Véhicule ferroviaire présentant au moins un boggie
La présente invention a pour objet un véhicule ferroviaire présentant au moins un boggie.
Dans les boggies de type connu, la traverse du boggie comporte axialement un pivot sur lequel s'exerce en permanence la charge. De part et d'autre de ce pivot et à une distance relativement importante de ce dernier sont prévus des patins de glissement avec lesquels vient en contact la caisse du véhicule pour des inclinaisons ou gîtes excédant une certaine valeur.
Le véhicule suivant l'invention présente au moins un boggie dont la traverse comporte, suivant son axe, un pivot et est caractérisé en ce que sur ce pivot sont fixés un palonnier et, de part et d'autre dudit pivot, et proches de ce dernier, des blocs de matière élastique sur lesquels s'exerce la charge de la caisse du véhicule, les extrémités du palonnier passant avec jeu dans des logements prévus dans des supports rendus solidaires de la caisse du véhicule et venant en butée à l'intérieur de ces logements sous l'effet des inclinaisons prises par ladite caisse.
Comme il sera exposé en détail ci-après cette disposition du boggie permet d'assurer une suspension améliorée et de faciliter les passages en courbe.
On peut réaliser un couplage entre boggies d'un même véhicule au moyen d'un dispositif qui comprend deux balanciers longitudinaux placés symétriquement de part et d'autre de l'axe longitudinal des boggies et dont les extrémités prennent appui sur les blocs de matière élastique portés par les traverses de pivot et coopérant avec les palonniers fixés sur les pivots, lesdits balanciers étant d'autre part relis par leur partie centrale au châs- sis de caisse du véhicule par l'intermédiaire de moyens tels que l'ensemble puisse être soumis à des déplacements verticaux ou longitudinaux ou à la combinaison de ces déplacements.
Suivant une forme de réalisation les balanciers longitudinaux sont reliés par leur partie centrale à une traverse de charge solidaire de la caisse du véhicule, cette traverse reposant sur des blocs de matière élastique, portés par les balanciers longitudinaux, par l'intermédiaire d'un balancier transversal articulé sur ladite traverse. Cette disposition permet d'abaisser le niveau du plancher de la caisse.
Suivant une variante le châssis de caisse du véhicule comporte iuimême une chape sur laquelle est articulé le balancier prenant appui sur les blocs de matière élastique.
Suivant une forme de réalisation, on prévoit sur les balanciers des butées qui sont situées de part et d'autre de portées circulaires prévues sur la traverse de charge.
Parmi les effets techniques procurés tant par le disposition de couplage que par l'agencement du boggie unitaire, on peut citer notamment les suivants:
- inscription facile en courbe de faible rayon, c'est-à-dire positionnement des essieux conformément au tracé en plan de la voie, sans engendrer des couples antagonistes élevés;
- égalisation des poids sur rail de chaque essieu et de chaque roue du couplage, cette caractéristique n'étant pas effectuée par les dénivellations de la voie;
- maintien de cette égalisation d'un couplage à l'autre pour un même véhicule comportant un couplage à chaque extrémité, malgré les gauchissements de la voie.
On décrit ci-après à titre d'exemple des formes de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés qui montrent:
fig. 1, une vue en coupe verticale transversale d'un boggie;
fig. 2, une vue en coupe verticale transversale d'un boggie avec dispositif de couplage à un autre boggie;
fig. 3, une vue en coupe élévation de deux boggies couplés;
fig. 4, une vue en plan en coupe suivant IV-IV de la fig. 3;
fig. 5, une vue de détail en coupe verticale transversale d'un dispositif de liaison entre les balanciers et la caisse du véhicule;
fig. 6, une vue en plan de la traverse de charge montrant les butées des balanciers,
fig. 7, une vue de détail en coupe verticale transversale du dispositif de liaison entre balanciers et caisse du véhicule;
fig. 8, une vue en plan schématique de l'ensemble du couplage montrant son comportement dans une courbe.
Dans la forme de réalisation représentée fig. 1, on voit en 1 la traverse de pivot du boggie, en 2 les ressorts de suspension, en 3 les roues du boggie, et en 4 la caisse du véhicule.
Sur la traverse 1 est fixé le pivot central 5. Ce pivot comporte une embase 6 et un disque 7 entre lesquels est emprisonné un palonnier 8.
Au voisinage du pivot 5 et symétriquement de part et d'autre de ce dernier sont prévus sur la traverse 1 des blocs 9-9a en matière élastique telle que caoutchouc.
Sur ces blocs vient reposer la caisse 4 par l'intermédiaire de supports 10.
Les supports 10 comportent des logements 11 au travers desquels passent avec un jeu j les extrémités du palonnier 8.
Les blocs de caoutchouc 9 permettent d'absorber les charges. D'autre part si un mouvement de roulis vient à se produire, son amplitude est limitée par les extrémités du palonnier 8 qui viennent alors en contact avec l'intérieur des logements 11 constituant des butées sèches , c'est-à-dire sans lubrification.
Les fig. 2 à 8 sont relatives à l'utilisation de boggies du type qui vient d'être décrit avec un dispositif permettant leur couplage.
Ce dispositif de couplage est réalisé de la façon suivante:
Deux balanciers longitudinaux 12-12a prennent appui à chacune de leurs extrémités sur la traverse de pivot 1 de chaque boggie unitaire comme il vient d'être décrit ci-dessus et comme visible notamment sur la fig. 2. Les extrémités de chaque palonnier 8 s'engagent dans un logement ll-lla prévus dans chaque extrémité des balanciers 12-12a, ces logements comportant des butées 23-23a dont la forme permet le pivotement des balanciers autour de leur axe.
Suivant la disposition représentée fig. 5, la caisse 4 du véhicule est supportée par une traverse de charge 13, ses longerons 14-14a étant fixés, par exemple au moyen de boulons, sur cette traverse 13.
La traverse de charge 13 s'articule au moyen d'une chape 15 et d'un axe 16 sur un balancier transversal 17 lequel s'appuie à chaque extrémité sur un bloc 18-18a de matière élastique tel que le caoutchouc, ces blocs étant fixés aux longerons au milieu de leur longueur.
Dans la variante représentée fig. 7 la traverse 13 est supprimée et remplacée par la traverse 19 du châssis de caisse du véhicule qui porte directement la chape 20 et joue le même rôle que la traverse 13.
Des butées 21-21a situées sur la partie supérieure ou la partie infwrieure des balanciers 12-12a sont disposées de part et d'autre des portées circulaires 22-22a prévues sur la traverse de charge 13. Le centre de chacune de ces butées circulaires est situé sur le même axe vertical XY qui passe par le point O centre géométrique et de symétrie du bloc de caoutchouc correspondant 18-18a.
Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant:
a) Effets de suspensiosl
Les coussinets en caoutchouc 18-18a et 9-9a assurent aux balanciers 12 et 12a tous les degrés de liberté voulus pour assurer leur rôle de répartiteur des charges sur les essieux d'un même couplage, malgré les dénivellations ou déformations de la voie.
Si un mouvement de roulis dû à la flexibilité verticale des coussinets en caoutchouc 9 et 9a venait à s'amorcer, son amplitude serait limitée par le palonnier 8. Le jeu j étant absorbé, il se produit une butée sèche entre le balancier 12-12a;et l'extrémité du palonnier 8, butée analogue à celle d'un patin de glissement classique, sans en présenter les inconvénients (voir passage en courbe).
L'incdinaison (gîte) d'un couplage à l'autre - lors- que la voie présente du gauche par exemple - est permise par l'axe d'articulation 16 et le jeu j entre balanciers 12-12a et traverse de charge 13.
b) Passage en courbe (fig. 6)
Chaque balancier 12-12a s'incline par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. Le couple antagoniste de pivotement autour de l'axe XY qui en résulte est très faible car la déformation du caoutchouc n'introduit que des efforts mirlimes.
Les coussinets en caoutchouc 9-9a se déforment par cisaillement longitudinal, mais comme le bras de levier d a été choisi le plus faible possible, le couple de rappel est très réduit.
Si dans les mouvements de roulis dont il est question précédemment, la butée sèche se produit entre balanciers 12-12a et palonnier 8, la fraction de charge qui agit par frottement passe par les faces d'appui 6 et 7 et s'exerce par conséquent sur un véritable pivot ne produisant qu'un très faible couple de frottement, contrairement à ce qui se passe lorsqu'on appuie sur des patins de frottement situés à une distance importante de l'axe de pivotement, le bras de levier, dans ce cas, étant à l'origine du couple élevé de frottement.
c) Transmission des efforts de freiszage en aligne
ment et en courbe
Sur chaque boggie, la transmission de ces efforts est assurée par les balanciers 12-12a qui transmettent la poussée au palonnier 8 et au tourillon 5 du pivot. Quant aux balanciers 12-12a eux-mêmes, ils transmettent leur effort au châssis de caisse du véhicule par les butées 21-21a et les portées cylindriques 22-22a, dont le centre est situé sur l'axe de pivotement XY.
Railway vehicle with at least one bogie
The present invention relates to a railway vehicle having at least one bogie.
In known type bogies, the cross member of the bogie axially comprises a pivot on which the load is permanently exerted. On either side of this pivot and at a relatively large distance from the latter, sliding pads are provided with which the vehicle body comes into contact for inclinations or heels exceeding a certain value.
The vehicle according to the invention has at least one bogie the cross member of which comprises, along its axis, a pivot and is characterized in that on this pivot are fixed a spreader and, on either side of said pivot, and close to this last, blocks of elastic material on which the load of the vehicle body is exerted, the ends of the lifter passing with play in housings provided in supports made integral with the vehicle body and coming into abutment inside these housings under the effect of the inclinations taken by said body.
As will be explained in detail below, this arrangement of the bogie makes it possible to provide improved suspension and to facilitate passages in curves.
A coupling can be made between bogies of the same vehicle by means of a device which comprises two longitudinal rockers placed symmetrically on either side of the longitudinal axis of the bogies and the ends of which are supported on the blocks of elastic material. carried by the pivot cross members and cooperating with the spreaders fixed on the pivots, said rockers being on the other hand connected by their central part to the body frame of the vehicle by means of means such that the assembly can be subjected vertical or longitudinal displacements or a combination of these displacements.
According to one embodiment, the longitudinal rockers are connected by their central part to a load cross member integral with the body of the vehicle, this cross member resting on blocks of elastic material, carried by the longitudinal rockers, by means of a rocker transverse articulated on said cross member. This arrangement makes it possible to lower the level of the floor of the body.
According to a variant, the body frame of the vehicle comprises a yoke on which the balance is articulated, bearing on the blocks of elastic material.
According to one embodiment, stops are provided on the rockers which are situated on either side of circular bearing surfaces provided on the load cross member.
Among the technical effects provided both by the coupling arrangement and by the arrangement of the unit bogie, the following may be mentioned in particular:
- easy entry into small radius curves, that is to say positioning of the axles in accordance with the plan of the track, without generating high opposing torques;
- equalization of the rail weights of each axle and each wheel of the coupling, this characteristic not being effected by the differences in level of the track;
- Maintaining this equalization from one coupling to the other for the same vehicle comprising a coupling at each end, despite the warping of the track.
Embodiments of the invention are described below by way of example with reference to the accompanying drawings which show:
fig. 1, a transverse vertical sectional view of a bogie;
fig. 2, a view in transverse vertical section of a bogie with coupling device to another bogie;
fig. 3, a sectional elevation view of two coupled bogies;
fig. 4, a sectional plan view along IV-IV of FIG. 3;
fig. 5, a detail view in transverse vertical section of a connecting device between the rockers and the vehicle body;
fig. 6, a plan view of the load cross member showing the stops of the rockers,
fig. 7, a detail view in transverse vertical section of the connecting device between the rockers and the vehicle body;
fig. 8, a schematic plan view of the entire coupling showing its behavior in a curve.
In the embodiment shown in FIG. 1, we see at 1 the bogie pivot cross member, at 2 the suspension springs, at 3 the bogie wheels, and at 4 the vehicle body.
On the cross member 1 is fixed the central pivot 5. This pivot comprises a base 6 and a disc 7 between which is trapped a spreader 8.
In the vicinity of the pivot 5 and symmetrically on either side of the latter, there are provided on the cross member 1 blocks 9-9a of elastic material such as rubber.
The box 4 rests on these blocks by means of supports 10.
The supports 10 have housings 11 through which the ends of the lifter 8 pass with play.
The rubber blocks 9 make it possible to absorb the loads. On the other hand, if a rolling movement occurs, its amplitude is limited by the ends of the lifter 8 which then come into contact with the inside of the housings 11 constituting dry stops, that is to say without lubrication. .
Figs. 2 to 8 relate to the use of bogies of the type which has just been described with a device allowing their coupling.
This coupling device is made as follows:
Two longitudinal beams 12-12a bear at each of their ends on the pivot cross member 1 of each unit bogie as has just been described above and as visible in particular in FIG. 2. The ends of each lifter 8 engage in a housing ll-lla provided in each end of the balances 12-12a, these housings comprising stops 23-23a whose shape allows the pivoting of the balances about their axis.
According to the arrangement shown in FIG. 5, the body 4 of the vehicle is supported by a load cross member 13, its side members 14-14a being fixed, for example by means of bolts, on this cross member 13.
The load cross member 13 is articulated by means of a yoke 15 and a pin 16 on a transverse balance 17 which rests at each end on a block 18-18a of elastic material such as rubber, these blocks being attached to the side members in the middle of their length.
In the variant shown in fig. 7 the cross member 13 is removed and replaced by the cross member 19 of the body frame of the vehicle which directly carries the yoke 20 and plays the same role as the cross member 13.
Stops 21-21a located on the upper part or the lower part of the balances 12-12a are arranged on either side of the circular bearing surfaces 22-22a provided on the load cross member 13. The center of each of these circular stops is located on the same vertical axis XY which passes through the point O geometric center and symmetry of the corresponding rubber block 18-18a.
The operation of the device which has just been described is as follows:
a) Suspensory effects
The rubber bearings 18-18a and 9-9a provide the rockers 12 and 12a with all the desired degrees of freedom to ensure their role as load distributors on the axles of the same coupling, despite the unevenness or deformation of the track.
If a rolling movement due to the vertical flexibility of the rubber pads 9 and 9a were to begin, its amplitude would be limited by the rudder bar 8. The play j being absorbed, a dry stop occurs between the balance 12-12a and the end of the lifter 8, a stop similar to that of a conventional sliding shoe, without presenting the drawbacks (see passage in curve).
The inclination (list) from one coupling to the other - when the track is from the left, for example - is permitted by the hinge pin 16 and the clearance j between the balances 12-12a and the load cross member 13 .
b) Passage in curve (fig. 6)
Each balance 12-12a tilts relative to the longitudinal axis of the vehicle. The antagonistic pivoting torque around the XY axis which results therefrom is very low because the deformation of the rubber only introduces mirlimes forces.
The rubber bearings 9-9a deform by longitudinal shear, but since the lever arm d has been chosen as low as possible, the return torque is very low.
If in the rolling movements mentioned above, the dry stop occurs between balances 12-12a and spreader 8, the fraction of the load which acts by friction passes through the bearing faces 6 and 7 and is consequently exerted on a real pivot producing only a very low friction torque, unlike what happens when pressing on the friction pads located at a significant distance from the pivot axis, the lever arm, in this case , being the source of the high friction torque.
c) Transmission of in-line freiszage forces
ment and curve
On each bogie, the transmission of these forces is ensured by the rockers 12-12a which transmit the thrust to the lifter 8 and to the journal 5 of the pivot. As for the pendulums 12-12a themselves, they transmit their force to the body frame of the vehicle via the stops 21-21a and the cylindrical bearing surfaces 22-22a, the center of which is located on the pivot axis XY.