Bogie de Wagon.
La présente invention se rapporte à des bogies de wagons et elle a trait plus particulièrement à une liaison perfectionnée entre les châssis latéraux et la traverse du bogie.
Les bogies de wagons modernes utilisés pour supporter une caisse d'un wagon se présentent couramment sous la forme d'un bogie en trois éléments. Ce bogie comporte deux trains de roues comportant des extrémités d'arbres qui sont montées à rotation dans des paliers positionnés dans des mâchoires d'appui formées aux extrémités de deux châssis latéraux espacés. Chaque châssis latéral comporte à son tour une fenêtre placée dans une position centrale et dans laquelle un jeu de ressort s supporte les extrémités d'unetraverse positionnée transversalement. Les ressorts amortissent les mouvements verticaux de la traverse qui supporte à son tour la caisse du wagon.
Des liaisons établies entre les extrémités de la traverse et les châssis latéraux peuvent souvent comprendre des ensembles de sabots de friction servant à amortir des mouvements verticaux d'oscillation de la traverse qui résultent de l'effet de suspension des ressorts hélicoïdaux. Les sabots de friction sont supportés dans des poches ménagées dos-à-dos sur chaque extrémité de traverse. Cette disposition dos-à-dos des poches a pour conséquence une réduction importante du module de section de la traverse entre les poches.
En plus des mouvements verticaux, la traverse exécute également des mouvements de lacet et de tangage en réponse à des changements de direction pendant le déplacement du bogie. Les mouvements de la traverse qui ont été cités en dernier ne sont pas amortis et il peut en résulter une entrée en contact des éléments structuraux de butée de la traverse et du châssis latéral correspondant.Un contact se produit également quand les châssis latéraux exécutent un mouvement de tangage en réponse à des irrégularités de hauteur de la voie. Les forces dynamiques et statiques résultant du déplacement du bogie ont une grandeur telle que, lorsqu'il se produit un contact, des contraintes de valeur élevée sont engendrées. Du fait de la réduction du module de section de la traverse entre les poches contenant les sabots de fric-
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qu'à un degré proche ou même supérieur à sa limite élastique .I1 en résulte que la traverse peut subir une rupture
par fatigue ou une déformation permanente.
Un.bogie de wagon selon l'invention comprend deux châssis latéraux espacés qui sont chacun pourvus d'une fenêtre placée au centre . Chaque fenêtre est à son tour définie par un élément supérieur de tension, un élément inférieur de compression et des parois latérales de liaison avant et arrière qui sont espacées l'une de l'autre. Sur ces parois latérales sont fixées des plaques d'usure remplaçables.
Sur chaque élément inférieur de compression s'appuie un jeu de ressorts hélicoïdaux. Ces jeux de ressorts supportent à leur tour les extrémités d'une traverse positionnée transversalement entre les châssis latéraux. Chaque extrémité de traverse est engagée dans une fenêtre d'un châssis latéral respectif afin d'établir une liaison entre eux.
La traverse a une configuration creuse allongée et est définie par une paroi supérieure, une paroi inférieure et des parois latérales avant et arrière. Dans chaque extrémité de traverse, il est prévu un ensemble de poches pour sabots de friction qui sont dirigés vers l'avant et vers l'arrière et qui sont positionnés dos-à-dos. Chaque poche contient un sabot de friction qui est aligné avec les plaques d'usure correspondant à la fenêtre de châssis latéral de manière à entrer en contact avec la plaque d'usure et à amortir des mouvements d'oscillation verticale de la traverse,, De telles oscillations constituent une particularité inhérente aux suspensions à ressort hélicoïdal.
Des parties de bord de chaque plaque d'usure dépassent latéralement des poches de réception des sabots de f riction de manière à venir s'aligner avec des rebords intérieur et extérieur qui font partie des paroies latérales-avant et arrière de la traverse. Les rebords intérieurs sont espacés longitudinalement d'une plus grande distance que les rebords extérieurs de sorte que l'espacement entre chaque rebord intérieur et la lisière intérieure de la plaque d'usure correspondante est inférieur à l'espacement entre chaque rebord extérieur et la lisière extérieure de la plaque d'usure correspondante. Cette disposition fait que les rebords extérieurs de la traverse sont décalés vers l'intérieur par rapport aux rebords intérieurs de traverse.
L'utilisation d'ensembles de rebord intérieurs et extérieurs de traverses qui sont décalés ou non alignés permet d'obtenir plusieurs résultats importants.
En premier lieu, lorsque la traverse exécute un mouvement de tangage, c'est-à-dire tourne autour d'un axe latéral du bogie, un contact entre la traverse et le châssis latéral est limité aux ensembles de rebords intérieurs de la traverse et à la lisière intérieure de la fenêtre de châssis latéral. Ce contact a tendance à tordre la traverse en produisant des contraintes correspondant à un couple à l'intérieur du corps de traverse. Cependant la paroi supérieure,
la paroi inférieure et les parois de la traverse ainsi que les nervures intérieures de renforcement ont une résistance suffisante pour résister à la torsion sans être endommagées. Une torsion de la traverse se produit également lorsque les châssis latéraux sont soumis à un mouvement de tangage. Lorsque les châssis latéraux tanguent dans la direction opposée, la torsion de la traverse peut être importante.
En second lieu, lorsque la traverse exécute un mouvement de lacet, c'est-à-dire lorsqu'elle tourne horizontalement autour d'un axe vertical du bogie, un contact entre la traverse et les châssis latéraux est à nouveau limité aux ensembles de rebords intérieurs de la traverse et aux lisières intérieures des plaques d'usure de la fenêtre de châssis latéral correspondante. Ce contact a tendance à plier la traverse pour produire des contraintes de f lexion dans le corps de traverse. Pendant cette flexion, la liaison à plaque centra-le établie entre la traverse et le caisson du wagon empêche un mouvement d'une partie centrale de la traverse. Le corps de traverse est suffisamment robuste pour absorber cette flexion sans être endommagé.
Conformément à la présente invention, la structure de liaison entre la traverse et le châssis latéral correspondant a été renforcée sans augmenter la masse d'ensemble. Il n'est pas nécessaire d'ajouter un renforcement supplémentaire au corps de traverse à proximité des poches de réception de sabots de friction puisque la zone correspondante du corps de traverse reste à des niveaux de contraintes relativement bas.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation latérale fragmentaire d'une partie d'un bogie de wagon conforme à la présente invention. Fig. 2 est une vue en plan et en coupe partielle d'une partie du bogie de wagon de la figure 1. Fig. 3 est une vue en élévation d'une partie extrême d'une traverse du bogie de la figure 1, et Fig. 4 est une vue en plan de la partie extrême de traverse, faite dans l'ensemble.suivant la ligne 4-4 de la figure 3.
Sur les figures 1 et 2, on a désigné par 10 une partie d'un bogie de wagon. Ce bogie 10 comprend deux châssis latéraux espacés, une partie du châssis 12 étant visible sur la figure . A chaque extrémité du châssis latéral
12, il est prévu une mâchoire d'appui 14 dans laquelle est monté à rotation un arbre 16 d'un jeu de roues 18. Comme le savent les spécialistes en la matière, un bogie comprend typiquement deux jeux de roues de ce genre.
Une fenêtre 20 est ménagée au centre du châssis latéral 12 et elle est définie par un élément supérieur de tension 22, un élément inférieur de compression 24 et des parois latérales avant et arrière, 26 , 28 espacées l'une de l'autre . Il est à noter que le bogie 10 est bidirectionnel et que les termes "avant" et "arrière" ne sont utilisés que pour faciliter la description de ce bogie 10. Sur chaque paroi latérale 26, 28 de la fenêtre est fixée une plaque d'usure 30.
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est positionnée transversalement entre les châssis latéraux. Les extrémités de la traverse 32 sont disposées dans les fenêtres de châssis latéral, comme indiqué, une extrémité 34 de la traverse 32 est logée dans la fenêtre de châssis latéral 20. Sur l'élément de compression 24 de la fenêtre de châssis latéral, il est prévu un jeu de ressorts hélicoïdaux
36, représentés schématiquement, qui supportent élastiquement l'extrémité de traverse 34 de façon à amortir des mouvements verticaux de la traverse 32.
La traverse 32 comporte un corps creux 38 de profil allongé qui est défini par une paroi supérieure 40 et une paroi inférieure 42 qui sont jointes à une paroi latérale avant 44 et une paroi latérale arrière 46. Dans la partie centrale 48 du corps de traverse 38, il est prévu une plaque centrale 50 qui fait partie d'une liaison à plaque centrale établie avec une caisse du wagon (non représentée) d'une manière connue. L'extrémité 34 de la traverse est pourvue d'une poche avant 52 et d'une poche arrière 54 (fi-
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sitionnées dos-à-dos. Chaque poche 52, 54 comporte une ouverture 56 dirigée vers l'extérieur et elle est définie par un élément supérieur 58, des éléments latéraux 60 inclinés vers le bas et un élément inférieur 62 décalé vers l'intérieur. Les éléments supérieur et inférieur S8, 62 peuvent faire partie intégrante des parois supérieure et inférieure
40, 42 de la traverse. Ces élémehts 58, 62 sont ménagés en creux dans les parois supérieure et inférieure 40,42 de façon à réduire sensiblement la section droite et le module résultant de la traverse 32 entre les poches 52, 54. La jonction des éléments 58, 62 est assurée par une paroi de fric-
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tre la figure 4, une configuration intérieure concave.
Dans chaque poche 52, 54 est disposé un sabot de friction 66 de forme triangulaire, qui comprend une base horizontale 68, une face verticale 70- et un élément d'usure incliné 72. La base 68 de chaque sabot 66 est. en contact avec un des ressorts dujeu 36 de manière' que les sabots 66 soient poussés vers le haut de telle sorte que les éléments d'usure de sabots 72 entrent en contact avec les parois de friction 64 des poches. L'inclinaison de la paroi de friction 64 fait en sorte que les sabots 66 soient poussés vers l'extérieur afin que la face verticale 70 de chaque sabot 66 entre en contact avec une partie centrale 74 de chaque plaque d'usure 30 de fenêtre de châssis latéral.
Un ensemble de rebords intérieur et extérieur 76,
78 est formé sur les parois avant et arrière 44, 46 de la traverse de chaque côté des ouvertures 56 des poches à sabots de friction. Les ensembles de rebords 76, 78 sont placés entre des ensembles intérieur et extérieur de nervures
80, 82. Les rebords intérieurs 76 sont espacés l'un de l'autre d'une plus grande distance que les rebords extérieurs 78 de sorte que les ensembles 76 et 78 sont décalés dans le sens longitudinal du bogie. Les plaques d'usure 30 sont suffisamment larges pour qu'une lisière intérieure 84 et une lisière extérieure 86 de chaque plaque d'usure 30 viennent en face des ensembles de rebords intérieur et extérieur 76, 78
de la traverse. Les parois latérales 26, 28 de la fenêtre de châssis latéral s'emboîtent entre les ensembles de nervures
80, 82 de la traverse. Du fait que les ensembles de rebords
76, 78 sont décalés, l'intervalle 88 existant entre le rebord intérieur 76 et la lisière intérieure 84 de plaque d'usure est inférieur à l'intervalle 90 entre le rebord extérieur 78 et la lisière extérieure 86 de la plaque d'usure.
En cours de fonctionnement, le bogie 10 est soumis à un ensemble complexe deforces dynamiques et statiques.
Les forces statiques sont essentiellement en relation avec
la gravité et elles ont pour origine la caisse du wagon qui peut varier entre une condition complètement vide et une condition remplie. Les forces dynamiques sont produites par exemple pendant une opération d'accouplement ou de désaccouplement du wagon et pendant le déplacement de ce dernier sous l'effet d'accélérations, de décélérations et de changements
de direction. Cet ensemble de forces est complété par des forces résultant d'irrégularités du ballast et de la voie. Ces forces font que la traverse 32 et le châssis latéral se déplacent linéairement et par rotation dans six directions. Les mouvements verticaux de la traverse 32 sont contrôlés à l'aide du système de suspension comprenant les Jeux de ressorts 36 et les sabots de friction 66. Tous les autres mouvements de la traverse 32 et des châssis latéraux sont pratiquement non réglés mais ils sont maintenus dans des limites réglées par contact entre des éléments structuraux.de butée du châssis latéral 12 et de la traverse 32.
Par exemple la traverse 32 peut exécuter un mouvement de tangage, c'est-à-dire une rotation autour de l'axe latéral du bogie 10, en réponse à des forces engendrées pendant l'attelage du wagon. En outre, le châssis latéral 12 exécute des mouvements de tangage sous l'effet d'irrégularités de la voie. Cette rotation par tangage de la traverse 32 et du châssis latéral 12 est limitée par entrée en contact des lisières intérieures 84 de plaque d'usure de fenêtre de châssis latéral avec les ensembles de rebords intérieurs 76 de
la traverse. Ce contact a tendance à produire une torsion du corps de traverse 38 et il peut engendrer dans celui-ci des contraintes formant un couple substantiel.
La traverse 32 peut également exécuter un mouvement de lacet, c'est-à-d�re une rotation horizontalement autour
de l'axe vertical du bogie 10, en réponse à des forces de flottement créées par les trains de roues 18. Ce mouvement rotatif de lacet de la traverse 32 est limité de la même manière que ci-dessus par entrée en contact de la traverse 32 avec le châssis latéral 12. Ce contact a tendance à infléchir le corps de traverse 32 et il peut produire des contraintes substantielles de flexion.
Il est à noter que, dans chaque cas, aucun contact n'est établi entre les ensembles de rebords extérieurs 78 de la traverse et les lisières extérieures 86 des plaques d'usure de fenêtre de châssis latéral. La partie du corps de traverse 38 qui est située entre les poches 52, 54 de réception des sabots de friction reste non affectée et elle n'est par conséquent pas soumise à une contrainte qui pourrait provoquer un dommage permanent ou bien se traduire au cours du temps par une rupture par fatigue.
Bien entendu l'inventionn'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention.