Cette invention concerne un dispositif amortisseur et de contrôle d'une traverse de bogie, d'un bogie du type dont la struc ture est constituée de trois pièces principales dont une traverse et deux longerons en acier.
Le but de l'invention est de réaliser une telle structure dans laquelle tous mouvements relatifs entre longerons et traverse sont non seulement autorisés mais dûment contrôlés, amortis et, de plus, bénéficient, tous, d'un rappel systématique vers la position d'équilibre.
Un autre but de l'invention est de réaliser une telle structure dans laquelle on réunit au maximum les conditions de sécurité, même si l'une des pièces mobiles de la structure venait à disparaître.
Ce dispositif est caractérisé en ce que chaque bout de la traver se est engagé dans un logement présenté par un longeron, prend appui sur les éléments élastiques, est emboîté latéralement de part et d'autre dans les parties adjacentes des longerons; d'un côté prend appui directement sur les longerons et, de l'autre côté, prend appui sur le longeron par l'intermédiaire d'une pièce mobile intercalaire sollicitée élastiquement.
Dans une forme d'exécution particulière du dispositif. lesdits emboîtements sont assurés par des parties rentrantes ou saillantes de la traverse et des parois latérales délimitant les logements dans les longerons des bouts de la traverse.
Ces parties rentrantes et saillantes seront avantageusement délimitées par des parois verticales.
La section droite desdites parties rentrantes et saillantes sera généralement en forme de V.
Dans une forme d'exécution, les parties rentrantes seront présentées par la traverse et les parties saillantes par des longerons.
La pièce mobile intercalaire sera évidemment, dans ses forme, dimensions et position relative, déterminée au prorata des caractéristiques locales de la traverse et des longerons. Généralement, cette pièce intercalaire fera fonction de coin et sera profilée de ma nière à pouvoir s'engager partiellement dans une fenêtre présentée par la paroi adjacente des longerons. Cette pièce intercalaire sera immobilisée, pendant le montage, entre traverse et longerons mai.
libérée après montage en sorte d'être, en permanence. soumise aux sollicitations d'un élément élastique prévu à cette fin. Enfin, ladite pièce mobile intercalaire sollicitée élastiquement sera avantageusement constituée par au moins un levier coudé articulé sur un axe, prenant appui sur le longeron, l'une des branches dudit levier coudé servant d'appui à un élément élastique et la seconde branche étant en contact avec ladite pièce mobile intercalaire.
En vue d'une meilleure stabilité, les éléments intercalaires mobiles seront, dans une même traverse, disposés diagonalement.
Ces caractéristiques essentielles pourront évidemment être mises en oeuvre sous des formes très variables et être complétées par toutes disposition, conformation et tous aménagements particuliers au prorata des exécutions à réaliser.
Des réalisations préférentielles sont décrites ci-apres en se réfé rant aux dessins annexés, dans lesquels:
La fig. I représente en vue en élévation les éléments essentiels d'un bogie appliquant le dispositif de l'invention.
La fig. 2 en est une vue en plan.
La fig. 3 représente à échelle agrandie la partie indiquée en F3 à la fig. 2.
La fig. 4 représente une coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 3.
La fig. 5 représente à échelle agrandie la partie indiquée en F5 àlafig.4.
La fig. 6 est semblable à la fig. 5 dans une phase de montage ou de démontage.
La fig. 7 représente en coupe la partie caractéristique de la sus pension avec dispositif d'amortissement et de contrôle selon l'invention.
La fig. 8 est une coupe selon la ligne VIII-VIII de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue en plan de la disposition de la fig. 7.
Dans l'exécution représentée aux fig. 1-6, chaque bout de la traverse I est introduit dans un logement 2 présenté par les longe rons 3. Ceux-ci reposent sur le fond desdits logements par l'intermédiaire de ressorts à boudin 4. Aux deux extrémités et sur chacune de ses faces latérales. la traverse présente une partie rentrante, respectivement 5-6. en forme de V à pans verticaux sur lesquels sont fixées. par exemple par soudure. des plaques d'usure.
respectivement 7-8 et 9-10. Les logements 2 des longerons présentent des faces latérales saillantes en forme de V. respectivement 11-12. à pans verticaux dont ladite face 11 est également pourvue de plaques d'usure soudées. respectivement 13-14.
La face latérale 12 est traversée par une ouverture centrale 15 dont la partie supérieure se prolonge vers l'arrière du V par une paroi plane inclinée 16 laquelle. à l'intérieur de l'angle. est percée d'un trou 17. A l'arrière et dans l'axe de la susdite ouverture 15, le longeron présente une surface d'assise 18 pour un ressort 19. Celui-ci prend appui. d'autre part, sur un coin 20 dont l'allure générale est celle d'une plaque d'épaisseur constante pliée en V avec. à l'intérieur du dièdre, une proéminence 21 dont la face supérieure 22 sert au guidage en coopération avec la susdite paroi in clinée 16 du longeron. Ce coin forme la pièce mobile intercalaire entre traverse et longerons. Il est percé de trous 23-24, respectivement dans les parois supérieure et inférieure de sa partie saillante.
ces deux trous étant en alignement au moins par l'une de leurs gé nératrices et étant susceptibles de s'immobiliser en regard du trou 17 présenté par la susdite paroi inclinée postérieure 16 du longeron lorsque ledit coin 20 est poussé à fond dans le longeron à l'encontre du susdit ressort 19.
Le dispositif amortisseur et de contrôle étant ainsi réalisé, on obtient que, du côté fixe 5, la traverse 1 est en contact direct. par ses plaques d'usure 7-8, avec le longeron. De l'autre côté, 6, la traverse est en contact avec le coin 20 dont la proéminence s'introduit dans l'ouverture 15 ménagée dans le V du longeron en glissant sur la face inférieure de guidage de la paroi inclinée 16 du longeron. Sous l'action du ressort 19, ledit coin 20 est pressé dans le V de la traverse et repousse l'ensemble de celle-ci vers le côté opposé. c'est-à-dire sur les plaques d'usure 13-14 du longeron.
Pour monter le dispositif. il suffit de glisser le ressort 19 par l'ouverture 15 du V du longeron en l'amenant en contact avec l'assise fixe 18 solidaire dudit longeron. Le coin 20 est mis en place en l'enfonçant, par exemple à l'aide d'une presse. Lorsque le coin est enfoncé au maximum, les ouvertures 23-24 du coin se trouvent en regard de l'ouverture 17 du longeron. I1 suffit d'introduire. dans lesdits orifices alignés 17-23-24, une tige 25, ce qui provoque le blocage temporaire dudit coin 20 dans ladite position rentrée. I1 suffit alors de glisser la traverse 1 en position correcte par le dessus des longerons et, finalement, de retirer ladite tige 25 par un effort de traction axial de manière à libérer ainsi le coin 20 maintenant la traverse en place.
Par cette disposition, on obtient que les déplacements verticaux de la traverse donnent lieu à frottement sec, d'une part, entre les plaques d'usure du longeron et de la traverse et, d'autre part, entre les plaques d'usure de la traverse 1 et du coin 20. Ces frottements sont fonction de la pression du ressort. Il faut observer que.
grâce à l'inclinaison de la face de guidage 22 du coin 20. le mouvement vers le haut de la traverse I bénéficie d'un supplément d'amortissement en raison de l'effet de coin développé.
On observera également que les oscillations transversales ne sont pas pures et s'accompagnent d'un léger déplacement longitudinal, attendu que l'un des côtés du V de la traverse glisse sur un côté du V fixe du longeron. Le déplacement latéral de la traverse en cet endroit ne peut donc se faire que parallèlement à la direction desdites faces en contact. L'amplitude de ces mouvements est limitée au jeu subsistant entre les coins et le longeron.
Il est à remarquer que ces mouvements latéraux bénéficient d'un amortissement sec grâce au frottement se produisant entre plaques d'usure et aussi d'une force de rappel produite par l'action du ressort 19 qui tend à repousser la traverse 1 et à emboîter les plaques d'usure 7-8 du V de la traverse sur les plaques d'usure 13-14 du V du longeron.
D'autre part, comme le bogie est constitué des deux longerons 3 identiques, si l'on envisage le déplacement longitudinal, c'est-à-dire à la direction des rails de la traverse 1, dans un sens donné. ce déplacement est empêché d'un côté de la traverse en raison de l'appui sur le V fixe du longeron. tandis qu'au niveau de l'autre longeron le coin 20 s'enfonce.
Pour l'ensemble de la traverse, ce mouvement n'est donc pas pur. Il s'agit, en réalité, d'un léger pivotement de la traverse autour du V fixe de l'un ou l'autre des longerons suivant le sens du pivotement, et l'amplitude du déplacement au niveau du centre de la traverse ou de la crapaudine est égale à la moitié du jeu entre coin et longeron. Ce mouvement s'accompagne d'un léger amortissement car, en s'enfonçant, le coin 20 à tendance à descendre en raison du fait qu'il glisse le long de la paroi inclinée 16 du longeron. La coopération du ressort 19 génère la force de rappel nécessaire pour ramener la traverse dans sa position de repos, c'està-dire en contact avec le V fixe du longeron.
Les V 11 des longerons 3 et les V 5 et 6 de la traverse étant protégés contre l'usure par des plaques 13, 14 et 7, 8, 9, 10, en acier dur ou autre matière adéquate, le coin 20, en contact par ses surfaces verticales avec les plaques 9 et 10, doit être également en une matière résistant à l'usure. L'une des matières pouvant répondre à la question pourrait être de l'acier traité pour une grande dureté.
Il est évident que cette exécution, et plus particulièrement la conformation des différentes pièces constitutives. n'a qu'un caractère exemplatif et peut être modifiée ou remplacée par tous autres éléments de forme ou de fonction équivalentes.
Par exemple, dans l'exécution représentée aux fig. 7-9, on retrouve la traverse danseuse 1 dont chaque bout est introduit dans un logement 2 présenté par chaque longeron 3. Ladite traverse repose sur le fond desdits logements par l'intermédiaire de ressorts à boudin 4, à l'exception, en l'occurrence, du ressort à boudin cen
tral 26 qui traverse le trou 27 présenté par le fond dudit logement 2; aux deux extrémités, sur chacune de ses parois latérales, la traverse 1 présente une partie rentrante, respectivement 5-6, en forme de V à pans verticaux sur lesquels sont fixées, par exemple par soudure, des plaques d'usure, respectivement 7-8 et 9-10.
Les logements 2 des longerons présentent des parois latérales saillantes en forme de V, respectivement 1 1 - 12, à pans verticaux dont ladite paroi 1 1 est également garnie de plaques d'usure soudées, respectivement 13-14. La paroi latérale 12 présente une fenêtre 15.
Dans cette dernière est engagé le coin de friction 20 qui, en l'oe- currence, a la forme d'un V d'épaisseur constante avec, à l'arrière,
une proéminence 22 de forme tronconique présentant, à son extrémité, un appui en forme de calotte sphérique concave 23.
Le ressort à boudin 26 traverse le trou 27 présenté par le fond du logement 2, prend appui sur le bout de l'une des branches d'un levier coudé 28, dit ressort à boudin 26 traversant la traverse flottante 1 prenant appui, par la tête 30, sur cette dernière, traversant ledit bout libre du levier coudé, prolongé légèrement au-delà et garni, vers son extrémité correspondante, d'un écrou 31, une certaine distance subsistant entre ledit écrou 31 et la face inférieure du bout libre du levier coudé 28. On observera que ledit boulon 29 constitue une sécurité quant à un soulèvement intempestif
de la traverse 1. En effet, il empêche celle-ci de sortir des logements 2 des longerons 3. Le levier 28 prend librement appui sur un axe tubulaire 32 dont les déplacements axiaux sont empêchés par les arrêts 33-34.
Le bout libre 35 de la seconde branche dudit levier coudé 28 présente, en l'occurrence, une forme d'allure sphé
rique dont le rayon de courbure est homologue à celui de la calotte sphérique concave 23; ces deux parties sphériques étant en
gagées mutuellement sous l'effet de poussée du susdit ressort à
boudin 26.
I1 est aisé de comprendre que l'on obtient ainsi un effort de
frottement d'autant plus important que la traverse danseuse 1 est
plus chargée. Cet effort dépend aussi du rapport entre la longueur des bras du levier 28. Grâce à ce rapport. il est possible de faire varier l'effort de frottement dans la zone désirée.
Les buts cherchés et atteints par cette disposition sont multiples: I'obtention d'un amortissement variable en vue d'assurer un bon roulement du wagon dans toutes les conditions de charge, le montage simplifié du bogie; une simplification dans la morphologie du coin de friction et de la partie adjacente des longerons en vue de simplifier la fabrication et le montage, et enfin, l'élimination de tels frottements parasites. diminuant ainsi l'usure du bogie en service.
This invention relates to a damper and control device for a bogie cross member, of a bogie of the type whose structure consists of three main parts including a cross member and two steel side members.
The aim of the invention is to achieve such a structure in which all relative movements between side members and cross member are not only authorized but duly controlled, damped and, moreover, all benefit from a systematic return to the equilibrium position. .
Another object of the invention is to provide such a structure in which the maximum safety conditions are met, even if one of the moving parts of the structure were to disappear.
This device is characterized in that each end of the traver is engaged in a housing presented by a spar, bears on the elastic elements, is fitted laterally on either side in the adjacent parts of the spars; on one side is supported directly on the side members and, on the other side, is supported on the side member by means of an elastically biased movable part.
In a particular embodiment of the device. said interlocking is provided by re-entrant or projecting parts of the cross member and side walls delimiting the housings in the side members of the ends of the cross member.
These re-entrant and protruding parts will advantageously be delimited by vertical walls.
The cross section of said re-entrant and protruding parts will generally be V-shaped.
In one embodiment, the re-entrant parts will be presented by the cross member and the projecting parts by side members.
The movable intermediate piece will obviously, in its shape, dimensions and relative position, be determined in proportion to the local characteristics of the cross member and of the side members. Generally, this intermediate piece will function as a corner and will be profiled so as to be able to partially engage in a window presented by the adjacent wall of the side members. This intermediate piece will be immobilized, during assembly, between cross member and side members May.
released after assembly so as to be, permanently. subjected to the stresses of an elastic element provided for this purpose. Finally, said elastically urged movable part will advantageously consist of at least one bent lever articulated on an axis, bearing on the spar, one of the branches of said bent lever serving as a support for an elastic element and the second branch being in contact with said intermediate movable part.
For better stability, the movable intermediate elements will be, in the same cross member, arranged diagonally.
These essential characteristics can obviously be implemented in very variable forms and be supplemented by any layout, conformation and any special arrangements in proportion to the executions to be carried out.
Preferred embodiments are described below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. I represents in elevation view the essential elements of a bogie applying the device of the invention.
Fig. 2 is a plan view.
Fig. 3 shows on an enlarged scale the part indicated at F3 in FIG. 2.
Fig. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 3.
Fig. 5 represents on an enlarged scale the part indicated in F5 in fig. 4.
Fig. 6 is similar to FIG. 5 in an assembly or disassembly phase.
Fig. 7 shows in section the characteristic part of the suspension with damping and control device according to the invention.
Fig. 8 is a section along the line VIII-VIII of FIG. 7.
Fig. 9 is a plan view of the arrangement of FIG. 7.
In the execution shown in Figs. 1-6, each end of the cross member I is introduced into a housing 2 presented by the lanyards 3. These rest on the bottom of said housings by means of coil springs 4. At both ends and on each of its side faces. the cross has a re-entrant part, respectively 5-6. V-shaped with vertical sides on which are fixed. for example by welding. wear plates.
7-8 and 9-10 respectively. The housings 2 of the side members have projecting side faces in the form of V. 11-12 respectively. with vertical sides, said face 11 of which is also provided with welded wear plates. respectively 13-14.
The lateral face 12 is crossed by a central opening 15, the upper part of which extends towards the rear of the V by a flat inclined wall 16 which. inside the corner. is pierced with a hole 17. At the rear and in the axis of the aforesaid opening 15, the side member has a seating surface 18 for a spring 19. The latter is supported. on the other hand, on a corner 20, the general appearance of which is that of a plate of constant thickness folded in a V with. inside the dihedron, a protrusion 21, the upper face 22 of which serves for guidance in cooperation with the aforesaid inclined wall 16 of the spar. This wedge forms the movable part between the cross member and the side members. It is drilled with holes 23-24, respectively in the upper and lower walls of its protruding part.
these two holes being in alignment at least by one of their generators and being capable of immobilizing themselves opposite the hole 17 presented by the aforesaid rear inclined wall 16 of the spar when said wedge 20 is pushed fully into the spar to contrary to the aforesaid spring 19.
The damping and control device being thus produced, it is obtained that, on the fixed side 5, the cross member 1 is in direct contact. by its wear plates 7-8, with the side member. On the other side, 6, the cross member is in contact with the wedge 20, the prominence of which enters the opening 15 made in the V of the spar by sliding on the lower guide face of the inclined wall 16 of the spar. Under the action of the spring 19, said wedge 20 is pressed into the V of the cross member and pushes the whole thereof towards the opposite side. that is to say on the wear plates 13-14 of the spar.
To mount the device. it suffices to slide the spring 19 through the opening 15 of the V of the spar, bringing it into contact with the fixed seat 18 integral with said spar. The wedge 20 is put in place by pushing it in, for example using a press. When the wedge is fully seated, the openings 23-24 in the corner are located opposite the opening 17 of the spar. It suffices to introduce. in said aligned orifices 17-23-24, a rod 25, which causes the temporary blocking of said wedge 20 in said retracted position. It is then sufficient to slide the cross member 1 into the correct position from above the side members and, finally, to remove said rod 25 by an axial tensile force so as to free the wedge 20 thus holding the cross member in place.
By this arrangement, one obtains that the vertical displacements of the cross member give rise to dry friction, on the one hand, between the wear plates of the spar and the cross member and, on the other hand, between the wear plates of the cross member. cross member 1 and wedge 20. These frictions are a function of the spring pressure. It should be observed that.
thanks to the inclination of the guide face 22 of the wedge 20. the upward movement of the cross member I benefits from additional damping due to the wedge effect developed.
It will also be observed that the transverse oscillations are not pure and are accompanied by a slight longitudinal displacement, since one of the sides of the V of the cross member slides on one side of the fixed V of the spar. The lateral displacement of the crosspiece at this location can therefore only take place parallel to the direction of said contacting faces. The amplitude of these movements is limited to the clearance remaining between the corners and the spar.
It should be noted that these lateral movements benefit from a dry damping thanks to the friction occurring between the wear plates and also from a return force produced by the action of the spring 19 which tends to push back the cross member 1 and to fit cross member V wear plates 7-8 to side member V wear plates 13-14.
On the other hand, as the bogie consists of two identical side members 3, if one considers the longitudinal displacement, that is to say in the direction of the rails of the cross member 1, in a given direction. this movement is prevented on one side of the cross member due to the support on the fixed V of the side member. while at the level of the other spar the wedge 20 sinks.
For the whole of the traverse, this movement is therefore not pure. It is, in reality, a slight pivoting of the cross member around the fixed V of one or the other of the side members according to the direction of the pivoting, and the amplitude of the displacement at the level of the center of the cross member or of the slider is equal to half of the clearance between wedge and side member. This movement is accompanied by a slight damping because, while sinking, the wedge 20 tends to descend due to the fact that it slides along the inclined wall 16 of the spar. The cooperation of the spring 19 generates the return force necessary to return the cross member to its rest position, that is to say in contact with the fixed V of the side member.
The V 11 of the side members 3 and the V 5 and 6 of the cross member being protected against wear by plates 13, 14 and 7, 8, 9, 10, of hard steel or other suitable material, the wedge 20, in contact by its vertical surfaces with the plates 9 and 10, must also be of a material resistant to wear. One of the materials that can answer the question could be steel treated for high hardness.
It is obvious that this execution, and more particularly the conformation of the various constituent parts. is for illustrative purposes only and may be modified or replaced by any other element of equivalent form or function.
For example, in the execution shown in FIGS. 7-9, there is the dancer cross member 1, each end of which is inserted into a housing 2 presented by each side member 3. Said cross member rests on the bottom of said housings by means of coil springs 4, with the exception, in l occurrence, of the coil spring cen
tral 26 which passes through the hole 27 presented by the bottom of said housing 2; at both ends, on each of its side walls, the cross member 1 has a re-entrant part, respectively 5-6, in the form of a V with vertical sides on which are fixed, for example by welding, wear plates, respectively 7- 8 and 9-10.
The housing 2 of the side members have projecting side walls in the form of a V, respectively 1 1 - 12, with vertical sides of which said wall 1 1 is also lined with welded wear plates, respectively 13-14. The side wall 12 has a window 15.
In the latter is engaged the friction wedge 20 which, in this case, has the shape of a V of constant thickness with, at the rear,
a protrusion 22 of frustoconical shape having, at its end, a support in the form of a concave spherical cap 23.
The coil spring 26 passes through the hole 27 presented by the bottom of the housing 2, rests on the end of one of the branches of an elbow lever 28, called a coil spring 26 passing through the floating cross member 1 supported by the head 30, on the latter, passing through said free end of the angled lever, extended slightly beyond and furnished, towards its corresponding end, with a nut 31, a certain distance remaining between said nut 31 and the lower face of the free end of the angled lever 28. It will be observed that said bolt 29 constitutes a security against untimely lifting.
of the cross member 1. In fact, it prevents the latter from coming out of the housings 2 of the side members 3. The lever 28 bears freely on a tubular axis 32, the axial movements of which are prevented by the stops 33-34.
The free end 35 of the second branch of said angled lever 28 has, in this case, a spherical shape.
rique whose radius of curvature is homologous to that of the concave spherical cap 23; these two spherical parts being in
mutually secured under the thrust of the aforesaid spring
sausage 26.
It is easy to understand that we thus obtain an effort of
friction all the more important as the cross member 1 is
more loaded. This force also depends on the ratio between the length of the arms of the lever 28. Thanks to this ratio. it is possible to vary the friction force in the desired zone.
The aims sought and achieved by this arrangement are multiple: obtaining variable damping in order to ensure good rolling of the wagon under all load conditions, simplified assembly of the bogie; a simplification in the morphology of the friction wedge and of the adjacent part of the side members in order to simplify manufacture and assembly, and finally, the elimination of such parasitic friction. thus reducing the wear of the bogie in service.