BE898509A - Appui latéral à taux différents de résistances à la compression et au cisaillement pour bogie de chemin de fer. - Google Patents

Abstract

Appui latéral pour bogie à taux différents de résistances à la compression et au cisaillement. Il comprend une plaque de base 22 et une plaque supérieure 30 entre lesquelles sont interposés deux dispositifs élastiques 36,42;ceux-ci sont usuellement des tampons élastomères à taux différents de résistances à la compression et au cisaillement;quand la voiture est vide,un seul tampon est en contact de support de charge,mais lorsqu'elle est chargée,les deux dispositifs élastiques sont en contact avec les plaques supérieures 30 et de base 22 pour supporter la charge et amortir les mouvements relatifs entre la caisse de voiture et de bogie.

Description

  Appui latéral à taux différents de résistances à la

  
compression et au cisaillement pour bogie

  
de chemin de fer. 

  
La présente invention concerne des éléments d'appui latéraux pour bogie de chemin de fer et, plus particulièrement un élément d'appui ayant des taux différents de résistances à la compression et au cisaillement.

  
Des appuis latéraux typiques pour bogies

  
de chemin de fer sont constitués par deux supports rigides montés sur la face supérieure de la traverse danseuse

  
de part et d'autre du pivot central. Ces supports peuvent être en contact avec un rouleau ou autre dispositif ou matériau à frottement faible. Un élément correspondant s'étend vers le bas à partir de la traverse danseuse

  
de la voiture. Quand la voiture fonctionne normalement, les appuis latéraux ne sont pas en contact avec la traverse danseuse de la voiture, la charge de la voiture étant supportée par le pivot central. Toutefois, dans certaines conditions de marche provoquant une inclinaison ou

  
un balancement de la voiture, les appuis latéraux entrent en contact pour éviter une inclinaison extrême pouvant mener au basculement de la voiture. Toutefois, normalement, la voiture est en équilibre sur le pivot central

  
et libre d'osciller autour de son propre axe longitudinal.

  
Des appuis latéraux auxiliaires situés

  
sur la traverse danseuse du bogie entre le pivot central et les appuis latéraux typiques ont été proposés en vue d'une meilleure stabilisation de la voiture. De tels appuis auxiliaires sont décrits dans les brevets US 3 400

  
 <EMI ID=1.1> 

  
auxiliaires est d'opposer une meilleure résistance au balancement et donc d'améliorer la répartition transversale de la charge le long de la traverse danseuse.

  
Des études ont indiqué qu'on peut améliorer la stabilité transversale, en virage et au roulis, par des combinaisons particulières des paramètres de rigidité et d'amortissement des suspensions primaire et secondaire. 

  
De plus, la rigidité et l'amortissement s'opposant au mouvement de lacet de l'ensemble traverse danseuse de bogie-caisse de voiture s'avèrent exercer une influence marquée sur la stabilité en virage et transversale.

  
La suspension secondaire d'un bogie de voiture de chemin de fer est constituée par les ressorts principaux qui supportent la traverse danseuse dans les bâtis latéraux. On peut concevoir cette suspension secondaire du bogie de voiture de chemin de fer de manière à assurer une bonne maîtrise de la stabilité au roulis, du tangage et une bonne tenue verticale par un choix judicieux des caractéristiques de flexibilité des ressorts

  
et des forces d'amortissement par frottement. Les valeurs particulières de ces paramètres dépendent du poids et

  
de la conception du véhicule, ainsi que de conditions extérieures telles que la géométrie de la voie.

  
Le bogie de voiture de chemin de fer moderne est inapte à établir, entre lui-même et la caisse

  
de voiture vide, la faible élasticité latérale souhaitée parce que la rigidité et les forces d'amortissement transversales et verticales sont fournies par les mêmes ressorts et éléments de friction, bien qu'à des taux différents. L'introduction d'appuis latéraux à contact constant a permis de maîtriser le mouvement de galop du bogie, mais ceci au dépens du comportement en virage, ce qui contribuerait selon certains à provoquer des déraillements en virage, notamment à vitesse faible.

  
La présente invention supprime les problèmes posés par les appuis latéraux connus et fournit la stabilité et l'amortissement souhaités.

  
La présente invention propose un appui latéral caractérisé par des taux différents de résistances à la compression et au cisaillement. L'appui latéral rigide typique n'est pas nécessaire. Placé sur le dessus de la traverse danseuse de bogie de part et d'autre,du pivot central, l'appui latéral à flexibilité variable comprend une plaque de base propre à être fixée sur la traverse danseuse du bogie. Présentant des bords extérieurs, des bords latéraux et un bord intérieur, la plaque de base est destinée à recevoir usuellement deux dispositifs élastiques, habituellement sous la forme

  
de tampons élastomères, dans ce qu'on peut considérer comme des poches à tampon. Il est prévu une plaque supérieure complémentaire qui s'emboîte sur les dispositifs élastiques. La plaque supérieure comporte une garniture d'usure à friction encastrée dans sa surface supérieure. Celle-ciest destinée à permettre à la traverse danseuse de caisse, présentant une surface d'usure qui repose

  
sur la garniture d'usure, de glisser le long de la garniture d'usure, assurant en conséquence un amortissement de mouvement latéral et du lacet.

  
Le premier dispositif élastique, usuellement un tampon élastomère, est usuellement muni de plaques métalliques de dessus et de dessous. Ce premier dispositif élastique est, quand la voiture est vide,

  
en contact avec les plaques d'appui latéral supérieure

  
et de base et, conjointement avec le dispositif correspondant situé de l'autre côté du pivot central, il supporte tout le poids de la voiture vide. Par conséquent, quand la voiture est vide, le pivot central ne touche

  
pas le fond de l'ouverture à pivot central de la traverse danseuse de bogie, qui est usuellement muni d'une garniture d'usure à friction.

  
Le second dispositif élastique, usuellement un tampon élastomère à plus grands taux de compression

  
et de rigidité au cisaillement que le premier dispositif élastique, est situé près du premier dispositif élastique dans les plaques d'appui latéral de base et supérieure.

  
Il est usuellement muni de plaques métalliques de dessus et de dessous. La plaque de dessus présente usuellement des bords en pente qui correspondent à des surfaces en pente des bords à rebord de la plaque supérieure. La surface supérieure de la plaque de dessus du second dispositif élastique n'entre pas usuellement en contact avec la surface inférieure de la plaque supérieure quand la voiture est vide. Ainsi, quand la voiture est à vide ou sous faible charge, il est prévu une rigidité latérale faible.

  
Quand des forces transversales agissent sur la caisse de la voiture alors que cette dernière

  
est vide, le premier dispositif élastique se déforme

  
en cisaillement transversal. A un niveau de force préfixé par le poids de la caisse de voiture et par le coefficient de frottement des matières d'interface, il y a patinage entre la traverse danseuse de caisse et la garniture d'usure d'appui latéral, ce qui assure le niveau souhaité d'amortissement latéral entre la traverse danseuse de caisse et l'appui latéral. Le degré de glissement de la plaque supérieure peut être limité par contact entre les surfaces en pente de la plaque supérieure et les bords en pente de la plaque de dessus du second dispositif élastique.

  
La rigidité au lacet est fournie en majeure partie par les caractéristiques de cisaillement du second dispositif élastique qui est monté dans la base et des plaques d'appui latéral supérieures situées à l'extérieur du premier dispositif élastique. Le reste de la rigidité au lacet est fourni par le premier dispositif élastique. Des rebords partant vers le bas de la plaque d'appui latéral supérieure entrent en contact avec les bords correspondants de la plaque de dessus du second dispositif élastique lors d'un mouvement de lacet. Le premier dispositif élastique décrit simultanément un mouvement

  
de cisaillement dans le sens de lacet grâce aux poches

  
de retenue prévues dans les plaques d'appui latéral supé-rieure et de base. Au cas où le couple de lacet excède

  
le couple de rupture au lacet préfixé, un patinage entre

  
la garniture d'usure à friction et la traverse danseuse

  
de caisse assure l'amortissement par friction du mouvement de lacet.

  
Quand la voiture est chargée, le premier dispositif élastique se trouve comprimé et la caisse

  
de voiture exerce une force suffisante pour provoquer

  
un contact entre la plaque supérieure et le second dispositif élastique et entre le pivot central et le fond de l'ouverture à pivot central de la traverse danseuse du bogie.

  
A ce moment, une compression plus accusée devient impossible et la charge verticale appliquée par la caisse

  
de voiture est alors partagée entre les appuis latéraux

  
à taux d'élasticité multiple et le pivot central. En

  
cas d'apparition d'un mouvement relatif de roulis entre

  
la caisse de voiture et la traverse danseuse de bogie,

  
ce mouvement se heurte à la résistance due à la compression du second dispositif élastique extérieur, rigide.

  
Le second dispositif élastique, ayant une plus forte résistance au cisaillement que le premier dispositif élastique, fournit la majeure partie de la rigidité transversale. Le reste de la rigidité transversale est fourni par le premier dispositif élastique. Quand des forces transversales agissent sur la caisse de voiture, le déplacement transversal de la traverse danseuse de caisse

  
exige que les forces transversales agissant sur la caisse

  
de voiture dépassent le seuil d'amorçage de mouvement

  
entre le pivot central et la garniture d'usure du pivot central de la traverse danseuse du bogie. Les forces transversales agissant sur la caisse de voiture déplacent alors les deux dispositifs élastiques en cisaillement,

  
sans qu'aucun mouvement relatif apparaisse encore entre

  
la traverse danseuse de caisse et la garniture d'usure

  
de l'appui latéral. Enfin, une fois atteinte la limite de force frottante entre la traverse danseuse de caisse et la garniture d'usure d'appui latéral, la traverse danseuse de caisse se met à glisser latéralement à frottement sur la garniture d'usure d'appui latéral et assure ainsi l'amortissement par friction de ce mouvement.

  
On va maintenant décrire le mode préféré de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:
- Fig. 1 est une vue latérale partielle avec coupes de la traverse danseuse et de l'appui latéral selon l'invention;
- Fig. 2 est, en plan, une vue partielle en coupe droite de la traverse danseuse et de l'appui latéral selon l'invention;
- Fig. 3 est une vue en coupe droite suivant la ligne 3-3 de la fig. 1;
- Fig. 4 est une vue en coupe droite suivant la ligne 4-4 de la fig. 1.

  
Sur les figures 1 et 2, on voit un tronçon de traverse danseuse 10 de bogie de chemin de fer pénétrant dans l'ouverture d'un bâti latéral 12. Au centre

  
 <EMI ID=2.1> 

  
pivot central 14, qui est de forme générale circulaire. Sur le fond de l'ouverture à pivot central 14 est disposée une garniture d'usure à friction 16, usuellement

  
en plastique ou matière analogue. Le pivot central 18 présente un tronçon inférieur 20 qui pénètre dans l'ouverture à pivot central 14 et qui, lorsque là voiture n'est pas chargée, ne touche pas la garniture d'usure de pivot central 16 de la traverse danseuse. Le tronçon inférieur
20 du pivot central 18 n'est pas circulaire, mais excentrique, sa largeur mesurée transversalement suivant la traverse danseuse étant inférieure à sa longueur mesurée perpendiculairement à la traverse danseuse. Ceci permet à la caisse de voiture, qui est fixée au pivot central par une cheville ouvrière (non représentée) de se déplacer transversalement par rapport à la traverse danseuse. Toutefois, ce déplacement est amorti comme expliqué ci-après.

  
Un appui latéral 21 est situé sur le dessus de la traverse danseuse 10. Un appui latéral correspondant est placé du côté opposé du pivot central

  
18 et comporte les mêmes pièces. L'appui latéral 21 comporte, d'une manière générale, une plaque de base rectangulaire 22 présentant un bord surélevé 24, une nervure intérieure 26 et un bord surélevé 28. Comme

  
on le voit sur les figures 3 et 4, la plaque de base

  
22 comporte aussi des bords latéraux surélevés 60, 62 et 74, 76. L'appui latéral 21 comporte aussi une plaque supérieure 30 de forme générale rectangulaire présentant un rebord marginal 32, un bord dirigé vers le bas 33, un rebord intérieur 34 et un rebord marginal inférieur 37. Comme on le voit sur les figures 3 et

  
4, la plaque supérieure 30 présente aussi des bords latéraux surélevés 64, 66 et 70, 72. Le bord surélevé

  
24, la nervure intérieure 26 et les bords latéraux 60

  
et 62 de la plaque de base définissent, avec le rebord marginal 32 et le bord dirigé vers le bas 33 de la plaque supérieure, une poche destinée à recevoir un premier dispositif élastique 36. Ce premier dispositif élastique 36 est un tampon élastomère de forme générale rectangulaire. Des plaques de dessous 38 et de dessus
40 sont fixées au dispositif élastique 36. ' Les plaques
38 et 40 sont usuellement métalliques et touchent les plaques de base 22 et supérieure 30 quand la voiture

  
de chemin de fer n'est pas chargée.

  
L'appui latéral 21 comprend encore un second dispositif élastique 42, constitué par un tampon élastomère de forme générale rectangulaire. La nervure intérieure 26, le bord surélevé 28 et les bords latéraux 74 et 76 de la plaque de base définissent une poche dans laquelle est logé le dispositif élastique 42. Ce dispositif élastique 42 comporte des plaques de dessous 44

  
et de dessus 46. Les plaques 44 et 46 sont usuellement métalliques. Quand la voiture n'est pas chargée, la plaque de dessus 46 n'est pas en contact avec la plaque supérieure 30. La plaque de dessus 46 a des surfaces marginales à angle 48 et 50 et le rebord intérieur 34 ainsi que le rebord marginal inférieur 37 de la plaque supérieure ont des surfaces à angle correspondantes 52

  
et 54. Quand la voiture est chargée, la caisse de voiture (non représentée) qui repose sur une garniture d'usure à friction 56 prévue sur le dessus de la plaque supérieure 30 exerce sur le premier dispositif élastique

  
36 une force dirigée vers le bas suffisante pour le comprimer. L'interstice 58, présente entre la plaque supérieure 30 et la plaque de dessus 46 du second dispositif élastique 42 quand la voiture n'est pas chargée, se trouve supprimé et la plaque de dessus 46 touche la plaque supérieure 30; de plus, l'interstice entre le pivot central 18 et la garniture à friction 16 de l'ouverture

  
à pivot central 14 de la traverse danseuse de bogie se trouve supprimé, et le pivot central 18 touche la garniture 16. Le poids de la voiture se répartit alors entre le pivot central et les deux dispositifs élastiques des deux appuis latéraux.

  
Le premier dispositif élastique 36 de l'appui latéral est usuellement constitué par un tampon élastomère, de même que le second dispositif élastique 42.

  
Le taux de compression du premier dispositif élastique

  
36 est usuellement plus faible que celui du second dispositif élastique 42. Le taux de résistance à la compression du dispositif élastique 36 est de l'ordre de 0,25 fois le poids à vide de la voiture en poids unitaire

  
par longueur unitaire. Le taux de résistance au cisail-lement du premier dispositif élastique 36 est aussi usuellement inférieur à celui du second dispositif 42.

  
Quand la voiture est à vide, il est possible que le premier dispositif élastique 36 soit déformé latéralement sous l'effet de forces latérales ou de cisaillement exercées par la caisse de voiture sur la plaque supérieure 30 du fait de son contact avec la garniture d'usure 56. Les forces agissant sur la plaque supérieure
30 amènent celle-ci à se déplacer latéralement. Toutefois, ce déplacement latéral de la plaque supérieure 30 peut être limité du fait que l'une ou l'autre des surfaces latérales à angle 48 ou 50 de la plaque d'usure de dessus
46 du second dispositif élastique 42 rencontre (selon

  
la direction de la force latérale) la plaque supérieure

  
30 en cours de déplacement sur l'une ou l'autre des surfaces à angle correspondantes 52 ou 54 des rebords 34 et

  
37 selon la conception du bogie.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Bogie de chemin de fer comportant une traverse danseuse (10), une ouverture à pivot central

2. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de base (22)

et la plaque supérieure (30) présentent une partie marginale surélevée, une partie intérieure surélevée et des bords latéraux (24, 26, 60 et 62, 32 et 33) pour définir une poche destinée à recevoir le premier dispositif élastique (36) .

3. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque de base (22)

et la plaque supérieure (30) présentent une partie de

bord surélevée, une partie intérieure surélevée et des bords latéraux (28, 26 et 74, 76) pour définir une poche destinée à recevoir le second dispositif élastique

(42) .

4. Bogie de chemin de fer selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties marginale

et intérieure surélevées de la plaque supérieure (30)

ont des surfaces inclinées (52, 54) et en ce que le second dispositif élastique (42) a des surfaces inclinées correspondantes (48, 50) sur ses bords supérieurs.

5. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance à la compression du premier dispositif élastique (36) est

plus faible que celle du second dispositif élastique (42).

6. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance au cisaillement du premier dispositif élastique (36) est plus faible que celle du second dispositif élastique (42).

7. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second dispositif élastique (42) est situé extérieurement au premier dispositif élastique (36).

8. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que des plaques de dessus <EMI ID=3.1>

tifs élastiques (36, 42).

9. Bogie de chemin de fer selon la revendication 8, caractérisé en ce que la plaque de dessus

(46) du second dispositif élastique (42) a des bords inclinés (48, 50) et la plaque supérieure (30) a des surfaces à angle complémentaires (52, 54).

10. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second dispositifs élastiques (36, 42) sont en matière élastomère.

11. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que quand la voiture est

à vide, le premier dispositif élastique (36) touche la plaque supérieure (30) et la plaque de base (22) et le second dispositif élastique (42) touche la plaque de

base (22) et un interstice existe entre le second dispositif élastique (42) et la plaque supérieure (30) ainsi qu'entre le pivot central (18) et l'ouverture à pivot central (14) de la traverse danseuse (10).

12. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que quand la voiture est chargée, les premier et second dispositifsélastiques

(36, 42) touchent la plaque de base (22) et la plaque supérieure (30), et le pivot central (18) touche l'ouverture à pivot central (14) de la traverse danseuse (10).

13. Bogie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture à pivot central (14) est circulaire et le pivot central (18)

est excentrique pour ménager un interstice latéral permettant le déplacement latéral de la caisse de voiture supportée sur la traverse danseuse.

14. Dispositif d'appui latéral pour utilisation dans un bogie de chemin de fer, caractérisé

en ce qu'il comprend une plaque de base (22) et une plaque supérieure (30), ces plaques de base et supérieure étant agencées pour recevoir un premier dispositif élastique (36) et un second dispositif élastique (42).

(14) ménagée dans la traverse danseuse (10) pour recevoir un pivot central (18), caractérisé en ce qu'il comporte deux ensembles d'appui latéral (21) situés sur le dessus de la traverse danseuse de part et d'autre de l'ouverture

à pivot central, chacun des ensembles d'appui latéral comportant une plaque de base (22) et une plaque supérieure (30), un premier dispositif élastique (36) situé entre la plaque de base et la plaque supérieure et un second dispositif élastique (42) situé entre la plaque de base

et la plaque supérieure.

15. Dispositif d'appui latéral selon la revendication 14, caractérisé en ce que le premier dispositif élastique (36) est à plus faible résistance à

la compression que le second dispositif élastique (42).

16. Dispositif d'appui latéral selon la revendication 14, caractérisé en ce que la résistance

au cisaillement du premier dispositif élastique (36)

est plus faible que celle du second dispositif élastique (42) .

17. Dispositif d'appui latéral selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte une garniture d'usure à friction (56) sur le dessus de la plaque supérieure (30).

18. Procédé d'amortissement des mouvements latéraux, de lacet de roulis apparaissant entre

une caisse de voiture de chemin de fer et une traverse danseuse de bogie, caractérisé en ce qu'il consiste à prévoir deux appuis latéraux sur la traverse danseuse

de bogie, chaque appui latéral présentant deux taux différents de résistances au cisaillement et à la compression, de sorte que l'amortissement des mouvements latéraux, de lacet et de roulis a lieu à un premier taux quand la voiture est vide et à un taux plus grand quand la voiture est chargée.