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SYSTEME DE SUSPENSION POUR LES BOGIES DE VEHICULES FERROVIAIRES ET ANALOGUESo
La présente invention est relative à un système de suspension pour supporter élastiquement des véhicules ferroviaires et analogues sur des bogies. Elle concerne, plus particulièrement, un système de suspension du type désigné dans la suite du présent mémoire par l'expression "type spé- cifié" dans lequel le poids du véhicule supporté est porté par des systèmes de liaison latéraux et dans lequel un dispositif de positionnement central résiste aux forces de traction et aux forces de freinage et empêche tout mouvement longitudinal relatif entre le bogie et le sous-châssis ou inf ra- ,structure.
Il est connu de suspendre un véhicule ferroviaire sur des bogies par des bielles pivotantes articulées aux extrémités inférieures de montants s'étendant vers le bas à partir du sous-châssis ou infrastructure du véhicule jusqu'à un point situé en-dessous des châssis latéraux des bogies, à partir desquels les bielles pivotantes s'étendent vers le haut et sont articulées à des supports portés par les châssis latéraux des bogies.
Lorsqu'un véhicule ainsi suspendu amorce une courbe, le déplacement des bielles pivotantes à partir de leur position verticale normale déplace le véhicule dans une mesure telle qu'une force gravitationnelle de restauration est engendrée, cette force tendant à ramener le bogie dans la position droite en avant. Cette force de restauration est proportionnelle à la courbure de la voie et à l'écartement des roues du véhicule ; de plus, elle impose une charge indésirable aux flasques des roues.
La présente invention permet d'éliminer ou tout au moins de réduire cette force de restauration indésirable.
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Selon une particularité de l'invention, dans un système de suspension du type spécifié pour un bogie de véhicule ferroviaire ou analogue, chacun des systèmes de liaison latéraux de support comporte une poutre, qui est articulée à des bielles espacées, ellesêmes articulées au bogie ou à la carrosserie et qui est attachée à la carrosserie ou au bogie respectivement en un point ou effectivement en un point situé sur sa longueur, de sorte que, pour de petits déplacements angulaires des bielles, le point en question ne subit qu'un mouvement horizontal rectiligne, sensiblement parallèle à l'axe de déplacement du véhiculeo
Suivant une autre particularité de l'invention, dans un système de suspension, du type spécifié pour un bogie d'un véhicule ferroviaire ou analogue,
les points d'attache de la carrosserie aux systèmes de liaison latéraux ne sont capables, dans les limites normales de déplacement que d'un mouvement horizontal rectiligne, sensiblement parallèle à l'axe de déplacement du véhicule et un amortisseur en caoutchouc entre la carros- serie et les systèmes de liaison latéraux permet un déplacement latéral de la carrosserie par rapport au bogieo
Suivant encore une autre particularité de la présente invention, dans un système de suspension du type spécifié pour un bogie d'un véhicule ferroviaire ou analogue, la carrosserie est attachée à chaque système de liaison latéral par une paire de ressorts sandwich en caoutchouc, agencés de façon que leurs axes de compression affectent une forme en V renversé, avec son métacentre en un point du système de liaison,
qui ne subit qu'un mouvement horizontal rectiligne parallèle à l'axe de déplacement du véhicule
Suivant une autre particularité de l'invention, dans un système de suspension du type spécifié pour un bogie d'un véhicule ferroviaire ou analogue, les systèmes de liaison latéraux sont construits, de façon que la carrosserie du véhicule ne soit capable de se déplacer que dans un plan horizontal par rapport au bogie, tandis que les charges de traction et de freinage sont portées par une entretoise longitudinale centrale s'étendant entre le bogie et la carrosserie.
Suivant une autre particularité de l'invention, dans un système de suspension du type spécifié pour un bogie d'un véhicule ferroviaire ou analogue, des systèmes de liaison sont espacés de chaque côté du bogie, chaque système comportant des moyens d'attache au bogie et au véhicule et étant constitué par une poutre articulée aux extrémités de bielles espacées supportées de manière à pouvoir pivoter dans un plan vertical parallèle à l'axe de déplacement du véhicule, les moyens d'attache respectifs étant prévus aux extrémités libres des bielles et en un point où effectivement en un point de la poutre, dont le lieu, pour un faible déplacement angulaire des bielles, est une ligne droite horizontale fixée par rapport aux moyens d'attache pour les bielles, des moyens étant prévus sur l'axe horizontal central du bogie,
pour restreindre matériellement le déplacement du bogie par rapport au véhicule, le long de l'axe de déplacement de celui-ci.
Lorsque le véhicule amorce des courbes, les poutres et leurs bielles de support subissent une déviation par rapport à leurs positions normales droites en avant. Toutefois, étant donné que les moyens d'attache pour la poutre se meuvent suivant une ligne droite, horizontale, fixe par rapport aux moyens d'attache pour les bielles, aucune force de restauration gravitationnelle n'est appliquée au bogie, pendant que le véhicule amorce des courbes.
Les termes "vertical" et "horizontal" sont employés pour la facilité dans le présent mémoire et se rapportent au véhicule se trouvant sur une voie horizontale.
On préfère que les bielles soient dirigées en sens opposés, l'une de ces bielles étant agencée comme un support et l'autre comme un ti-
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ranto Le point de déplacement rectiligne dans la poutre est alors intermé- diaire entre les articulations de la poutre aux bielles et divise la poutre en deux parties, dont les longueurs sont inversément proportionnelles aux longueurs des bielles adjacentes. Si les bielles sont de même longueur, le point en question sera à mi-distance entre les articulations de la poutre aux bielles.
Pour assurer que le mouvement du dit point de déplacement dans la poutre soit effectivement rectiligne, les longueurs des bielles doivent être suffisantes pour que les bielles ne subissent qu'un faible déplacement angulaire pour le plus grand angle de basculement du bogie, lorsqu'il amor- ce des courbeso
Un amortisseur est, de préférence, interposé entre la poutre et la carrosserie ou le bogie auquel il est immédiatement attaché. Toute forme d'amortisseur présentant les caractéristiques voulues et capable de permettre le léger mouvement angulaire de la poutre lors d'une déviation du système de liaison, sera appropriée.
Des ressorts sandwich en caoutchouc, agencés de façon que leurs axes de compression affectent la forme d'un V renversé et se trouvant dans le plan de mouvement du système de liaison conviennent particulièrement, étant donné que le système de liaison peut alors être rendu latéralement rigide, tout mouvement latéral du véhicule par rapport au bogie étant repris par les ressorts en caoutchouc en cisaillement.
Avec un tel amortisseur, les ressorts ne sont pas reliés effectivement à la poutre au point de déplacement rectiligne mais l'effet est le même que si cette liaison était telle, car la pointe du V formé par les axes de compression des ressorts, dans la position de charge statique normale, se trouve dans le plan vertical contenant le point de déplacement rectiligne et est déplacée sous ce point sur une distance telle que les charges latérales et les couples appliqués audit point donnent lieu respectivement à des déviations ou déflexions purement latérales et angulaires.
Le point en question occupe par rapport au montage en V, une position analogue au métacentre d'un corps flottant dans un liquidée La position de ce métacentre peut être calculée et dépend du rapport entre les rigidités au cisaillement et à la compression des ressorts et de l'angle du V formé par les axes de compression. Pour d'autres positions de déviation des ressorts, le "métacentre" se trouve dans le plan vertical contenant le point de déplacement rectiligne et n'est que faiblement décalé par rapport à celui-ci.
Au lieu de monter les ressorts en V dans les plans verticaux de déplacement des systèmes de liaison, ils peuvent être montés dans des plans inclinés vers l'intérieur, pour produire la force de centralisation accrue pour la déviation latérale du bogie, qui résulte de la tendance que présente un tel agencement incliné à lever le sous-châssis ou infrastructu- re du véhicule, sur le côté vers lequel il subit une déviation.
La description suivante se rapporte aux dessins ci-annexés, qui sont donnés à seul titre d'exemple. Dans ces dessins : - la figure 1 est une vue en plan d'un bogie construit conformément à la présente invention, - la figure 2 est une vue en élévation latérale du dit bogie, - la figure 3 montre, à plus grande échelle, un ressort de traverse en caoutchouc, et - les figures 4 et 5 montrent, également à plus grande échelle, un ressort de boite axiale.
L'invention est représentée sur les dessins ci-annexés, dans son application à un bogie à châssis intérieur à quatre roues. Le châssis
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11 est monté sur les roues 12 et porte une carrosserie de véhicule, par l'intermédiaire de systèmes de liaison latéraux 13,comprenant chacun une poutre et des bielles de support de cette poutre, comme il sera décrit plus loin.
Des supports 14 et 15 formant les moyens d'attache pour les bielles s'étendent sur le côté de chaque élément latéral du châssis du bogie, le support 14 étant établi vers le bas pour supporter la bielle de support 16,tandis que l'autre support 15 est établi près de la partie supérieure de l'élément latéral pour supporter la bielle suspendue 17. Les bielles 16 et 17 sont d'égale longueur et sont parallèles dans la position droite en avant normale du bogie.
La poutre 18 est formée d'ailes latérales et d'éléments transversauxo Cette poutre est droite sur la majeure partie de sa longueur à partir de l'extrémité par laquelle elle est articu- lée à l'extrémité inférieure de la bielle suspendue 17, et est ensuite inclinée vers le haut jusqu'à son autre extrémité articulée à l'extrémité supérieure de la bielle de support 160
Des ressorts en caoutchouc 19 sont disposés entre les ailes latérales de la poutre 18, les axes de compression de ces ressorts formant un V renversé. Les extrémités extérieures des ressort 19 sont supportées par des éléments transversaux inclinés 20 de la poutre. Les extrémités in- térieures des ressorts 19 sont en contact avec un élément 21 en forme de coin, fixé au sous-châssis ou infrastructure (non représenté) du véhicule.
Dans la position de charge normale, la pointe du V formé par les axes de compression des ressorts 19 se trouve au point médian de la ligne réunissant les articulations entre la poutre 18 et les bielles 16 et 17 respectivement. Pour accroître leur rigidité à la compression, les ressorts comportent, de préférence, des feuilles intermédiaires (voir figure 3) et, lorsque les ressorts sont longs par rapport à leur section transversale, on prévoit, de préférence, des entretoises ou tirants joignant les feuilles ou plateaux intermédiaires sur les côtés opposés du V, comme décrit dans le brevet britannique n 64805160
Les articulations aux extrémités des bielles 16 et 17 sont en caoutchouc Jans la forme d'exécution représentée.
Dans d'autres formes d'exécution de l'invention, ces articulations peuvent être constituées par des supports pleins ou par des lames de couteau. De simples douilles en caoutchouc ou des paires de douilles en série peuvent être employées, mais on préfère des joints articulés, tels que décrits dans la demande de brevet britannique n 18296/51 dans lesquels du caoutchouc est interposé entre un pivot et des éléments d'appui creux opposés, mobiles angulairement l'un par rapport à l'autre,, Ce type de joint offre une résistance beaucoup moindre au déplacement angulaire que tout autre type d'articulation en caoutchouc de dimensions comparableso
Un tel joint articulé est utilisé sur l'élément de support 16;
des évidements d'appui creux sensiblement semi-cylindriques sont ménagés à chaque extrémité de l'élément en question et sur le support latéral 14 et un élément transversal 22 de la poutre 18. Du caoutchouc est appliqué à un pivot 23 et est tenu par rapport aux évidements d'appui par contact à friction.
La bielle suspendue 17 est formée d'ailes antérieure et postérieure 23, séparées à leur partie supérieure et à leur partie inférieure par des éléments d'espacement 24, sur les faces opposées desquels sont prévus les appuis creux pour les joints articulés. Une barre de support 25 pour la douille en caoutcnouc du joint articulé supérieur est supportée par le support 15, qui fait saillie latéralement et passe entre les ailes antérieure et postérieure 23 de la bielle suspendue. Similairement, l'élément transversal 26 pour la douille de caoutchouc prévue à l'extrémité inférieure de la bielle suspendue 17 s'étend entre les ailes antérieure et posté-
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rieure 23 et est porté à ses extrémités par les éléments latéraux de la poutre 18.
Les joints articulés des bielles montante et suspendue sont longs par rapport à leur diamètre, de façon à présenter une surface d'appui adéquate et à conférer au système de liaison une rigidité latérale considé- rable. Les déplacements latéraux du véhicule par rapport au bogie sont rattrapés par déplacement des ressorts en caoutchouc en cisaillement.
Sur l'axe longitudinal central du bogie est prévue une entre- toise antérieure et postérieure 27, destinée à restreindre le déplacement du bogie par rapport au véhicule le long de l'axe de déplacement de celui- ci. L'entretoise est pourvue de coussinets sphériques 28 en caoutchouc, par lesquels l'entretoise est reliée., à une extrémité à une traverse por- tée par le châssis 11 du bogie et, à l'autre extrémité au sous-châssis ou infrastructure du véhiculeo L'entretoise est disposée horizontalement et le faible degré de déplacement angulaire est rattrapé par les coussinets sphériques.
Le bogie est supporté par les essieux 29, par l'entremise de dispositifs de suspension comprenant des pièces intercalaires en caoutchouc opposées 30 en forme de chevrons et légèrement inclinées en directions op- posées, comme décrit dans la demande de brevet britannique n 14.690/51 (voir également les figures 4 et 5).
Les ressorts peuvent être courts et latéralement rigides, dans le cas où des ressorts principaux et latéraux, longs et flexibles sont employéso Ou bien, ces ressorts peuvent être plus longs et comporter des plateaux intermédiaires, dans le cas où les ressorts principaux sont courtso Les plateaux intermédiaires des ressorts formant chaque dispositif de suspension de la boite d'essieu peuvent être assujettis de manière à empêcher le renversement, comme décrit dans le brevet britannique n 648.516 de la demanderesse. Les ressorts plus longs de la boite d'essieu permettront un déplacement latéral plus important entre les roues et le châssis du bogie, pour compenser la réduction de la liberté en direction latérale due aux plus courts ressorts principaux.
A l'ensemble du montage, comprenant les supports latéraux 14 et 15, peut être conférée une inclinaison vers l'intérieur, de manière à engendrer une force de centralisation dirigée vers l'intérieur par les déviations latérales du bogie.
REVENDICATIONS.
1.- Système de suspension du type spécifié pour un bogie d'un véhicule ferroviaire ou analogue, dans lequel chacun des systèmes de liaison latéraux de support comporte une poutre, qui est articulée à des bielles espacées, elles-mêmes articulées au bogie ou à la carrosserie et qui est attachée à la carrosserie ou au bogie respectivement en un point ou effectivement en un point situé sur sa longueur, de sorte que pour de petits déplacements angulaires des bielles, le point en question ne subit qu'un mouvement horizontal rectiligne, sensiblement parallèle à l'axe de déplacement du véhiculeo.
2.- Système de suspension du type spécifié pour un bogie d'un véhicule ferroviaire ou analogue dans lequel les points d'attache de la carrosserie aux systèmes de liaison latéraux ne sont capables, dans les limites normales de déplacement, que d'un mouvement horizontal rectiligne, sensiblement parallèle à l'axe de déplacement du véhicule et dans lequel un amortisseur en caoutchouc entre la carrosserie et les systèmes de liaison latéraux permet un déplacement latéral de la carrosserie par rapport au bogie.
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