizontal, est placée une bielle d'asservissement approximativement horizontale avec des points d'appuis conformés en articulation de type cardan, dont la ligne d'exercice de force passe à la distance a de l'axe médian horizontal, et en ce que, pour amortir les mouvements, résultant du montage unilatéral et décalé de l'axe médian horizontal de la bielle d'asservissement, du logement de paliers d'essieu, un amortisseur vertical ou incliné par rapport à la verticale est placé de préférence décalé par rapport à l'axe médian vertical, et/ou les points d'appui conformés en articulation sont conformés en même temps en amortisseurs à friction. Un amortisseur longitudinal est avantageusement placé décalé à la hauteur de la bielle d'asservissement. Avantageusement également, un amortisseur transversal est placé entre logement de paliers d'essieu et cadre du bogie ou du véhicule.Ainsi le logement de paliers d'essieu portant des deux côtés, par l'intermédiaire d'éléments à ressort, le cadre du bogie ou du véhicule, est relié d'un côté, par une bielle d'asservissement montée aux deux extrémités approximativement à la manière d'un cardan, articulée à distance définie au-dessus et au-dessous de l'axe médian, au cadre du bogie ou du véhicule. Les points d'articulation de type cardan peuvent alors être réalisés à la fois sans usure et sans entretien (par exemple avec des douilles de support élastique) ou peuvent être utilisés en tant qu'amortissement à friction (par exemple avec des segments à billes précontraints). Pour amortir les mouvements du logement de paliers d'essieu relié d'un côté, par une bielle d'asservissement montée aux deux extrémités approximativement à la manière d'un cardan, articulée à distance définie au-dessus et au-dessous de l'axe médian, au cadre du bogie ou du véhicule, selon une autre caractéristique de la présente invention, des amortisseurs verticaux ou inclinés par rapport à la verticale peuvent être placés de préférence à l'extérieur de l'axe vertical médian, ou des amortisseurs longitudinaux ou transversaux situés décalés à la hauteur de la bielle d'asservissement. La combinaison des trois types d'amortissement cités est également possible. Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être expliqué en détail à l'aide de dessins, lesquels montrent: Figure 1: une vue du train de roulement, Figure 2: une vue de côté schématique avec des amortisseurs longitudinaux supplémentaires. D'après les figures 1 et 2, sur un cadre 6 du bogie ou du véhicule, au moins un amortisseur vertical 3 est prévu pour chaque logement de paliers d'essieu 5. L'amortisseur vertical 3 est placé soit verticalement, soit incliné d'un angle par rapport à la verticale, entre l'axe médian vertical 1 et l'axe médian 2 d'un ressort hélicoïdal 9. La valeur de l'angle permet, de manière connue, de varier la part de l'amortisseur vertical 3 dans la direction transversale horizontale. En cas de besoin, l'amortissement transversal, comme représenté sur la figure 1, peut être assurée par un amortisseur transversal séparé 15, qui est placé entre le logement de paliers d'essieu 5 et le cadre 6. Une bielle d'asservissement 10 est placée, dans la direction longitudinale du véhicule, dans un point d'appui de type cardan 12 sur le logement de paliers d'essieu 5 et dans un point d'appui de type cardan 13 sur le cadre 6, de sorte que sa ligne d'exercice de force 11 passe à la distance a de l'axe médian horizontal 4. La modification de la distance a permet d'influencer la rigidité longitudinale du guidage d'un train de roulement 7, et ainsi le comportement de roulement du véhicule ainsi que l'usure entre roue et rail. L'augmentation de la rigidité longitudinale est atteinte selon le principe actif suivant: L'essieu 7 se déplace pendant le déplacement du véhicule ferroviaire de manière sinusoïdale sur le rail (voie). L'essieu 7 est alors dévié hors de sa position normale. Dans un véhicule ferroviaire conventionnel, les composants à ressorts agissent dans la direction longitudinale contre cette déviation. Dans un véhicule qui est équipé selon la présente invention avec des bielles d'axe 10, en plus de la rigidité longitudinale présente des ressorts, une autre composante de force est utilisée pour augmenter les forces longitudinales pour la déviation de l'essieu 7. Ces autres composantes résultent du fait que l'essieu 7, pour atteindre une position 8 (essieu dévié), doit tourner le logement de paliers d'essieu 5, qui est couplé par l'intermédiaire de la bielle d'asservissement 10 au cadre 6, et ainsi faire se comprimer et se détendre les éléments à ressort verticaux d'une quantité f. Le couple de forces apparaissant alors produit un moment qui provoque le retour de l'essieu 7 vers l'axe médian vertical théorique 1. L'amplitude de ce moment de retour dépend de la distance verticale a entre l'axe médian horizontal 4 et la ligne d'exercice de force 11 de la bielle d'asservissement 10. Plus la distance a est faible, plus la rigidité longitudinale du guidage de l'essieu 7 est grande. D'après une autre caractéristique de l'invention, les mouvements de rotation du logement de paliers d'essieu 5 sont amortis par l'amortisseur vertical 3 placé soit verticalement, soit incliné d'un angle par rapport à la verticale, et décalé par rapport à l'axe médian 1 et/ou par les points d'appui 12; 13 de type cardan de la bielle d'asservissement 10, conformés en amortisseurs à friction (par exemple segments à billes précontraints). Selon l'invention, on peut également, pour l'amortissement de ces mouvements, envisager l'agencement d'un amortisseur longitudinal 14 situé décalé à la hauteur de la bielle d'asservissement 10. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Train de roulement pour des véhicules ferroviaires, le cadre du bogie ou du véhicule s'appuyant par l'intermédiaire d'éléments à ressort sur les logements de paliers de l'essieu, monté avec un jeu longitudinal et transversal, caractérisé en ce qu'entre le cadre (6) et le logement de paliers d'essieu (5), d'un côté, au-dessus et au-dessous de l'axe médian horizontal (4), est placée une bielle d'asservissement (10) approximativement horizontale avec des points d'appuis (12; 13) conformés en articulation de type cardan, dont la ligne d'exercice de force (11) passe à la distance a de l'axe médian horizontal (4), et en ce que, pour amortir les mouvements, résultant du montage unilatéral et décalé de l'axe médian horizontal (4) de la bielle d'asservissement, du logement de paliers d'essieu (5), un amortisseur vertical (3) vertical ou incliné par rapport à la verticale est placé de préférence décalé par rapport à l'axe médian vertical (1), et/ou les points d'appui (12; 13) conformés en articulation sont conformés en même temps en amortisseurs à friction. 2. Train de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un amortisseur longitudinal (14) est placé décalé à la hauteur de la bielle d'asservissement (10). 3. Train de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un amortisseur transversal (15) est placé entre logement de paliers d'essieu (5) et cadre (6) du bogie ou du véhicule.