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La présente invention est relative à un groupe de ressorts et à un ensemble stabilisateur pour bogies de véhicules de chemin de fer , et elle consiste en un ensemble composite de ressorts de charge et d'un méca- nisme stabilisant à friction coopérant avec eux, comprenant des coins à friction associés à des ressorts de stabilisation, se montant sur un bogie sous forme d'un ensemble préalablement assemblé. Des dispositifs de ce genre sont destinés à être installés sur un bogie, soit comme équipement initial, soit comme ensemble servant à convertir des bogies non stabilisés en bogies stabilisés.
Il existe en service de nombreux types d'ensembles stabilisateurs à ressorts, mais ils présentent certaines limitations dues à ce que cer- tains éléments de l'ensemble sont soumis à des efforts exagérés du fait de certains déplacements des châssis latéraux ou flasques du bogie les uns par rapport aux autres. Les stabilisateurs à ressort actuellement en ser- vice comportent en général des dispositifs autonomes d'appuis supérieurs et inférieurs de ressorts constitués par des plaques entre lesquelles;sont pla- cés les ressorts de charge habituels.
L'action stabilisante agissant sur les ressorts de charge est en général produite par un ou plusieurs coins en une seule pièce avec la plaque d'appui ou fixés rigidement à celle-ci et placés de façon à exercer une pression de coincement contre des faces in- clinées de sabots de friction coopérants, de manière à pousser les sabots contre les faces à friction, en retardant ainsi la descente de la plaque d'appui supérieure, en stabilisant la compression et en remettant sous ten- sion les ressorts de charge.
Les stabilisateurs du type ci-dessus sont montés dans l'ouverture pour la traverse dansante de chaque flasque de bogie, de manière telle que les extrémités opposées de la traverse dansante portent sur les plaques d'ap- pui supérieures des ensembles stabilisateurs, sur les côtés opposés du bo- gie. En conséquence, les plaques:d'appui supérieures sont obligées de suivre les déplacements de la traverse dansante tandis que les plaques à ressorts inférieures sont obligées de suivre les déplacements des châssis des bogies sur lesquels elles sont montées. On a constaté que les plaques supérieures de ces ensembles stabilisateurs sont soumises à plusieurs gen- res de déplacements par rapport au châssis du véhicule, ce qui impose des efforts exagérés sur la plaque supérieure et le coin qui en fait partie et gêne la coopération désirée des pièces.
Ces déplacements comportent des basculements autour d'un axe-horizontal des plaques d'appui supérieures et inférieures du fait du basculement autour d'un axe horizontal des flasques par rapport à la traverse dansante lorsque les roues du bogie passent sur des ondulations de la voie, un déplacement longitudinal de la plaque supé- rieure par rapport à la plaque inférieure du fait d'un arrêt brusque ou d'une secousse du véhicule, et la torsion ou la rotation des plaques d'ap- pui supérieures et du coin en faisant partie autour d'un axe vertical par rapport à la plaque inférieure du fait des positions angulaires prises par la traverse dansante par rapport aux flasques lorsqu'un de ces derniers, d'un côté du véhicule, avance ou recule par rapport à l'autre flasque de l'autre côté du véhicule.
Pendant chacun des déplacements ci-dessus de la plaque supérieure par rapport à la plaque inférieure, la plaque supérieure tend à rester fi- xe sur la traverse dansante tandis que la plaque inférieure reste fixe sur le flasque du bogie. En conséquence, les mouvements ou tendances aux mouve- ments ci-dessus de la plaque supérieure:, par rapport à la plaque inférieure ont tendance à amener le coin, qui fait partie intégrante de la plaque su- périeure, dans différentes positions angulaires, de sorte que ses faces pla- tes de coincement cessent d'être en contact à plat avec les sabots de fric- tion de l'ensemble stabilisateur, en annulant ou réduisant sensiblement
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ainsi le rôle d'amortissement dudit ensemble.
Cette torsion ou rotation de la plaque supérieure autour d'un axe vertical par rapport à la plaque inférieure peut être due à plusieurs cau- ses, mais la plupart du temps elle provient d'un mouvement oscillant récur- rent des roues du bogie transversalement à la voie. En ce cas, un plus grand diamètre du chemin de roulement en forme de cône des roues roule sur la voie d'un côté du bogie, et un plus petit diamètre roule de l'autre. En conséquence, les roues dont un plus'grand diamètre est au contact du rail d'un côté du bogie avancent un peu par rapport aux roues situées de l'au- tre côté. Cet état se corrige de temps entemps par une oscillation des roues en sens contraire transversalement à la voie.
Toutefois, le mouve- ment d'avance et de recul des flasques du bogie sur ses cotés opposés est une condition récurrente qui produit en conséquence des oscillations de la traverse dansante autour de son axe vertical central. Du fait de ces mou- vements oscillants de la traverse dansante, la plaque d'appui supérieure de l'ensemble stabilisateur tourne autour d'un axe vertical par rapport au flasque du bogie et par rapport à la plaque d'appui inférieure. Ce dé- placement de la plaque supérieure entraîne nécessairement celui du coin qui en fait partie intégrante et place ce dernier obliquement, de façon nuisible, par rapport au sabot de friction coopérant.
Cet état donne lieu à des forces de poussée sur des angles en diagonale du coin porté par la plaque d'appui supérieure et par suite réduit sensiblement la surface de contact des faces du coin avec les faces coopérantes des sabots.
La présente invention a pour but de remédier aux limitations, in- diquées ci-dessus, qui sont inhérentes à l'utilisation de ces ensembles stabilisateurs du type à coins, et dans ce but elle a trait à un ensemble stabilisateur à groupe de ressorts dans lequel la plaque d'appui supérieure et le coin où les éléments qui y sont associés peuvent se déplacer libre- ment l'un par rapport à l'autre pendant le déplacement relatif longitudinal des flasques du bogie, en permettant également des déplacements oscillants limités de la plaque supérieure par rapport au flasque, autour d'un axe vertical, sans réduire la surface de contact" des éléments en forme de coin coopérants.
L'ensemble stabilisateur selon l'invention est également fait de telle sorte qu'il peut y avoir un déplacement limité de la plaque supé- rieure dans le sens longitudinal par rapport aux flasques du châssis, sans imposer d'efforts exagérés sur la plaque d'appui en son point de contact avec le coin associé et, en même temps, en assurant le maintien d'un con- tact à plat de toutes les faces en coin coopérantes.
On a représenté une forme de réalisation préférée de l'invention sur les dessins annexés, dans lesquels:
La fig. 1 est une vue en élévation de côté d'un bogie de chemin de fer comportant l'ensemble stabilisateur selon l'invention et montre sché- matiquement comment un état oscillant du flasque du bogie autour d'un axe horizontal peut s'amorcer et également comment ledit ensemble s'adapte à cet état oscillant. Dans ce but, l'ensemble stabilisateur a été représenté en coupe verticale.
La fig. 2 est une vue de détail, en plan, correspondant à la fig.
1 et montrant schématiquement comment peut s'amorcer un état oscillant de la traverse dansante.
La fig. 3 est une vue en plan, à plus grande échelle, de l'en- semble stabilisateur. Dans cette vue, une partie de la plaque d'appui supé- rieure a été supprimée pour montrer plus clairement la nature de l'inven- tion.
La fig. 4 est une coupe verticale faite par le centre de ltensem-
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ble de la fig. 3.
La fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne 5-5 de la fig.
3.
En se reportant en particulier aux figs. 1 et 2, l'ensemble sta- bilisateur selon l'invention est désigné dans son ensemble par 10 et il est représenté en détail sur la fig. 1 comme étant installé dans l'un des flas- ques ou longerons 11 d'un bogie 12. L'autre longeron 13 est visible sur la fig. 2 et l'un des ensembles stabilisateurs 10 peut également lui être asso- cié. Les deux longerons 11 et 13 sont d'un type courant et comportent cha- cun un élément sous tension 14, un élément comprimé 15 et des montants de liaison 16. Les éléments 14, 15 et 16 délimitent entre eux une ouverture
17 pour la traverse dansante, les parties inférieures de cette ouverture formant un siège 18 pour des ressorts.
Des boites d'essieu 19 avant et arrière sont portées à la manière habituelle par les extrémités opposées des longerons 11 et 13 et contiennent les coussinets d'essieux habituels (non représentés) montés sur les essieux avant et arrière 20. L'essieu avant por- te les roues habituelles à boudins 21 et 22, respectivement, tandis que l'essieu arrière porte des roues analogues 23 et 24 respectivement. La tra- verse dansante habituelle 25 est disposée transversalement entre les longe- rons 11 et 13 et pénètre dans les ouvertures 17, sur les côtés opposés du bogie.
La disposition des pièces que l'on vient de décrire est courante et l'invention ne comporte à ce sujet aucune nouveauté, l'invention portant sur la construction de l'ensemble stabilisateur à groupe de ressorts que l'on va maintenant décrire plus en détail.
En se reportant en outre aux figs. 3, 4 et 5, on voit que l'en- semble stabilisateur 10 selon l'invention comporte, de manière générale, une plaque d'appui de ressort supérieure 30 et une plaque d'appui inférieu- re 31, entre lesquelles sont disposés quatre ressorts de charge 32, à rai- son d'un dans chacun des coins de l'ensemble. Chaque plaque 30 ou 31 com- porte des brides marginales de retenue 33 qui servent à maintenir les res- sorts à boudin 32 en position entre les plaques et à empêcher leur déplace- ment .
La plaque inférieure 31 peut être une pièce coulée d'un type en forme de plateau sur laquelle fait saillie dans les régions médianes une paroi de forme générale rectangulaire 34 formant un logement en forme de caisson ouvert par dessus, comportant des cloisons tranversales avant et arrière 35 et des cloisons latérales un peu plus courtes 36, servant à en- fermer partiellement deux ensembles doubles 37 à ressorts à boudin stabili- sateurs. La plaque inférieure est munie de deux bossages 38 en faisant par- tie intégrante et faisant saillie vers le haut, disposés à l'intérieur du caisson rectangulaire 34 à une certaine distance de celle-ci et servent à maintenir en place les extrémités inférieures des ensembles doubles 37 de ressorts stabilisants.
Deux fentes en alignement 39 sont ménagées dans les parois avant et arrière 35, dans les régions médianes de celles-ci, et dans ces fentes passe un tirant longitudinal 40 dont on va indiquer la nature et le rôle.
Comme on voit sur les fig. 3 et 5, chacune des parois latérales 36 du caisson 34 porte sur sa face intérieure une plaque d'usure 41 qui est fixée sur la paroi correspondante à l'aide d'un dispositif 42 à boulon et écrou, la tête du boulon étant de préférence noyée dans la plaque d'usure.
Ce mode de fixation de plaques d'usure sur la paroi 36 facilite leur rempla- cement après usure lorsque cela est nécessaire.
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Sur les extrémités supérieures des ressorts stabilisateurs 37, sur les côtés opposés du caisson 34, se trouve une paire de sabots de fric- tion à flottement 45 ayant la forme de coins qui ont, de'manière générale, la forme d'une cuvette retournée et qui se logent télescopiquement sur les extrémités supérieures des ensembles de ressorts 37. Chacun des sabots com- porte une face de friction verticale 46 portant contre la face intérieure de la plaque respective 41 et deux faces inclinées 47 disposées transversa- lement et opposées, présentant une surface inclinée 48.
Les deux surfaces 48 des éléments de friction 45 sont opposées l'une à l'autre comme on le voit sur la fig. 5 et délimitent entre elles une cavité en forme d'auge servant à recevoir les parties inférieures d'un coin central 49 de forme gé- nérale triangulaire en section transversale et présentant des surfaces cames 50 faisant face vers l'extérieur, lesquelles constituent des surfaces en forme de coin portant contre les surfaces cames 48 des sabots 45 et servent à appliquer de petites augmentations de poussées latérales sur ces sabots lorsqu'une poussée vers le bas est appliquée sur le coin central 49.
Le bord inférieur ou sommet du coin 49 porte un élément 51 en forme de boucle, en faisant partie intégrante et dans lequel passe la tige longitudinale 40 qui peut y glisser de manière à réaliser une liaison avec jeu maintenant les dif- férentes parties de l'ensemble que l'on vient de décrire dans leur relation d'assemblage. De préférence, la boucle 51 est faite de manière à appliquer une légère tension vers le bas sur le coin 49 de telle sorte que les res- sorts stabilisateurs se trouvent légèrement comprimés lorsqu'il n'est pas exercé de charge sur ce coin central 49.
Comme on le voit sur les figs. 4 et 5, la paroi supérieure ou cou- ronne 52 du coin 49 est en forme d'arc en section transversale, cet arc étant sensiblement une portion de circonférence, et la région médiane de la plaque supérieure 30 présente une portion de couronne complémentaire 53 dont la surface intérieure porte contre le dessus de la couronne 52 du coin 49 lorsque le tout est monté dans le longeron 11 ou 13.
Le dessus de la plaque 30 comporte une série de nervures 54 de renforcement longitudinales et trans- versales (fig. 3) et plusieurs oreilles 55 montant à partir de la surface de la plaque pour s'encastrer dans des cavités correspondantes 56 ménagées dans le dessous de la traverse dansante 55, afin d'empêcher un déplacement relatif entre les deux pièces, de sorte que la plaque 30 est obligée de suivre constamment les déplacements de la traverse.
On a représenté schématiquement sur la fig. 1 certaines des cau- ses connues provoquant une oscillation d'un longeron tel que 11 autour d'un axe horizontal. On voit également de façon schématique sur cette figure comment l'utilisation de l'ensemble 10 supprime l'effet nuisible qu'à géné- ralement cette oscillation sur l'action d'amortissement des ensembles stabi- lisateurs ordinaires.
En général, dans une certaine mesure, les traverses 60 qui suppor- tent les rails 61 et 62 (voir également fig. 2) sont plus ou moins uniformé- ment espacées. Les rails sont fabriqués en longueur standard et les joints des rails, représentés par l'éclisse 63 et les extrémités de rails voisines 64,sont également espacés. Il arrive parfois que les roues sautent lors- qu'elles-passent sur les intervalles séparant les extrémités des rails en communiquant ainsi aux longerons du bogie un mouvement d'oscillation verti- cale. De même, les rails 61 et 62 s'infléchissent vers le bas entre des tra- verses 60 voisines lorsque les roues du véhicule se déplacent sur le rail.
Cette flexion vers le bas sous les roues avant et arrière d'un bogie fait basculer verticalement les longerons du bogie, sensiblement comme on le voit sur la fig. 1. Etant donné que dans les types connus d'ensembles stabilisa- teurs le coin central correspondant à la pièce 49 est fixé rigidement sur la plaque supérieure, ce "basculement" du longeron autour d'un axe horizon-
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tal modifie beaucoup et rend inefficace l'action d'amortissement ordinaire prévue des dispositifs stabilisateurs. Le basculement relatif qui se pro- duit entre le coin central fixé à la plaque et les éléments de friction applique des efforts disproportionnés sur la plaque supérieure à l'endroit de la fixation du coin central.
Dans le cas actuel, le coin central 49 n'est pas fixé rigidement sur la plaque 30 et les deux surfaces associées 52 et 53 (fig. 5) de ces pièces sont libres de se déplacer l'une par rapport à l'autre, la surface
53 glissant sur la surface 52 de sorte que l'oscillation que l'on vient de décrire est accompagnée d'un déplacement de la surface 52 sous la surface
53 sans que soit appliquée de façon sensible une poussée sur l'un des élé- ments de friction 45. De cette manière, le coin central 49 reste en mesure d'absorber toute poussée vers le bas de la plaque 30 suivant le mode habi- tuel de fonctionnement.
On a représenté schématiquement sur la fig. 2 l'une des causes connues d'oscillation dans le sens de la longueur des longerons 11 et 13, ainsi que le mode de fonctionnement de l'ensemble 10 selon l'invention lors de cette oscillation. Lorsqu'il se produit un mouvement de lacet du bogie 12 et de ses essieux 20 par rapport à la voie, du fait d'une cause quelcon- que, le chemin de rolement en forme de cône 66 des roues 21 et 23, par exemple, peut se déplacer sur le rail 61 de sorte que c'est le plus grand diamètre des roues qui devient efficace du point de vue de la traction.
Du fait que les roues opposées sont reliées par les essieux 20, il se produit un mouvement accéléré du longeron 11 par rapport au longeron 13, qui fait avancer le longeron 11 et retarde le longeron 13, en produisant ainsi un déplacement en sens inverse des aiguilles d'une montre de la traverse 25 au- tour d'un axe vertical, en regardant la fig. 2. Le mouvement de lacet se continuant, l'oscillation se continue et il se produit un état inverse dans lequel les roues 22 et 24 portent efficacement suivant un grand diamètre tandis que les roues 21 et 23 roulent sur un petit diamètre, de sorte que le longeron 13 avance par rapport au longeron 11. Ces oscillations sont accompagnées d'une oscillation de la traverse 25 autour d'un axe vertical dans l'espace laissé libre pour la traverse dansante dans les ouvertures 17.
Si, dans ce cas, le coin central était fixé rigidement sur la plaque supé- rieure, il tournerait légèrement autour d'un axe vertical par rapport aux coins coopérants. Dans la construction selon l'invention, par contre, le mouvement de rotation ae la traverse dansante 25 dans un sens ou dans l'au- tre-par rapport au longeron 11, comme indiqué sur la fig. 2, est limité dans une certaine mesure par le fait que la couronne du coin 49 est logée dans la poche 52. Toutefois, un déplacement angulaire sensible de la traverse 25 fera tourner la plaque supérieure autour d'un axe vertical par rapport au coin central, en permettant ainsi aux faces de coins 47 et 50 de rester en contact à plat.
Pendant le mouvement de rotation de la plaque 30 par rapport au coin 49, les angles en diagonale de la poche 52 s'écartent des angles correspondants de la couronne 53, comme on le voit sur la fig.2
Bien qu'on ait représenté une forme de réalisation préférée de l'invention, il est évident d'après ce qui précède que l'on peut modifier les dispositifs sans sortir du cadre de l'invention, et en conséquence il est bien entendu que l'invention couvre toutes ces variantes.