CH630852A5 - Bogie de wagon de chemin de fer. - Google Patents

Description

La présente invention concerne d'une manière générale la construction des boggies de wagons de chemin de fer.

La stabilité dynamique et l'aptitude des boggies à épouser les courbes ont fait l'objet d'une somme considérable de recherches théoriques, de simulations et d'expérimentations à échelle réduite ou en vraie grandeur. On a pu ainsi démontrer qu'il était théoriquement possible de réaliser un boggie autostable en utilisant l'effet de centrage naturel de ses essieux à bandages coniques sur la voie au moyen d'un système de bras de guidage agissant sur les boîtes .d'essieu montées sur des tampons élastiques.

Les avantages d'un tel boggie sont nombreux, notamment dans les courbes où il permet de réduire sensiblement l'usure de la voie et des roues. En ligne droite, un boggie autostable supprime l'instabilité latérale qui se traduit par des oscillations dans toute la gamme des vitesses commerciales et permet de réduire l'usure et la fatigue du matériel roulant, d'éliminer l'une des principales causes de déraillements et d'économiser une énergie de traction appréciable, car les oscillations latérales des boggies représentent un surcroît de résistance non négligeable. La tendance à l'élargissement de la voie est en outre réduite.

La demande de brevet des Etats-Unis N° 907460 déposée au nom de la titulaire décrit un système de guidage radial qui permet en particulier de rééquiper à peu de frais les boggies classiques dans lesquels la timonerie de freinage passe à travers l'un des deux trous décentrés de la traverse dansante. L'autre trou, normalement inutilisé, sert à faire passer un dispositif d'accouplement flexible reliant les deux étriers qui constituent le système de guidage du boggie.

Dans un mécanisme de freinage de ce type, le point fixe d'appui est décentré sur la traverse dansante et l'effort de freinage induit un couple qui tend à faire pivoter le boggie à chaque application des freins. En d'autres termes, la réaction de l'effort de freinage tend à écarter le boggie de l'alignement de la voie. De ce fait, les boudins des roues situées sur les diagonales du boggie s'usent beaucoup plus que les autres et le boggie a tendance à se déformer en parallélogramme dans le même sens à chaque application des freins. Passé un certain degré d'usure, les essieux doivent être repris en atelier pour rectifier au tour le profil des bandages de roue. Il est évident que cette opération nécessite l'enlèvement d'une épaisseur importante du métal utile sous la roue la moins usée, ce qui va à l'encontre de l'intérêt économique des exploitants.

Le guidage radial du boggie réduit cette tendance à la déformation en parallélogramme et limite l'usure asymétrique due au freinage, mais ne résout pas complètement le problème. De plus,

dans la demande de brevet précitée, les étriers de guidage comportent des bras de liaison décalés latéralement pour pouvoir utiliser le trou libre de la traverse, ce qui impose deux modèles différents d'étriers et complique l'étude, la réalisation et l'assemblage des boggies.

Pour résoudre ces divers problèmes, l'invention propose une structure de boggie modifiée dont la traverse dansante permet d'utiliser un système de guidage symétrique et une timonerie de freinage qui passe sous la traverse dans l'axe du boggie.

Le boggie de l'invention est défini par la revendication 1.

La configuration de la crapaudine ajoute à la solidité de la partie centrale de la traverse. Un disque souple monté autour du pivot du boggie assure une meilleure répartition des charges sur la surface de la crapaudine quand la caisse ne porte pas d'aplomb. Le système de guidage radial est simplifié car il se compose de deux étriers symétriques par rapport au milieu du boggie. Le pivot central, ou cheville ouvrière du boggie, présente une large surface de friction qui peut être munie d'un manchon d'usure, et constitue une amélioration sensible par rapport au dispositif classique comprenant un disque d'appui et un pivot libre.

Les dessins annexés représentent à titre d'exemple un mode de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est une vue en plan d'un boggie de wagon de marchandises qui est équipé d'un système de guidage radial.

La fig. 2 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle du boggie de la fig. 1.

La fig. 3 est une coupe transversale partielle de l'ensemble de pivotement du boggie de la fig. 1.

La fig. 4 est une coupe de détail à grande échelle montrant le pivot et le disque souple de la crapaudine.

La fig. 5 est une vue en perspective de l'ensemble de pivotement qui fait partie de la caisse du wagon.

Les dessins représentent un boggie à guidage radial du type décrit dans le brevet des Etats-Unis N° 3789770 et dans la demande de brevet des Etats-Unis N° 907460 de la titulaire.

Le boggie 1 comprend des longerons latéraux 2, une traverse dansante 3, deux essieux 4, un système de guidage 5 dont les bras agissent sur les boîtes d'essieu, et une timonerie de freinage dont seule l'entretoise transversale 35 est visible. La traverse 3 repose sur des ressorts de suspension classiques associés aux longerons 2 du châssis.

La partie centrale 7 de la traverse 3 comporte une ouverture 8 dans l'axe du boggie pour le passage (avec les jeux nécessaires) des bras de liaison 32 des étriers de guidage. L'aile supérieure 9 de la traverse 3 comporte une partie centrale surélevée 10 de forme circulaire qui forme une surface plane 11 jouant le rôle de crapaudine. Au centre de cette surface se trouve le pivot vertical 12 qui est la cheville ouvrière de l'articulation du boggie. Le pivot 12 peut être une pièce coulée et/ou usinée dont la surface cylindrique 13 peut être protégée par une chemise d'usure en acier trempé.

Pour recevoir le pivot 12, le châssis du wagon comporte une structure rigide qui est formée par l'intersection de son longeron central 14 et d'une traverse de caisse 15. Plus précisément, une pièce de pivotement 17 est encastrée dans une cavité 18 délimitée dans le longeron 14 par deux plaques de renfort 28. Ces diverses pièces sont de préférence soudées. La semelle inférieure 19 de la traverse, éventuellement munie d'une plaque de portée, est percée d'un trou central correspondant à l'alésage 34 de la pièce de pivotement 17 pour recevoir le pivot 12 lorsque la caisse est montée sur le boggie.

Un disque souple 23 percé d'un trou central 26 est interposé entre

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

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la surface de portée 21 de la caisse et la surface de portée 11 de la crapaudine. Ce disque est une structure sandwich constituée d'une couche d'élastomère 24 collée entre deux plaques d'acier trempé 25. Son rôle est de mieux répartir les charges pour éviter des concentrations de contraintes lorsque les surfaces de portée 11 et 21 ne sont pas 5 rigoureusement parallèles par suite des mouvements de tangage et de roulis de la caisse du wagon.

Les étriers de guidage 5 du boggie comportent chacun deux bras latéraux 29 reliés par une partie transversale 30 avec des renforcements 31 aux angles et des bras de liaison 32. Ces étriers sont de io préférence des pièces de fonderie ou des structures monobloc soudées. Le bras de liaison 32 est formé en sens inverse des bras latéraux 29 au milieu de la partie transversale 31. Les bras de liaison 32 des deux étriers sont reliés par un accouplement flexible 33, comme décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis N° 907460. Cependant, dans le boggie de l'invention, la partie transversale 31 est surbaissée dans sa région centrale et les bras 32 sont situés dans l'axe du boggie au lieu d'être décalés latéralement. On peut utiliser les différentes formes d'accouplements flexibles qui sont décrites dans la demande de brevet précitée.

R

2 feuilles dessins

Claims (4)

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1. Boggie de wagon de chemin de fer, à au moins deux essieux, dont le châssis comporte deux longerons latéraux, une traverse dansante suspendue par des ressorts sur lesdits longerons, et des étriers de guidage associés à chaque essieu, les étriers étant articulés l'un sur l'autre sensiblement au milieu du boggie, la caisse du wagon comportant un longeron central (14) et une traverse (15) dont l'intersection forme une cavité (18) ouverte vers le bas dans laquelle est montée une pièce de pivotement (17), caractérisé en ce que la traverse dansante (3) présente, dans sa partie centrale, une surface plane (11) qui sert de crapaudine et un pivot central (12) coopérant avec la pièce de pivotement, un disque souple (23) étant interposé entre ladite surface plane (11) et une surface de portée (21) correspondante de l'ensemble constitué par le longeron central, la traverse et la pièce de pivotement de la caisse du wagon, en ce que la partie centrale de la traverse dansante comporte une ouverture latérale (8) qui permet le passage avec jeux de l'articulation flexible des étriers de guidage (5) et en ce que le pivot (12) fait corps avec la traverse dansante (3).

2. Boggie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface plane (11) de la traverse dansante (3) est formée par une partie tronquée horizontalement de la surface supérieure en forme de toit de la traverse.

2

REVENDICATIONS

3. Boggie selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface plane (11) de la traverse dansante est de forme circulaire.

4. Boggie selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque souple (23) est une structure sandwich constituée d'une couche d'élastomère (24) collée entre deux plaques d'acier (25).