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BOGIE POUR VEHICULES FERROVIAIRES RAPIDES.
Les bogies pour véhicules ferroviaires rapides, en particulier pour trains d'automotrices, comportent d'une manière en soi connue et judi- cieuse un cadre ou chassis diagonalement rigide et résistant à la torsion pour une réduction aussi grande que possible,du poids des organes non suspen- dus tels que les essieux, les boîtes d'essieux etc..., mais aussi du châssis du bogie lui-même, qui est suspendu élastiquement par rapport aux essieux, Le châssis du bogie peut être supporté entre les roues ou à l'extérieur de celles-ci.
La suspension du véhicule est le plus souvent divisée en une sus- pension d'essieux et une suspension de caisse, auxquelles vient s'ajouter encore une suspension attaquant le tourillon d'entraînement ou un fléau os- cillant latéralement pour l'absorption des chocs latéraux provenant de la voie
L'invention concerne un bogie pour véhicules ferroviaires rapi- des comportant un tourillon de guidage oscillant et elle a pour but d'assu- rer un déplacement sans heurts et aussi régulier que possible du véhicule, même aux grandes vitesses. En vue de ce résultat, la caisse du véhicule prend appui par des surfaces de glissement prévues latéralement sur des ressorts de support guidés verticalement dans le châssis du bogie.
Pour obtenir un déplacement sans heurts et sans bruits du véhicu- le, il est non seulement important de prévoir des surfaces de glissement des plaques de montage et de support, mais également de réaliser une transmis- sion, avec un jeu aussi réduit que possible, des forces appliquées au bogie par suite des mouvements horizontaux de la caisse du véhicule et se manifes-- tant sur les organes de guidage prévus pour les plaques de support.
Ces mouvements, qui résultent des oscillations angulaires du bo- gie, engendrées par le déplacement sinusoïdal et le franchissement des cour- bes, de même que d'oscillations longitudinales et transversales de la caisse du véhicule, peuvent se produire dans toutes les directions horizontales.
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Pour transmettre ces oscillations sans heurts à la caisse du véhicule, les plaques de support transmettant la charge de la caisse au bogie et sur lesquel-. les glissent les plaques de montage de la caisse sont, suivant l'invention, montées sans jeu dans un plan horizontal sur les organes de guidage reliés au châssis du bogie. Afin d'empêcher que la pression ne soit exercée de façon non uniforme sur les surfaces de glissement, et qu'il en résulte par suite une usure irrégulière, les surfaces de glissement et les éléments reliant les plaques de support aux organes de guidage sont ménagés sensiblement dans un même plan. Les surfaces de glissement peuvent baigner dans 1'huile.
Pour réduire la décharge d'une roue d'un essieu si la voie est inclinée, il est judicieux dans le cas de bogies, que les organes de montage de la caisse du véhicule ne dépassent pas le plan de roulement. Pour rendre inutile l'emploi, d'organes de transmission particuliers, les surfaces de glissement pour le montage ou l'assise de la caisse sont prévues directement sur les ressorts de support de cette caissec'est-à-dire sur la suspension de la caisse.
Une autre amélioration contribuant au déplacement sans heurts et sans bruits est obtenue en montant le tourillon d'entraînement en dessous di plan d'appui des ressorts d'essieu dans le châssis du bogie. Grâce à la pré- sente d'un tourillon placé très bas,on réduit de façon notable l'effet des forces transversales sur la caisse du véhicule, forces qui ont une action dé- favorable sur l'obtention d'un déplacement sans heurts,, La transmission des forces longitudinales et transversales au tourillon placé très bas est assu- rée judicieusement de manière telle que le tourillon et les organes de trans- mission des forças-aux boîtes d'essieux se trouvent sensiblement dans le plan médian des essieux.
Afin que la caisse du véhicule dispose d'un jeu plus grand dans le sens transversal et le sens longitudinal pour permettre son oscillation par rapport au châssis du bogie, le palier du tourillon prend appui par deux barres métalliques oscillantes opposées contre un cadre entourant ces barres et qui est relié au châssis du bogie par deux autres barres métalliques os- cillantes disposées à l'extérieur du cadre et décalées de 90 par rapport aux deux premières.
Dans le cas de 1?application de l'invention aux châssis de bogie supportés élastiquement entre les roues sur les boîtes des essieux, il est avantageux d'utiliser un cadre ayant en plan une forme en H et comportant com- me appui une traverse principale servant d'entretoise et de bras de support.
Lors d'un montage entre les roues, on doit choisir en outre pour la suspen- sion des essieux un facteur d'élasticité plus faible, afin d'empêcher l'os- cillation plus forte de la caisse du véhicule qui résulterait autrement d'u- ne assise élastique plus réduite que dans le cas d'une suspension extérieu- re. Pour la même raison, le ressort d'essieu est monté assez haut, judicieu- sement au-dessus des boîtes d'essieux. Le faible facteur de suspension né- cessite, en outre, un facteur de suspension aussi grand que possible de la suspension de la caisse. Il est donc judicieux de choisir pour celle-ci une assise aussi grande que possible.
La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
La fig. 1 est une vue de profil d'un cadre ou châssis de bogie en forme d'H prenant appui élastiquement sur les boîtes d'essieu et suppor- té en dessous des roues.
La figo 2 est une vue de face correspondante.
La figo 3 est une'vue en coupe transversale par la ligne brisée A-B de la fig. 4.
La figo 4 est une vue en plan correspondanteo
La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale montrant un mode de montage latéral de la caisse sur des ressorts de suspension guidés vertica- lement dans le châssis du bogie.
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' La fig. 6- est une vue en coupe longitudinale montrant un mode de montage latéral sur un châssis de bogie sans interposition de ressorts de suspension de la caisse,,
La figo 7 montre à plus grande échelle un mode de montage du tou- rillon
Les essieux 7. pleins ou creux sont tourillonnés entre les roues 2 dans les boîtes d'essieux 3, sur la partie supérieure desquelles prennent appui les ressorts d'essieux 4. Sur la fig. 2, on a représenté cette sus- pension dans la partie gauche sous forme de ressorts hélicoïdaux et dans la partie droite sous forme de blocs de suspension en caoutchouc.
Sur les res- sorts d'essieux 4 prennent appui les bras de support 5' du châssis 1 du bogie ayant en plan une forme d'H et auquel sont reliées les bielles d'es- sieux 7, montées de façon oscillante dans des articulations 2 sur la face in- férieure des bras 5'. Ces bielles 7 sont fixées sur les boites d'essieux 3 de manière à résister à la flexion.
Les bras 5' du châssis 5 et la traverse principale rendue soli- daire de ce châssis par, soudure forment un châssis de bogie diagonalement rigide de grande simplicité et de poids réduit. La traverse principale, en forme de cuvette, est munie d'entretoises armées dans leur partie supé- rieure et d'un fond renforcé par une ceinture inférieure 10.
Dans le prolongement des entretoises 8 de la traverse principa- le, et vers 1'extérieur par rapport au châssis longitudinal du bogie, sont prévus, à une certaine distance des plans de roulement, des guides verticaux 12 reliés au châssis µ du bogie et sur lesquels prennent appui les organes de suspension de la caisse par les traverses 13, cette suspension étant assurée de chaque coté, en vue de réduire le poids, par deux ressorts hélicoïdaux 14 et l'amortisseur de chocs 15.
Sur cette suspension reposent avec interposi- ,tion d'une plaque de caoutchouc 16 et de la semelle de support 16a les plaques de montage ou d'assise 17 de la caisse du véhicule, munies de surfaces de glis- sementa Les plaques sur lesquelles glissent les plaques de montage sont (com- me le montrent les figso 1 à 4) reliées aux guides 12 prolongés vers le hatt par des organes de liaison 12a.
Suivant la figo 5, la semelle de support 16a est montée sur les guides 12 par des organes de liaison 20 et 21,et ceci de manière telle que l'organe de liaison 21 soit monté sans jeu dans t'eûtes les directions horizon- tales, tandis que (comme représenté), l'organe de liaison 20 est libre de..se déplacer dans le sens longitudinal, avec l'amplitude nécessaire pour,permettre une modification possible de l'inclinaison du châssis du bogie dans le sens longitudinal par rapport à la face inférieure de la caisse du véhicule. Tou- tefois, cet organe de liaison 20 est également monté sans jeu dans le sens transversal. Des manchons coniques rodés 22 montés dans les organes de liai- son 20 et 21 servent à régler l'inclinaison et permettent un guidage sans jeu.
Suivant la figo 5, les organes de liaison 20 et 21 et les surfa- ces de glissement de la semelle de support 16a et de la plaque de montage @ 17 se trouvent sensiblement dans un même plan.
Pour maintenir le coefficient de frottement aussi uniforme que possible, les surfàces de glissement des plaques de montage et de support se trouvent dans un bain d'huile 23 fermé par un cadre 24 rapporté sur la se- melle de support 16a et par un joint d'étanchéité 25 glissant sur la face in- férieure de la caisse.
Le mode de montage de la caisse représenté par la fig. 6 convient à des wagons, par exemple à des wagons,de marchandises, pour lequel une sus- pension de la caisse n'est pas nécessaireo La plaque de support 30 présen- tant une surface de glissement comporte une face inférieure partiellement cy- lindrique ou sphérique 31 par laquelle elle prend directement appui sur le châssis 32 du bogie.
Pour le reste, ce mode de montage correspond à celui que montre la fig. 50 On remarquera simplement que la position-du centre de la surface partiellement cylindrique ou sphérique 31 est choisie d'une maniè-
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re telle, compte tenu des conditions de frottement données, que des couples élevés n'agissent pas sur les surfaces de glissement de la caisse. La pla- que de montage peut également être rendue solidaire de la plaque ou semelle de support 16a ou 30 et glisser sur la face inférieure de la caisse, afin de répartir de façon uniforme la pression spécifique. Le lubrifiant servant au graissage des surfaces de glissement peut être amené à ces surfaces de glis- sement par des conduits adducteurs, l'huile de graissage étant répartie par des orifices et des rainures de graissage.
Le cadre 24 - 25 sert, dans ce type de graissage,à assurer l'étanchéité en protégeant les surfaces de glis- sement contre les impuretés et les poussières. On peut également utiliser pour former les organes glissant l'un sur l'autre des matériaux auto-lubrifiants.
Suivant les figs. 1 à 4, le fond renforcé par la ceinture inférieu- re 10 sert à la réception;du tourillon d'entraînement 9 situé en dessous du plan d'appui des ressorts d'essieux 4. L'arête supérieure du tourillon 9,les articulations 6 montées dans des amortisseurs élastiques du type dénommé "Si- letbloc" ou d'un type analogue et les axes des essieux se trouvent sensible- ment dans le même plan horizontal que la ceinture inférieure 10 de l'entretoi- se principale 8. Ainsi, les forces longitudinales et transversales sont transmises directement du tourillon 2 aux boîtes d'essieux 3.
Le montage du tourillon 2 fixé sur l'infrastructure de la caisse est assuré élastiquement dans le plan horizontal au moyen de barres métalli- ques oscillantes 11 et 11'9 de manière telle que ces barres ne permettent qu'un jeu réduit dans le sens longitudinal., car elles travaillent alors à la compres- sion, mais puissent osciller avec le jeu plus grand qui est désirable dans le sens transversal, où elles travaillent à la poussée.
Ici encore, on peut pour assurer l'amortissement dans le sens transversal utiliser, au lieu des barres métalliques oscillantes 117-et 11'; des ressorts métalliqueso
Suivant la fig. 7 deux barres métalliques oscillantes 11 et 11' sont fixées sur les côtés opposés d'un cadre 120. ces barres supportant élas- - tiquement le palier 2'du tourillon d'entraînement de manière à ne permettre qu'un jeu réduit dans le sens longitudinal, mais toutefois une oscillation plus grande dans le sens transversal. Une seconde paire de-barres métalliques oscillantes 121 et 121' sont fixées à l'extérieur sur le cadre 120, en étant décalées de 90 par rapport aux premières.
Les barres 121 et 121' sont reliées par leur face externe au châssis 5 du bogieo
Le mode d'action de la construction de bogie que prévoit l'inven- tion est le suivanto Les forces longitudinales agissant sur le palier 9' du tourillon sont transmises au cadre 120 par les barres métalliques oscillantes 11 et 11' travaillant à la compression, puis de celui-ci au châssis 2. du bo- gie pâr les barres 121 et 121' qui travaillent par poussée et permettent un coulissement du cadre 120 jusqu'aux butées de fin de course 122, 122' ou 123, 123' prévues sur le châssis 5 du bogie.
Les forces transversales engendrent des contraintes de poussée sur les barres 11 et 11' et permettent un jeu élastique jusqu'à ce que le palier 9' vienne buter contre le cadre 120, duquel ces forces sont transmi- ses par les barres 121 121' au châssis du bogie. On peut également in- verser le mode de montage longitudinal et transversalo Dans ce cas, les os- cillations longitudinales sont transmisessous forme de forces de poussée par les barres 11 et 11', ,et les oscillations transversales sous forme de forces de poussée par les barres 121 et 121'.
Le mode de montage d'un tourillon suivant l'invention n'est pas limité à la disposition suivant laquelle ce tourillon est supporté en dessous du plan de suspension des essieux dans le châssis du bogie(, Ce mode de mon- tage suivant l'invention peut être appliqué à des tourillons montés à toute hauteur désirée dans le châssis du bogie, que ce châssis soit supporté entre les roues ou à l'extérieur de celles-ci.
Il va de soi que l'on peut apporter des modifications aux modes de réalisation décrite,dans le domaine des équivalences techniques.
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BOGIE FOR RAPID RAIL VEHICLES.
The bogies for high-speed rail vehicles, in particular for rail cars, comprise in a manner known and judicious per se a frame or chassis that is diagonally rigid and resistant to torsion for as great a reduction as possible of the weight of the components. unsprung such as axles, axle boxes etc ..., but also from the bogie frame itself, which is resiliently suspended with respect to the axles, The bogie frame can be supported between the wheels or at outside of these.
The vehicle's suspension is most often divided into an axle suspension and a body suspension, to which is added a suspension attacking the drive trunnion or a sideways oscillating flail for shock absorption. lateral from the track
The invention relates to a bogie for high-speed rail vehicles comprising an oscillating guide pin and its object is to ensure that the vehicle moves smoothly and as smoothly as possible, even at high speeds. In view of this result, the body of the vehicle is supported by sliding surfaces provided laterally on support springs guided vertically in the frame of the bogie.
In order to obtain smooth and noise-free movement of the vehicle, it is not only important to provide sliding surfaces for the mounting and support plates, but also to achieve transmission, with as little play as possible, forces applied to the bogie as a result of the horizontal movements of the body of the vehicle and manifested on the guide members provided for the support plates.
These movements, which result from the angular oscillations of the bogie, caused by the sinusoidal displacement and the crossing of the curves, as well as from longitudinal and transverse oscillations of the vehicle body, can occur in all horizontal directions.
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To transmit these smooth oscillations to the vehicle body, the support plates transmitting the load from the body to the bogie and on which. Sliding them, the body mounting plates are, according to the invention, mounted without play in a horizontal plane on the guide members connected to the bogie frame. In order to prevent the pressure from being exerted unevenly on the sliding surfaces, and consequently resulting in irregular wear, the sliding surfaces and the elements connecting the support plates to the guide members are provided. substantially in the same plane. Sliding surfaces can be bathed in oil.
To reduce the unloading of a wheel from an axle if the track is inclined, it is advisable in the case of bogies, that the mounting members of the vehicle body do not protrude over the running surface. To make the use of particular transmission members unnecessary, the sliding surfaces for mounting or seating the body are provided directly on the support springs of this body, i.e. on the suspension of the body. checkout.
Another improvement contributing to smooth and noiseless travel is achieved by mounting the drive journal below the bearing plane of the axle springs in the bogie frame. Thanks to the presence of a very low trunnion, the effect of transverse forces on the body of the vehicle is significantly reduced, forces which have an unfavorable effect on obtaining smooth movement. The transmission of the longitudinal and transverse forces to the very low trunnion is judiciously ensured in such a way that the trunnion and the transmission members of the forças-to the axle boxes are located approximately in the median plane of the axles.
So that the body of the vehicle has a greater play in the transverse direction and the longitudinal direction to allow its oscillation relative to the frame of the bogie, the bearing of the journal is supported by two oscillating metal bars opposed against a frame surrounding these bars and which is connected to the frame of the bogie by two other oscillating metal bars placed outside the frame and offset by 90 with respect to the first two.
In the case of the application of the invention to bogie frames elastically supported between the wheels on the axle boxes, it is advantageous to use a frame having in plan an H-shape and comprising as support a main cross member. serving as a spacer and support arm.
When mounting between the wheels, a lower elasticity factor must also be chosen for the axle suspension, in order to prevent the stronger oscillation of the vehicle body which would otherwise result from a smaller elastic seat than in the case of an external suspension. For the same reason, the axle spring is mounted high enough, conveniently above the axle boxes. The low suspension factor also requires as large a suspension factor as possible of the body suspension. It is therefore wise to choose a seat as large as possible for it.
The description which follows, given with reference to the appended drawings given without limitation, will make it possible to better understand the invention.
Fig. 1 is a side view of an H-shaped bogie frame or chassis bearing elastically on the axle boxes and supported below the wheels.
Figo 2 is a corresponding front view.
Figo 3 is a cross-sectional view through the broken line A-B of fig. 4.
Fig. 4 is a corresponding plan view.
Fig. 5 is a longitudinal sectional view showing a method of lateral mounting of the body on suspension springs guided vertically in the frame of the bogie.
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'Fig. 6- is a view in longitudinal section showing a method of lateral mounting on a bogie frame without interposition of suspension springs of the body ,,
Figo 7 shows on a larger scale a method of mounting the journal
The solid or hollow axles 7. are journaled between the wheels 2 in the axle boxes 3, on the upper part of which bear the axle springs 4. In FIG. 2, this suspension has been shown in the left part in the form of coil springs and in the right part in the form of rubber suspension blocks.
On the axle springs 4 are supported the support arms 5 'of the bogie frame 1 having an H-shaped plan and to which are connected the connecting rods 7, mounted in an oscillating manner in joints. 2 on the underside of the arms 5 '. These connecting rods 7 are fixed to the axle boxes 3 so as to resist bending.
The arms 5 'of the frame 5 and the main cross member made integral with this frame by welding form a diagonally rigid bogie frame of great simplicity and reduced weight. The main cross member, in the form of a bowl, is provided with reinforced spacers in their upper part and a bottom reinforced by a lower belt 10.
In the extension of the spacers 8 of the main cross member, and outwardly with respect to the longitudinal frame of the bogie, there are provided, at a certain distance from the running surfaces, vertical guides 12 connected to the frame µ of the bogie and on which are supported by the suspension members of the body by the cross members 13, this suspension being provided on each side, in order to reduce the weight, by two helical springs 14 and the shock absorber 15.
On this suspension rest with the interposition of a rubber plate 16 and the support sole 16a the mounting or seat plates 17 of the vehicle body, provided with sliding surfacesa The plates on which slide the mounting plates are (as shown in figs 1 to 4) connected to the guides 12 extended towards the hatt by connecting members 12a.
According to FIG. 5, the support sole 16a is mounted on the guides 12 by connecting members 20 and 21, and this in such a way that the connecting member 21 is mounted without play in both horizontal directions. , while (as shown), the connecting member 20 is free to move in the longitudinal direction, with the amplitude necessary to allow a possible modification of the inclination of the bogie frame in the longitudinal direction by relative to the underside of the vehicle body. However, this connecting member 20 is also mounted without play in the transverse direction. Lapped conical sleeves 22 mounted in the connecting members 20 and 21 serve to adjust the inclination and allow play-free guidance.
According to FIG. 5, the connecting members 20 and 21 and the sliding surfaces of the support sole 16a and of the mounting plate 17 lie substantially in the same plane.
To keep the coefficient of friction as uniform as possible, the sliding surfaces of the mounting and support plates are in an oil bath 23 closed by a frame 24 attached to the support saddle 16a and by a seal d. seal 25 sliding on the underside of the body.
The method of mounting the body shown in FIG. 6 is suitable for wagons, for example freight wagons, for which a suspension of the body is not necessary o The support plate 30 with a sliding surface has a partially cylindrical underside or spherical 31 by which it bears directly on the frame 32 of the bogie.
For the rest, this assembly method corresponds to that shown in FIG. 50 It will simply be noted that the position of the center of the partially cylindrical or spherical surface 31 is chosen in a manner.
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re such, given the friction conditions given, that high torques do not act on the sliding surfaces of the body. The mounting plate can also be made integral with the support plate or sole 16a or 30 and slide on the underside of the body, in order to distribute the specific pressure uniformly. The lubricant used for lubricating the sliding surfaces can be supplied to these sliding surfaces by adductor conduits, the lubricating oil being distributed by the orifices and lubricating grooves.
The frame 24 - 25 serves, in this type of lubrication, to ensure a seal by protecting the sliding surfaces against impurities and dust. Self-lubricating materials can also be used to form the members sliding over one another.
According to figs. 1 to 4, the bottom reinforced by the lower belt 10 serves to receive the drive journal 9 located below the bearing surface of the axle springs 4. The upper edge of the journal 9, the articulations 6 mounted in elastic shock absorbers of the type called "Si-letbloc" or of a similar type and the axles of the axles are located substantially in the same horizontal plane as the lower belt 10 of the main strut 8. Thus , the longitudinal and transverse forces are transmitted directly from the journal 2 to the axle boxes 3.
The mounting of the journal 2 fixed to the frame of the body is elastically ensured in the horizontal plane by means of oscillating metal bars 11 and 11'9 in such a way that these bars allow only reduced play in the longitudinal direction. ., because they then work on the compression, but can oscillate with the greater play which is desirable in the transverse direction, where they work on the thrust.
Here again, it is possible to ensure the damping in the transverse direction, instead of the oscillating metal bars 117-and 11 '; metal springs
According to fig. 7 two oscillating metal bars 11 and 11 'are fixed on the opposite sides of a frame 120. these bars resiliently supporting the bearing 2' of the drive journal so as to allow only reduced play in the direction longitudinal, but a greater oscillation in the transverse direction. A second pair of oscillating metal bars 121 and 121 'are attached externally to frame 120, being offset 90 from the first.
Bars 121 and 121 'are connected by their external face to frame 5 of the bogieo
The mode of action of the bogie construction provided for by the invention is as follows: The longitudinal forces acting on the bearing 9 'of the journal are transmitted to the frame 120 by the oscillating metal bars 11 and 11' working in compression, then from this to the frame 2.of the box by the bars 121 and 121 'which work by pushing and allow the frame 120 to slide up to the end-of-travel stops 122, 122' or 123, 123 'provided on the frame 5 of the bogie.
The transverse forces generate thrust stresses on the bars 11 and 11 'and allow elastic play until the bearing 9' abuts against the frame 120, from which these forces are transmitted by the bars 121 121 'to the bogie frame. It is also possible to reverse the longitudinal and transversal mounting mode.In this case, the longitudinal oscillations are transmitted in the form of thrust forces by the bars 11 and 11 ', and the transverse oscillations in the form of thrust forces by the bars. bars 121 and 121 '.
The method of mounting a journal according to the invention is not limited to the arrangement according to which this journal is supported below the plane of suspension of the axles in the frame of the bogie (, This mounting mode according to the The invention can be applied to journals mounted at any desired height in the bogie frame, whether this frame is supported between the wheels or outside them.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments described in the field of technical equivalences.