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"Pert.ot1onnementa apportés aux bogies de chou mins de fer"
La présente invention concerne des perfectionne de wagon* mente apportés aux bogies amortis/de chemins de fer et, plus particulièrement* un dispositif de verrouillage du châssis latéral et de la traverse dansante de bogie pour des bogies de ce type.
Le dispositif déverrouillée du châssis latéral et de la traverse dansante du bogie suivant la présente in- vention permet d'éviter -ou de réduire au minimum.- le mouve-
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ment horizontal et de rotationde la traYer8edanDante du bogie par rapport aux châssis latéraux.
Avant que les bogies amortis de ce type soient, connus, tous les bogies des wagons de marchandises étalent réalisés avec un jeu minimal entre les surfaces internes
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des parois dt6hisais latéral et les surfaces externes adja- centes des parois latérales de la traverse dansante,de sorte
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que tout déplacemetntransversl de la traverse de bogie, sur les ressorts supportant la charge, dans une direction longi- tudinale par rapport au bogie, ainsi que toute rotation de ladite traverse autour de son axe longitudinal,étaient réduits au minimum et, en tous cas, insuffisant pour entraîner des Inconvénients et susciter des problèmes.
Dans les bogies amortis des wagons de marchandises actuels, toutefois, et afin que les mécanismes d'amortisse- ment puisent fonctionner correctement$ les patine de trio tion doivent avoir la place de se déplacer transversalement à la traverse de bogie lorsqu'ils sont actionnés par leurs ressorts,Lorsque les ressorts de friction se trouvent dans des conditions normales de compression ou d'expansion, ils sollicitent les patins correspodants à venir en contact étroit avec les surfaces adjacentes de friction du châssis latéral et permettent ainsi le maintien du jeu nécessaire entre la traverse de bogie et lesdites surfaces de friction.
On a constate, toutefois, dans certains cas, et notamment lorsque les wagons subissent des chocs ou heurts particu- lièrement durs dans le sens longitdinal, à la suite de ma- noeuvres d'aiguillage sur des dos d'ânes très prononces, que les traverses dansantes des bogies se déplacent de telle sorte que lesdits ressorts de friction deviennent inopérants et cessent de maintenir un jeu correct entre la traverse et les surfaces de friction du châssis latéral.
Du fait que la plupart des wagons sont suscepti- bles de subir des chocs à des vitesses pouvant aller jus qu'à environ 10 km à l'heure, sans risque de déplacement de leurs traverses de bogie, il n'en résultera aucun problème particulier pendant les opérations normales d'aiguillage,
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mais seulement un risque au cours des manoeuvres abusives d'aiguillage de ces wagons effectuées sans précautions sur des dos d'ânes par exemple.
Bien que ces dernières années, l'installation des gares de triage automatiques ait réduit, dans une cer taine mesure, le grand nombre des opérations d'aiguillage classique des wagons de marchandises, donnant généralement lieu à des heurts, il est pratiquement impossible d'éliminer entièrement ces incidents.
Par suite d'essais effectués dans la pratique, il a été constaté que, pour des vitesses d'environ 16 km/h ou plus, la traverse dansante des bogies tend à tourner au- tour de son'axe longitudinal par rapport au châssis latéral., Lorsque le mouvement,, du wagon cesse, le bogie tend oonti- nuer son déplacement: vers l'avant et un mouvement instant - né de basculement est communiqué à la traverse de bogie, te qui détend une partie des ressorts d'appui et si cette ac tion est d'une forci) suffisante, fait sortir brusquement lesdits ressorts de châssis latéraux.
Une autre conséquence d'un choc sévère vient du,, fait que le bogie tendant à continuer son déplacement vers l'avant, le mouvement de rotation de la traverse dansante du bogie tend à détendre les ressorts d'appui avant et à com- primer les ressorts arrière, de sorte que la traverse de bo- gie se trouve ooinoée contre les parois avant des châssis latéraux et dégagée des parois arrière . La traverse de bo- gie étant basculée et coincée contre une paire de longerons du châssis latéral, les dispositifs de friction ménagés sur de bogie ce côté de la traverse/à proximité desdits longerons se
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trouveront sur-comprimés, alors que les dispositifs de fric- tion montés sur les côtés opposés de la traverse seront trop distendus.
Il en recuite naturellement des surfaces d'usure anormales sur les patins de friction, ainsi que sur les sur* faces en contact avec eux, ce qui abrège la durée pendant la- quelle peuvent servir les patins.
Si la traverse dansante a été coincée contre les longerons correspondants du châssis latéral avec une force suffisante, ellepeut se déplacer latéralement sur les ressorts supportant la charge, de sorte que la résistance de friotion entre les surfaces supérieures des ressorts de charge et la surface inférieure de la traverse de bogie est trop grande pour permettre à ladite traverse de revenir, -ou d'être sol licitée par les ressorts de friction-, dans une position correcte par rapport aux longerons du châssis,
I11 est également possible qu'un déplacement rela tivement faible de la traverse puisse se produire et que les ressorts de charge soient quelque peu déplacés,
sans qu'on s'en aperçoive alors que le wagon oontinue à être en service, Dans ces conditions, l'action d'amortissement continuera à s'exercer, la charge provenant des dispositifs d'amortisse- ment de l'un des côtés de la traverse de bogie s'ajoutant à l'autre; il en résultera néanmoins des surfaces d'usure ir. régulières ou inégales, réduisant la durée de fonctionnement des diverses parties.
En conséquence, et pour autant qu'un bogie amorti nécessite une distance prédéterminée, bien définie, entre les longerons du châssis et les patins de friotion dans 1'c-
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rifice où est logée la traverse, afin d'empêcher toute usure Irrégulière ou inégale des surfaces d'amortissement et assurer ainsi une durée de fonctionnement maximale des éléments, il y a avantage à maintenir cette distance et à prévoir d'autres moyens pour limiter le mouvement horizontal et de rotation de la traverse à l'intérieur dudit orifice.
L'invention a donc pour objet de fournir un bogie amorti pour wagon de chemin de fer, oomportant des moyens pour réduire le mouvement indésirable, horizontal et de rotation de la traverse dansante de bogie relativement aux châssis la- téraux, sans diminuer l'espace entre les surfaces de friction des parois des longerons du châssis latéral.
Plus particulièrement, l'invention se propose de réaliser un montage châssis latéral-traverse dansante de bogie équipé d'un dispositif d'arrêt spécial, sur le châssis latéral venant en contact avec les parois latérales de la traverse de bogie à proximité des dispositifs d'amortissement, en vue de - limiter le mouvement de ladite traverse dans l'orifice corres- pondant du châssis latéral.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription détaillée qui suit faite avec référence aux dessins annexés, sur lesquels 1'
Fig. 1 est une vue partielle en élévation latérale, d'une partie d'un bogie de wagon de chemin de fer, équipé conformément à la présente invention;
Fig, 2 est une vue en élévation en bout du montage représenté à la fige 1, dont certaines parties sont représen- tées en coupe verticale;
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Fige 3 est une vue en plan par-dessus à plus grande éohelle d'une partie du montage de la fige 1, dont' certaines parties sont représentées en coupe horizontale.
@ Fig.4 et 5 sont des graphiques schématiques re présentant le rapport des surfaces correspondantes de la tram verse de bogie et des longerons de châssis d'un bogie classi- que et d'un bogie suivant l'inventions
Il faut remarquer que certains éléments ont été omis sur certaines des vues et représentés, pour une meilleure compréhension, sur d'autres vues.
Comme le montrent les dessins annexés, l'invention est décrite en regard d'un bogie de wagon de chemin de fer qui comporte une paire de châssis latéraux indiqués dans l'en- semble en 10, reliés entre eux par une traverse de bogie dis- posée transversalement, indiquée dans son ensemble en 12, et supportés à leurs extrémités par une paire de roues et essieux, globalement indiqués en 14 Certaines parties seule- ment du châssis latéral et du train de roues et d'essieux sont visibles sur les dessins, ces châssis, de même que le train de roues et d'essieux.étant Identiques, chaque châssis latéral étant symétrique par rapport à son plan central trans- versal, vertical.
Comme le montre la figure 1, chaque châssis laté ral comporte une paire d'éléments 16 et 18 de tension et de compression, disposée longitudinalement, qui sont réunis à leurs extrémités pour former un logement 20 destiné à rece. voir un train de roues et essieux 14 classique.
Entre leurs extrémités, les éléments de tension et de compression sont maintenus écartés l'un de l'autre et reliés entre eux par
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une paire de longerons disposée verticalement 22 et espa- cés l'un de l'autre dans le sens de la longueur du chassie latéral, de manière à ménager entre eux une ouverture 24 pour la traverse dansante du bogie,
Comme on peut le voir plus clairement sur la figure 2, la traverse de bogie 12 présente une paire d'ex- trémités en forme de caisson 26 (dont une seule est repré- sentée), respectivement supportée* sur un certain nombre de ressorte hélicoïdaux comprimés en charge - @ 28, qui sont, à leur tour,
montés sur un siège à ressort 30 monté à l'intérieur de l'élément 16 du châssis dans l'ouverture de la traverse 24
Chaque extrémité de la traverse de bogie (dig. 2) oomprend une paire de poches 32 disposées de part et d'au. tre de la traverse, au voisinage des longerons 2 Dans chacune de ces poches est monté un patin de friction 34 et un ressort 36 (Pige 1) sollicitant le patin à venir en on taot de friction aveo une paroi inclinée 38 prévue dans ladite poohe de la traverse et aveo une surface de friotion verticale 40 présentée par une plaque d'usure 42 rigidement fixée à une paroi verticale 44 du longeron adjacent 22.
Le mode de réalisation du patin de friction et du ressort n'a pas été représenté en détail, ne faisant pas partie de la présente invention et pouvant être de tout type approprié, par exemple celui décrit dans le Brevet des U.S.A. No. 2,378,41.4 dépo en regard des Figures 7-11 de oe Brevet,
11 est bien connu dans la technique relative aux bogies de wagons de chemins de fer que les dispositifs
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d'amortissement du type précédemment décrit.; sont généralement utilisés pour amortir les oscillations verticales des ressorts 28 supportant la traverse du bogie.
Au cours du fonctionne- ment, les ressorts de friction 36 réagissent entre la traverse et les patins de friction pour appliquer les patins contre les parois inclinées 38 et l'action de coincement entre ces parois et les patins sollicite ceux-ci vers l'extérieur pour les amener en contact de friction avec les surfaces de trio tion présentées par les longerons contigu Le dispositif d'amorti..,ment peut être monté à l'envers, les patina et le% ressorts étant logés dans des poches des longerons, de sorte que les ressorts de friction réagissent entre les longerons et les patins pour amener ceux-ci en contact avec les parois inclinées des longerons et avec les parois latérales verti cales de la traverse do bogie,Le résultat est identique,
avec l'un ou l'autre do ces montages. Dans ces deux modes de montage (dont seul le premier a été représenté sur le dessin), l'ouverture de la traverse de bogie doit être suffisamment large pour permettre un certain degré de mouvement latéral ou de côté du châssis latéral. On sait, de même, que la tra- verse de bogie doit présenter un certain degré de liberté de mouvement longitudinal, latéralement par rapport au châssis.
On peut limiter le mouvement longitudinal de la traverse de bogie, en prévoyant, de chaque coté de son extré- mité, une paire de pattes ou attaches métalliques latérales intérieure et extérieure 46 et 48, respectivement, s'avançant dans une direction normale à l'axe longitudinal de la traverse de bogie, et disposées à proximité des côtés, intérieurs et ex- térieueg des brides verticales intérieures et extérieures 50 et 52, respectivement, des longerons du châssis*
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Bien que les patins de friction peuvent uniquement effectuer un mouvement;
horizontal limite, on ne saurait les utiliser comme moyen d'arrêt pour limiter le mouvement de cote de la traverse entre les longerons du châssis étant donné que dans ce cas., ils ne feraient que chevaucher con- tinuellement,en avant et en arrière, les parois inclinées, en permettant à la traverse de se déplacer librement dans le sens \ la fois vertical et horizontal.
Dans la technique connue, les moyens pour limiter le mouvement latéral ou de coté de la traverse de bogie en- tre les longerons du châssis consistaient à mettre en con- taot les angles 56 des longerons, disposés extérieurement et près des cotés opposés des plaques 42, avec les épaule- monts adjacents 54 de la traverse de bogie, disposés inté- rieurement et près des cotés opposés des poches 32 de la traverse.
Dans les dispositifs antérieurement utiliséesla distance totale entre les surfaces 56 des brides des longe- rons et les surfaces verticales 54 de la paroi des traverses de bogie était très variable, mais dans tous les cas elle était suffisante pour permettre un certain déplacement laté- ral indésirable de la. traverse dans l'ouverture du châssis latéral.
En raison de oe jeu exagéré, et lorsque les wagons sont soumis à des chocs longitudinaux très durs, comme dans les opérations d'attelage, la traverse de bogie tend à faire deux choses elle peut soit se déplacer latéralement, contre les longerons les plus avancés, entraînant le basculement des ressorts de charge 28, soit former un angle par rapport à la verticale* Dans ce cas, les ressorts restent parfois
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dans une position inclinée ou armée et maintiennent la traverse de bogie coincée contre les longerons frontaux, de sorte que la traverse ne peut jamais se centrer. 11 en résulte un mauvais fonctionnement du système d'amortisse- ment au cours de l'utilisation du wagon.
De même, lors d'un choc longitudinal subi par le wagon, si la traverse de bogie présente un jeu excessif, elle tend à tourner autour de son axe longitudinal. Si cette rotation est suffisamment forte, elle peut entraîner les ressorts de charge 28 à sor- tir brusquement hors du wagon, ou tout au moins à basculer suffisamment pour coincer la traverse de bogie oontre les longerons frontaux. De même, si la rotation est assez grande, elle peut entraîner le déplacement de la connexion de pi- votement entre la traverse de bogie et le corps du wagon.
Bien que l'on connaisse dans la technique les effets nuisibles de :La rotation ou du déplacement de la traverse de bogie, on n'avait pas réussi jusqu'à présent à réduire le jeu entre celle-ci et les éléments constituant le châssis latéral de façon à permettre le montage facile du bogie et le fonctionnement convenable du système d'amor- tissement,
On a essayé de réaliser les surfaces 54 de la tra- verse de bogie de facon à diminuer la distance qui les se* pare des surfaces adjacentes 56 du châssis, maisdu fait que les zones de contact entre ces surfaces étaient très petites et la pression trop grande, ces surfaces d'angle et d'épaulement s'usaient rapidement, après des intervalles de temps extrêmement brefe/er service,
de sorte que le jeu excessif entre les organes apparaissait à nouveau.
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Conformément à l'invention, on peut réduire de @ façon satisfaisante le mouvement latéral de la traverse de au bogie et ce/degré désiré, en prévoyant des attaches ou pattes d'arrêt 58 sur les faces intérieures des brides intérieures
50 des longerons du châssis. Les pattes 58 s'avancent vers l'intérieur et présentent des surfaces 60 disposées face à faoe aveo les surfaces 62 qui sont orientées vers l'extérieur, et portées par des cales de traverse intérieures 46 Grâe à ce dispositif, si l'on dispose les surfaces 60 à une dis tanoe correcte des .surfaces 62, on peut limiter le mouvement de la traverse de bogie au degré indispensable voulu.
Bien que oertains dispositifs antérieurement connus, et notamment celui du Brevet U.S.A. No, 2,378,41 ci-dessus mentionné comportent des attaches ou pattes sur les longe- rons du châssis destinés à venir en contact avec les cales de la traverse de bogie, ces pattes ont été utilisées pour une raison totalement différente, par exemple pour réduire le mouvement longitudinal de la traverse, les deux faoes desdites cales de la traverse venant en contact aveo l'une des faces des longerons du châssis, oe qui élimine la néoes- site de prévoir des cales de traverse à la foi sur le côté intérieur et sur 1e côté extérieur desdits longerons.
Dans ces dispositifs connus, les pattes des longerons n'étaient Jamais destinées à fonctionner comme dispositif d'arrêt pour limiter le mouvement de coté ou latéral de la traverse de bogie, longitudinalement par rapport au châssis latéral, dans l'ouverture ménagée dans celui-ci pour la traverse.
Le mouvement de o8té de la traverse de bogie était limité, dans les bogies amortis olassiques, par le contact entre les surfaces 54 des parois latérales de la traverse de bogie et les surfaces 56 des brides des longerons 50 et 52
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Du fait que le jeu entre les cales de traverse de bogie et les attaches des longerons était supérieur à celui entre les surfaces verticales correspondantes de la traverse de bogie et des longerons de châssis, oe dernier jeu était prépondérant et déterminait le degré maximal du mouvement de la traverse de bogie dans l'ouverture corres- pondante du châssis,
Les figures 4 et 5 représentent schématiquement le rapport entre les surfaces de oontaot de la traverse de bogie et des longerons de châssis, d'une part dans un montage de bogie classique, et d'autre part,
dans un bogie suivant la présente invention. Les dimensions pour les deux figures sont relatives à un bogie amorti classique de 50 tonnes c
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<tb> Figure <SEP> 4 <SEP> (Bogie <SEP> classique)
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<tb> A <SEP> - <SEP> Hauteur <SEP> externe <SEP> de <SEP> l'extrémité <SEP> de <SEP> la <SEP> tra-
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<tb> verse <SEP> de <SEP> bogie <SEP> env.
<SEP> 15 <SEP> dm
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<tb> B <SEP> - <SEP> Largeur <SEP> externe <SEP> de <SEP> la <SEP> traverse <SEP> entre
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<tb> surfaces <SEP> 54-54 <SEP> 34 <SEP> cm
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<tb> C <SEP> - <SEP> Distance <SEP> entre <SEP> surfaces <SEP> de <SEP> longerons
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<tb> (56-56) <SEP> 35 <SEP> cm
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<tb> D <SEP> - <SEP> Dimension <SEP> effeotive <SEP> de <SEP> la <SEP> diagonale
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<tb> de <SEP> la <SEP> traverse <SEP> 37 <SEP> cm
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<tb> 2E- <SEP> Jeu <SEP> total <SEP> entre <SEP> la <SEP> traverse <SEP> et <SEP> le
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<tb> châssis <SEP> latéral <SEP> 13 <SEP> mm
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<tb> E <SEP> - <SEP> Jeu <SEP> d'un <SEP> seul <SEP> côté <SEP> entre <SEP> la <SEP> traverse <SEP> et <SEP> le <SEP> 6,
35 <SEP> mm
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<tb> châssis <SEP> latéral
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<tb> FIGURE <SEP> 5 <SEP> (Bogie <SEP> suivant <SEP> l'invention)
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<tb> A <SEP> - <SEP> Hauteur <SEP> externe <SEP> de <SEP> la <SEP> traverse <SEP> de <SEP> bogie <SEP> env <SEP> 15 <SEP> cm
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<tb> B' <SEP> Distance <SEP> entre <SEP> les <SEP> surfaces <SEP> des <SEP> cales
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<tb> de <SEP> la <SEP> traverse <SEP> 62-62 <SEP> 41 <SEP> d
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<tb> c' <SEP> Distance <SEP> entre <SEP> surfaces <SEP> d'arrêt <SEP> des
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<tb> longerons <SEP> de <SEP> châssis <SEP> 60-60 <SEP> 41,5 <SEP> cm
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<tb> D'- <SEP> Dimension <SEP> effective <SEP> de <SEP> la <SEP> diagonale <SEP> e
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<tb> de <SEP> la <SEP> traverse <SEP> 43,
5 <SEP> cm
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<tb> 2e <SEP> Jeu <SEP> total <SEP> entre <SEP> surfaces <SEP> de <SEP> la <SEP> tra-
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<tb> verse <SEP> et <SEP> des <SEP> châssis <SEP> 4,8 <SEP> mm
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<tb> E' <SEP> Jeu <SEP> d'un <SEP> seul <SEP> coté <SEP> entre <SEP> surfaces
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<tb> de <SEP> la <SEP> traverse <SEP> et <SEP> des <SEP> châssis <SEP> 2,4 <SEP> m
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Dans le système de la Figure 4., le rapport du jeu total entre les surfaces de la traverse et du chassie (2E) et la dimension diagonale effective de la traverse (D) est de 3 à 100, approximativement, ou, en d'autres termes,' le jeu est de 3% de la dimension effective de la traverse de bogie.
Dans oe montage, la traverse peut se déplacer librement et tourna autour de son axe longitudinal, son angle relativement à l'horizontale étant supérieur à 7
Par contre, dans le montage représenté sur la Figure 5, le rapport du jeu total (2E) entre les surfaces de la traverse de bogie et le chassis latéral à la dimen- sion effective en diagonale (D') est d'environ 1 à 100, soit 1% de la dimension effective de la traverse.Dans cette disposition, l'écart entre les surfaces de butée 60 et 62 est inférieur à 6,5 mm et l'angle de rotation maximal du pivot inférieur à 2
La différence entre le degré de rotation permise dans les bogies de type classique et celle permise dans le
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nouveau bogie amorti à dispositif d'arrêt de la traverse,
a été démontrée par des essais réels et les résultats ont été hautement satisfaisants,
Lorsque des wagons, équipes de bogies amortis classiques étaient soumis à des chocs de tempoange à des vitesses dépassant 16 km/heure , le déplacement de la traverse de bogie était très fréquent, alors que les wa- gons équipés de la traverse de bogie suivant l'invention ont été soumis à dea chocs de tamponnage à des vitesses jusqu'à environ 30 km/heure sans constater un déplacement sensible de la traverse de bogie.