CH619653A5 - Vehicle suspension - Google Patents

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CH619653A5
CH619653A5 CH1309577A CH1309577A CH619653A5 CH 619653 A5 CH619653 A5 CH 619653A5 CH 1309577 A CH1309577 A CH 1309577A CH 1309577 A CH1309577 A CH 1309577A CH 619653 A5 CH619653 A5 CH 619653A5
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tabular
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CH1309577A
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Reginald Harrison
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Dunlop Ltd
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/373—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by having a particular shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
    • B60G11/22—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having rubber springs only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/04—Bolster supports or mountings
    • B61F5/08—Bolster supports or mountings incorporating rubber springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
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    • B61F5/14—Side bearings
    • B61F5/144—Side bearings comprising fluid damping devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

La présente invention concerne une suspension de véhicule et, en particulier, une suspension d'une caisse de véhicule ferroviaire sur un ou plusieurs bogies.
Le brevet britannique N° 870814 décrit un système de suspension pour véhicules ferroviaires comprenant plusieurs dispositifs de suspension latérale à blocs élastiques directement interposés entre la caisse du véhicule et un châssis porteur de roues, par exemple un bogie à un ou deux essieux. Les dispositifs de suspension latérale doivent non seulement absorber les mouvements verticaux de la caisse par rapport au bogie, mais aussi permettre des mouvements horizontaux relativement libres pour encaisser les charges latérales et pour autoriser le pivotement du bogie autour de son axe vertical lorsqu'il aborde une courbe de la voie 5 ferrée.
Les dispositifs de suspension latérale décrits dans le brevet précité sont des assemblages de deux éléments élastiques superposés dont l'un est un bloc de caoutchouc travaillant principalement à la compression, pour supporter le poids de la caisse, et accesiti soirement au cisaillement pour permettre les mouvements horizontaux de la caisse, le second élément élastique absorbant les mouvements verticaux de la caisse par rapport au bogie.
Dans la suite de la description, on emploiera les termes horizontal et vertical en supposant que le véhicule repose sur la voie i5 horizontale.
Bien que son fonctionnement soit satisfaisant, la suspension du brevet précité a des inconvénients d'ordre économique du fait que chaque dispositif de suspension latérale est formé de deux blocs élastiques coûteux à fabriquer, particulièrement lorsqu'on 20 utilise une construction feuilletée caoutchouc/métal. Ces dispositifs de suspension ont en outre un encombrement relativement important.
Selon la présente invention, la suspension de véhicule comprend au moins un dispositif de suspension latérale interposé 25 entre la caisse du véhicule et un châssis porteur de roues. Chaque dispositif de suspension latérale comprend un corps tabulaire de caoutchouc ou d'élastomère ayant une configuration extérieure en forme de diabolo avec un étranglement central et des extrémités de diamètre croissant. Le dispositif de suspension est placé de 30 manière que le poids de la caisse comprime le corps tabulaire dans une direction sensiblement axiale.
Dans un mode de réalisation préférée, les parties du corps tabulaire situées de part et d'autre de l'étranglement peuvent avoir des formes sensiblement hémisphériques. Intérieurement, 35 ces parties forment des cavités de diamètre croissant à partir de l'étranglement et l'épaisseur de leurs parois est également croissante à partir de l'étranglement. La partie étranglée du corps tabulaire est de préférence fermée pour délimiter deux cavités distinctes dans les parties hémisphériques.
40 Le corps tabulaire est de préférence renforcé au niveau de son étranglement pour éviter une éventuelle rupture. A cet effet, une plaque relativement rigide disposée transversalement au niveau de l'étranglement est partiellement ou complètement enrobée dans la matière du corps tabulaire. Si la plaque dépasse à l'extérieur du 45 corps, elle peut avoir une épaisseur variable de façon à réduire le degré de déformation nécessaire pour que la surface extérieure du corps vienne en contact avec la plaque. On peut ainsi modifier les caractéristiques de déflexion du corps tabulaire. De plus, un renfort axial, par exemple une tige ou un tube, peut être partielle-50 ment ou complètement enrobé dans la matière du corps tabulaire. On peut même utiliser ce renfort comme un passage de fluide traversant l'une des cavités et l'étranglement pour aboutir dans l'autre cavité du corps tabulaire.
La plaque et/ou le renfort axial sont de préférence en métal et 55 peuvent être solidaires l'un de l'autre lorsqu'ils sont utilisés simultanément. Ces éléments sont de préférence collés à la matière du corps tabulaire.
Des plaques rigides peuvent être collées aux deux extrémités du corps tabulaire pour faciliter sa fixation à la caisse du véhicule 6o et au bogie. Ces plaques peuvent être pleines ou percées pour contrôler l'échappement de l'air des cavités lorsque le corps est soumis à une charge dynamique.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'objet de l'invention.
65 La fig. 1 est une vue de bout schématique d'un véhicule ferroviaire équipé des dispositifs de suspension de l'invention.
La fig. 2 est une coupe axiale de l'un des dispositifs de suspension latérale de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de bout du dispositif de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en élévation latérale de l'un des dispositifs de suspension de la fig. 1 chargé en compression.
La fig. 5 est une vue semblable à celle de la fig. 4, mais montrant le dispositif de suspension chargé à la fois en compression et en cisaillement.
La fig. 6 est un graphique de la caractéristique compression/déflexion du dispositif de suspension des fig. 1 à 3.
La fig. 7 est un graphique de la caractéristique rigidité au . cisaillement/déflexion du dispositif de suspension des fig. 1 à 3.
La fig. 1 représente schématiquement un véhicule ferroviaire dont la caisse 10 est suspendue sur un châssis porteur de roues 11. Le châssis 11 est constitué de longerons 12 et d'une traverse 13. Dans le cas d'un bogie, la caisse 10 est reliée au châssis 11 par un axe 14 et un système de bielles longitudinales 15 qui assure la transmission des efforts de traction et de freinage. La cinématique de ce mécanisme permet des mouvements relatifs verticaux, horizontaux et de rotation entre le bogie 11 et la caisse 10. Ces mouvements se produisent principalement lorsque le véhicule aborde une courbe horizontale.
Divers autres dispositifs de liaison entre une caisse et un bogie sont connus et certains assurent une rigidité transversale variable avec la déflexion de la suspension.
La suspension de la caisse 10 sur le bogie 11 est assurée par au moins deux dispositifs élastiques 16 visibles sur la fig. 1. Les dispositifs de suspension 16 sont montés des deux côtés du châssis 11 à proximité des raccordements de la traverse 13 avec les longerons 12.
Comme le montrent les fig. 2 et 3, chaque dispositif de suspension 16 est un corps tubulaire 20 formé de deux parties hémisphériques 21 accolées dos à dos. La surface intérieure 22 de chaque partie 21 est de diamètre croissant vers l'extrémité adjacente. De plus, l'épaisseur de la paroi 23 de la partie hémisphérique 21 augmente de l'étranglement 24 vers l'extrémité 25. Une plaque métallique 26 est incorporée dans la partie étranglée 24 et dépasse radialement du corps 20 pour former une surface rigide de butée contre laquelle la surface extérieure 28 vient s'appliquer lorsque le corps tubulaire 20 s'écrase. Les parties hémisphériques 21 sont fixées à la plaque 26 par un adhésif convenable. Les cavités 29 communiquent librement avec l'atmosphère. Dans ce mode de réalisation particulier, le diamètre d de la partie étranglée 24 est légèrement inférieur à la moitié du diamètre extérieur D des extrémités 25 du corps tubulaire.
Les extrémités annulaires 25 sont collées sur des plaques 27
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qui sont respectivement fixées à la caisse 10 et au bogie 11. Le corps tubulaire 20 est soumis à une charge statique axiale (flèche P) qui introduit une certaine compression dans la matière élastique.
Avec la configuration de la fig. 2, les surfaces hémisphériques 28 roulent en prenant appui contre la plaque 26 lorsque la charge augmente.
Il est préférable que la longueur du corps tubulaire 20 soit approximativement égale à son diamètre maximal D et pour une suspension de véhicule ferroviaire, le diamètre D peut être de l'ordre de 400 mm.
L'intérêt de la configuration décrite est qu'elle permet une grande déflexion sous un faible encombrement, car les parties hémisphériques 21 peuvent s'écraser jusqu'à devenir des disques plats. La fig. 4 montre l'écrasement partiel du dispositif de suspension sous l'effet d'une charge axiale de compression. Sur la fig. 5, le dispositif de suspension est en plus soumis à un effort de cisaillement latéral.
Outre sa grande capacité de déflexion verticale, le dispositif de suspension de la présente invention a également une bonne flexibilité horizontale avec une rigidité au cisaillement qui augmente avec la charge de compression sur toute la plage normale d'utilisation. De plus, la caractéristique d'élasticité verticale du corps tubulaire donne une fréquence naturelle verticale pratiquement constante sur une large gamme de charges, ce qui donne une suspension dont la période de résonance est à un peu près constante et peu influencée par la charge du véhicule. Les fig. 6 et 7 sont des graphiques donnant les caractéristiques suivantes: charge de compression/déflexion et rigidité au cisaillement/déflexion du dispositif de suspension.
La principale originalité du dispositif de suspension de la présente invention est l'étranglement central du corps tubulaire qui produit non seulement une augmentation de sa rigidité verticale ou axiale, mais aussi de sa rigidité horizontale ou transversale avec la charge de compression. Cette caractéristique assure une excellente stabilité horizontale de la suspension, même lorsqu'elle est soumise à une forte charge verticale.
Finalement, le dispositif de suspension ne comprend que très peu de pièces métalliques, ce qui le rend plus économique à fabriquer que les autres dispositifs de suspension, notamment ceux qui utilisent des structures feuilletées métal/caoutchouc.
Bien qu'un montage vertical soit illustré sur la fig. 1, les dispositifs de suspension de l'invention peuvent également être inclinés par rapport à la verticale.
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40
3 feuilles dessins

Claims (12)

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1. Suspension de véhicule comprenant au moins un dispositif de suspension latérale interposé entre la caisse du véhicule et un châssis porteur de roues, caractérisée en ce que le dispositif de suspension latérale est constitué d'un corps tabulaire d'élastomère placé de manière que le poids de la caisse produise une compression sensiblement axiale du corps tabulaire, le corps tabulaire ayant une configuration en forme de diabolo avec un étranglement central (24) et des parties dont le diamètre croît progressivement de l'étrangelement (24) vers les extrémités (25) du corps tabulaire en suivant un chemin convexe depuis ledit étranglement (24) vers lesdites extrémités (25), la rigidité à la compression verticale et la rigidité au cisaillement du dispositif de suspension augmentant progressivement avec l'augmentation de la charge.
2. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface intérieure (22) du corps tabulaire a un diamètre croissant progressivement de sa partie étranglée (24) vers ses extrémités (25).
2
REVENDICATIONS
3. Suspension selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la paroi (23) du corps tabulaire a une épaisseur croissant progressivement de sa partie étranglée (24) vers ses extrémités (25).
4. Suspension selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un élément de renforcement (26) est incorporé à la partie étranglée (24) du corps.
5. Suspension selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit élément de renforcement est une plaque sensiblement rigide (26) incorporée à la partie étranglée (24).
6. Suspension selon la revendication 5, caractérisée en ce que la plaque (26) s'étend radialement à l'extérieur du corps tabulaire avec une section d'épaisseur variable dans le sens radial par rapport au corps tabulaire.
7. Suspension selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie étranglée (24) du corps tabulaire est renforcée par la présence d'un élément de renforcement axial.
8. Suspension selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément de renforcement axial forme au moins un passage de fluide traversant la partie étranglée du corps.
9. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'intérieur du corps tabulaire est fermé au niveau de l'étranglement (24) pour constituer deux chambres indépendantes de part et d'autre de l'étranglement.
10. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une plaque rigide (27) est fixée à l'une des extrémités (25) du corps tabulaire pour faciliter la fixation à la caisse du véhicule ou au châssis porteur de roues.
11. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est agencée de telle façon qu'une augmentation de la charge axiale du corps tabulaire se traduit par une augmentation de sa rigidité transversale.
12. Suspension selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fréquence naturelle verticale de la suspension est sensiblement constante sur toute sa plage de déflexion.
CH1309577A 1976-10-29 1977-10-27 Vehicle suspension CH619653A5 (en)

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FR2369109A1 (fr) 1978-05-26
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