EP0409128A1 - Bogie articulé pour véhicules ferroviaires - Google Patents

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EP0409128A1
EP0409128A1 EP90113554A EP90113554A EP0409128A1 EP 0409128 A1 EP0409128 A1 EP 0409128A1 EP 90113554 A EP90113554 A EP 90113554A EP 90113554 A EP90113554 A EP 90113554A EP 0409128 A1 EP0409128 A1 EP 0409128A1
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articulation
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articulated bogie
bearings
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    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
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    • B61F5/52—Bogie frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/26—Mounting or securing axle-boxes in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/30—Axle-boxes mounted for movement under spring control in vehicle or bogie underframes
    • B61F5/36—Arrangements for equalising or adjusting the load on wheels or springs, e.g. yokes

Definitions

  • the present invention relates to an articulated bogie for railway vehicles, comprising two beams, two cross members each secured to a beam, and an articulation device allowing rotation of each beam around a central transverse axis. This rotation of each spar allows better distribution of the vertical loads on the four wheels of the bogie, particularly during passages with slope variations, or track leveling faults.
  • the two crosspieces are interrupted, at the level of the longitudinal central axis, and connected elastically by means of the articulation device consisting of two plates comprising two, four, or eight elastic blocks.
  • the articulation device is located at the level of the longitudinal central axis of the bogie, which complicates the fixing of a motor, since it must be done on a half-cross member.
  • a bogie is therefore mainly carrier.
  • the present invention aims to reduce the vertical size, while allowing a good fixing of an engine on a cross, this bogie then being both engine and carrier.
  • the solution proposed by the present invention consists in providing each beam with a cross member comprising a beam-shaped part, mounting these two cross beams head to tail, and connecting them by a shaft allowing only a rotation of the beams according to the central transverse axis.
  • the present invention relates to an articulated bogie for railway vehicles, comprising two beams, two cross members each secured to a beam, and an articulation device authorizing a rotation of each spar about a central transverse axis, characterized in that the articulation device comprises a shaft arranged along an axis transverse and central to the bogie and four bearings supporting the shaft, the cross members being mounted head to tail , each end of the shaft being supported by two bearings, one of which belongs to one of the crosspieces and the other of which belongs to the other crosspiece.
  • one of the two bearings is an elastic joint, and the other bearing is a spherical joint acting as an axial stop.
  • An elastic articulation is close to a spherical articulation in order to limit the mechanical forces on the parts constituting the articulation device.
  • the central position of the axis of the articulation shaft allows the installation of a coaxial anti-roll device. This coaxiality cancels the distortion torque of the bogie due to the radial reactions of the bearings of the anti-roll device.
  • the shaft is hollow and crossed by the anti-roll device consisting of a torsion bar comprising, at each end, a lever connected to the vehicle body by means of a connecting rod.
  • the anti-roll device consists of the shaft itself which is extended beyond the elastic joints and which comprises, at each of its ends, a lever connected to the vehicle body by the through a connecting rod.
  • FIG. 1 a bogie comprising two longitudinal members 1, two axles 2, four wheels 3, two motors 4 each connected to an axle by means of a reduction gear 5.
  • the two axles 2 are connected to the side members 1 by means of four elastic blocks, not shown, constituting the primary suspension.
  • each motor 4 is fixed to a beam 11 by means of a support 7.
  • the beams 11 of the two cross members extend beyond the longitudinal central axis of the bogie, and these cross members are thus mounted head to tail.
  • the articulation device comprises a shaft 20 and four bearings 12, 13 Each crosspiece comprises two bearings constituted one of a ball joint 12 and the other of an elastic joint 13.
  • the shaft 20 connects these four joints, and each spar can thus rotate around the central transverse shaft 6.
  • This figure shows the minimum spacing that can exist between the two elastic joints in order to avoid rotation of one spar relative to the other along the longitudinal central axis.
  • the maximum spacing would be achieved by accommodating each elastic joint in a beam, and, of course, an intermediate position is possible, this being determined according to the space available.
  • the bogie also comprises a drive device 30 consisting of two connecting rods 31 and a lifter 32, each connecting rod being connected, in an articulated manner, to a cross member 10.
  • This driving device makes it possible to apply forces mainly to the bogie longitudinal.
  • FIG. 2 shows the same elements as Figure 1, but in this case, the shaft 21 is hollow and crossed by an anti-roll bar 40.
  • This bar rotates on two bearings 41 located each in a beam 1. It comprises, at each end, a lever 42 connected to a connecting rod 43.
  • FIG. 3 shows the attachment of a connecting rod 43 to a lever 42 and to the body 50 of the vehicle.
  • FIG. 4 clearly shows the mounting of an elastic articulation 13 in a cage 15 secured to a cross member 10, this articulation 13 consisting of an elastic element inserted between two rings not shown, and the mounting of a spherical articulation 12 in the beam 11 of the other cross member, this articulation consisting of a spherical core 12A and an outer track 12B.
  • This figure also shows that the side members and the cross members are made in the form of mechanically welded boxes.
  • FIG. 5 shows the second embodiment in which the shaft 22 crosses the entire bogie and it alone constitutes the anti-roll bar. This tree is hollow but it could be full.
  • Figure 6 shows the mounting of this shaft between the four joints 12, 13 and two bearings 14 located in the side members.

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Abstract

La présente invention concerne un bogie articulé pour véhicules ferroviaires, comportant deux longerons (1), deux traverses (10) solidaires d'un longeron, et un dispositif d'articulation autorisant une rotation de chaque longeron autour d'un axe transversal central, caractérisé en ce que le dispositif d'articution comporte un arbre (20,) et quatre paliers (12, 13), chaque traverse comportant un palier (13) du côté du longeron associé et un palier (12) à son extrémité. Application à tous véhicules ferroviaires.

Description

  • La présente invention concerne un bogie articulé pour véhicules ferroviaires, comportant deux longerons, deux traverses solidaires chacune d'un longeron, et un dispositif d'articulation autorisant une rotation de chaque longeron autour d'un axe transversal central. Cette rotation de chaque longeron permet de mieux répartir les charges verticales sur les quatre roues du bogie, particulièrement lors des passages comportant des variations de dévers, ou des défauts de nivellement de la voie.
  • On connaît, notamment par la figure 2 du document FR-2 036 071, un tel bogie articulé.
  • Dans ce bogie, les deux traverses sont interrompues, au niveau de l'axe central longitudinal, et raccordées élastiquement par l'intermédiaire du dispositif d'articulation constitué de deux platines comportant deux, quatre, ou huit blocs élastiques.
  • La hauteur de ces platines est importante, comme le montre la figure 3 de ce document FR-2 036 071, ce qui rend la partie centrale de ce bogie très encombrante en hauteur, et donc inadaptée pour certaines applications, par exemple, pour un faible niveau de plancher par rapport aux rails.
  • De plus, le dispositif d'articulation se trouve au niveau de l'axe central longitudinal du bogie, ce qui complique la fixation d'un moteur, car elle doit se faire sur une demi-traverse. Un tel bogie est donc principalement porteur.
  • La présente invention a pour but de diminuer l'encombrement vertical, tout en permettant une bonne fixation d'un moteur sur une traverse, ce bogie étant alors aussi bien moteur que porteur.
  • La solution proposée par la présente invention consiste à munir chaque longeron d'une traverse comportant une partie en forme de poutre, de monter ces deux traverses tête-bêche, et de les relier par un arbre n'autorisant qu'une rotation des longerons selon l'axe transversal central.
  • La présente invention a pour objet un bogie articulé pour véhicules ferroviaires, comportant deux longerons, deux traverses solidaires chacune d'un longeron, et un dispositif d'articulation autorisant une rotation de chaque longeron autour d'un axe trans­versal central, caractérisé en ce que le dispositif d'articulation comporte un arbre disposé selon un axe transversal et central au bogie et quatre paliers supportant l'arbre, les traverses étant montées tête-bêche, chaque extrémité de l'arbre étant supportée par deux paliers dont l'un appartient à l'une des traverses et dont l'autre appartient à l'autre traverse.
  • Pour chaque extrémité d'arbre, l'un des deux paliers est une articulation élastique, et l'autre palier est une articulation sphérique jouant le rôle de butée axiale.
  • Une articulation élastique est voisine d'une articulation sphérique afin de limiter les efforts mécaniques sur les pièces constituant le dispositif d'articulation.
  • La position centrale de l'axe de l'arbre d'articulation permet la mise en place d'un dispositif anti-roulis coaxial. Cette coaxialité annule le couple de distorsion du bogie dû aux réactions radiales des paliers du dispositif anti-roulis.
  • Selon un premier mode de réalisation, l'arbre est creux et traversé par le dispositif anti-roulis constitué d'une barre de torsion comportant, à chaque extrémité, un levier relié à la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'une bielle.
  • Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif anti-roulis est constitué par l'arbre lui-même qui est prolongé au delà des articulations élastiques et qui comporte, à chacune de ses extrémités, un levier relié à la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'une bielle.
  • Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures annexées, un bogie selon l'invention.
    • La figure 1 montre une vue de dessus, schématique, d'un bogie sans dispositif anti-roulis.
    • La figure 2 montre une vue centrale d'un bogie comportant un dispositif anti-roulis, selon le premier mode de réalisation.
    • La figure 3 est une vue de côté selon III de la figure 2.
    • La figure 4 est une coupe selon IV de la figure 2.
    • La figure 5 montre une vue centrale d'un bogie comportant un dispositif anti-roulis, selon le deuxième mode de réalisation.
    • La figure 6 est une coupe selon VI de la figure 5.
  • Dans la figure 1 est représenté un bogie comportant deux longerons 1, deux essieux 2, quatre roues 3, deux moteurs 4 reliés chacun à un essieu par l'intermédiaire d'un réducteur 5.
  • Les deux essieux 2 sont reliés aux longerons 1 par l'intermédiaire de quatre blocs élastiques non représentés constituant la suspension primaire.
  • Sur chaque longeron est soudée une traverse 10 comportant une poutre 11. Chaque moteur 4 est fixé sur une poutre 11 par l'intermédiaire d'un support 7.
  • Les poutres 11 des deux traverses s'étendent au delà de l'axe central longitudinal du bogie, et ces traverses sont ainsi montées tête-bêche.
  • Le dispositif d'articulation comporte un arbre 20 et quatre paliers 12, 13 Chaque traverse comporte deux paliers constitués l'un d'une articulation à rotule 12 et l'autre d'une articulation élastique 13. L'arbre 20 relie entre elles ces quatre articulations, et chaque longeron peut ainsi tourner autour de l'arbre transversal central 6.
  • Cette figure montre l'écartement minimal qui peut exister entre les deux articulations élastiques afin d'éviter une rotation d'un longeron par rapport à l'autre selon l'axe central longitudinal. L'écartement maximal serait réalisé en logeant chaque articulation élastique dans un longeron, et, bien entendu, une position intermédiaire est possible, celle-ci étant déterminée en fonction de la place disponible.
  • Le bogie comporte également un dispositif d'entraînement 30 constitué de deux bielles 31 et d'un palonnier 32, chaque bielle étant reliée, de manière articulée, à une traverse 10. Ce dispositif d'entraînement permet d'appliquer au bogie des efforts principalement longitudinaux.
  • La figure 2 montre les mêmes éléments que la figure 1, mais dans ce cas, l'arbre 21 est creux et traversé par une barre anti-roulis 40. Cette barre tourne sur deux paliers 41 situés chacun dans un longeron 1. Elle comporte, à chaque extrémité, un levier 42 relié à une bielle 43. La figure 3 montre l'accrochage d'une bielle 43 sur un levier 42 et sur la caisse 50 du véhicule.
  • Elle montre également la suspension secondaire 60 et la position du dispositif d'entraînement 30, au-dessus des traverses.
  • La figure 4 montre bien le montage d'une articulation élastique 13 dans une cage 15 solidaire d'une traverse 10, cette articulation 13 étant constituée d'un élément élastique inséré entre deux bagues non représentées, et le montage d'une articulation sphérique 12 dans la poutre 11 de l'autre traverse, cette articulation étant constituée d'un noyau sphérique 12A et d'une piste extérieure 12B.
  • Cette figure montre également que les longerons et les traverses sont réalisés sous forme de caissons mécano-soudés.
  • La figure 5 montre le deuxième mode de réalisation dans lequel l'arbre 22 traverse tout le bogie et il constitue à lui seul la barre anti-roulis. Cet arbre est creux mais il pourrait être plein.
  • La figure 6 montre bien le montage de cet arbre entre les quatre articulations 12, 13 et deux paliers 14 situés dans les longerons.

Claims (6)

1/ Bogie articulé pour véhicules ferroviaires, comportant deux longerons (1), deux traverses (10) solidaires d'un longeron, et un dispositif d'articulation autorisant une rotation de chaque longeron autour d'un axe transversal central, caractérisé en ce que le dispositif d'articution comporte un arbre (20, 21, 22) disposé selon un axe transversal et central au bogie et quatre paliers (12, 13) supportant l'arbre, les traverses étant montées tête-bêche, chaque extrémité de l'arbre étant supportée par des paliers dont l'un appartient à l'une des traverses et dont l'autre apprtient à l'autre traverse.
2/ Bogie articulé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour chaque extrémité d'arbre, l'un des deux paliers est une articulation élastique (13), et l'autre palier est une articulation sphérique (12) jouant le rôle de butée axiale.
3/Bogie articulé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une articulation élastique (13) est voisine d'une articulation sphérique (12).
4/ Bogie articulé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif anti-roulis.
5/ Bogie articulé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre (21) est creux et traversé par le dispositif anti-roulis constitué d'une barre (40) comportant, à chaque extrémité, un levier (42) relié à la caisse (50) du véhicule par l'intermédiaire d'une bielle (43).
6/ Bogie articulé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arbre (22) est prolongé au delà des articulations élastiques (13) et il comporte, à chacune de ses extrémités, un levier (42) relié à la caisse (50) du véhicule par l'intermédiaire d'une bielle (43).
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