EP0054830B1 - Dispositif d'orientation en courbe d'un bogie à un essieu - Google Patents
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- 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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Definitions
- the present invention relates to a device for orienting a bogie to an axle in a curve.
- motor or towed vehicles were mounted on two axles arranged pependicularly to the longitudinal median plane of the vehicle, and fixed orientation relative to this plane.
- the invention of the two-axle bogie made it possible to produce longer vehicles, while limiting the angle of attack of the axles relative to the track; indeed, the bogie allows a certain orientation of these, from which it follows that the angle of attack is reduced and becomes a function of the length of the bogie and no longer of that of the vehicle.
- Document FR-A-1 104364 has proposed a device for orienting a bogie with an axle in the radial direction of the track in a curve, applicable to one end of a first vehicle adjacent to a second vehicle, comprising two fixed anchor points arranged on either side of the longitudinal axes of said first and second vehicles at a distance "a" from each of these axes, the first fixed anchor point being on one end of said first vehicle, the second fixed anchor point being on the opposite end of said second vehicle, and on each bogie two articulation points arranged on either side of each of the longitudinal axes of the two vehicles at a distance "b" from each of these axes, greater than the distance "a”, and respectively called first and second points of articulation for said first vehicle, and third and fourth points of articulation for said second vehicle, and at least four connecting rods, the second connecting rod connecting said fourth articulation point at said first anchoring point, the third connecting rod connecting said first articulation point to said second anchoring point, said first and fourth connecting rods being parallel
- Such a device makes it possible to cross radius curves which can go down to 80 meters, provided however that the overhang of the vehicles is limited.
- This limitation admissible for radii of curvature of the order of 80 meters, becomes prohibitive for smaller radii of curvature, which can go down to 30 meters, as they occur frequently in metro networks.
- the object of the present invention is to provide a device capable of being installed on a train composed of at least two vehicles with two axles, and allowing the adjacent axles of another vehicle to take a suitable orientation in relation to the track, even for very small radii of curvature thereof, limiting the transverse displacement of the axles relative to the axis of the wagon to a small value. It also aims to prevent the longitudinal traction forces exerted by an axle from being transmitted by one of the connecting rods to the body which it carries and by the other connecting rod to the adjacent body, by creating a torque of pivoting of vehicles.
- the device according to the invention is characterized in that said first connecting rod connects the second articulation point to the first fixed anchoring point, in that said fourth connecting rod connects the third articulation point to the second fixed anchoring point, and in that it further comprises vertical levers suspended from third and fourth anchor points each disposed respectively opposite said first and second anchor points on the opposite end of the adjacent vehicle, and in that six connecting rods longitudinal connect said first, second, third and fourth points of articulation and the four aforementioned anchoring points so that on one side of the ten longitudinal axis of the vehicles a connecting rod connects the second point of articulation to said vertical lever suspended from said third anchor point, which is connected, on the one hand by a connecting rod to the fourth point of articulation, and on the other hand by the end of said lever and another connecting rod to the first point of anchoring, and that on the other side of said longitudinal axis of the vehicle there are three symmetrical connections from the previous connections.
- the fixed point 31 attaches two longitudinal connecting rods 11 and 21; the connecting rod 11 is linked to the articulation point 51 of the axle 5 of the same box, the connecting rod 21 is linked to the articulation point 61 of the axle 6 of the adjacent box.
- the fixed anchor point 32 attaches two longitudinal connecting rods 12 and 22, the connecting rod 22 is linked to the articulation point 62 of the axle 6 of the same body, the connecting rod 12 is linked to the articulation point 52 the axle of the adjacent body.
- the axle 5 pivots around of the articulation point 51, linked to the body of the vehicle 1 by the connecting rod 11 and the fixed anchor point 31, likewise the axle 6 pivots around the articulation point 62, linked to the body of the vehicle 2 by the connecting rod 22 and the fixed anchor point 32. If the connecting rods 11, 12, 21, 22 are strictly parallel to the longitudinal axis, the axles 5 and 6 assume an orientation parallel to the external bisector of angle a; they remain parallel to each other, and their position relative to the track is not perfectly radial.
- the distance "a” from the fixed anchor points under boxes 31 and 32 to the longitudinal axis of the vehicles is less than the distance "b" from the articulation points 51, 52, 61, 62 to which the longitudinal connecting rods hang on the axles 5 and 6 with respect to this same axis.
- the optimal a / b ratio depends on the longitudinal dimensions of the vehicles but is always less than 1.
- FIG. 4 represents a view in elevation and perspective of this variant, taken in the vertical plane of the fixed point 31 of the body 1.
- This body 1 rests at its end adjacent to the body 2 on the axle 5 and the body 2 rests by its end adjacent to the body 1 on the axle 6.
- Connecting rods 111 and 211 respectively connect the articulation point 51 of the axle 5 and the articulation point 61 of the axle 6 to a vertical lever 35 suspended at the anchor point 34 of the body 2, and the other end of which is linked by a longitudinal link 36 to the fixed anchor point 31 of the body 1.
- the forces exerted by the axles 5 and 6 s '' apply half to the body 1 by the fixed anchor point 31 and the other half to the body 2 by the fixed anchor point 34.
- a device symmetrical to that shown in FIG. 4 exists in the vertical plane of the fixed point 32 of the body 2. This variant makes it possible, as in the previous case, to provide the axles in the curves with the desired radial orientation.
- each axle is oriented by the action of the body of the adjacent vehicle, which cannot be achieved for the end axles of the train.
- the orientation of these axles could however be controlled by that of the nearest axle, by any known device, usually designated by the name of coupling between bogies.
- the applications are in the field of railway, train or metro technology.
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Description
- La présente invention concerne un dispositif d'orientation en courbe d'un bogie à un essieu.
- A l'origine du chemin de fer, les véhicules moteurs ou remorqués étaient montés sur deux essieux disposés pependiculairement au plan médian longitudinal du véhicule, et d'orientation fixe par rapport à ce plan.
- Lors du franchissement de coubes de faible rayon, ces essieux et notamment l'essieu avant dans le sens de marche, présentaient un angle d'attaque important par rapport à la voie, ce qui provoquait des usures et des risques de déraillement. De ce fait, la longueur des véhicules était limitée.
- L'invention du bogie à deux essieux a permis de réaliser des véhicules plus longs, tout en limitant l'angle d'attaque des essieux par rapport à la voie; en effet, le bogie permet une cetaine orientation de ceux-ci, d'où il résulte que l'angle d'attaque est réduit et devient fonction de la longueur du bogie et non plus de celle du véhicule.
- Toutefois, les techniques modernes de construction ont permis d'alléger considérablement les véhicules, grâce à l'utilisation de l'électronique dans les équipements électriques et des alliages légers dans la partie mécanique. Des véhicules relativement longs peuvent de nouveau être montés sur deux essieux, au lieu de quatre, ce qui contribue d'ailleurs à améliore les gains de masse. Pour qu'une telle disposition ne conduise pas à des usures des trains de roulement et des risques de déraillement, il faut obliger l'essieu à prendre une orientation correcte par rapport à la voie.
- Il a été proposé dans le document FR-A-1 104364 un dispositif d'orientation en courbe d'un bogie à un essieu dans le sens radial de la voie, applicable à une extrémité d'un premier véhicule adjacent à un second véhicule, comportant deux points fixes d'ancrage disposés de part et d'autre des axes longitudinaux desdits premier et second véhicules à une distance "a" de chacun de ces axes, le premier point fixe d'ancrage étant sur une extrémité dudit premier véhicule, le deuxième point fixe d'ancrage étant sur l'extrémité en regard dudit second véhicule, et sur chaque bogie deux points d'articulation disposés de part et d'autre de chacun des axes longitudinaux des deux véhicules à une distance "b" de chacun de ces axes, supérieure à la distance "a", et appelés respectivement premier et deuxième points d'articulation pour ledit premier véhicule, et troisième et quatrième points d'articulation pour ledit second véhicule, et au moins quatre bielles, la deuxième bielle reliant ledit quatrième point d'articulation audit premier point d'ancrage, la troisième bielle reliant ledit premier point d'articulation audit deuxième point d'ancrage, lesdites première et quatrième bielles étant parallèles et formant un angle avec lesdites deuxième et troisième bielles, elles-mêmes parallèles entre elles lorsque les axes des véhicules sont alignés. La deuxième bielle et la troixième bielle y sont constituées respectivement par l'association d'une bielle de guidage et d'une barre de direction.
- Un tel dispositif permet de franchir des courbes de rayon pouvant descendre jusqu'à 80 mètres, à condition toutefois que l'on limite le porte-à-faux des véhicules. Cette limitation, admissible pour des rayons de courbure de l'ordre de 80 mètres, devient prohibitive pour des rayons de courbure plus faibles, pouvant descendre jusqu'à 30 mètres, tels qu'ils se présentent fréquemment dans les réseaux de métros.
- La présente invention a pour but de procurer un dispositif susceptible d'être installé sur une rame composée d'au moins deux véhicules à deux essieux, et permettant aux essieux adjacents un autre véhicule de prendre en courbe une orientation convenable par rapport à la voie, même pour de très faibles rayons de courbure de celle-ci, en limitant le déplacement transversal des essieux par rapport à l'axe du wagon à une faible valeur. Elle a encore pour but d'éviter que les efforts longitudinaux de traction exercés par un essieu ne soient transmis par l'une des bielles à la caisse qu'il porte et par l'autre bielle à la caisse adjacente, en créant un couple de pivotement des véhicules.
- Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que ladite première bielle relie le deuxième point d'articulation au premier point fixe d'ancrage, en ce que ladite quatrième bielle relie le troisième point d'articulation au deuxième point fixe d'ancrage, et en ce qu'il comporte en outre des leviers verticaux suspendus à des troisième et quatrième points d'ancrage disposés chacun respectivement face auxdits premier et second points d'ancrage sur l'extrémité en regard du véhicule adjacent, et en ce que six bielles longitudinales relient lesdits premier, deuxième, troisième et quatrième points d'articulation et les quatre points d'ancrage précités de telle sorte que d'un côté dudix axe longitudinal des véhicules une bielle relie le second point d'articulation audit levier vertical suspendu audit troisième point d'ancrage, lequel est relié, d'une part par une bielle au quatrième point d'articulation, et d'autre part par l'extrémité dudit levier et une autre bielle au premier point d'ancrage, et que de l'autre côté dudit axe longitudinal du véhicule existent trois liaisons symétriques des liaisons précédentes.
- En se référant aux figures schématiques 1 à 4 ci- jointes on va décrire ci-après deux exemples de mise en oeuvre de la présente invention exemple donné à titre purement illustratif et nullement limitatif.
- La figure 1 représenté une vue en plan du dispositif d'orientation en courbe, les véhicules étant dans l'alignement sur la voie;
- La figure 2 représente une vue en élévation et perspective de ce même dispositif, les véhicules étant alignés.
- La figure 3 représente la même vue en plan du dispositif que la figure 1, mais les deux véhicules sont disposés sur une voie en courbe; la figure 4 représente en élévation et perspective une variante du dispositif représenté aux figures 1, 2 et 3.
- Sur les figures 1 et 2, on voit les extrémités voisines de deux véhicules adjacents, 1 et 2, liés par une articulation 3 d'un modèle quelconque connu. Ces extrémités de véhicules reposent, chacune, au moyen d'organes de suspension non représentés sur un essieu, la caisse 1 sur l'essieu 5, la caisse 2 sur l'essieu 6; elles comportent chacune un point fixe dit d'ancrage 31 pour la caisse 1, 32 pour la caisse 2.
- Le point fixe 31 attache deux bielles longitudinales 11 et 21; la bielle 11 est liée au point d'articulation 51 de l'essieu 5 de la même caisse, la bielle 21 est liée au point d'articulation 61 de l'essieu 6 de la caisse adjacente. De même, le point fixe d'ancrage 32 attache deux bielles longitudinales 12 et 22, la bielle 22 est liée au point d'articulation 62 de l'essieu 6 de la même caisse, la bielle 12 est liée au point d'articulation 52 de l'essieu de la caisse adjacente.
- Lorsque la rame est sur une voie en courbe, les axes des deux véhicules adjacents 1 et 2 font entre eux un angle a et la position des organes décrits ci-dessus devient celle qui est représentée à la figure 3. L'essieu 5 pivote autour du point d'articulation 51, lié à la caisse du véhicule 1 par la bielle 11 et le point fixe d'ancrage 31, de même l'essieu 6 pivote autour du point d'articulation 62, lié à la caisse du véhicule 2 par la bielle 22 et le point fixe d'ancrage 32. Si les bielles 11, 12, 21, 22 sont rigoureusement parallèle à l'axe longitudinal, les essieux 5 et 6 prennent une orientation parallèle à la bissectrice extérieure de l'angle a; ils restent parallèles entre eux, et leur position par rapport à la voie n'est pas parfaitement radiale. Pour obtenir ce résultat, il suffit que la distance "a" des points fixes d'ancrage sous caisses 31 et 32 à l'axe longitudinal des véhicules soit inférieure à la distance "b" des points d'articulation 51, 52, 61, 62 auxquels les bielles longitudinales s'accrochent aux essieux 5 et 6 par rapport à ce même axe. Le rapport a/b optimal est fonction des dimensions longitudinales des véhicules mais est toujours inférieur à 1.
- Ces dispositif, tel que décrit ci-dessus, présente un inconvénient, les efforts longitudinaux de traction exercés par un essieu sont transmis par l'une des bielles à la caisse qu'il porte, mais par l'autre bielle à la caisse adjacente. C'est ainsi que, dans le plan vertical du point fixe 31, la caisse 1 reçoit par la bielle 21 les efforts exercés par l'essieu 6 de la caisse adjacente. Ceci crée dans certains cas, un couple de pivotement des véhicules, qui peut être gênant.
- La variante au dispositif précédent, représentée à la figure 4, a pour objectif d'éviter l'inconvénient précité.
- La figure 4 représente une vue en élévation et perspective de cette variante, prise dans le plan vertical du point fixe 31 de la caisse 1. Cette caisse 1 repose par son extrémité adjacente à la caisse 2 sur l'essieu 5 et la caisse 2 repose par son extrémité adjacente à la caisse 1 sur l'essieu 6. Des bielles 111 et 211 relient respectivement le point d'articulation 51 de l'essieu 5 et le point d'articulation 61 de l'essieu 6 à un levier vertical 35 suspendu au point d'ancrage 34 de la caisse 2, et dont l'autre extrémité est liée par une bielle longitudinale 36 au point fixe d'ancrage 31 de la caisse 1. De la sorte, les efforts exercés par les essieux 5 et 6 s'appliquent pour moitié à la caisse 1 par le point fixe d'ancrage 31 et pour l'autre moitié à la caisse 2 par le point fixe d'ancrage 34.
- Un dispositif symétrique à celui représenté en figure 4 existe dans le plan vertical du point fixe 32 de la caisse 2. Cette variante permet, comme dans le cas précédent, d'assurer aux essieux dans les courbes l'orientation radiale recherchée.
- Le dispositif décrit ci-dessus est applicable à tous les essieux de tous les véhicules constituant une rame, sauf aux essieux extrêmes de cette rame. En effet, chaque essieu est orienté par l'action de la caisse du véhicule adjacent, ce qui ne peut être réalisé pour les essieux extrêmes de la rame. L'orientation de ces essieux pourrait toutefois être commandée par celle de l'essieu le plus voisin, grâce à un dispositif quelconque connu, désigné habituellement sous le nom d'attelage entre bogies.
- Les applications sont du domaine de la technique ferroviaire, train ou métro.
Claims (1)
- Dispositif d'orientation en courbe d'un bogie à un essieu dans le sens radial de la voie, applicable à une extrémité d'un premier véhicule (1) adjacent à un second véhicule (2), comportant deux points fixes d'ancrage (31, 32) disposés de part et d'autre des axes longitudinaux desdits premier (1) et second (2) véhicules à une distance a de chacun de ces axes, le premier point fixe d'ancrage (31) étant sur une extrémité dudit premier véhicule (1 ), le deuxième point fixe d'ancrage (32) étant sur l'extrémité en regard dudit second véhicule (2), et sur chaque bogie deux points d'articulation (51, 52, 61, 62) disposés de part et d'autre de chacun des axes longitudinaux des deux véhicules (1, 2) à une distance b de chacun de ces axes, supérieure à la distance a, et apelés respectivement premier (52) et deuxième (51) points d'articulation pour ledit premier véhicule (1), et troisième (62) et quatrième (61) points d'articulation pour ledit second véhicule (2), et au moins quatre bielles (11, 12, 21, 22), la deuxième bielle (21) reliant ledit quatrième point d'articulation (61) audit premier point d'ancrage, la troisième bielle (12) reliant ledit premier point d'articulation (52) audit deuxième point d'ancrage, lesdites première (11) et quatrième (22) bielles étant parallèles et formant un angle avec lesdites deuxième (21) et troisième (12) bielles, elles-mêmes parallèles entre elles, lorsque les axes des véhicules sont alignés, caractérisé en ce que ladite première bielle (11) relie le deuxième point d'articulation (51) au premier point fixe d'ancrage (31 en ce que ladite quatrième bielle (22) relie le troisième point d'articulation (62) au deuxième pint fixe d'ancrage (32), et en ce qu'il comporte en outre des leviers verticaux (35) suspendus à des troisième (34) et quatrième points d'ancrage disposés chacun respectivement face auxdits premier (31) et second (32) points d'ancrage sur l'extrémité en regard du véhicule adjacent, et en ce que six bielles longitudinales relient lesdits premier (52), deuxième (51), troisième (62) et quatrième (61) points d'articulation et les quatre points d'ancrage précités de telle sorte que d'un côté dudit axe longitudinal des véhicules une bielle (111) relie le second point d'articulation (51) audit levier vertical (35) suspendu audit troisième point d'ancrage (34), lequel est relié, d'une part une bielle (211) au quatrième point d'articulation (61 et d'autre part par l'extrémité dudit levier (35) et une autre bielle (36) au premier point d'ancrage (31), et que de l'autre côté dudit axe longitudinal du véhicule existent trois liaisons symétriques des liaisons précédentes.
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