CH642016A5

CH642016A5 - Dispositif de suspension et de liaison entre un chassis de bogie et une boite d'essieu.

Info

Publication number: CH642016A5
Application number: CH122581A
Authority: CH
Inventors: Georges Pinto
Original assignee: Creusot Loire
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1981-02-24
Publication date: 1984-03-30
Also published as: ZA811218B; FR2477489B1; BE887747A; CA1170912A; EP0035455A1; JPS56138058A; AU6762081A; IT8167296A0; BR8101110A; FR2477489A1; LU83184A1

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif de suspension et de liaison entre le châssis de bogie et chaque boîte d'essieu équipant un essieu d'un train roulant de bogie ferroviaire moteur ou porteur.

Dans une suspension de bogie, il faut prévoir une élasticité dans le sens vertical entre le châssis de bogie et chaque boîte d'essieu. Il faut par ailleurs que chaque boîte d'essieu soit guidée, par rapport au châssis, longitudinalement et transversalement.

On connaît différents types de bogie dans lesquels des plots en élastomère sont montés entre le châssis de bogie et chaque boîte d'essieu.

Dans certains bogies tels que celui décrit dans le brevet français N° 1273182, la suspension et la liaison entre le châssis et chaque boîte d'essieu sont réalisées uniquement à l'aide de plots en élastomère encadrant cette boîte d'essieu.

Chaque plot élastique est logé entre deux faces d'appui parallèles et faiblement inclinées par rapport à la verticale. Les plots sont disposés, deux à deux, en dièdres tels que les plans bissecteurs soient verticaux, cette disposition en dièdres permettant de supporter une charge verticale en contraintes combinées de compression et de cisaillement. La rigidité suivant le sens vertical n'est pas négligeable.

Sur d'autres bogies, des ressorts hélicoïdaux destinés à assurer la suspension verticale sont associés à des plots (en élastomère) assurant les liaisons élastiques. Sur certains bogies, chaque plot en élastomère est logé entre deux faces d'appui parallèles et faiblement inclinées par rapport à la verticale. Ces plots élastiques sont disposés,

deux à deux, en dièdres dont les plans bissecteurs sont verticaux de manière que les charges verticales soient supportées en contraintes combinées de compression et de cisaillement. Les plots en élastomère sont montés en parallèle avec les ressorts de suspension verticale. Cet agencement perturbe le fonctionnement, en particulier lors de sollicitations à fréquences élevées.

Sur certains bogies, la suspension et la liaison entre le châssis de bogie et la boîte d'essieu comportent un ressort hélicoïdal et des plots élastiques encadrant la boîte d'essieu. Chaque plot élastique est logé entre deux faces d'appui verticales. Le matériau élastomère est précontraint par écrasement. Sous l'effet du fluage, la précontrainte diminue dans le temps.

La présente invention a pour but de réaliser un dispositif assurant la suspension verticale du châssis de bogie et la liaison longitudinale et transversale de chaque boîte d'essieu et du châssis, et capable de procurer, sans perturber la suspension verticale, une certaine élasticité radiale et axiale de l'essieu. Ce dispositif utilise des plots précontraints, en matériau élastomère, tels que la précontrainte n'évolue pas dans le temps. De ce fait, les caractéristiques de guidage sont constantes et indépendantes du fluage du matériau et la dynamique verticale de la suspension n'est pas modifiée.

Dans ce but, l'objet de l'invention présente les caractéristiques énoncées dans la revendication 1. Le fait que les liaisons élastiques sont monoblocs et sont montées écartées en hauteur, de manière qu'elles soient comprimées sous l'effet d'un couple donné par le ressort de suspension verticale, est une caractéristique essentielle de l'invention.

Les liaisons peuvent être disposées de part et d'autre du plan vertical passant par l'axe d'essieu.

Elles peuvent aussi être disposées de part et d'autre du plan horizontal passant par l'axe d'essieu.

L'invention va maintenant être décrite plus en détail en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés.

La fig. 1 est une vue en élévation du dispositif de suspension et de liaison monté entre le châssis de bogie et une boîte d'essieu.

La fig. 2 représente une coupe selon A-A de la fig. 1.

Le bogie représenté par les fig. 1 et 2 comporte un châssis de bogie 2 qui est suspendu sur un train roulant comprenant des essieux 1. Chaque essieu est équipé de deux boîtes d'essieu 3.

La suspension verticale associée à chaque boîte d'essieu est assurée par au moins un ressort hélicoïdal 4 en acier. Chaque ressort hélicoïdal est monté verticalement entre le châssis de bogie et la boîte d'essieu. Le positionnement du ou des ressorts, par rapport au plan vertical 8 passant par l'axe d'essieu, est tel que le corps de la boîte d'essieu est soumis à une force ou charge F, décalée latéralement par rapport à ce plan 8, et est soumis de ce fait à un couple de rotation.

Dans le mode de réalisation des fig. 1 et 2, un seul ressort hélicoïdal 4 est placé à une distance bien déterminée du plan vertical 8, d'un seul côté de la boîte d'essieu. Ce ressort est logé de manière à être comprimé entre une portée supérieure horizontale 21 du châssis et une portée inférieure horizontale 31 ménagée sur la console 32 de la boîte d'essieu. L'axe vertical 41 du ressort 4 est situé latéralement à une distance finie L du plan vertical 8 passant par l'axe 11 de l'essieu 1.

Dans le cas de bogies à fortes charges par essieu, plusieurs ressorts sont montés entre la boîte d'essieu et le châssis. Ces ressorts sont positionnés de manière que la résultante des efforts sur les ressorts crée un couple sur le corps de la boîte d'essieu de la même manière que dans le cas où un seul ressort est monté entre le châssis de bogie et la boîte d'essieu.

La boîte d'essieu est liée au châssis de bogie par des liaisons élastiques 5 et 6 qui sont constituées chacune par deux plots élastiques. La liaison élastique 5 est constituée par deux plots élastiques 51, 52, la liaison élastique 6 étant constituée par deux plots élastiques 61, 62. Les deux liaisons élastiques 5 et 6 sont montées écartées en hauteur pour équilibrer le couple appliqué à la boîte d'essieu.

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La liaison élastique supérieure 5 constituée par les plots élastiques 51, 52 est située du côté du ressort 4 par rapport au plan vertical passant par l'axe 11 de l'essieu. Elle est située au-dessus du plan horizontal 7 passant par l'axe 11 de révolution de l'essieu, entre la charge transmise par le ou les ressorts hélicoïdaux et le plan vertical 8 passant par cet axe 11 ou encore entre ce plan vertical et le plan parallèle passant par l'axe 41 du ressort. La liaison élastique inférieure 6 constituée par les plots élastiques 61, 62 est située, par rapport au ressort 4 et à la liaison supérieure, de l'autre côté du plan vertical 8 passant par l'axe 11. La liaison 5 et la liaison 6 sont montées de part et d'autre du plan vertical 8. La liaison 6 est située au-dessous du plan horizontal 7 passant par l'axe de révolution 11 de l'essieu, au-delà, par rapport au ressort, du plan vertical 8 passant par cet axe 11. La liaison élastique 5 constituée par les plots élastiques supérieurs 51, 52 et la liaison élastique 6 constituée par les plots élastiques inférieurs 61, 62 sont situés de part et d'autre du plan vertical 8 passant par l'axe de révolution de l'essieu.

La distance entre le centre d'un plot élastique supérieur 51 ou 52 et l'axe de révolution de l'essieu est sensiblement égale à la distance entre le centre d'un plot élastique inférieur 61 ou 62 et ce même axe de révolution. De préférence, la liaison élastique supérieure 5 et la liaison élastique inférieure 6 sont montées symétriquement par rapport à l'axe de révolution de l'essieu.

Chaque plot élastique a une forme prismatique ou cylindrique dont les sections droites terminales sont parallèles et immobilisées respectivement contre une face d'appui de la boîte d'essieu et une face d'appui du châssis de bogie. Ainsi les plots 51, 52 sont enserrés respectivement entre des faces d'appui 351, 352 de la boîte d'essieu qui font face au ressort vertical et des faces d'appui 251,252 opposées qui sont ménagées sur le châssis de bogie. Les plots inférieurs 61,62 sont enserrés respectivement entre des faces d'appui 361,362 de la boîte d'essieu qui sont tournées du côté opposé au ressort vertical et des faces d'appui 261, 262 opposées, ménagées sur le châssis de bogie. Les deux faces d'appui de chaque plot élastique sont sensiblement verticales.

Les faces d'appui de la boîte d'essieu 351, 352 et 361, 362 sont en opposition. Les faces d'appui supérieures 351, 352 de la boîte relatives à la liaison élastique supérieure sont orientées du côté de la charge F, transmise par le ou les ressorts métalliques. Dans le cas où un seul ressort est prévu comme dans le mode de réalisation représenté, les faces d'appui 351, 352 sont tournées vers le ressort 4. Ces faces d'appui font face à la résultante des efforts transmis par les ressorts dans le cas où plusieurs ressorts sont montés entre le châssis de bogie et la boîte d'essieu. Les faces d'appui inférieures 361, 362 sont tournées du côté opposé. Cette disposition entraîne la compression des plots élastiques. Dans tous les cas, les faces d'appui sur la boîte d'essieu sont toujours orientées de la même façon par rapport au couple engendré par les efforts sur les ressorts.

Chaque plot élastique 51 ou 52 constitue une pièce monobloc capable de supporter, sans possibilité de séparation, de glissement ou de frottement de ses parties constitutives, un effort de traction, de compression ou de cisaillement ou un effort combiné appliqué entre ses sections terminales qui sont fixées, sans possibilité de séparation ou de glissement, respectivement à une face d'appui de la boîte d'essieu et à une face d'appui du châssis de bogie. Les sections terminales (de préférence planes) sont constituées par des plaques métalliques rigides rendues adhérentes au matériau élastomère ou caoutchouc et immobilisées respectivement contre les faces d'appui de la boîte d'essieu et du châssis de bogie. Chaque plot élastique comprend, entre les plaques métalliques d'extrémités, un matériau élastomère. Il peut être constitué par une structure en sandwich ou feuilletée réalisée par des plaques en élastomère et des plaques métalli642 016

ques disposées alternativement, les plaques en matériau élastomère étant rendues adhérentes aux plaques métalliques intercalaires.

Les faces d'appui des plots en élastomère sur la boîte d'essieu et le châssis de bogie peuvent être disposées selon l'une des différentes dispositions actuellement connues, en fonction des performances requises pour le guidage de la boîte d'essieu et en fonction du type de bogie. Les faces d'appui des plots, soit contre la boîte d'essieu, soit contre le châssis de bogie, peuvent être planes. Les faces d'appui des différents plots élàstiques peuvent encore être appliquées selon des surfaces cylindriques de la boîte d'essieu ou du châssis de bogie.

Conformément au mode de réalisation des fig. 1 et 2, les faces d'appui de chaque liaison élastique peuvent aussi être disposées en dièdres, deux plots élastiques étant montés entre les dièdres. Les deux faces d'appui 251, 252 sur le châssis des deux plots élastiques supérieurs de la liaison élastique supérieure et les deux faces d'appui 351, 352 opposées sur la boîte d'essieu font alors des dièdres ayant un plan bissecteur commun perpendiculaire à l'axe de révolution de l'essieu. De même, les deux faces d'appui 261, 262 sur le châssis des deux plots élastiques inférieurs et les deux faces d'appui 361, 362 opposées sur la boîte d'essieu font des dièdres ayant un plan bissecteur commun perpendiculaire à l'axe de révolution de l'essieu. Dans ce type de disposition, les plots'élastiques 51, 52 sont montés en chevron, symétriquement par rapport au plan vertical passant par l'axe 41 et perpendiculaire à l'axe de révolution de l'essieu. Les plots, élastiques inférieurs 61 et 62 sont également montés en chevron, symétriquement par rapport au plan défini précédemment.

Les plots élastiques sont identiques du point de vue des dimensions et du point de vue de la constitution.

Le ressort de suspension verticale et les plots élastiques supérieurs 51, 52 sont montés vers l'extérieur du bogie par rapport au plan vertical 8 passant par l'axe de révolution de l'essieu. Les plots élastiques inférieurs 61, 62 sont montés vers le centre du bogie par rapport à ce même plan vertical 8.

Le ressort de suspension verticale 4 peut être composé d'un seul ressort ou de plusieurs ressorts montés coaxialement.

Le fonctionnement du dispositif est décrit ci-dessous.

Le ou les ressorts de suspension verticale exercent une force F (résultante dans le cas de plusieurs ressorts) sur la boîte d'essieu 3. Du fait que la charge F s'applique sur la boîte d'essieu à une distance non nulle du plan vertical 8 passant par l'axe de révolution 11 de l'essieu, cet effort F crée un couple qui tend à faire pivoter la boîte d'essieu autour de cet axe 11, en comprimant les plots élastiques 51, 52, 61, 62. Chaque plot élastique est soumis à un effort de compression P défini par le rapport L/2 des bras de leviers et par la charge F supportée par le ressort vertical. Cet effort est constant et indépendant du fluage du matériau élastomère constituant les plots élastiques. Les propriétés mécaniques du matériau élastomère sont telles que l'effort de compression appliqué entraîne une rigidité de cisaillement des plots, dans le sens vertical, faible ou nulle. Les plots se déforment lors des débattements verticaux relatifs de la boîte d'essieu et du châssis sans que l'instabilité totale des plots élastiques dans le sens vertical ne perturbe le fonctionnement du ressort hélicoïdal 4. Dans le sens radial de l'essieu, c'est-à-dire dans le sens longitudinal, les plots élastiques assurent, avec une certaine flexibilité, l'entraînement longitudinal de l'essieu. Dans le sens axial de l'essieu, c'est-à-dire parallèlement à l'axe de révolution 11, les plots élastiques assurent, avec une certaine flexibilité, le guidage latéral ou transversal de l'essieu.

Du fait que le ressort hélicoïdal 4 est monté de manière décalée par rapport à l'axe de l'essieu, il peut être placé soit à l'extérieur soit à l'intérieur du bogie. Lorsqu'il est placé à l'extérieur, les plots élastiques inférieurs sont situés vers le centre du bogie, et l'installation sous des véhicules surbaissés est facilitée.

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Claims

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1. Dispositif de suspension et liaison d'un châssis de bogie à une boîte d'essieu, comprenant au moins un ressort métallique hélicoïdal de suspension verticale par lequel le châssis s'appuie sur la boîte d'essieu, et des liaisons élastiques comprenant chacune au moins un plot en matériau élastomère enserré entre une face d'appui dudit châssis et une face d'appui de ladite boîte d'essieu, caractérisé par le fait que les liaisons élastiques (5, 6) sont monoblocs et sont montées écartées en hauteur et de manière qu'elles soient comprimées sous l'effet d'un couple donné par le ressort de suspension verticale.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les liaisons élastiques (5, 6) sont au nombre de deux et sont disposées de part et d'autre du plan vertical passant par l'axe (11) de l'essieu.

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REVENDICATIONS

3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les liaisons élastiques (5, 6) sont au nombre de deux et sont disposées de part et d'autre du plan horizontal passant par l'axe (11) de l'essieu.

4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux faces d'appui de chaque plot élastique (51, 52, 61, 62), respectivement sur le châssis de bogie et sur la boîte d'essieu, sont sensiblement verticales.

5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les plots (51, 52, 61, 62) sont sensiblement situés à égale distance de l'axe (11) de l'essieu.

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la liaison supérieure (5) et la liaison inférieure (6) sont montées symétriquement par rapport à l'axe (11) de l'essieu.

7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la liaison élastique supérieure (5) est montée entre la charge transmise par le ressort (4) et le plan vertical passant par l'axe (11) de l'essieu.

8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les faces d'appui (251, 252, 351, 352, 361, 362, 261, 262) de chaque liaison élastique sur la boîte d'essieu et sur le châssis de bogie forment des dièdres dont les plans bissecteurs sont perpendiculaires à l'axe (11) de l'essieu.