EP0906860B1 - Articulation d'accouplement - Google Patents

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EP0906860B1
EP0906860B1 EP98402422A EP98402422A EP0906860B1 EP 0906860 B1 EP0906860 B1 EP 0906860B1 EP 98402422 A EP98402422 A EP 98402422A EP 98402422 A EP98402422 A EP 98402422A EP 0906860 B1 EP0906860 B1 EP 0906860B1
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EP
European Patent Office
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swivel coupling
vehicles
ball
coupling according
underframe
Prior art date
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EP98402422A
Other languages
German (de)
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EP0906860A1 (fr
Inventor
Sylvie Jeunehomme
Jean-Claude Gaiguant
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Alstom Transport SA
Original Assignee
GEC Alsthom Transport SA
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G1/00—Couplings comprising interengaging parts of different shape or form and having links, bars, pins, shackles, or hooks as coupling means
    • 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
    • B61F5/16—Centre bearings or other swivel connections between underframes and bolsters or bogies
    • B61F5/20—Centre bearings or other swivel connections between underframes and bolsters or bogies with springs allowing transverse movements
    • 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
    • B61F3/12—Types of bogies specially modified for carrying adjacent vehicle bodies of articulated trains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/02—Couplings for special purposes not otherwise provided for for coupling articulated trains, locomotives and tenders or the bogies of a vehicle; Coupling by means of a single coupling bar; Couplings preventing or limiting relative lateral movement of vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/32—Articulated members
    • Y10T403/32114—Articulated members including static joint
    • Y10T403/32213—Articulate joint is a swivel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/32—Articulated members
    • Y10T403/32606—Pivoted
    • Y10T403/32614—Pivoted including circumferential biasing or damping means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/45—Flexibly connected rigid members
    • Y10T403/455—Elastomer interposed between radially spaced members
    • Y10T403/458—Composite bushing with elastomeric component

Definitions

  • the present invention relates to connection between vehicles, in particular rail, constituting an articulated oar, in general, and carries, more particularly on a coupling joint between two vehicles, notably rail vehicles.
  • Document DE-AS-1 040 063 discloses a joint coupling between two vehicles with a function of rotation and a damping function, each function of rotation and coupling being achieved by elements distinct.
  • a joint presents the disadvantage of not allowing angular deflections around the longitudinal axis and is therefore not suitable for tilting vehicle.
  • a toric joint element ensures the joint between a soleplate and the O-ring.
  • This toric joint element is a structure composed of successive and multiple layers of metal and rubber which may be of different stiffnesses and progressive.
  • a major drawback of the joint coupling of two railway vehicles described in this prior art document is that it only allows low angular deflections.
  • the coupling joint of two vehicles railway described in this document of the prior art has as a disadvantage of being rigid and therefore of imposing a twisting of tilting vehicle bodies during passage of curved tracks.
  • an object of the invention is a joint coupling of two vehicles, especially rail vehicles, supporting the deflection around the longitudinal axis without produce a restraining force in order to avoid any twists checkout.
  • An advantage of the coupling joint of two rail vehicles the invention is to be extra-flat due to its small size.
  • Another advantage of the coupling joint of two railway vehicles of the invention is that it can be integrated on pendulum articulated rolling stock or not pendulum.
  • Another advantage of the coupling joint of two rail vehicles the invention is to allow to lower the level of the traffic floor by one value of the order of 200 mm.
  • the coupling joint between two vehicles A, B, especially rail, resting on a middle bogie (not shown) between the two vehicles and presenting a rotation function and a damping function is such that each rotation and damping function is made by separate elements.
  • the joint coupling comprises a central toric part 3, having a frustoconical bearing surface 3A, a ball joint 1, 2 having a hollow central conical part 1A nesting on the frustoconical bearing surface 3A of the central O-ring 3, elastic elements 4, a disc 5 and a retaining screw 6 comprising a pivot vertical 6A.
  • the central toric part 3 partly comprises the tapered support surface 3A and is connected by its lower part to the chassis 9 of the body of one vehicles B.
  • the ball 1, 2 combines a first element 1 of shape general spherical to a second external element 2 arranged free to rotate on the first element 1.
  • the elastic elements 4 are, preferably at number of two, generally semicircular and are symmetrically arranged on either side of the ball 1, 2 and the longitudinal axis of the vehicle so as to take support against the external surface of the second element 2 of the ball 1, 2.
  • the disc 5 is disposed between the chassis 9 of the body of one of the vehicles B and a support piece 12 of the coupling joint.
  • the disc 5 holds the second element 2 of the ball joint 1, 2 on the first element 1 of the ball joint 1, 2.
  • the support piece 12 is connected to the chassis 9 of the body of one of the vehicles B and is, for example, composed of several elements welded together.
  • the support piece 12 supports the toric piece central 3 by its lower part.
  • the vertical pivot 6A of the retaining screw 6 engages in the center of the central toric part 3 and is fixed to the central toric part 3 thanks to a 3B thread.
  • the central toric part 3 is hollowed out in its part lower to receive the body / bogie drive 11.
  • the retaining screw 6 avoids any dislocation of the whole, for example, when going over a big defect of track.
  • a top protective cover 7 and a flange lower 8 avoids all projections, for example of ballast, which could damage the coupling joint.
  • the disc 5 is connected to the chassis 10 of the body of the other vehicle A.
  • Disc 5 is non-deformable and both its ends form a ridger.
  • Disc 5 is calibrated according to the type of railway rolling stock on which it is mounted. AT For example, the resistance of this piece varies from 20 kN to 3000 kN.
  • the disc 5 can be made of steel, of alloy with Titanium, aluminum alloy or composite materials.
  • the elastic elements 4 arranged symmetrically on either side of the ball 1, 2 and the longitudinal axis of the vehicle absorb energy by ensuring high longitudinal flexibility.
  • the elastic elements 4 have a large transverse rigidity.
  • This energy absorption is done in the direction longitudinal of the vehicle more particularly during traction braking and docking and avoids any risk of matting of the patella 1, 2.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

La présente invention concerne les dispositifs de liaison entre véhicules, notamment ferroviaires, constituant une rame articulée, en général, et porte, plus particulièrement, sur une articulation d'accouplement entre deux véhicules, notamment ferroviaires.
Le document DE-AS-1 040 063 divulgue une articulation d'accouplement entre deux véhicules présentant une fonction de rotation et une fonction d'amortissement, chaque fonction de rotation et d'accouplement étant réalisé par des éléments distincts. Cependant une telle articulation présente l'inconvénient de ne pas permettre de débattements angulaires autour de l'axe longitudinal et n'est donc pas adaptée au véhicule pendulaire.
Le document EP-A-0 667 271 de la demanderesse décrit une articulation d'accouplement entre deux véhicules ferroviaires reposant sur un bogie médian entre lesdits deux véhicules ferroviaires, comprenant:
  • une pièce torique reliée à l'un des véhicules,
  • une pièce de support relié à l'autre véhicule,
  • un pivot cylindrique fixé sur une semelle et engagé dans un alésage cylindrique,
  • un élément d'articulation torique fixé sur ladite semelle assurant l'articulation entre ladite semelle et ladite pièce torique.
Un élément d'articulation torique assure l'articulation entre une semelle et la pièce torique.
Cet élément d'articulation torique est une structure composée de couches successives et multiples en métal et en caoutchouc pouvant être de rigidités différentes et progressives.
Un inconvénient majeur de l'articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires décrite dans ce document de l'art antérieur est qu'il ne permet que de faibles débattements angulaires.
Dans le cas particulier des véhicules pendulaires, l'articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires décrite dans ce document de l'art antérieur ne permet pas de supporter le débattement autour de l'axe longitudinal sans produire un effort de retenue.
Cet effort de retenue a pour inconvénient fondamental d'imposer une torsion de caisse.
L'articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires décrite dans ce document de l'art antérieur a comme inconvénient d'être rigide et donc d'imposer un vrillage des caisses des véhicules à pendulation lors du passage de voies en courbe.
Aussi un but de l'invention est-il une articulation d'accouplement de deux véhicules, notamment ferroviaires, supportant le débattement autour de l'axe longitudinal sans produire un effort de retenue afin d'éviter toutes torsions de caisse.
Conformément à l'invention, l'articulation d'accouplement entre deux véhicules, notamment ferroviaires, reposant sur un bogie médian entre lesdits deux véhicules, ladite articulation d'accouplement présentant une fonction de rotation et une fonction d'amortissement, chaque fonction de rotation et d'amortissement étant réalisée par des éléments distincts, se caractérise en ce que qu'elle comprend:
  • une rotule associant un premier élément de forme générale sphérique à un second élément externe disposé libre en rotation sur le premier élément, le premier élément étant relié à une pièce support relié au châssis de la caisse de l'un des véhicules,
  • des éléments élastiques prenant appui contre la surface extérieure du second élément de la rotule,
  • un disque en appui sur les éléments élastiques et relié au châssis de la caisse de l'autre véhicule.
L'articulation d'accouplement de l'invention satisfait également à au moins l'une des caractéristiques suivantes:
  • la pièce support supporte une pièce torique centrale présentant une surface d'appui tronconique et le premier élément de la rotule comporte une partie centrale creuse s'imbriquant sur la surface d'appui tronconique de la partie centrale.
  • la pièce torique centrale comporte en partie supérieure la surface d'appui tronconique et est reliée par sa partie inférieure au châssis de la caisse de l'un des véhicules,
  • la rotule associe un premier élément de forme générale sphérique à un second élément externe disposé libre en rotation sur le premier élément,
  • les éléments élastiques sont au nombre de deux, de forme générale semi-circulaire et sont disposés symétriquement de part et d'autre de la rotule et de l'axe longitudinal du véhicule de manière à prendre appui contre la surface extérieure du second élément de la rotule,
  • le disque est disposé entre le châssis de la caisse de l'un des véhicules et une pièce de support de l'articulation d'accouplement,
  • le disque maintien le second élément de la rotule, sur le premier élément de la rotule,
  • la pièce de support est reliée au châssis de la caisse de l'un des véhicules,
  • la pièce de support supporte la pièce torique centrale par sa partie inférieure,
  • le pivot vertical de la vis de maintien s'engage au centre de la pièce torique centrale et est fixé à la pièce torique centrale grâce à un filetage,
  • la pièce torique centrale est évidé dans sa partie inférieure afin de recevoir l'entraínement caisse/bogie.
Un avantage de l'articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires de l'invention est d'être extra-plate du fait de son faible d'encombrement.
Un autre avantage de l'articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires de l'invention est qu'elle peut être intégré sur du matériel roulant articulé pendulaire ou non pendulaire.
Un autre avantage de l'articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires de l'invention est de permettre de baisser le niveau du plancher d'intercirculation d'une valeur de l'ordre de 200 mm.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description du mode de réalisation préféré de l'articulation d'accouplement de deux véhicules ferroviaires, description faite en liaison avec les dessins joints dans lesquels:
  • la figure 1 représente une coupe, par un plan de symétrie longitudinale, d'une articulation d'accouplement conforme à l'invention,
  • la figure 2 représente une coupe de dessus, par un plan horizontal, de l'articulation d'accouplement conforme à l'invention,
  • la figure 3 représente une coupe de face, par un plan transversal, de l'articulation d'accouplement conforme à l'invention.
Conformément à une caractéristique essentielle, l'articulation d'accouplement entre deux véhicules A, B, notamment ferroviaires, reposant sur un bogie médian (non représenté) entre les deux véhicules et présentant une fonction de rotation et une fonction d'amortissement, est telle que chaque fonction de rotation et d'amortissement est réalisé par des éléments distincts.
Comme représenté aux figures 1 à 3, l'articulation d'accouplement comporte une pièce torique centrale 3, présentant une surface d'appui tronconique 3A, une rotule 1, 2 comportant une partie conique centrale creuse 1A s'imbriquant sur la surface d'appui tronconique 3A de la pièce torique centrale 3, des éléments élastiques 4, un disque 5 et une vis de maintien 6 comportant un pivot vertical 6A.
La pièce torique centrale 3 comporte en partie supérieure la surface d'appui tronconique 3A et est reliée par sa partie inférieure au châssis 9 de la caisse de l'un des véhicules B.
La rotule 1, 2 associe un premier élément 1 de forme générale sphérique à un second élément 2 externe disposé libre en rotation sur le premier élément 1.
Les éléments élastiques 4 sont, de préférence au nombre de deux, de forme générale semi-circulaire et sont disposés symétriquement de part et d'autre de la rotule 1, 2 et de l'axe longitudinal du véhicule de manière à prendre appui contre la surface extérieure du second élément 2 de la rotule 1, 2.
Le disque 5 est disposé entre le châssis 9 de la caisse de l'un des véhicules B et une pièce de support 12 de l'articulation d'accouplement.
Le disque 5 maintien le second élément 2 de la rotule 1, 2 sur le premier élément 1 de la rotule 1, 2.
La pièce de support 12 est reliée au châssis 9 de la caisse de l'un des véhicules B et est, par exemple, composée de plusieurs éléments soudés entre eux.
La pièce de support 12 supporte la pièce torique centrale 3 par sa partie inférieure.
Le pivot vertical 6A de la vis de maintien 6 s'engage au centre de la pièce torique centrale 3 et est fixé à la pièce torique centrale 3 grâce à un filetage 3B.
La pièce torique centrale 3 est évidé dans sa partie inférieure afin de recevoir l'entraínement caisse/bogie 11.
La vis de maintien 6 évite tout déboítement de l'ensemble, par exemple, lors du passage sur de gros défaut de voie.
Un capot de protection supérieure 7 et une collerette inférieure 8 évite toutes projections, par exemple de ballast, pouvant détériorer l'articulation d'accouplement.
Le disque 5 est relié au châssis 10 de la caisse de l'autre véhicule A.
Le disque 5 est indéformable et l'une et l'autre de ses extrémités forme un buttoir.
Le disque 5 est calibré en fonction du type de matériel ferroviaire roulant sur lequel il est monté. A titre d'exemple, la tenue de cette pièce varie de 20 kN à 3000 kN.
Le disque 5 peut être réalisée en acier, en alliage au Titane, en alliage d'aluminium ou en matériaux composites.
Les éléments élastiques 4 disposés symétriquement de part et d'autre de la rotule 1, 2 et de l'axe longitudinal du véhicule absorbent l'énergie en assurant une grande souplesse longitudinale.
Les éléments élastiques 4 présentent une grande rigidité transversale.
Cette absorption d'énergie se fait dans le sens longitudinal du véhicule plus particulièrement lors des tractions-freinages et accostages et évite tout risque de matage de la rotule 1, 2.

Claims (9)

  1. Articulation d'accouplement entre deux véhicules A, B, notamment ferroviaires, reposant sur un bogie médian entre lesdits deux véhicules, ladite articulation d'accouplement présentant une fonction de rotation et une fonction d'amortissement, chaque fonction de rotation et d'amortissement étant réalisée par des éléments distincts, caractérisé en ce qu'elle comprend:
    une rotule (1, 2)associant un premier élément (1) de forme générale sphérique à un second élément (2) externe disposé libre en rotation sur le premier élément (1), ledit premier élément (1) étant relié à une pièce support (12) relié au châssis (9) de la caisse de l'un des véhicules B,
    des éléments élastiques (4) prenant appui contre la surface extérieure du second élément (2) de la rotule,
    un disque (5) en appui sur les éléments élastiques (4) et relié au châssis (10) de la caisse de l'autre véhicule A.
  2. Articulation d'accouplement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce support (12) supporte une pièce torique centrale (3) présentant une surface d'appui tronconique (3A) et en ce que le premier élément (1) de la rotule comporte une partie centrale creuse (1A) s'imbriquant sur la surface d'appui tronconique (3A) de la partie centrale (3).
  3. Articulation d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans laquelle la pièce torique centrale (3) comporte en partie supérieure la surface d'appui tronconique (3A) et est reliée par sa partie inférieure audit châssis (9).
  4. Articulation d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, dans laquelle les éléments élastiques (4) sont au nombre de deux, de forme générale semi-circulaire et sont disposés symétriquement de part et d'autre de la rotule (1, 2) et de l'axe longitudinal du véhicule.
  5. Articulation d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle le disque (5) est disposé entre le châssis (9) de la caisse de l'un des véhicules B et la pièce de support (12) de l'articulation d'accouplement.
  6. Articulation d'accouplement selon la revendication 5, dans laquelle le disque (5) maintien le second élément (2) de la rotule (1, 2) sur le premier élément (1) de la rotule (1, 2)
  7. Articulation d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans laquelle la pièce de support (12) supporte la pièce torique centrale (3) par sa partie inférieure.
  8. Articulation d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, dans laquelle le pivot vertical (6A) d'une vis de maintien (6) s'engage au centre de la pièce torique centrale (3) et est fixé à la pièce torique centrale (3) grâce à un filetage (3B)
  9. Articulation d'accouplement selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, dans laquelle la pièce torique centrale (3) est évidée dans sa partie inférieure afin de recevoir l'entraínement caisse/bogie (11).
EP98402422A 1997-10-02 1998-10-01 Articulation d'accouplement Expired - Lifetime EP0906860B1 (fr)

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FR9712265 1997-10-02

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EP0906860A1 EP0906860A1 (fr) 1999-04-07
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