CA1304988C - Dispositif de guidage et de sustentation d'un vehicule ferroviaire - Google Patents
Dispositif de guidage et de sustentation d'un vehicule ferroviaireInfo
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- CA1304988C CA1304988C CA000566816A CA566816A CA1304988C CA 1304988 C CA1304988 C CA 1304988C CA 000566816 A CA000566816 A CA 000566816A CA 566816 A CA566816 A CA 566816A CA 1304988 C CA1304988 C CA 1304988C
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Abstract
Le dispositif de guidage et de sustentation d'un véhicule ferroviaire selon l'invention, est un boggie à roues indépendantes comprenant une traverse et deux longerons montés pivotants et inclinables par rapport à la traverse. Ces longerons sont constitués de deux parties reliées entre elles par une articulation, constituée d'un pivot sensiblement vertical, permettant au dispositif de mieux suivre les courbes de la voie. La première partie du longeron est un élément de charpente longitudinal articulé à la traverse par une articulation. Elle porte une roue motrice. La seconde partie du longeron est un bras directionnel qui prolonge l'élément de charpente longitudinal et est solidaire de celui-ci par un pivot sensiblement vertical. Ce bras directionnel porte une roue de guidage.
Description
1304g88 DISPOSITIF DE~ GUIDAGE ET DE SUSTENTATION
_ _ D'UN VEHICULE FERROVIAIRE
La présente invention est relative à un dispositif de guidage et de sustentation d'un véhicule ferroviaire, constitué d'un boggie à roues indépendantes comprenant une traverse assujettie à une caisse du véhicu].e de manière à être perpendicu]aire au plan vertical contenant l'axe longitudinal du véhicule au voisinage d'une extrémité de cette caisse ainsi aue deux longerons munis d'au moins une roue et, dans le sens longitudinal, sur des moyens d'articulation portés par la traverse de part et d'autre du plan vertical susdit, de manière permettre aux roues portees par les longerons de suivre les courbures et de franchir les inégalités de la voie.
Elle trouve sa principa~e appl.ication dans le transport urbain, notamment lorsaue le parcours présente des courbes de faible rayon ou lorsaue l'infrastructure de la voie, en particulier pour le transport urbain souterrain, dans le cas du métro, exige le recours à des dispositifs de guidage et de sustentation l~gers et peu encombrants.
~3049~8 On connaît déià un grand nombre de dispositifs de sustentation de véhicu]es ferroviaires aptes ~ assurer la stabilité dynamiaue de ces véhicules, tant en traiectoire rectiligne au'en traiectoire courbe inscrite ~ grande vitesse.
Le brevet européen n 0 060 000 décrit un di.spositif de sustentation et de guidage d'un véhicule ferroviai.re, éauipé d'au moins guatre roues montées sur un support destiné à être assu~etti à la caisse d'un véhicule, au voisinage d'une extrémité de cette caisse.
Ce d:ispositif est constitué d'une traverse maintenue perpencicul.aire au plan vertical contenant l'axe longitudina~ du véhicule et de deux ]ongerons disposés, en position de service, dans le sens longitudinal de la caisse, de part et d'autre du plan vertical susdit. Ces longerons sont reliés l'un à l'autre par ~'intermédi.aire d'une tringle montée sur des rotules. Ils sont articulés à la traverse commune par des pivots susceptibles de prendre une certaine inclinaison dans un plan sensiblernent vertical. Ces pivots sont reliés entre eux par des rotules et un palonnier solidaire de la traverse par un pivot perpendiculaire au plan forme par la traverse et l'axe longitudinal du véhicule.
Dans les courbes, les longerons pivotent par rapport à la traverse autour de pivots sensiblement verticaux et forment les co~és opposés d'un paralléloqramme déformable, tandis aue la traverse reste perpendiculaire a l'axe longitudinal de la caisse du véhicule.
La rigidité des longerons empeche cependant les - roues portées par un même longeron et s'appuyant sur une même ~ile de rail, de s'orienter simultanément 130498~
tangentie11ement au dit rail.
I] s'ensuit un glissement considérable du bourrelet d'une des roues ou des deux roues portées par le longeron entraînant un bruit désagréable et une usure accél~rée des rails et des roues.
La présente invention vise ~ remédier 3 cet inconvénienl. F]le a pour objet un dispositif de guidage et de sustentation d'un véhicule ferroviaire constitué
d'un boggie à roues indépendantes susceptibles de pivoter autour d'un axe vertical et de se mouvoir indépendamment dans un plan vertical sur chacune des files de rail.. Le boggie comprend une traverse assujettie à une caisse du véhicule de manière à être perpendiculaire au plan vertical contenant l'axe longitudinal du véhicule au voisinage d'une extremite de cette caisse ainsi aue deux longerons munis d'au moins une roue et dans le sens longitudinal sur des moyens d'articulation portes par la traverse de part et d'autre du plan vertical susdit de manière ~ permettre aux roues portées par les longerons de suivre les courbures et de franchir les inégalités de la voie.
Ce dispositif est essentiellement caractérisé en ce aue les ~ongerons comportent une articulation et sont constitués chacun d'un élément de charpente longitudinal articul~ à la traverse et prolongé par un bras directionnel articulé à l'él~ment de charpente longitudinal. autour d'un pivot sensiblement vertical et muni à une extrémité libre d'une roue de guidage.
Dans une forme de réalisation préférentielle chaaue longeron présente un appendice s'étendant vers l'intérieur du boggie dans une direction transversale 13049'~8 sensiblement perpendiculaire à celle du bras et pr~sentarlt des articulations sur lesauelles est fixée ur-e entretoi.~e.
Chaaue bras directionnel porte, de préférence, au voisinage de son extrémité libre un appendice s'étendant vers l'intérieur du boggie dans une direction transversale, sur laauelle est fixee une tringle solidaire de l'entretoise susdite.
11) La dis~ance entre les points de fixation de l'entretoise au longeron est, de préférence, déterminée en fonction de l'empattement, de la largeur de voie et de la position des articu].ations des éléments de charpente à la traverse et du bras directionnel par rapport à l'e~ement de charpente De préférence, selon l'invention, le rapport de la distance entre le plan de la roue de guidage et le moyen d'articulation qui solidarise la tringle à
l'appendice du bras directionnel et celle entre ledit plan de ].a roue de guidaae et le moyen d'articulation aui solidarise la tringle a l'entretoise, est choisi de telle mani~re aue le plan de la roue de guidage soit sensiblement tangent à la file du rail de fa~on a influencer favorablement l'inscription en courbe du boggie De préférence, selon l'invention, les tringles sont reliées aux appendices des bras par l'intermédiaire de rotules et ,~ l'entretoise par l'intermédiaire de pivots.
De préférence, un avantage de l'invention réside dans le fait 35 au'une paire de roues du dispositif selon l'invention ~,-s'appuyant sur une même file de rail, peuvent s'orienter simultanément tangentiellement à la courbure de la voie.
Les caractéristiaues autocentrantes du dispositif de guidage et de sustentation ne sont pas réduites, parce que les bras directionnels et les longerons sont maintenus dans des plans verticaux strictement parallèles entre eux deux à deux. Les vitesses de rotation de chacune des roues, motrices ou non, sont indépendantes.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante des dessins annexés au présent mémoire, aui illustrent schematiquement une forme de réalisation préférée du dispositif de guidage et de sustentation suivant l'invention.
Dans ces dessins :
- la figure 1 est une vue en plan d'une forme de réalisation préférée du dispositif suivant l'invention, sur trajectoire rectiligne;
- la figure 2 est une vue en élévation latérale du dispositif illustré a la figure 1;
- la figure 3 est une vue en plan analogue à celle de la figure 1 montrant le dispositif suivant l'invention s'inscrivant dans une courbe d'une voie ferroviaire ;
et - la figure 4 est une vue detaillee en elévation - latérale de l'articulation du bras directionnel à la poutre support dans les longerons.
~3049a8 Dans ces différentes figures, les memes signes de référence désignent les élements identiaues ou analogues.
Comme illustré aux figures 1 et 2, le dispositif de guidage et de sustentation, désigné dans son ensemble par ]e signe de référence 1 d'un véhicule ferroviaire, est un boggie à roues indépendantes destiné à porter une caisse ou une partie de caisse 2 du véhicule ferroviaire susdit. Le plancher est montré en traits mixtes aux figures 1 et 2 susdites, au voisinage d'une extrémité de cette caisse 2. Ce dispositif 1 comprend une traverse 3 disposée perpendiculairement au plan vertical contenant l'axe longitudinal X-X' de la caisse 2 et deux longerons 4 qui, dans la position de service du dispositif, s'etendent dans le sens longitudinal de la caisse 2, de part et d'autre du plan vertical contenant l'axe longitudinal X-X'. Chaque longeron 4 est constitué de deux pièces articulées entre elles. La première de ces pièces est un élément de charpente longitudinal 5 portant une roue 6, éventuellement motrice. Cet élément de charpente longitudinal 5 est prolongé par un bras directionnel 7 articulé à l'élément de charpente longitudinal 5 autour d'un pivot 8 sensiblement vertical.
Le bras directionnel 7 porte également au moins une roue 9. Chague longeron porte donc une paire de roues 6, 9 destinées à suivre une même file de rail, schématisé
par des lignes 10. L'élément de charpente longitudinal S
porte de préférence des roues 6~de grand diamètre qui constituent des roues porteuses éventuellement ~304988 motorlsees. Ces roues 6 sont montées sur le côté
extérieur au voisinage d'une extrémité du longeron 4.
Les bras directionnels 7 porteront de préférence des roues de petit diamètre qui sont des roues de guidage 9.
Ces roues de guidage 9 sont montées dans une fourche 11 prévue à l'extrémité libre des bras directionnels 7.
Sur les longerons 4 sont montés des moyens d'articulat-ion 12 portant la traverse 3 de manière à
pouvoir, d'une part, pivoter dans le sens des flèches Y
(Figure 1), et d'autre part, s'incliner dans le sens des flèches Z (Figure 2). Ces moyens d'articulation peuvent etre des pivots 13 portés par des bossages latéraux non montrés. Ces pivots 13 sont susceptibles de prendre une certaine inclinaison dans un plan sensiblement vertical autour d'axes 14 parallèles à
l'axe longitudinal de la traverse 3, de façon que les longerons 4, c'est à dire les éléments de charpente longitudinaux 5 et les bras directionnels 7 puissent s'incliner dans le sens des flèches Z.
Chaque élément de charpente longitudinal 5 présente un premier appendice 15 ~ui s'étend vers l'intérieur du boggie, dans une direction transversale sensiblement perpendiculaire à celle d'une partie du longeron 4 joignant le pivot 13 au pivot 8. Selon l'invention, ces appendices 15 servent à la fixation au moyen d'une articulation 16 d'une entretoise 17 reliant l'un à
l'autre les longerons 4.
Chaque bras directionnel 7 porte au voisinage de son extrémité libre un second appendice 18 qui s'étend vers l'intérieur du boggie dans une direction ~:~04988 perpendiculaire au bras 7. Sur ce second appendice 18 est articul.ée à l'aide d'une rotule 20, une tringle 19 solidaire de l'entretoise 17 à l'aide d'une rotule 21.
I,es bras directionnels 7, les seconds appendices 18, les tringles 19 et l'entretoise 17 forment des quadrilatères articulés, qui solidarisent les bras directionnels 7 aux longerons 4.
Lors de 1' inscription en courbe, les roues de guidage 9 écartent les bras directionnels 7 vers la gauche ou la droite afin de suivre les courbures du rail 10 tout en étant orienté tangentiellement audit rail 10.
Ces déviations des bras directionnels 7 entraînent un mouvement de pivotement des éléments de charpente longitudinaux 5 par rapport à la traverse 3 autour des pivots sensiblement verticaux 13.
Ces pi.vots 13 peuvent d'ailleurs s'incliner dans un plan sensiblement vertical autour d'axes 14 parallèles à
i'axe longitudinal de la traverse 3, de fa~con que les éléments de charpente longitudinaux 5 et les bras directionnels 7 puissent eux-mêmes s'incliner dans le sens des flèches Z et assurent un contact permanent entre les roues 6, 9 et la voie, quelles que soient les variations de niveaux des files de rails 10, comme décrit dans le brevet européen n 0 060 000.
L'entretoise 17 portant les articulations 16 qui la relient par des tringles 19 aux appendices 18 des bras directionnels 7, forment avec la traverse 3 et les éléments de charpente 5 un quadrilatère déformable aui assure l'orientation correcte des roues 6 par rapport au rail 10. L'entretoise 17 prend une position horizontale, lorsque les files de rails 10 sont au meme niveau. Cette ~3()4988 entrctoise ]7 est sensiblement parallèle a la traverse 12 dans ]es trajets rectilignes et s'étend alors perpendlculairement aux deux longerons 4.
5Lorsque la voie prend une courbure à dévers constant, on constate que les bras directionnels 7 qui provoquent par leur déviation par rapport à une direction prédéterminée le pivotement des longerons 4 par rapport à la traverse 3, pivotent eux-mêmes par 10rapport aux éléments de charpente longitudinaux 5 autour des pivots 8 en raison de la présence du quadilatère articulé qui solidarise les derniers aux tringles 19 et à l'entretoise 17.
15Le pivotement des bras directionnels 7 par rapport aux eléments de charpente longitudinaux 5 permet d'assurer l'orientation correcte et simultanée des roues portées par les mêmes longerons, tangentiellement à la courbure de la file de rail 10 qui les porte.
Les longerons 4 constituent des leviers qui peuvent à la fois pivoter et s'incliner par rapport à la traverse 3 sous l'action des bras directionnels 7.
25Dans la forme de réalisation particulière illustrée à la figure 3, les pivots 13 autour desquels peuvent pivoter les longerons 4 sont articulés d'une part autour d'axes 14 solidaires de la traverse 3 par des rotules à
un palonnier 22. Ce palonnier 22 qui presente un pivot 30vertical 23 solidaire de la traverse 3, maintient les axes des pivots 13 des longerons 4 dans des plans sensiblement verticaux tout en leur permettant de s'incliner dans ces plans.
35A chacune de ses extrémités, la traverse 3 est pourvue d'un bossage latéral 23 aui sert de point d'appui à des moyens pour relier la traverse 3 au plancher de la caisse 2. Ces moyens comprennent de manière connue un ressort à boudin 24 dont une extrémité
prend appui sur le bossage latéral Z3 et dont l'extrémite opposée prend appui sur le plancher de la caisse 2. Une tige 25 munie à l'une de ses extrémités d'une première rotul.e 26 solidaire de la traverse 3 et à
son extrémité opposée d'une seconde rotule 27, solidaire d'une patte 28 fixée au plancher de la caisse 2, maintient la traverse sensiblement perpendiculaire à
l'axe longitudinal de la caisse, tout en permettant un déplacement latéral dans le sens des flèches W de la traverse 3 par rapport à la caisse 2. Ce déplacement latéral est limité . Des pièces de butée portées par la traverse 3 et par la caisse 2 limitent le déplacement latéral de la traverse et limitent la compression des ressorts à boudin 24.
Chaaue roue de grand diamètre 6 peut être reliée individuellement à un ensemble moto-réducteur monobloc 29 solidaire de l'élément de charpente longitudinal 5, la roue étant calée sur l'arbre de sortie 30 de cet ensemble.
Le dispositif de guidage et de sustentation qui fait l'objet de la présente invention peut être muni d'éguipements auxiliaires, tels aue moteurs, freins à
disques, freins à patin magnétigue sur rails, butée anti-déraillements, etc La combinaison d'un bras directionnel 7 et d'un élément de charpente longitudinal 5 solidarisé l'un à
l'autre par le quadrilatère articulé permet au dispositif selon l'invention d'attaguer des virages très ll serres ?~]isau'i,1 permet aux roues de s'orienter tangentie]l-ment à la courbure de la voie. On évite ainsl i,e glissement des bourrelets 31 contre le rail 10.
Le réglagc de la longueur des tringles 19 et le choix de leur point de solidarisati,on aux appendices 18 des bras direct:ionnels 7 et sur l'entretoise 17 permet de prérégler un parallélisme parfait des roues de guidage 9 ou de compenser une usure par un certai,n degré de pincement Ce dispositif permet d'assurer un autocentrage du véhicule grâce à une allure tronconniaue des bandages 34 des roues 6, 9.
Ce di,spositif permet également de conserver en outre les nombreux avantages déja mentionnés dans le brevet européen n 0 060 000. Il est de poids faible.
Son encombrement réduit permet de diminuer la hauteur de plancher du véhicule par rapport à la voie, d'améliorer ainsi l'accessibilité dudit véhicule et de réduire le gabarit.
Une vue en coupe longitudinale du pivot 8 est montrée à la figure 4. Le pivot 8 s'appuie sur deux roulements à rouleaux coniques 35 dont les boîtiers 36 sont montés sur les éléments de charpente longitudinaux 5.
Le dispositif se déforme cinématiquement sans faire apparaître de contraintes ni d'efforts de rappel. De ce fait, la répartition des charges entre les roues 6, 9 est pratiquement indépendante des éléments extérieurs tels que le dévers, les inégalités de voie et les mouvements de caisse du véhicule. Le stabilité dynamique est aussi améliorée et les risques de déraillement sont ~304~88 réduits. En outre, on engendre moins de bruit et moins d'usure des roues et des rails dans les courbes de la voie.
Il est évident que l'invention n'est pas limitee aux détails décrits plus haut pour réaliser le pivotement et l'inclinaison des longerons 4 et que de nombreuses modifications peuvent être apportées à ces détails sans sortir du cadre de l'invention.
Les longerons 4 peuvent présenter une forme di~férente de celle montrée aux figures 1, 3 et 4 et être par exemple rectilignes. Les roues 6, 9 sont alors montées du même côté du longeron 4.
Au lieu d'être articulés chacun à la traverse 3 par un pivot 13, les longerons 4 peuvent être articulés à la traverse 3 par une rotule non montrée portée par ladite traverse 3. Les longerons 4 doivent alors être maintenus en place par une rotule 32 fixee au palonnier 22, qui est solidaire de la traverse 3 par un pivot sensiblement vertical 23 dans la position de service du dispositif ou par une troisièrne rotule.
_ _ D'UN VEHICULE FERROVIAIRE
La présente invention est relative à un dispositif de guidage et de sustentation d'un véhicule ferroviaire, constitué d'un boggie à roues indépendantes comprenant une traverse assujettie à une caisse du véhicu].e de manière à être perpendicu]aire au plan vertical contenant l'axe longitudinal du véhicule au voisinage d'une extrémité de cette caisse ainsi aue deux longerons munis d'au moins une roue et, dans le sens longitudinal, sur des moyens d'articulation portés par la traverse de part et d'autre du plan vertical susdit, de manière permettre aux roues portees par les longerons de suivre les courbures et de franchir les inégalités de la voie.
Elle trouve sa principa~e appl.ication dans le transport urbain, notamment lorsaue le parcours présente des courbes de faible rayon ou lorsaue l'infrastructure de la voie, en particulier pour le transport urbain souterrain, dans le cas du métro, exige le recours à des dispositifs de guidage et de sustentation l~gers et peu encombrants.
~3049~8 On connaît déià un grand nombre de dispositifs de sustentation de véhicu]es ferroviaires aptes ~ assurer la stabilité dynamiaue de ces véhicules, tant en traiectoire rectiligne au'en traiectoire courbe inscrite ~ grande vitesse.
Le brevet européen n 0 060 000 décrit un di.spositif de sustentation et de guidage d'un véhicule ferroviai.re, éauipé d'au moins guatre roues montées sur un support destiné à être assu~etti à la caisse d'un véhicule, au voisinage d'une extrémité de cette caisse.
Ce d:ispositif est constitué d'une traverse maintenue perpencicul.aire au plan vertical contenant l'axe longitudina~ du véhicule et de deux ]ongerons disposés, en position de service, dans le sens longitudinal de la caisse, de part et d'autre du plan vertical susdit. Ces longerons sont reliés l'un à l'autre par ~'intermédi.aire d'une tringle montée sur des rotules. Ils sont articulés à la traverse commune par des pivots susceptibles de prendre une certaine inclinaison dans un plan sensiblernent vertical. Ces pivots sont reliés entre eux par des rotules et un palonnier solidaire de la traverse par un pivot perpendiculaire au plan forme par la traverse et l'axe longitudinal du véhicule.
Dans les courbes, les longerons pivotent par rapport à la traverse autour de pivots sensiblement verticaux et forment les co~és opposés d'un paralléloqramme déformable, tandis aue la traverse reste perpendiculaire a l'axe longitudinal de la caisse du véhicule.
La rigidité des longerons empeche cependant les - roues portées par un même longeron et s'appuyant sur une même ~ile de rail, de s'orienter simultanément 130498~
tangentie11ement au dit rail.
I] s'ensuit un glissement considérable du bourrelet d'une des roues ou des deux roues portées par le longeron entraînant un bruit désagréable et une usure accél~rée des rails et des roues.
La présente invention vise ~ remédier 3 cet inconvénienl. F]le a pour objet un dispositif de guidage et de sustentation d'un véhicule ferroviaire constitué
d'un boggie à roues indépendantes susceptibles de pivoter autour d'un axe vertical et de se mouvoir indépendamment dans un plan vertical sur chacune des files de rail.. Le boggie comprend une traverse assujettie à une caisse du véhicule de manière à être perpendiculaire au plan vertical contenant l'axe longitudinal du véhicule au voisinage d'une extremite de cette caisse ainsi aue deux longerons munis d'au moins une roue et dans le sens longitudinal sur des moyens d'articulation portes par la traverse de part et d'autre du plan vertical susdit de manière ~ permettre aux roues portées par les longerons de suivre les courbures et de franchir les inégalités de la voie.
Ce dispositif est essentiellement caractérisé en ce aue les ~ongerons comportent une articulation et sont constitués chacun d'un élément de charpente longitudinal articul~ à la traverse et prolongé par un bras directionnel articulé à l'él~ment de charpente longitudinal. autour d'un pivot sensiblement vertical et muni à une extrémité libre d'une roue de guidage.
Dans une forme de réalisation préférentielle chaaue longeron présente un appendice s'étendant vers l'intérieur du boggie dans une direction transversale 13049'~8 sensiblement perpendiculaire à celle du bras et pr~sentarlt des articulations sur lesauelles est fixée ur-e entretoi.~e.
Chaaue bras directionnel porte, de préférence, au voisinage de son extrémité libre un appendice s'étendant vers l'intérieur du boggie dans une direction transversale, sur laauelle est fixee une tringle solidaire de l'entretoise susdite.
11) La dis~ance entre les points de fixation de l'entretoise au longeron est, de préférence, déterminée en fonction de l'empattement, de la largeur de voie et de la position des articu].ations des éléments de charpente à la traverse et du bras directionnel par rapport à l'e~ement de charpente De préférence, selon l'invention, le rapport de la distance entre le plan de la roue de guidage et le moyen d'articulation qui solidarise la tringle à
l'appendice du bras directionnel et celle entre ledit plan de ].a roue de guidaae et le moyen d'articulation aui solidarise la tringle a l'entretoise, est choisi de telle mani~re aue le plan de la roue de guidage soit sensiblement tangent à la file du rail de fa~on a influencer favorablement l'inscription en courbe du boggie De préférence, selon l'invention, les tringles sont reliées aux appendices des bras par l'intermédiaire de rotules et ,~ l'entretoise par l'intermédiaire de pivots.
De préférence, un avantage de l'invention réside dans le fait 35 au'une paire de roues du dispositif selon l'invention ~,-s'appuyant sur une même file de rail, peuvent s'orienter simultanément tangentiellement à la courbure de la voie.
Les caractéristiaues autocentrantes du dispositif de guidage et de sustentation ne sont pas réduites, parce que les bras directionnels et les longerons sont maintenus dans des plans verticaux strictement parallèles entre eux deux à deux. Les vitesses de rotation de chacune des roues, motrices ou non, sont indépendantes.
D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante des dessins annexés au présent mémoire, aui illustrent schematiquement une forme de réalisation préférée du dispositif de guidage et de sustentation suivant l'invention.
Dans ces dessins :
- la figure 1 est une vue en plan d'une forme de réalisation préférée du dispositif suivant l'invention, sur trajectoire rectiligne;
- la figure 2 est une vue en élévation latérale du dispositif illustré a la figure 1;
- la figure 3 est une vue en plan analogue à celle de la figure 1 montrant le dispositif suivant l'invention s'inscrivant dans une courbe d'une voie ferroviaire ;
et - la figure 4 est une vue detaillee en elévation - latérale de l'articulation du bras directionnel à la poutre support dans les longerons.
~3049a8 Dans ces différentes figures, les memes signes de référence désignent les élements identiaues ou analogues.
Comme illustré aux figures 1 et 2, le dispositif de guidage et de sustentation, désigné dans son ensemble par ]e signe de référence 1 d'un véhicule ferroviaire, est un boggie à roues indépendantes destiné à porter une caisse ou une partie de caisse 2 du véhicule ferroviaire susdit. Le plancher est montré en traits mixtes aux figures 1 et 2 susdites, au voisinage d'une extrémité de cette caisse 2. Ce dispositif 1 comprend une traverse 3 disposée perpendiculairement au plan vertical contenant l'axe longitudinal X-X' de la caisse 2 et deux longerons 4 qui, dans la position de service du dispositif, s'etendent dans le sens longitudinal de la caisse 2, de part et d'autre du plan vertical contenant l'axe longitudinal X-X'. Chaque longeron 4 est constitué de deux pièces articulées entre elles. La première de ces pièces est un élément de charpente longitudinal 5 portant une roue 6, éventuellement motrice. Cet élément de charpente longitudinal 5 est prolongé par un bras directionnel 7 articulé à l'élément de charpente longitudinal 5 autour d'un pivot 8 sensiblement vertical.
Le bras directionnel 7 porte également au moins une roue 9. Chague longeron porte donc une paire de roues 6, 9 destinées à suivre une même file de rail, schématisé
par des lignes 10. L'élément de charpente longitudinal S
porte de préférence des roues 6~de grand diamètre qui constituent des roues porteuses éventuellement ~304988 motorlsees. Ces roues 6 sont montées sur le côté
extérieur au voisinage d'une extrémité du longeron 4.
Les bras directionnels 7 porteront de préférence des roues de petit diamètre qui sont des roues de guidage 9.
Ces roues de guidage 9 sont montées dans une fourche 11 prévue à l'extrémité libre des bras directionnels 7.
Sur les longerons 4 sont montés des moyens d'articulat-ion 12 portant la traverse 3 de manière à
pouvoir, d'une part, pivoter dans le sens des flèches Y
(Figure 1), et d'autre part, s'incliner dans le sens des flèches Z (Figure 2). Ces moyens d'articulation peuvent etre des pivots 13 portés par des bossages latéraux non montrés. Ces pivots 13 sont susceptibles de prendre une certaine inclinaison dans un plan sensiblement vertical autour d'axes 14 parallèles à
l'axe longitudinal de la traverse 3, de façon que les longerons 4, c'est à dire les éléments de charpente longitudinaux 5 et les bras directionnels 7 puissent s'incliner dans le sens des flèches Z.
Chaque élément de charpente longitudinal 5 présente un premier appendice 15 ~ui s'étend vers l'intérieur du boggie, dans une direction transversale sensiblement perpendiculaire à celle d'une partie du longeron 4 joignant le pivot 13 au pivot 8. Selon l'invention, ces appendices 15 servent à la fixation au moyen d'une articulation 16 d'une entretoise 17 reliant l'un à
l'autre les longerons 4.
Chaque bras directionnel 7 porte au voisinage de son extrémité libre un second appendice 18 qui s'étend vers l'intérieur du boggie dans une direction ~:~04988 perpendiculaire au bras 7. Sur ce second appendice 18 est articul.ée à l'aide d'une rotule 20, une tringle 19 solidaire de l'entretoise 17 à l'aide d'une rotule 21.
I,es bras directionnels 7, les seconds appendices 18, les tringles 19 et l'entretoise 17 forment des quadrilatères articulés, qui solidarisent les bras directionnels 7 aux longerons 4.
Lors de 1' inscription en courbe, les roues de guidage 9 écartent les bras directionnels 7 vers la gauche ou la droite afin de suivre les courbures du rail 10 tout en étant orienté tangentiellement audit rail 10.
Ces déviations des bras directionnels 7 entraînent un mouvement de pivotement des éléments de charpente longitudinaux 5 par rapport à la traverse 3 autour des pivots sensiblement verticaux 13.
Ces pi.vots 13 peuvent d'ailleurs s'incliner dans un plan sensiblement vertical autour d'axes 14 parallèles à
i'axe longitudinal de la traverse 3, de fa~con que les éléments de charpente longitudinaux 5 et les bras directionnels 7 puissent eux-mêmes s'incliner dans le sens des flèches Z et assurent un contact permanent entre les roues 6, 9 et la voie, quelles que soient les variations de niveaux des files de rails 10, comme décrit dans le brevet européen n 0 060 000.
L'entretoise 17 portant les articulations 16 qui la relient par des tringles 19 aux appendices 18 des bras directionnels 7, forment avec la traverse 3 et les éléments de charpente 5 un quadrilatère déformable aui assure l'orientation correcte des roues 6 par rapport au rail 10. L'entretoise 17 prend une position horizontale, lorsque les files de rails 10 sont au meme niveau. Cette ~3()4988 entrctoise ]7 est sensiblement parallèle a la traverse 12 dans ]es trajets rectilignes et s'étend alors perpendlculairement aux deux longerons 4.
5Lorsque la voie prend une courbure à dévers constant, on constate que les bras directionnels 7 qui provoquent par leur déviation par rapport à une direction prédéterminée le pivotement des longerons 4 par rapport à la traverse 3, pivotent eux-mêmes par 10rapport aux éléments de charpente longitudinaux 5 autour des pivots 8 en raison de la présence du quadilatère articulé qui solidarise les derniers aux tringles 19 et à l'entretoise 17.
15Le pivotement des bras directionnels 7 par rapport aux eléments de charpente longitudinaux 5 permet d'assurer l'orientation correcte et simultanée des roues portées par les mêmes longerons, tangentiellement à la courbure de la file de rail 10 qui les porte.
Les longerons 4 constituent des leviers qui peuvent à la fois pivoter et s'incliner par rapport à la traverse 3 sous l'action des bras directionnels 7.
25Dans la forme de réalisation particulière illustrée à la figure 3, les pivots 13 autour desquels peuvent pivoter les longerons 4 sont articulés d'une part autour d'axes 14 solidaires de la traverse 3 par des rotules à
un palonnier 22. Ce palonnier 22 qui presente un pivot 30vertical 23 solidaire de la traverse 3, maintient les axes des pivots 13 des longerons 4 dans des plans sensiblement verticaux tout en leur permettant de s'incliner dans ces plans.
35A chacune de ses extrémités, la traverse 3 est pourvue d'un bossage latéral 23 aui sert de point d'appui à des moyens pour relier la traverse 3 au plancher de la caisse 2. Ces moyens comprennent de manière connue un ressort à boudin 24 dont une extrémité
prend appui sur le bossage latéral Z3 et dont l'extrémite opposée prend appui sur le plancher de la caisse 2. Une tige 25 munie à l'une de ses extrémités d'une première rotul.e 26 solidaire de la traverse 3 et à
son extrémité opposée d'une seconde rotule 27, solidaire d'une patte 28 fixée au plancher de la caisse 2, maintient la traverse sensiblement perpendiculaire à
l'axe longitudinal de la caisse, tout en permettant un déplacement latéral dans le sens des flèches W de la traverse 3 par rapport à la caisse 2. Ce déplacement latéral est limité . Des pièces de butée portées par la traverse 3 et par la caisse 2 limitent le déplacement latéral de la traverse et limitent la compression des ressorts à boudin 24.
Chaaue roue de grand diamètre 6 peut être reliée individuellement à un ensemble moto-réducteur monobloc 29 solidaire de l'élément de charpente longitudinal 5, la roue étant calée sur l'arbre de sortie 30 de cet ensemble.
Le dispositif de guidage et de sustentation qui fait l'objet de la présente invention peut être muni d'éguipements auxiliaires, tels aue moteurs, freins à
disques, freins à patin magnétigue sur rails, butée anti-déraillements, etc La combinaison d'un bras directionnel 7 et d'un élément de charpente longitudinal 5 solidarisé l'un à
l'autre par le quadrilatère articulé permet au dispositif selon l'invention d'attaguer des virages très ll serres ?~]isau'i,1 permet aux roues de s'orienter tangentie]l-ment à la courbure de la voie. On évite ainsl i,e glissement des bourrelets 31 contre le rail 10.
Le réglagc de la longueur des tringles 19 et le choix de leur point de solidarisati,on aux appendices 18 des bras direct:ionnels 7 et sur l'entretoise 17 permet de prérégler un parallélisme parfait des roues de guidage 9 ou de compenser une usure par un certai,n degré de pincement Ce dispositif permet d'assurer un autocentrage du véhicule grâce à une allure tronconniaue des bandages 34 des roues 6, 9.
Ce di,spositif permet également de conserver en outre les nombreux avantages déja mentionnés dans le brevet européen n 0 060 000. Il est de poids faible.
Son encombrement réduit permet de diminuer la hauteur de plancher du véhicule par rapport à la voie, d'améliorer ainsi l'accessibilité dudit véhicule et de réduire le gabarit.
Une vue en coupe longitudinale du pivot 8 est montrée à la figure 4. Le pivot 8 s'appuie sur deux roulements à rouleaux coniques 35 dont les boîtiers 36 sont montés sur les éléments de charpente longitudinaux 5.
Le dispositif se déforme cinématiquement sans faire apparaître de contraintes ni d'efforts de rappel. De ce fait, la répartition des charges entre les roues 6, 9 est pratiquement indépendante des éléments extérieurs tels que le dévers, les inégalités de voie et les mouvements de caisse du véhicule. Le stabilité dynamique est aussi améliorée et les risques de déraillement sont ~304~88 réduits. En outre, on engendre moins de bruit et moins d'usure des roues et des rails dans les courbes de la voie.
Il est évident que l'invention n'est pas limitee aux détails décrits plus haut pour réaliser le pivotement et l'inclinaison des longerons 4 et que de nombreuses modifications peuvent être apportées à ces détails sans sortir du cadre de l'invention.
Les longerons 4 peuvent présenter une forme di~férente de celle montrée aux figures 1, 3 et 4 et être par exemple rectilignes. Les roues 6, 9 sont alors montées du même côté du longeron 4.
Au lieu d'être articulés chacun à la traverse 3 par un pivot 13, les longerons 4 peuvent être articulés à la traverse 3 par une rotule non montrée portée par ladite traverse 3. Les longerons 4 doivent alors être maintenus en place par une rotule 32 fixee au palonnier 22, qui est solidaire de la traverse 3 par un pivot sensiblement vertical 23 dans la position de service du dispositif ou par une troisièrne rotule.
Claims (12)
1. Dispositif de guidage et de sustentation d'un véhicule ferroviaire, constitué d'un boggie à roues indépendantes comprenant une traverse assujettie à une caisse du véhicule de manière à être perpendiculaire à un plan vertical contenant un axe longitudinal du véhicule dans un voisinage d'une extrémité de cette caisse ainsi que deux longerons munis d'au moins deux roues et montés dans un sens longitudinal sur des moyens d'articulation, portés par la traverse de part et d'autre du plan vertical susdit, de manière à permettre aux roues portées par les longerons, de suivre des courbures et de franchir des inégalités d'une voie, dispositif dans lequel les longerons comportent une articulation et sont constitués chacun d'un élément de charpente longitudinal articulé à la traverse et prolongé
par un bras directionnel articulé à l'élément de charpente longitudinal correspond autour d'un pivot sensiblement vertical et muni à une extrémité libre d'une desdites roues qui forme une roue de guidage.
par un bras directionnel articulé à l'élément de charpente longitudinal correspond autour d'un pivot sensiblement vertical et muni à une extrémité libre d'une desdites roues qui forme une roue de guidage.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque longeron présente un appendice s'étendant vers l'intérieur du boggie dans une direction transversale sensiblement perpendiculaire à celle du bras et présentant des articulations sur lesquelles est fixée une entretoise.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'entretoise portant les articulations qui la relient par des tringles à des appendices des bras directionnels, forme avec la traverse et les éléments de charpente un quadrilatère déformable qui assure une orientation correcte des roues par rapport à un rail.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque bras directionnel porte dans un voisinage de son extrémité libre un appendice s'étendant vers l'intérieur du boggie dans une direction transversale, sur laquelle est fixée une tringle solidaire de l'entretoise susdite.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un rapport de la distance entre un plan de la roue de guidage et un moyen d'articulation qui solidarise la tringle correspondante à l'appendice du bras directionnel correspondante et celle entre ledit plan de la roue de guidage et un moyen d'articulation qui solidarise la tringle correspondante à l'entretoise, est choisi de telle manière que le plan de la roue de guidage soit sensiblement tangent à une file du rail de façon à influencer favorablement une inscription en courbe du boggie.
6. Dispositif selon la revendication 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits moyens d'articulation par lesquels les longerons sont articulés à la traverse commune, sont des pivots susceptibles de prendre une certaine inclinaison dans un plan sensiblement vertical, dans une position de service du dispositif et reliés entre eux par un palonnier qui est articulé à ces pivots par des rotules et qui est solidaire de la traverse par un pivot sensiblement vertical, dans la position de service du dispositif ou par une rotule.
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les longerons sont montés sur lesdits pivots reliés entre eux par le palonnier et reliés à la traverse commune par l'intermédiaire de rotules de manière à
permettre à ces longerons de pivoter également autour de leur axe longitudinal.
permettre à ces longerons de pivoter également autour de leur axe longitudinal.
8. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la traverse est divisée en au moins deux parties pouvant pivoter l'une par rapport à l'autre autour d'un axe longitudinal de ladite traverse.
9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que chaque extrémité de ladite traverse porte un pivot sur lequel est monté un des longerons, de façon à ce que le longeron en question puisse, à la fois, subir un mouvement de pivotement dans un sens prédéterminé
autour d'un axe sensiblement vertical et prendre une certaine inclinaison dans un sens prédeterminé dans un plan sensiblement vertical, dans une position de service du dispositif.
autour d'un axe sensiblement vertical et prendre une certaine inclinaison dans un sens prédeterminé dans un plan sensiblement vertical, dans une position de service du dispositif.
10. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les longerons sont chacun, d'une part, articulés à la traverse par une première rotule portée par ladite traverse et d'autre part, reliés par une seconde rotule à un palonnier, qui est solidaire de la traverse par un pivot sensiblement vertical dans une position de service du dispositif ou par une troisième rotule.
11. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tringles sont reliées aux appendices des longerons par l'intermédiaire d'articulations et à l'entretoise par l'intermédiaire de pivots.
12. Dispositif selon la revendication 3, 4, 5 ou 11, caractérisé en ce qu'un degré de pincement des roues de guidage ou un rayon de braquage négatif est obtenu par un choix et une disposition des appendices des bras directionnels et des éléments de charpente longitudinaux et une fixation des tringles sur l'entretoise.
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