EP0318920A1 - Bogie pour véhicule ferroviaire à transmission par différentiel mécanique - Google Patents

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EP0318920A1 EP88119885A EP88119885A EP0318920A1 EP 0318920 A1 EP0318920 A1 EP 0318920A1 EP 88119885 A EP88119885 A EP 88119885A EP 88119885 A EP88119885 A EP 88119885A EP 0318920 A1 EP0318920 A1 EP 0318920A1
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    • 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
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/02—Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04—Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/48—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension

Definitions

  • the present invention relates to a bogie for a railway vehicle, connected to the vehicle body by a load cross member, and to one or two axles and corresponding motors, with transmission between a motor and the wheels which it drives comprising a mechanical differential.
  • differential reduction bridge In known bogies with mechanical differential, all of the organs which ensure the transmission of movement between a motor and the corresponding wheels are gathered in a carrying beam, generally called “differential reduction bridge", which simultaneously performs the support functions of load, driving the bogie and transmitting the engine torque.
  • the use of such a differential reduction bridge leads to a structure in which the frame and the bogie suspensions are arranged between the running wheels and the longitudinal axis of the bogie. It causes the presence of unsprung masses vis-à-vis the important track (reduction bridge, transmissions, braking devices, engine).
  • differential reduction axles have only been used on bogies intended for rolling on tires (subway bogies), for which the presence of large unsprung masses was not a major drawback, taking into account the additional suspension provided by the tires themselves.
  • the present invention aims to provide a bogie for a rail vehicle between an engine and the wheels which it drives comprising a mechanical differential, with a reduction to a very large extent of the unsprung masses, both vertically and transversely, and an arrangement suspension members further from the longitudinal axis than the wheels.
  • the bogie according to the invention is characterized in that the motor and its differential are suspended from the load cross member.
  • each output shaft of the mechanical differential is linked by a coupling with large transverse travel to a lateral reduction gear.
  • the lateral reducer is with cylindrical gears, semi-suspended from the cross-member, and linked to a wheel.
  • the lateral reduction gear is of planetary gear and integrated in a wheel.
  • Each output shaft of the mechanical differential is fitted before its connection to the corresponding coupling with a braking disc.
  • the suspension members on the load cross member are arranged outside the wheels.
  • the load cross member is connected to the body by a ball crown, possibly fitted with smoothers.
  • Each axle has independent rotating wheels.
  • Each axle is bent so that its middle part located under the engine is at a level lower than that of its ends.
  • the body C rests by means of a ball ring C r on the load cross member T.
  • the latter carries via suspensions S1 and S2 on the differential bridge P , forming a supporting beam.
  • the motor M is fixed to the differential bridge P. Its shaft is connected by a coupling to the mechanical differential D, which drives the lateral reducers Rd1, Rd2 by lateral shafts.
  • the wheels R1, R2 are integral with the ends of the differential bridge, and driven by the output shafts of the reducers Rd1, Rd2.
  • the mechanical differential transmits the movement on both sides to the reducers lateral Rd1, Rd2, which are semi-suspended from the load cross member T, by lateral couplings with large clearance AC1, AC2 able to take up the transverse deflections between the axle E and the cross member T.
  • the bogie suspensions are arranged outside the wheels with respect to a longitudinal axis, which improves their accessibility.
  • FIG 3 shows in perspective with partial cutaway a bogie meeting the basic structure of Figure 2.
  • the motor M is connected by a coupling AC3 to the mechanical differential D. Both are suspended under the cross member T.
  • the output shafts of the differential are connected by couplings AC1, AC2 to the reducers Rd1, Rd2, which transmit the movement to the wheels R1 , R2.
  • the axle is bent. It has a lower central part E o and raised ends E1, E2 opposite the false axle boxes FB1, FB2, arranged outside the wheels. These false axle boxes support the coil suspension springs S1, S2 on one side, S3, S4 on the other.

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Abstract

Bogie pour véhicule ferroviaire relié à la caisse du véhicule par une traverse de charge (T), et à un ou deux essieux (E) et moteurs (M) correspondants, à transmission par différentiel mécanique (D) intercalé entre un moteur et les roues (R1, R2) qu'il entraîne. Le moteur (M) et le différentiel (D) sont suspendus à la traverse de charge (T).

Description

  • La présente invention concerne un bogie pour véhicule ferro­viaire, relié à la caisse du véhicule par une traverse de charge, et à un ou deux essieux et moteurs correspondants, à transmission entre un moteur et les roues qu' il entraîne comportant un différentiel mécanique.
  • Dans les bogies connus à différentiel mécanique, l'ensemble des organes qui assurent la transmission du mouvement entre un moteur et les roues corespondantes se trouve rassemblé dans une poutre porteuse, appelée généralement "pont réducteur différentiel", qui assure simultanément les fonctions de support de la charge, d'entraînement du bogie et de transmission du couple moteur. L'emploi d'un tel pont réducteur différentiel conduit à une structure dans laquelle le cadre et les suspensions du bogie sont disposés entre les roues de roulement et l'axe longitudinal du bogie. Il entraîne la présence de masses non suspendues vis-à-vis de la voie importantes (pont réducteur, transmissions, organes de freinage, moteur). On n'a utilisé jusqu'à présent de tels ponts réducteurs différentiels que sur des bogies destinés au roulement sur pneumatiques (bogies de métros), pour lesquels la présence de masses non suspendues importantes n'était pas un inconvénient majeur, compte tenu de la suspension supplémentaire apportée par les pneumatiques eux-­mêmes.
  • En revanche, dans le cas de véhicules à bogies ordinaires à roues métalliques, la présence de masses non suspendues importantes compromet la tenue mécanique de la voie et des organes de transmission, et réduit le confort des passagers.
  • La présente invention a pour but de procurer un bogie pour véhicule ferroviaire entre un moteur et les roues qu'il entraîne comportant un différentiel mécanique, avec une réduction dans une très large mesure des masses non suspendues, aussi bien verticalement que transversalement,et une disposition des organes de suspension plus éloignée de l'axe longitudinal que les roues.
  • Le bogie selon l'invention est caractérisé en ce que le moteur et son différentiel sont suspendus à la traverse de charge.
  • Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéris­tiques suivantes :
    -Chaque arbre de sortie du différentiel mécanique est lié par un accouplement à grand débattement transversal à un réducteur latéral.
    - Le réducteur latéral est à engrenages cylindriques, semi-­suspendu à la traverse, et lié à une roue.
    - Le réducteur latéral est à train épicycloïdal et intégré dans une roue.
    - Chaque arbre de sortie du différentiel mécanique est muni avant sa liaison à l'accouplement correspondant d'un disque de freinage.
    - Les organes de suspension à la traverse de charge sont disposés à l'extérieur des roues.
    - La traverse de charge est reliée à la caisse par une couronne à billes, éventuellement munie de lissoirs.
    - Chaque essieu est à roues indépendantes en rotation.
    - Chaque essieu est coudé de sorte que sa partie médiane disposée sous le moteur soit à un niveau inférieur à celui de ses extrémités.
  • Il est décrit ci-après, a titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, des bogies à pont différentiel selon la technique connue et selon la présente invention.
    • La figure 1 représente schématiquement un bogie connu.
    • La figure 2 représente schématiquement un bogie selon l'invention à un seul essieu.
    • La figure 3 représente en perspective un bogie selon l'invention.
  • Dans le bogie connu selon la figure 1, la caisse C repose par l'intermédiaire d'une couronne à billes Cr sur la traverse de charge T. Celle-ci porte par l'intermédiaire des suspensions S₁ et S₂ sur le pont différentiel P, formant poutre porteuse. Celui-­ci réunit l'ensemble des organes qui assurent la transmission du mouvement du moteur aux roues, et assure simultanément les fonctions de support de la charge, d'entrainement du bogie et de transmission du couple moteur.
  • Le moteur M est fixé au pont différentiel P. Son arbre est relié par un accouplement au différentiel mécanique D, qui entraîne par des arbres latéraux les réducteurs latéraux Rd₁, Rd₂. Les roues R₁, R₂ sont solidaires des extrémités du pont différentiel, et entraînées par les arbres de sortie des réducteurs Rd₁, Rd₂.
  • L'emploi d'un tel pont réducteur différentiel nécessite de disposer le cadre et les suspensions de bogie à l'intérieur des roues de roulement, et implique l'existence de masses non suspendues vis-à-vis de la voie importantes (moteur, pont, transmission, organes de freinage). De ce fait les bogies à pont réducteur différentiel n'ont été utilisés jusqu'ici qu'avec des roues à pneumatiques, la présence de masses suspendus importantes ne présentant pas alors d'inconvénient majeur, puisque les pneumatiques créent une suspension supplémentaire.
  • Dans le bogie selon l'invention (figure 2), à essieu unique, la caisse C du véhicule repose, par l'intermédiaire d'une couronne à billes munie de lissoirs Cr, sur la traverse de charge T. Celle-­çi s'appuie par l'intermédiaire des suspensions S₁ et S₂ sur les fausses boîtes d'essieu FB₁ FB₂, elles-mêmes solidaires de l'essieu fixe en rotation E, relié aux roues R₁, R₂. Le moteur M, suspendu sous la traverse T, transmet son couple par l'intermédiaire d'un accouplement au différentiel mécanique D, lui aussi suspendu sous la traverse de charge T. Le différentiel mécanique transmet le mouvement de part et d'autre aux réducteurs latéraux Rd₁, Rd₂, qui sont semi-suspendus à la traverse de charge T, par des accouple­ments latéraux à grand débattement AC₁, AC₂ aptes à reprendre les débattements transversaux entre l'essieu E et la traverse T.
  • De part et d'autre du différentiel mécanique D sont également montés des disques de freinage semi-rapides d₁, d₂, auxquels sont associés les étriers de freinage E₁, E₂, solidaires du carter du différentiel D ou de la traverse de charge T.
  • Les suspensions des bogies sont disposées à l'extérieur des roues par rapport à un axe longitudinal, ce qui améliore leur accessi­bilité.
  • La figure 3 représente en perspective avec arrachement partiel un bogie répondant à la structure de principe de la figure 2. On y voit la traverse de charge T, sur laquelle est disposée la couronne à billes Cr, assurant le support de la caisse (non représentée). Le moteur M est relié par un accouplement AC₃ au différentiel mécani­que D. Tous deux sont suspendus sous la traverse T. Les arbres de sortie du différentiel sont reliés par des accouplements AC₁, AC₂ aux réducteurs Rd₁, Rd₂, qui transmettent le mouvement aux roues R₁, R₂. L'essieu est coudé. Il comporte une partie centrale basse Eo et des extrémités relevées E₁, E₂ en face des fausses boîtes d'essieux FB₁, FB₂, disposées à l'extérieur des roues. Ces fausses boîtes d'essieux supportent les ressorts hélicoïdaux de suspension S₁, S₂ d'un côté, S₃, S₄ de l'autre.

Claims (9)

1/ Bogie pour véhicule ferroviaire, relié à la caisse du véhicule par une traverse de charge (T), et à un ou deux essieux (E) et moteurs (M) correspondants, à transmission entre un moteur et les roues (R₁, R₂) qu' il entraîne comportant un différentiel mécanique (D), caractérisé en ce que le moteur (M) et le différentiel (D) sont suspendus à la traverse de charge.
2/ Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque arbre de sortie du différentiel mécanique est lié par un accouplement à grand débattement transversal (AC₁, AC₂) à un réducteur latéral (Rd₁, Rd₂).
3/ Bogie selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réducteur latéral (Rd₁, Rd₂) est à engrenages cylindriques, semi-suspendu à la traverse, et lié à une roue.
4/ Bogie selon la revendication 2, caractérisé en ce que le réducteur latéral (Rd₁, Rd₂) est à train épicycloïdal et intégré dans une roue (R₁, R₂).
5/ Bogie selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que chaque arbre de sortie du différentiel mécanique est muni avant sa liaison à accouplement correspondant d'un disque de freinage (d₁, d₂).
6/ Bogie selon l'une des revendication 1 à 5, caractérisé en ce que les organes de suspension à la traverse de charge (T) sont disposés à l'extérieur des roues (R₁, R₂).
7/ Bogie selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que sa traverse de charge (T) est reliée à la caisse par une couronne à billes (Cr), éventuellement munie de lissoirs.
8/ Bogie selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque essieu (E) est à roues indépendantes en rotation.
9/ Bogie selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque essieu (E) est coudé de sorte que sa partie médiane (Eo) disposée sous le moteur (M) soit à un niveau infurieur à celui de ses extrémités (E₁, E₂).
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