Boggie pour véhicule sur rails La présente invention est relative à un boggie pour véhicule sur rails permettant d'en augmenter la sécu rité, la vitesse et le confort.
En ce qui concerne les boggies connus, il existe toute une série d'inconvénients créant des difficultés pour l'exploitation des véhicules. Un de ces inconvénients réside dans le fait que dès les vitesses moyennes, le con fort obtenu pour les voyageurs ne répond pas aux exi gences des temps modernes.
Un autre inconvénient réside dans le fait que les accélérations et les freinages rapides résultant des gran des vitesses de marche et des temps d'arrêt réduits dans les gares, créent davantage de risques de patinage de roues sur les rails, ce qui a pour conséquence une usure irrégulière des roues, attendu que lors des accélérations négatives ou positives violentes, la distribution de la char ge sur les essieux devient irrégulière, et que le patinage commence avec les roues qui supportent la charge d'essieu la moins élevée. Ces inconvénients réduisent sensiblement la sécurité et le confort, et il en résulte que l'on ne peut porter les vitesses d'exploitation au niveau désiré et nécessaire pour réaliser un programme de trans ports ferroviaires basé sur l'application de vitesses élevées.
La présente invention s'est fixé pour but de suppri mer dans une très large mesure les inconvénients qui viennent d'être exposés, et de réaliser un boggie répon dant aux exigences actuelles.
La description qui va suivre, en référence au dessin schématique annexé, donnera, à titre d'exemple un mode de réalisation de boggie conforme à l'invention.
La fig. 1 représente le boggie vu de dessus. La fig. 2 montre le boggie vu de côté.
La fig. 3 est une représentation en perspective du boggie, partiellement en coupe.
La fig. 4 est un schéma illustrant la distribution des forces statiques et dynamiques. Le boggie pour véhicules sur rails, représenté dans le dessin, comporte un châssis constitué essentiellement par deux parties de châssis identiques en forme de T 10 et 10', avec chacun une poutre longitudinale 12, 12', et une poutre transversale 14, 14' fixée rigide sur la poutre longitudinale. Les poutres transversales 14, 14' sont cha cune fixées articulées et élastiquement sur la poutre longitudinale opposée respective 12', 12 au moyen d'un manchon 16 ou 16', entourant un pivot 18', 18 fixé sur la poutre longitudinale 12', 12. L'espace intermédiaire entre manchon 16, 16' et pivot 18', 18 est garni par un coussinet en caoutchouc 20, 20'.
Les poutres transversa les 14, 14' reçoivent ainsi une possibilité de mouvement élastique latéralement et en hauteur par rapport aux poutres longitudinales 12', 12.
A leurs extrémités, les poutres longitudinales 12, 12' sont pourvues de roulements pour la réception des essieux de roue 22, 24 avec chacun une paire de roues 26, 26' et 28, 28'. Les roulements pour les essieux 22, 24 sont montés élastiquement, de sorte que les essieux 22, 24 sont montés élastiquement, de sorte que les essieux possèdent une certaine liberté de mouvement par rapport aux poutres longitudinales 12, 12'. Etant donné que les parties de châssis 10, 10' sont exécutées en forme de T et reliées élastiquement l'une à l'autre, et que les roulements des essieux sont montés élastiquement dans les parties de châssis.
il est possible pour chaque roue de s'appliquer individuellement sur les rails en fonction du niveau du point de portée, la charge sur les roues se trouvant ainsi très substantiellement compensée.
La caisse de wagon 70 (fig. 3) du véhicule repose sur deux dispositifs de suspension 30, 30', qui sont dé crits ci-après. Les suspensions 30, 30' sont quelque peu décalées hors du plan médian transversal entre les essieux 22, 24, deux fentes 32, 32' étant prévues dans les poutres longitudinales 12, 12'. Les forces de gravité de la caisse 70 sont absorbées par les suspensions 30, 30', tandis que pour la transmission entre caisse et boggie des forces latérales ainsi que des forces de traction et d'accé lération, il est prévu monté rigide sur le boggie un pivot 36 s'engageant téléscopiquement dans un manchon 34 fixé sur le boggie.
A son extrémité supérieure, le man chon 34 est réuni rigide à un double bras 38 s'étendant dans le sens de la longueur du boggie, et dont les deux extrémités sont pourvues respectivement d'une bague 40 et 40'. Dans ces bagues s'engagent des bielles d'accouplement orientées transversalement 42, 42', les quelles passent par leur autre extrémité dans des bagues 44, 44' fixées rigides aux poutres longitudinales 12, 12', des coussinets caoutchouc, non illustrés dans le dessin, étant disposés entre les extrémités des bielles d'accouple ment 42, 42' et la paroi intérieure des bagues 40, 40', 44, 44', afin d'assurer un raccordement élastique. Le double bras 38 et les bielles d'accouplement 42, 42', servent à transmettre les forces latérales S de la caisse 70 au boggie.
A son extrémité inférieure, le manchon 34 est prévu avec un deuxième double bras 46 orienté transver salement, dont les deux extrémités sont, respectivement, reliées élastiquement à un organe d'accouplement 48, 48' orienté en direction longitudinale, et portant sur des consoles 68 (fig. 3) fixées sur les poutres transversales 14, 14' en dessous de ces dites poutres. Le point d'atta que des organes d'accouplement 48, 48' sur les con soles 68 ne se situé que légèrement en dessus du bord supérieur des rails<B>11,6,</B> et est prévu aussi bas que le permet la hauteur de dégagement Y du boggie. Des cous sinets caoutchouc 50, 50' sont prévus aux points de transition entre le double bras 46 et les deux organes d'accouplement 48, 48', afin d'établir un raccordement élastique.
Les deux essieux 22, 24 sont commandés respective ment par un moteur 52, 54, chacun de ces moteurs étant fixé sur la poutre transversale respective 14', 14. Les moteurs sont reliés à leur essieu respectif 22, 24 à l'aide des accouplements respectifs 56, 58, et des trans missions respectives 60, 62. Les transmissions 60, 62 sont montées sur les poutres transversales respectives 14', 14 avec des ressorts caoutchouc, respectivement 64 et 66.
Selon la fig. 2, le dispositif de suspension 30, 30' est réalisé comme suit: sur le fond de la caisse de wagon 70 est fixée une poutre transversale 74, profilée à ses deux extrémités en cuvettes 72 pour les soufflets de ressort pneumatique 84. Dans chaque cuvette 72 s7enga- ge un organe de raccordement inférieur en forme de cuvette de plus petite dimension 78, profilée à la façon d'une cloche, et montée à l'extrémité extérieure d'un bras de stabilisateur 80, l'extrémité opposée de ce bras étant fixée rigide à un tube de torsion 82. A ses deux extrémités, le tube de torsion 82 est monté sur le fond de la caisse 70 au moyen de pivots 83.
Le bras de sta bilisateur 80 et le tube de torsion 82 forment ensemble un étrier de torsion en forme de U réunissant l'une à l'autre les deux cuvettes intérieures 78 des ressorts pneumatiques, ainsi que l'on peut d'ailleurs s'en ren dre clairement compte d'après la fig. 3. Les soufflets de ressort pneumatique 84 entre la cuvette extérieure 72 et la cuvette intérieure 78 sont réalisés par exemple sous forme de ce que l'on appelle des soufflets roulés, de façon que la distance en hauteur entre les cuvettes 72, 78 puisse être variable dans des limites relativement importantes, la cuvette intérieure 78 avec le bras -80# pi- votant autour des pivots du tube de torsion 82.
Le tube de torsion 82 ne fait pas obstacle à ce mouvement pivotant, pourvu que ce mouvement des deux cuvettes intérieures 78 s'effectue de la même manière et en syn chronisation. Lorsqu'il se manifeste des différences dans ce mouvement, les deux bras pivotants 80 se trouvent soumis à un effet de torsion antagoniste l'un par rapport à l'autre, le tube 82 subissant alors une contrainte de torsion. Le tube de torsion 82 est dimensionné de façon que le mouvement antagoniste des deux bras 80 reste dans des limites peu importantes, ce qui permet ainsi d'admettre les mouvements des deux cuvettes intérieu res 78 comme étant essentiellement identiques ou syn chrones. La tâche du tube de torsion 82 consiste à assu rer la stabilité du véhicule au point de vue balancement de roulis.
Grâce à la disposition de ce tube de torsion, les deux ressorts pneumatiques prévus dans chaque bog gie peuvent communiquer l'un avec l'autre, ce qui assure une distribution avantageuse des charges sur les roues et ne laisse plus subsister qu'un risque de déraillement extrêmement minime.
Afin de pouvoir maintenir, indépendamment de la charge représentée par la caisse de wagon 70, un écar tement essentiellement constant entre cette caisse et le boggie 10, il a été prévu une soupape de niveau 86, branchée sur une source d'air comprimé non illustrée dans le dessin, et réglant la pression d'air dans la cham bre intérieure 76 desdits ressorts pneumatiques de façon que l'écartement entre caisse et boggie reste constant. La soupape de niveau 86 est pourvue d'un dispositif de temporisation se présentant sous la forme d'un amor tisseur à huile, permettant d'obtenir une temporisation de 3 secondes environ pour l'ouverture ou la fermeture.
La commande de la soupape 86 est assurée par un bras de réglage 88 relié par l'intermédiaire d'un organe élas tique réglable 90 à une console 92 sur la poutre trans versale 14' du boggie.
La cloche intérieure 78 des ressorts pneumatiques s'arc-boute par l'intermédiaire d'une articulation à bille 94 sur un ressort hélicoïdal en acier 96, lequel porte à son tour, par l'intermédiaire d'un arc-boutant 98 et d'un élément caoutchouc<B>100,</B> sur le fond de la poutre longitudinale creuse 10'. A l'intérieur du ressort héli coïdal 96 est disposé un amortisseur de chocs 102. Après une compression donnée du ressort 96, un autre res sort, le ressort 104, devient actif, ce ressort étant monté entre l'arc-boutant 98 et un rebord 106 pratiqué sur un manchon s'étendant de l'extrémité supérieure du res sort hélicoïdal 98 jusque vers le bas.
Ainsi que le fait apparaître la fig. 4, les points d'atta que des forces de voiture statiques et dynamiques sur le boggie sont prévus en vertu d'une disposition spéciale. La ligne d'axe des ressorts hélicoïdaux et pneumatiques combinés 76, 77 est décalée d'une distance x au-delà du plan médian 124 et respectivement 126 du boggie corres pondant 10 ou 11 en direction, respectivement, de cha cune des extrémités extérieures 128,<B>130</B> de la caisse de voiture 70. Il est bien évident que la tâche des ressorts 76, 77 consiste seulement à transmettre sur les boggies 10 et 11 la force de gravité verticale de la caisse 70.
Par contre, les forces dynamiques horizontales se manifes tant lors de l'accélération positive et négative du véhicule sont transmises de la caisse 70 aux boggies par l'intermé diaire des pivots 36, 37 fixés rigides à la caisse 70 et res pectivement à la poutre transversale 74, lesquels pivots agissent sur les consoles 68, 69 par l'intermédiaire de leurs organes d'accouplement 48; 49. - - -: Si le couple de freinage ou d'entraînement est identi que sur tous les essieux, la valeur d'accélération maxi mum du véhicule est fonction de la roue sollicitée par la valeur minimum de charge sur la roue.
L'accélération ne doit pas, dans ce cas, dépasser cette valeur maximum déterminée, car dans le cas contraire, il se produira un patinage de la roue sur le rail, ce d'autant plus que s'il s'agit de freinage, avec la roue bloquée, il en résulte une action de meulage, et par conséquent un aplatissement de la face de roulement de la roue au point de contact, ce qui constitue un effet indésirable au plus haut point, entraînant une marche irrégulière avec secousses. Il est donc très important que la charge d'essieu minimum sus ceptible de se présenter soit la plus grande possible, c'est-à-dire que la distribution des charges d'essieu soit maintenue aussi régulière que possible.
Avec les boggies du type courant, pour lesquels la distance x est égale à O, et Y est par exemple égal à 0,6 m, si l'on considère un sens de marche correspondant à la direction indiquée par la flèche 144, et en cas d'accélération négative (freinage), c'est sur la paire de roues 25 que la charge d'essieu est à sa valeur minimum, la paire de roues 26 supportant la charge d'essieu maxi mum. Ceci est dû en partie au fait qu'il y a accroisse ment de la pression sur le boggie 10, et diminution de la pression sur le boggie 11, et en partie au fait que la dis tribution de la charge à l'intérieur des boggies 10 et 11 résulte en un accroissement de la pression sur les paires de roues avant respectives 26, 27 des boggies, et en une diminution de la pression sur les paires de roues arrière respectives 24, 25 de ces boggies.
En cas d'accélération positive (démarrage), et avec disposition inchangée des points d'attaque, on obtient un rapport de charge inverse, c'est-à-dire une charge d'essieu maximum sur la paire de roues 25, et une charge d'essieu minimum sur la paire de roues 26. Mais étant donné que les points d'attaque des forces de gravité de la caisse de wagon 70 sur les deux boggies 10, 11 se trouvent décalés, à savoir, pour le bog gie avant 10, en direction de l'extrémité correspondante de la caisse 70, et pour le boggie arrière 11, en direction de l'extrémité arrière de la caisse, tandis que simultané ment les points d'attaque des forces d'accélération dyna miques se trouvent rapprochés des rails 116 autant qu'il est possible compte tenu de la hauteur de dégagement des châssis,
par exemple y = 20 cm au-dessus de la sur face supérieure des rails, on obtient ainsi une améliora tion sensible des conditions de charge sur les essieux, ce qui revient à dire que la distribution des charges d'essieu est rendue beaucoup plus régulière. En choisissant des valeurs optimum pour x et y, et à savoir pour les valeurs se présentant le plus fréquemment avec accélération posi tive et négative et charge de caisse de wagon moyenne, on obtient, vis-à-vis des dispositifs connus de cette nature, une amélioration telle qu'il est possible d'aug menter considérablement la vitesse du véhicule, avec simultanément une réduction sensible des frais d'entre tien pour le véhicule et une augmentation considérable du confort pour les voyageurs, grâce à une stabilité plus grande de la caisse de wagon,
une suspension plus douce en raison des ressorts pneumatiques, et un niveau sonore de marche insignifiant dans la voiture.