Brevet FR2775461A1 — publié le 19990903

BOGIE MOTEUR DE VEHICULE DE TRACTION COMPORTANT AU MOINS UN MOTO-REDUCTEUR DISPOSE A L'INTERIEUR DU CHASSIS DE BOGIE ET VEHICULE DE TRACTION COMPORTANT UN TEL BOGIE MOTEUR La présente invention concerne un véhicule de traction, notamment ferroviaire, comportant au moins un bogie de châssis dans lequel est disposé au moins un motoréducteur, en général, et porte, plus particulièrement, sur un bogie moteur de véhicule de traction comportant au moins un moto-réducteur disposé à l'intérieur du châssis dudit bogie. L'ensemble moto-réducteur est monté dans le bogie moteur ferroviaire par l'intermédiaire d'éléments élastiques et amortissants permettant le déplacement latéral du motoréducteur dans le châssis de bogie. Comme il est indiqué dans le document FR 2 426 600, il est impératif, dans les véhicules destinés à rouler à grande vitesse, en particulier dans les véhicules ferroviaires, d'élever le plus possible la vitesse dite critique par des dispositions particulières de structure pour permettre une marche stable. La vitesse appelée critique est celle à laquelle la fréquence propre du bogie est proche de la résonance. La fréquence à laquelle le bogie vibre est d'autant plus élevée que la vitesse de marche du véhicule est élevée. il est donc avantageux pour cette raison qu'un bogie moteur ait une masse non suspendue très faible afin que son moment d'inertie soit faible vis-à-vis des translations perpendiculaires à la direction de marche ainsi que vis-àvis des rotations autour de son axe vertical. Le moto-réducteur est fixé dans le châssis du bogie dans les véhicules de traction connus et qui sont en service en très grand nombre. Un arbre, qui est de préférence creux, assume dans ce cas avantageusement la transmission d'énergie du train d'engrenage réducteur aux roues par l'intermédiaire de l'essieu. Ainsi la masse non suspendue d'un véhicule de traction de ce type comprend uniquement la masse des roues, celle des essieux et celle d'une partie de l'arbre. Le bogie d'un véhicule ferroviaire exécute des mouvements transversaux et de rotation, connus sous la dénomination de marche sinusoïdale, même sur une voie absolument rectiligne et plane. Les forces exercées par cette marche sinusoïdale et les fréquences des oscillations qui en résultent augmentent avec l'accroissement de la vitesse du véhicule. I1 faut ajouter à ces forces celles qui sont dues aux imprécisions de la voie, aux chocs provoqués par celles-ci, aux aiguillages et aux courbes, ces forces étant la cause de phénomènes d'instabilité. Ceux-ci sont en particulier sensibles lorsqu'il s'agit d'un bogie moteur et que le motoréducteur est fixé rigidement sur le bogie. La masse du moteur et de la transmission augmente donc la masse non suspendue du bogie. Ce montage n'est donc pas utilisable pour les véhicules qui doivent rouler à des vitesses élevées. I1 existe des véhicules de traction ferroviaires qui sont destinés à des vitesses élevées et dont la masse non suspendue du bogie est réduite par la fixation du moteur et de la transmission non pas au bogie mais au châssis de la caisse. Un arbre de cardan assure la transmission d'énergie du train réducteur aux roues menées par l'intermédiaire d'un second train d'engrenage monté sur l'essieu. Les mouvements de contraction et d'extension de ces cardans télescopiques font apparaître des forces de frottement qui sont fonction du couple à transmettre et qui freinent le mouvement. Par ailleurs, le poids de l'arbre télescopique est nécessairement supérieur à un cardan non divisé. L'invention a donc pour objet un bogie moteur de véhicule de traction tel que spécifié, mais perfectionné de manière que les masses qui sont suspendues de façon élastique dans le châssis de bogie permettent de diminuer les fréquences dites critiques et ainsi augmenter les vitesses dites critiques pour des véhicules ayant une charge à l'essieu élevée. Selon une particularité essentielle de l'invention, le groupe moto-réducteur est suspendu dans le châssis de bogie à trois biellettes élastiques de manière à être mobile dans le sens perpendiculaire au sens longitudinal de marche du véhicule. Un amortisseur fixé entre le châssis de bogie et le moto-réducteur permet d'augmenter l'amortissement de l'ensemble. Le principe de l'invention se fonde sur le fait que les oscillations latérales du moto-réducteur et les inerties mises en jeux jouent le rôle d'un batteur. C'est-à-dire que lors de marche à grande vitesse ou lors de passage sur un choc tel que les aiguillages par exemple, le bogie subit un choc latéral qui entraîne l'instabilité du véhicule d'où le risque de déraillement de celui-ci. Par ce principe d'invention, l'inertie et le déplacement latéral élastique du groupe moto-réducteur dans le châssis de bogie s'opposent au choc de l'ensemble en amortissant et en provoquant un déphasage entre la fréquence propre du bogie complet et celle du moto-réducteur. Un amortisseur de vibrations permet d'amoindrir les mouvements propres du groupe moto-réducteur. Conformément à l'invention, le bogie moteur de véhicule de traction comportant au moins un moto-réducteur disposé à l'intérieur d'un châssis de bogie, ledit motoréducteur étant suspendu dans ledit châssis de bogie au moyen d'au moins deux biellettes élastiques, se caractérise en ce que lesdites biellettes élastiques prennent toutes appui audit châssis de bogie, en ce que lesdites biellettes élastiques sont telles que ledit moto-réducteur suspendu est mobile dans le sens perpendiculaire au sens longitudinal de marche dudit véhicule et en ce qu'un amortisseur est fixé entre ledit châssis de bogie et ledit moto-réducteur. Le bogie moteur de l'invention satisfait également à l'une au moins des caractéristiques suivantes: - ledit moto-réducteur est suspendu du côté essieu, audit châssis de bogie par une biellette et, du côté moteur, audit châssis de bogie par deux biellettes, - ledit moto-réducteur est suspendu du côté essieu audit châssis de bogie par deux biellettes et, du côté moteur, audit châssis de bogie par une biellette. Conformément à l'invention, le véhicule de traction comporte au moins un bogie moteur tel que défini précédemment. Un avantage du bogie moteur selon l'invention, est l'indépendance complète du bogie, aussi bien au niveau des interfaces mécaniques qu'au niveau des couplages dynamiques en alignement et en rotation entre la caisse et le bogie, contrairement à certain système où une partie du groupe moto-réducteur est suspendue sous la caisse. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description du mode de réalisation préféré du bogie moteur de véhicule de traction, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective partielle, partiellement schématisée et partiellement en coupe, du bogie moteur de véhicule ferroviaire lourd à grande vitesse de l'art antérieur cité ci-dessus, le groupe moto-réducteur étant suspendu sous la caisse et disposé dans le châssis de bogie par l'intermédiaire de trois biellettes, - la figure 2 est une vue en perspective partielle, partiellement schématisée et partiellement en coupe, d'un bogie moteur de véhicule ferroviaire lourd à grande vitesse selon l'invention, le groupe moto-réducteur étant suspendu et disposé dans le châssis de bogie par l'intermédiaire de trois biellettes. La figure 1 montre un bogie moteur de véhicule de traction de l'art antérieur cité ci-dessus. Le bogie moteur comporte au moins un moto-réducteur 6, 10 disposé à l'intérieur d'un châssis 4 de bogie, le motoréducteur 6, 10 étant suspendu au châssis 13 de la caisse au moyen d'au moins deux biellettes élastiques 7, 8, 9. La figure 2 illustre une voie 1 sur laquelle sont posées deux roues motrices 2. Un essieu 20 relie les roues motrices 2. Un châssis de bogie 4 prend appui par l'intermédiaire de ressorts 3 sur des boîtes d'essieu 11. Une barre de traction 5 disposée au milieu du châssis 4 de bogie assure la liaison entre le châssis de bogie et la caisse. Un moto-réducteur 6, 10 comportant un moteur 6 et un réducteur 10 est disposé à l'intérieur du châssis 4 de bogie. La suspension du moto-réducteur 6, 10 au châssis 4 de bogie est assurée par trois biellettes 7, 8, 9. Les biellettes 7, 8, 9 sont telles que leur structure autorise uniquement un mouvement du moto-réducteur 6, 10 transversalement par rapport à la direction de marche. Le réducteur 10 est bridé sur le moteur 6 et se compose d'un pignon 15 calé sur l'arbre moteur, d'une roue intermédiaire 16 et d'une couronne 17 qui sont représentés schématiquement. Un arbre creux de transmission 18 transmet l'énergie de rotation de la couronne 17 directement à l'essieu 20. Un amortisseur 12, fixé entre le châssis 4 de bogie et le moto-réducteur 6, 10, permet d'amortir les mouvements. REVENDICATIONS 1. Bogie moteur de véhicule de traction comportant au moins un moto-réducteur (6, 10) disposé à l'intérieur d'un châssis (4) de bogie, ledit moto-réducteur (6, 10) étant suspendu dans ledit châssis (4) de bogie au moyen d'au moins deux biellettes élastiques (7, 8, 9), caractérisé en ce que lesdites biellettes élastiques (7, 8, 9) prennent toutes appui audit châssis (4) de bogie, en ce que lesdites biellettes élastiques (7, 8, 9) sont telles que ledit moto-réducteur (6, 10) suspendu est mobile dans le sens perpendiculaire au sens longitudinal de marche dudit véhicule et en ce qu'un amortisseur (12) est fixé entre ledit châssis (4) de bogie et ledit moto-réducteur (6, 10). 2. Bogie moteur selon la revendication 1, dans lequel ledit moto-réducteur (6, 10) est suspendu du côté essieu (20), audit châssis (4) de bogie par une biellette (9) et, du côté moteur (6), audit châssis (4) de bogie par deux biellettes (7, 8). 3. Bogie moteur selon la revendication 1, dans lequel ledit moto-réducteur (6, 10) est suspendu du côté essieu audit châssis (4) de bogie par deux biellettes (7, 8) et, du côté moteur (6), audit châssis (4) de bogie par une biellette (9). 4. Véhicule de traction comportant au moins un bogie moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes.