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DISPOSITIFS AMORTISSEURS POUR BOGIES DE WAGONS.
L'invention est relative à des dispositifs amortisseurs pour bo- gies de wagons de chemin de fer, et concerne en particulier des moyens propres à procurer un amortissement constant, indépendant de la charge portée par la traverse de ces bogies.
L'un des objets de l'invention est de prévoir un dispositif amor- tisseur comprenant une surface verticale d'un côté de la traverse, qui coopè- re avec une surface de friction verticale d'un coin comportant une surface in- clinée venant en engagement de glissement avec une surface inclinée complémen- taire d'une colonne de guidage, le coin étant sollicité par un ressort en hé- lice prenant appui sur une portion du chassis latéral, de manière à produire un amortissement pratiquement constant des mouvements de la traverse, indépen- dant de la charge portée par celle-ci.
Un autre objet de l'invention est de prévoir des moyens procurant un amortissement constant, appropriés aux bogies à quatre ou un plus grand nom- bre de roues, et spécialement adaptés aux bogies à six ou huit roues du type compensé.
Pour la réalisation des objets indiqués, et d'autres objets qui ressortiront de la description qui va suivre,,l'invention consiste dans les dispositions nouvelles décrites ci-après en détail, illustrées par les des- sins annexés, et plus spécialement définies dans les revendications
Dans les dessins :
Fig. 1 - est une vue en élévation de côté, d'une portion d'un bo- gie d'un véhicule de chemin de fer, représenté en coupe verticale partielle, et qui montre une réalisation de l'invention;
Fig. 2 - est une vue en plan du dessus de la structure de la Fig. 1, représentée partiellement en coupe horizontale, la coupe étant obtenue suivant la ligne 2-2 de la fig. 1;
Fig. 3 - est une vue fragmentaire, en coupe suivant l'axe d'un ressort influençant un coin, et selon la ligne 3-3 de la Fig. 1;
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Fige 4 - est une vue en coupe, obtenue suivant la ligne 4-4 de la fig. 1.
Dans la réalisation illustrée, la traverse 9 comporte une portion terminale 10 qui est conformée en caisson, et peut présenter une nervure ver- ticale,centrale, continue, 11, réponlant aux conditions de résistance à réa- liser. La disposition à coin est la même dans chaque colonne de guidage 12, et consiste en un coin de friction 14 présentant une surface verticale 16 et une surface inclinée 17. La plaque ou âme inclinée 18 de la colonne de guida- ge 12 est établie avec une surface interne 19 légèrement convexe, contre laquel- le vient porter la surface inclinée 17 du coin de friction. Cette forme con- vexe permet le mouvement de rotule du coin par rapport au chassis latéral.
Une plaque d'usure 21 peut être prévue pour chacune des parois latérales ver- ticales opposées 22 de la traverse, et contre ces plaques viennent porter les surfaces verticales 16 des coins. Du fait que l'extrémité de traverse 10 ne doit pas présenter un minimum de hauteur en raison de l'espace nécessaire pour l'aménagement de patins de friction et d'autres éléments cette extrémité peut être établie de hauteur relativement réduite comparativement à une extrémité de traverse de bogie usuelle comprenant des dispositifs de friction y incorpo- rés, ce qui est très avantageux car procurant l'espace nécessaire pour des ressorts d'appui de traverse à longue course.
A l'effet de procurer des éten- dues de surface de portée adéquates pour les coins de friction avec une extré- mité de traverse de très faible hauteur, les parois latérales 22 peuvent être prolongées en-dessous de la plaque inférieure 23 de l'extrémité de traverse, comme indiqué en 24, et les prolongements peuvent être renforcés par des ner- vures 26.
Le coin de friction est symétrique par rapport à une ligne 27 pas- sant par son sommet et formant la bissectrice de l'angle au sommet. Un res- sort de coin 28 est aménagé de manière que son axe coincide avec la ligne 27, et il est évident que du fait que le coin 14 et le ressort 28 sont agencés de cette manière, le coin peut être monté avec l'une ou l'autre de ses surfaces opposées verticale ou inclinée. L'extrémité supérieure du ressort de coin 28 porte sur un organe d'entretoisement 31 formé sur le coin, s'étendant entre et joignant les âmes 61 et 62 qui en forment les surfaces inclinée et vertica- le. Cet organe d'entretoisement 31 procure un siège de ressort 64, et est perpendiculaire à et symétrique par rapport à la ligne bissectrice 27.
L'ex- trémité inférieure du ressort de coin 28 repose sur un siège 32 formé sur la portion en tension, inclinée, 33, du châssis.
Une large ouverture 34 est formée dans la paroi externe 36 de cha- que colonne 12, pour l'introduction d'un outil, telle une pince, destiné à com- primer le ressort de coin 28 en prenant appui contre les barres d'entretoise- ment 37 qui relient les portions inférieures des parties du coin formant les faces inclinée et verticale. Une ouverture analogue 35 est prévue dans cha- que paroi ou rebord interne 39. Une ouverture plus petite 38 est également prévue dans les parois externes 36 et les parois internes 39 des colonnes pour l'introduction d'une broche de retenue (non représentée) qui coopère avec les surfaces supérieures des barres d'entretoisement 37 du coin pour maintenir le ressort 28 en compression pendant l'assemblage ou le démontage du bogie.
Dans la réalisation illustrée, le dispositif d'amortissement est appliqué à un bogie à quatre roues, de type moderne, comprenant un chassis la- téral avec un siège de ressort 42, et une ouverture de traverse supérieure é- largie 43, destinée à permettre le passage des pattes externes 44 de la tra- verse dans le but de permettre le changement rapide des roues, et comporte un organe en compression 50 et un organe en tension 51 qui sont reliés par les colonnes de guidage 12. La partie centrale de l'organe en tension procure le siège de ressort 42, propre à supporter un groupe de ressorts 52, lesquels à leur tour supportent élastiquement la portion terminale 10 de la traverse.
La traverse 9 s'étend jusqu'au côté opposé du bogie, et est supportée dans cet emplacement par des ressorts portés par un chassis latéral analogue (non repré- senté). Les portions inclinées 33 de l'organe en tension s'étendent vers le haut à partir du siège de ressort 42 et sont inclinées d'un certain angle sur l'horizontale. Ces portions inclinées de l'organe en tension peuvent affecter
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en coupe la forme d'un U renversée
L'âme 18 de chacune des colonnes de guidage 12 converge, en s'éten- dant vers le haut, vers la face latérale associée de l'extrémité 10 de la tra- verse ainsi qu'il résulte de l'examen de la figure 1.
L'extrémité inférieure de chaque âme 18 se termine à courte distance de la portion 33 de l'organe en tension, et cette âme 18 est sensiblement perpendiculaire à cette portion in- clinée 330 La paroi externe 36 de chaque colonne de guidage se prolonge vers le bas et se relie à la portion inclinée 33 de l'organe en tension. La paroi interne 39 de chaque colonne de guidage se prolonge également vers le bas et se relie à la portion inclinée 33 de l'organe en tension.
Chaque coin 14 est pourvu d'âmes inclinées 61 et 62 qui se rejoi- gnent dans la partie formant le sommet du coin et divergent entre elles en se rapprochant de la base du coin. L'organe d'entretoisement 31 relie des por- tions intermédiaires des âmes 61 et 62 et procure par sa face inférieure le siège de ressort 64 pour l'extrémité supérieure du ressort 28,.sensiblement à angle droit de la bissectrice de l'angle au sommet du coin. Cette organe d'entretoisement 31 est également pourvu d'une ouverture 66, et l'aile supé- rieure de la portion inclinée 33 de l'organe en tension est pourvue également d'une ouverture 68. Les portions terminales inférieures des âmes 61 et 62 sont reliées par des barres d'entretoisement espacées 37 autre lesquelles pas- se le ressort 28.
Le chassis latéral peut être renforcé à l'aide de nervures verticales représentées en 71 qui s'étendent vers le bas le long des parois externes 36 des colonnes de guidage, et verticalement vers le bas le long des parois internes 39 de ces colonnes. Ce nervurage de renforcement peut être complété ou renforcé par des nervures sensiblement horizontales 72.
La première opération effectuée dans l'assemblage d'un bogie com- portant un mécanisme d'amortissement de l'invention, comporte le montage des ressorts en hélice influençant les coins, dans un état non comprimé, sur les éléments en tension, inclinés, 33, respectifs. Un coin 14 est alors placé sur l'extrémité supérieure de l'un des ressorts 28. La portion supérieure du res- sort 28 s'étend entre les barres d'entretoisement 37 et vient en engagement avec l'âme ou l'organe d'entretoisement 31. L'autre coin 14 est, d'une maniè- re analogue, disposé en association fonctionnelle avec l'extrémité supérieure ¯de l'autre ressort de coin 28. Ces ressorts en hélice 28, dans leur état non chargé ou détendu, maintiennent les coins dans des positions beaucoup plus é- levées que leurs positions de fonctionnement normales.
Une méthode convena- ble pour rétracter les coins, consiste à appliquer une pression contre la fa- ce verticale 16 de chaque coin. Cette force peut être appliquée à l'aide d'un vérin, ou d'un dispositif analogue placé entre les faces 16 des coins opposés.
La force ainsi appliquée oblige les coins à se mouvoir vers le bas le long des faces inclinées 19 des colonnes de guidage 12. Après que les coins 14 se seront déplacés jusque dans des positions inférieures à leurs positions de fonction- nement normales, une broche est introduite dans chacune des ouvertures 38, et ces broches s'engagent par dessus les barres d'entretoisement 37. Le vérin, ou le dispositif utilisé pour appliquer une force sur les faces verticales 16 des coins opposés, peut alors être enlevé, les broches retenant les coins étant placées de telle manière qu'elles maintiennent ces coins dans les po- sitions rétractées. La portion terminale 10 de la traverse est alors engagée dans l'ouverture de traverse, les oreilles 44 en correspondance avec la por- tion élargie 43 de l'ouverture de la traverse.
Les ressorts 52 peuvent alors être mis en place en-dessous de la traverse. La traverse est ensuite abaissée jusqu'au moment où elle repose sur le sommet des ressorts supportant la char- ge, 52. Une pince peut à ce moment être introduite dans l'ouverture 34, de ma- nière que son extrémité interne s'engage par dessus une lèvre ou nervure 78 de la barre d'entretoisement 37. La pince peut être utilisée à la manière d'un levier pour rétracter le coin d'une quantité suffisante pour libérer la pression sur la broche de retenue engagée dans les ouvertures 380 Les coins 14 sont ainsi libres de se mouvoir en réponse à l'énergie emmagasinée dans les ressorts 28.
La surface de friction verticale 16 de chaque coin engage alors la plaque d'usure 21 et, du fait que ces surfaces en engagement se trou- vent dans des plans verticaux et pratiquement parallèles, l'action d'amortis-
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sèment des coins sera sensiblement constante quelle que soit la charge appli- quée sur la traverse et indépendamment du mouvement vertical relatif de la traverse par rapport au chassis latéral. Si la -Face 16 de chacun des coins vient à s'user, l'un ou l'autre coin peut être retourné de manière que l'âme 62 soit placée le long de la face latérale de la traverse.
Au cas où il serait nécessaire de démonter partiellement ou com- plètement le bogie, une pince peut être introduite dans l'ouverture 34 ou @ L'extrémité interne de la pince s'engage alors sur une barre d'entretoi- sement 37 et par dessus la lèvre ou nervure 78. La pince, dont l'action est alors celle d'un levier, peut être employée pour rétracter le coin 14 à l'en- contre de l'action du ressort 28. Le coin peut être maintenu dans une telle position rétractée, en introduisant des broches par les ouvertures 38 dans les parois interne et externe 39 et 36 respectivement des colonnes de guidage.
L'un des avantages du mécanisme d'amortissement qui a été décrit, réside dans le fait qu'il n'est pas nécessaire de déformer la traverse, laquel- le peut être sensiblement conformée en caisson dans sa portion terminale. Ceci simplifie la fabrication de la traverse et évite l'inconvénient de devoir mé- nager des poches dans les côtés de la traverse pour y loger des patins de fric- tion.
Un mécanisme d'amortissement réalisant l'invention comprend des moyens de sécurité pour empêcher chacun des coins 14 de tomber et le cas éché- ant de venir se loger sous l'angle de la traverse dans l'éventualité où le ressort de coin associé 28 viendrait à se rompre avec des parties du ressort en hélice s'écartant de la position qu'il occupe en-dessous du coin. De tels moyens de sécurité comprennent une oreille ou patte 76 faisant saillie vers l'intérieur à partir de la paroi externe 36 de chaque colonne de guidage. Une oreille ou patte analogue 77 fait saillie sur la paroi interne 39 de chaque colonne de guidage, comme il est montré dans les figures 2 et 3.
Ces pattes ou oreilles peuvent recevoir toute conformation de section appropriée, et el- les sont logées à l'intérieur de l'âme inclinée 62 de chaque coin 14 et en-des- sous de l'organe d'entretoisement ou siège de ressort 31. Conformément, les coins peuvent être mis en place et les ressorts de coin 28 peuvent être compri- més de la hauteur voulue pour permettre l'assemblage du bogie sans que l'orga- ne d'entretoisement 31 vienne en engagement avec les oreilles 76 et 77. Les barres d'entretoisement 37 qui relient les portions de base des âmes 61 et 62 de chaque coin occupent des emplacements propres à permettre à ces barres d'en- tretoisement de passer entre les extrémités des pattes ou oreilles 76 et 77 comme il ressort de l'examen de la figure 3.
La partie centrale de chaque bar- re d'entretoisement 37 porte une lèvre ou nervure dressée 78 au voisinage des ouvertures 34 et 35 destinées à la réception de la pince. Ces lèvres ou ner- vures 78 servent à empêcher l'extrémité interne de la pince de glisser des or- ganes d'entretoisement, et servent également à raidir ou renforcer les barres d'entretoisement 37 contre les flexions résultant de l'emploi de la pince.
En cas de défaillance d'un ressort de coin 28, et de déplacement des parties brisées du ressort, le coin 14 peut se mouvoir vers le bas dans la colonne de guidage, mais seulement jusqu'à ce que l'organe d'entretoisement 31 vien- ne en engagement avec les pattes ou oreilles 76 et 77. Le coin est maintenu dans cette position par les pattes ou oreilles de sécurité, et la bogie reste entièrement capable de fonctionner avec sécurité.
Les construction, fonctionnement et avantages du dispositif d'amor- tissement ressortent de ce qui précède et il est évident que des modifications peuvent être apportées aux détails des réalisations sans se départir de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIONS.
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SHOCK ABSORBERS FOR WAGON BOGIES.
The invention relates to damping devices for the bogies of railway wagons, and relates in particular to means suitable for providing constant damping, independent of the load carried by the cross member of these bogies.
One of the objects of the invention is to provide a shock-absorbing device comprising a vertical surface on one side of the cross member, which cooperates with a vertical friction surface of a wedge comprising an inclined surface coming from in sliding engagement with an inclined surface complementary to a guide column, the wedge being biased by a helical spring bearing on a portion of the lateral frame, so as to produce a practically constant damping of the movements of the cross member, independent of the load carried by it.
Another object of the invention is to provide means providing constant damping, suitable for bogies with four or a greater number of wheels, and specially adapted for bogies with six or eight wheels of the compensated type.
For the achievement of the objects indicated, and other objects which will emerge from the description which follows, the invention consists of the new arrangements described below in detail, illustrated by the appended drawings, and more especially defined in the revendications
In the drawings:
Fig. 1 - is a side elevational view of a portion of a bogie of a railway vehicle, shown in partial vertical section, and which shows an embodiment of the invention;
Fig. 2 - is a top plan view of the structure of FIG. 1, shown partially in horizontal section, the section being obtained along line 2-2 of FIG. 1;
Fig. 3 - is a fragmentary view, in section along the axis of a spring influencing a wedge, and along line 3-3 of FIG. 1;
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Fig 4 - is a sectional view, obtained along the line 4-4 of fig. 1.
In the illustrated embodiment, the cross member 9 comprises an end portion 10 which is shaped like a box, and may have a vertical, central, continuous rib 11, meeting the resistance conditions to be achieved. The wedge arrangement is the same in each guide column 12, and consists of a friction wedge 14 having a vertical surface 16 and an inclined surface 17. The inclined plate or web 18 of the guide column 12 is set with a slightly convex internal surface 19, against which bears the inclined surface 17 of the friction wedge. This convex shape allows ball joint movement of the wedge relative to the side frame.
A wear plate 21 may be provided for each of the opposed vertical side walls 22 of the cross member, and against these plates bear the vertical surfaces 16 of the corners. Since the end of the cross member 10 should not have a minimum height due to the space required for the arrangement of friction pads and other elements this end can be set relatively low in height compared to one end. a conventional bogie cross member comprising friction devices incorporated therein, which is very advantageous since it provides the necessary space for long stroke cross member support springs.
In order to provide adequate bearing surface expanses for friction wedges with a very low transom end, the side walls 22 may be extended below the bottom plate 23 of the. transom end, as shown at 24, and the extensions may be reinforced with ribs 26.
The friction wedge is symmetrical with respect to a line 27 passing through its apex and forming the bisector of the angle at the apex. A corner spring 28 is arranged so that its axis coincides with the line 27, and it is evident that since the wedge 14 and the spring 28 are arranged in this way, the wedge can be fitted with either one. either of its opposite vertical or tilted surfaces. The upper end of the wedge spring 28 bears on a spacer 31 formed on the wedge, extending between and joining the webs 61 and 62 which form the inclined and vertical surfaces thereof. This spacer member 31 provides a spring seat 64, and is perpendicular to and symmetrical with respect to the bisector line 27.
The lower end of the wedge spring 28 rests on a seat 32 formed on the tensioned, inclined portion 33 of the frame.
A large opening 34 is formed in the outer wall 36 of each column 12, for the introduction of a tool, such as a pliers, intended to compress the wedge spring 28 by bearing against the spacer bars. - ment 37 which connect the lower portions of the parts of the wedge forming the inclined and vertical faces. A similar opening 35 is provided in each inner wall or rim 39. A smaller opening 38 is also provided in the outer walls 36 and inner walls 39 of the columns for the introduction of a retaining pin (not shown). which cooperates with the upper surfaces of the strut bars 37 of the corner to maintain the spring 28 in compression during assembly or disassembly of the bogie.
In the illustrated embodiment, the damping device is applied to a four-wheeled bogie, of modern type, comprising a side frame with a spring seat 42, and an enlarged upper cross-member opening 43, intended to allow the passage of the external tabs 44 of the sleeper in order to allow the rapid change of the wheels, and comprises a compression member 50 and a tension member 51 which are connected by the guide columns 12. The central part of the The tension member provides the spring seat 42, suitable for supporting a group of springs 52, which in turn resiliently support the end portion 10 of the cross member.
The cross member 9 extends to the opposite side of the bogie, and is supported in this location by springs carried by a similar side frame (not shown). The inclined portions 33 of the tension member extend upwards from the spring seat 42 and are inclined at an angle to the horizontal. These inclined portions of the organ in tension can affect
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in cross section the shape of an inverted U
The web 18 of each of the guide columns 12 converges, extending upwards, towards the associated lateral face of the end 10 of the sleeper, as can be seen from the examination of FIG. 1.
The lower end of each web 18 terminates at a short distance from the portion 33 of the tension member, and this web 18 is substantially perpendicular to this inclined portion 330 The outer wall 36 of each guide column extends towards down and connects to the inclined portion 33 of the tension member. The internal wall 39 of each guide column also extends downward and connects to the inclined portion 33 of the tension member.
Each wedge 14 is provided with inclined webs 61 and 62 which meet in the apex portion of the wedge and diverge from each other as they approach the base of the wedge. The spacer 31 connects intermediate portions of the webs 61 and 62 and provides by its lower face the spring seat 64 for the upper end of the spring 28, substantially at right angles to the bisector of the angle. at the top of the corner. This spacer member 31 is also provided with an opening 66, and the upper wing of the inclined portion 33 of the tension member is also provided with an opening 68. The lower end portions of the webs 61 and 62 are connected by other spaced bracing bars 37 which pass the spring 28.
The side frame can be reinforced with the aid of vertical ribs shown at 71 which extend downward along the outer walls 36 of the guide columns, and vertically downward along the inner walls 39 of these columns. This reinforcing rib can be supplemented or reinforced by substantially horizontal ribs 72.
The first operation carried out in the assembly of a bogie comprising a damping mechanism of the invention comprises the mounting of the helical springs influencing the corners, in an uncompressed state, on the tensioned, inclined elements, 33, respective. A wedge 14 is then placed on the upper end of one of the springs 28. The upper portion of the spring 28 extends between the spacer bars 37 and comes into engagement with the core or the member. 'bracing 31. The other wedge 14 is similarly disposed in operative association with the upper end ¯ of the other wedge spring 28. These coil springs 28, in their unloaded state or relaxed, keep the corners in positions much higher than their normal operating positions.
A suitable method of retracting corners is to apply pressure against the vertical face 16 of each corner. This force can be applied using a jack, or a similar device placed between the faces 16 of the opposite corners.
The force thus applied causes the wedges to move downward along the inclined faces 19 of the guide columns 12. After the wedges 14 have moved to positions less than their normal operating positions, a spindle is applied. inserted into each of the openings 38, and these pins engage over the spacer bars 37. The jack, or device used to apply force to the vertical faces 16 of the opposing corners, can then be removed, the pins retaining the wedges being placed in such a way that they maintain these wedges in the retracted positions. The end portion 10 of the cross member is then engaged in the cross member opening, the lugs 44 in correspondence with the enlarged portion 43 of the cross member opening.
The springs 52 can then be placed below the cross member. The cross member is then lowered until it rests on the top of the load-bearing springs, 52. A clamp can then be introduced into the opening 34, so that its inner end engages. over a lip or rib 78 of the spacer bar 37. The clamp can be used as a lever to retract the wedge an amount sufficient to release pressure on the retaining pin engaged in the openings 380 The wedges 14 are thus free to move in response to the energy stored in the springs 28.
The vertical friction surface 16 of each corner then engages the wear plate 21 and, because these engaging surfaces are in vertical and substantially parallel planes, the damping action.
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The sowing of wedges will be substantially constant regardless of the load applied to the cross member and regardless of the relative vertical movement of the cross member relative to the side frame. If the face 16 of each of the corners becomes worn, either corner can be turned over so that the web 62 is placed along the side face of the cross member.
In the event that it is necessary to partially or completely dismantle the bogie, a clamp can be introduced into the opening 34 or @ The internal end of the clamp then engages on a spacer bar 37 and by above the lip or rib 78. The clamp, whose action is then that of a lever, can be used to retract the wedge 14 against the action of the spring 28. The wedge can be held in. such a retracted position, by introducing pins through the openings 38 in the inner and outer walls 39 and 36 respectively of the guide columns.
One of the advantages of the damping mechanism which has been described lies in the fact that it is not necessary to deform the cross member, which can be substantially shaped like a box in its end portion. This simplifies the manufacture of the cross member and avoids the inconvenience of having to provide pockets in the sides of the cross member to accommodate friction pads therein.
A damping mechanism embodying the invention comprises safety means to prevent each of the wedges 14 from falling and, if necessary, from coming to be received under the angle of the cross member in the event that the associated wedge spring 28 would break with parts of the coil spring moving away from its position below the wedge. Such security means comprise an ear or tab 76 projecting inwardly from the outer wall 36 of each guide column. A similar ear or tab 77 protrudes from the inner wall 39 of each guide column, as shown in Figures 2 and 3.
These legs or ears can receive any conformation of suitable section, and they are housed inside the inclined web 62 of each corner 14 and below the spacer member or spring seat 31. Accordingly, the wedges can be fitted and the wedge springs 28 can be compressed to the desired height to allow assembly of the bogie without the spacer 31 coming into engagement with the ears 76. and 77. The bracing bars 37 which connect the base portions of the webs 61 and 62 of each corner occupy suitable locations to allow these bracing bars to pass between the ends of the legs or ears 76 and 77 as it emerges from the examination of figure 3.
The central part of each spacer bar 37 carries a raised lip or rib 78 in the vicinity of the openings 34 and 35 intended for receiving the clamp. These lips or ribs 78 serve to prevent the inner end of the clamp from slipping off the spacer members, and also serve to stiffen or reinforce the spacer bars 37 against flexures resulting from the use of the spacer. clamp.
In the event of failure of a wedge spring 28, and displacement of the broken parts of the spring, the wedge 14 can move downward in the guide column, but only until the spacer 31 comes into engagement with the legs or ears 76 and 77. The wedge is held in this position by the safety legs or ears, and the bogie remains fully capable of operating safely.
The construction, operation and advantages of the damping device are apparent from the foregoing and it is evident that modifications can be made to the details of the embodiments without departing from the spirit of the invention.
CLAIMS.
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