EP1277639A1 - Dispositif de contrôle du comportement dynamique d'un bogie supportant une charge et bogie pourvu du dit dispositif - Google Patents
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- EP1277639A1 EP1277639A1 EP01490026A EP01490026A EP1277639A1 EP 1277639 A1 EP1277639 A1 EP 1277639A1 EP 01490026 A EP01490026 A EP 01490026A EP 01490026 A EP01490026 A EP 01490026A EP 1277639 A1 EP1277639 A1 EP 1277639A1
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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
- 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
- B61F5/14—Side bearings
Definitions
- the invention relates to a behavior control device dynamics of a bogie carrying a load.
- the invention also relates to the bogie provided with said device.
- This cross called pivot cross has a pivot joint on which rests the structure of a box or platform of a wagon supported at each of its two ends by a bogie.
- the axle box carries at its base a so-called support table extending from on either side of said axle box and on which the support table rests the base of spring groups with at least the upper end supported indirectly on the bogie chassis.
- the straight line stability of the bogie is controlled by the side bars horizontal.
- a friction surface carried by the cross member of the bogie and above it, facing the first surface, a fur carried by the underside of the rail of the wagon.
- an elastic support EP-A-4 585 side of the body consists of a curved blade connected to the chassis by an axis transverse to its longitudinal dimension.
- This elastic support is mounted so that it can pivot around the aforementioned axis and secondly to allow its free end to move to the both in the transverse direction and the longitudinal direction.
- a dry stop is arranged under the curved blade to limit the travel.
- Such a device has operating disadvantages and congestion.
- This stability in a straight line also depends on the support of the wheels with the rail and the choice of suspension components.
- the support of the wheels on the rails depends on the taper of the wheel.
- the taper is determined by the angle formed by the plane of the table. wheel bearing and the axis of rotation of the wheel.
- the invention provides a solution for increasing the capacity of load bogies without degrading the dynamic behavior of the bogie and without increase the wear speed.
- This bogie 1 comprises a cross-member 3 whose ends are connected to beams 2.
- the cross-member 3 has a box structure comprising walls lower 4, lateral 5, 6 and upper 7 assembled by welding with a cross section which varies according to its position along the longitudinal axis 8 of this crosspiece which is orthogonal to the longitudinal axis 9 of the bogie.
- Each beam 2 has an I-section with a vertical core 2A which, located between an upper sole 2B and a lower sole 2C, has a variable height depending on its position along the longitudinal axis of the spar.
- This cross member has a pivot joint 10 on which rests the structure of a wagon body supported at each of its two ends by a bogie.
- Each elastic means 13 is constituted by a group of two coaxial mounted springs.
- the axle box 11 can therefore move along a vertical axis and the operating clearances between the side face of the axle box and the chassis guide means allows the axle to move in a horizontal plane.
- the curved blade 14A is embedded at one of these 15 sides 15, 16 transverse while the side opposite this embedded side is free to move in a direction perpendicular to the recessed side.
- the guides are, either globally shaped elongated (Figure 5), or in the form of a pawn ( Figure 1).
- This preload is of the order of 10 to 25 kN for a surface in contact between 300 and 400 cm2 in particular, for a load of 25tonnes / axle.
- This preload value depends on the natural tare of the wagon which oscillates between eighteen and thirty four tonnes.
- the horizontal reading boards which are on either side and on the other side of the longitudinal median axis of the bogie, are in contact with the face lower of the structure and already exerts a friction effect, crosses it platform carrier being in equilibrium, i.e. horizontal and parallel at the top of the bogie.
- the reading machine therefore always exerts a minimum damping friction immediate ie there is no delay.
- the strip 14A reading edge comprises, at its support zone, a part plane 20 on either side of which extend curved zones 21, 22 the curvature of which is determined according to the location of the reading blade, the nature of the material, the value of the preload and the amplitude of the stroke.
- the blade is of constant thickness which allows to use dishes of the trade soaked or laminated.
- the upper face of the reading blade cooperates with a so-called support piece (not shown) or fur worn by the underside of the pivot cross member of the wagon body.
- dashboard has been shown in broken lines when it is not loaded, i.e. when the platform is not supported on it.
- the reader is located along the bogie chassis beam.
- the reading blade 14A is embedded on the crosses 3 of the bogie and extends from its embedding area located near the pivot towards the outside of the bogie along the longitudinal axis of the pivot cross-member.
- the free edge of this reading blade is slightly recessed by relative to the external lateral edge of the spar.
- the reading blade is pinched between two jaws 24 attached to the upper side of the chassis.
- This reading blade extends substantially over the entire width of the crosspiece.
- the blade can be crushed completely and come to rest on the side member or the cross member depending on the layout, thereby saving space and thereby obtaining a larger flat contact surface with the fur.
- the face upper cross member also forms the upper part of the beam chassis and therefore extends continuously. So the upper side of the chassis of the bogie extends without discontinuity.
- the lower 2B and upper 2C flanges of the side members 2 are constituted respectively by the extension of the lower walls 4 and upper 7 of the ends of the cross-member 3 which, for this purpose, are divided into branches 4A, 7A which extend along the longitudinal axes of the side members 2 so these lower and upper walls have themselves in order to above substantially an H shape.
- the distance between the side walls 5, 6 of the cross measured along a vertical plane parallel to the longitudinal axis 9 of the bogie tapers towards the ends of the crossmember and, for this purpose, these side walls are curved with their convex faces facing outwards and the ends of these side walls are fixed on the internal 2D face of the core 2A stringers.
- the upper wall 7 of the cross member 3 has its width which, measured in the longitudinal direction of the bogie, varies along the longitudinal axis of the cross member to reach, in the middle part of the cross member, a width considerably greater than the distance measured between the two side walls 5, 6 and, near the side members, an area of minimum width substantially equivalent to the distance measured between the side walls.
- the reduction in cross-sectional area near the side members improves the torsional behavior of the chassis and the increase in width of the crosspiece in its middle part makes it possible to compensate for its weakening linked to the cut housing the means of articulation of the platform.
- the taper profile of the wheels is of the order of 0.05.
- the taper profile is given by the angle formed between the axis 100 of the wheel and the wheel tread table 200.
Abstract
L'invention se rapporte à un dispositif de contrôle du comportement dynamique d'un bogie supportant une charge comprenant : un châssis comprenant une traverse (3) dont les extrémités sont raccordées à des longerons (2), des essieux pourvus à chaque extrémité d'une roue, et des lisoirs (14) dits horizontaux disposés entre la face supérieure du chassis du bogie et la face inférieure de la structure s'appuyant sur le bogie. Ce dispositif est caractérisé en ce que les lisoirs (14) dits horizontaux sont constitués par des lames courbes dont la concavité tournée vers la face supérieure du châssis est définie pour exercer une précharge de l'ordre de 10 à 25kN pour une surface en contact comprise entre 300 et 400 cm2 et avec effet immédiat. <IMAGE>
Description
L'invention se rapporte à un dispositif de contrôle du comportement
dynamique d'un bogie supportant une charge.
L'invention se rapporte également au bogie pourvu du dit dispositif.
Classiquement, un bogie comprend :
- un châssis comprenant une traverse dont les extrémités sont raccordées à des longerons et
- des essieux pourvus à chaque extrémité d'une roue.
Cette traverse dite traverse pivot présente une articulation à pivot sur
laquelle repose la structure d'une caisse ou plateforme d'un wagon soutenu à
chacune de ses deux extrémités par un bogie.
Classiquement, un dispositif de contrôle du comportement dynamique
d'un bogie comprend :
- une suspension constituée de groupe de deux ressorts reliant la boite d'essieux au châssis du bogie
- deux lisoirs dits verticaux disposés de part et d'autre de la boite d'essieux et
- deux lisoirs dits horizontaux disposés entre la face supérieure du châssis du bogie et la face inférieure de la structure telle la plateforme d'un wagon s'appuyant sur le bogie.
La boite d'essieux porte à sa base une table dite d'appui s'étendant de
part et d'autre de la dite boite d'essieux et sur laquelle table d'appui repose la
base des groupes de ressorts dont l'extrémité supérieure prend appui au moins
indirectement sur le châssis du bogie.
Des moyens de guidage vertical de la boite d'essieux sont bien
évidemment prévus.
Le comportement dynamique d'un bogie est étroitement lié à la vitesse
de déplacement du bogie, la charge qu'il supporte et donc aux différents
éléments constituant les moyens d'association des essieux avec le châssis du
bogie.
Du choix des ressorts dépend notamment l'amplitude du déplacement
vertical de la boite d'essieu.
Les lisoirs verticaux contrôlent l'amortissement des mouvements
verticaux de la boite d'essieux.
La stabilité en ligne droite du bogie est contrôlé par les lisoirs
horizontaux.
On utilise à cet effet une surface de frottement portée par la traverse du
bogie et au dessus de celle-ci, en vis à vis de la première surface, une fourrure
portée par la face inférieure de la traverse du wagon.
Ce n'est que, lorsque la traverse du wagon s'écarte du plan horizontal,
avec une amplitude déterminée, que la fourrure vient en contact avec la surface
de frottement et exerce donc son action anti-lacet.
Plus récemment, il est apparu un autre type de lisoir se présentant de la
manière suivante :
- une console flottante est portée par la traverse du bogie,
- cette console flottante présente une face supérieure destinée à venir en appui sur la face inférieure de la structure du wagon,
- la face inférieure de la console flottante porte un axe vertical de guidage en translation qui coopère avec une glissière avec un jeu de fonctionnement qui, réduit, est approximativement de un millimètre de part et d'autre,
- des ressorts hélicoïdaux situés de part et d'autre de la glissière sollicitent la console vers la traverse du wagon.
On connaít un support élastique EP-A-4 585 latéral de caisse qui
consiste en une lame courbe reliée au châssis par un axe transversal à sa
dimension longitudinale.
Ce support élastique est monté de manière à pouvoir pivoter autour de
l'axe précité et d'autre part à permettre à son extrémité libre de se déplacer à la
fois dans le sens transversal et le sens longitudinal.
En outre, une butée sèche est disposée sous la lame courbe pour en
limiter le débattement.
Un tel dispositif présente des inconvénients de fonctionnement et
d'encombrement.
Cette stabilité en ligne droite dépend également de l'appui des roues
avec le rail et du choix des composants de la suspension.
L'appui des roues sur les rails dépend de la conicité de la roue.
La conicité est déterminée par l'angle formé par le plan de la table de
roulement de la roue et l'axe de rotation de la roue.
En effet, pour augmenter la stabilité, il est recommandé d'avoir une
conicité inférieure à 0.025.
Cela a malheureusement pour inconvénient de dégrader les rails.
L'invention propose une solution permettant d'augmenter la capacité de
charge des bogies sans dégrader le comportement dynamique du bogie et sans
augmenter la vitesse d'usure.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de contrôle du
comportement dynamique d'un bogie comprenant :
- une suspension,
- deux lisoirs dits horizontaux disposés entre la face supérieure du châssis du bogie et la face inférieure de la structure s'appuyant sur le bogie,
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à
titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente
schématiquement :
- figure 1 : une vue de dessus d'un chassis de bogie,
- figure 2 : une vue partielle selon F de la figure 1,
- figure 3 : une vue d'une suspension,
- figure 4 : un détail d'une roue,
- figure 5 : une variante de la figure 1,
- figure 6 : une vue latérale d'un lisoir.
En se reportant au dessin, on voit un bogie 1 et sa suspension.
Ce bogie 1 comprend une traverse 3 dont les extrémités sont raccordées
à des longerons 2.
La traverse 3 a une structure en caisson comprenant des parois
inférieure 4, latérales 5, 6 et supérieure 7 assemblées par soudure avec une
section transversale qui varie selon sa position au long de l'axe longitudinal 8
de cette traverse qui est orthogonal à l'axe longitudinal 9 du bogie.
Chaque longeron 2 présente une section en I avec une âme 2A verticale
qui, située entre une semelle 2B supérieure et une semelle inférieure 2C, a une
hauteur variable selon sa position au long de l'axe longitudinal du longeron.
Cette traverse 3 dite traverse pivot présente une articulation 10 à pivot
sur laquelle repose la structure d'une caisse d'un wagon soutenu à chacune de
ses deux extrémités par un bogie.
Classiquement, la suspension de bogie comprend :
- une boite 11 d'essieux dans laquelle est guidée en rotation l'extrémité d'un essieu portant lui-même la roue 12, cette boite d'essieux portant à sa base une table dite d'appui s'étendant de part et d'autre de la boite d'essieux,
- en appui sur la table d'appui, la base de deux moyens élastiques 13 dont l'extrémité supérieure prend appui sur un chapeau associé au châssis par des anneaux inclinés,
- des moyens de guidage vertical de la boite d'essieux et
- des lisoirs verticaux 30 qui, frottant au moins indirectement sur les parois latérales de la boite d'essieux, sont sollicité par les chapeaux précités, et
- des lisoirs 14 dits horizontaux disposés entre la face supérieure du châssis du bogie et la face inférieure de la structure s'appuyant sur le bogie.
Chaque moyen 13 élastique est constitué par un groupe de deux
ressorts montés coaxiaux.
La boite 11 d'essieux peut donc se déplacer suivant un axe vertical et les
jeux de fonctionnement entre la face latérale de la boite d'essieux et les
moyens de guidage du châssis autorise le déplacement de l'essieu dans un
plan horizontal.
Par le choix technique de ces éléments, on constitue un dispositif de
contrôle du comportement dynamique du bogie supportant une charge.
Selon une caractéristique :
- les lisoirs 14 dits horizontaux sont constitués par des lames 14A courbes dont la concavité tournée vers la face supérieure du châssis est définie pour exercer une précharge et avoir ainsi un minimum de frottement.
La lame courbe 14A est encastrée au niveau de l'un 15 de ces côtés 15,
16 transversaux tandis que le côté opposé à ce côté encastré est libre de se
déplacer dans une direction perpendiculaire au côté encastré.
Des guides 17 situés de part et d'autre des deux côtés longitudinaux 18,
19 qui sont perpendiculaires au côté encastré, évitent notamment un effet de
cisaillement de la lame lisoir et interdisent le déplacement transversal de
l'extrémité libre de cette lame.
Comme on peut le voir, les guides sont, soit globalement de forme
allongée (figure 5), soit sous la forme d'un pion (figure 1).
Cette précharge est de l'ordre de 10 à 25kN pour une surface en contact
comprise entre 300 et 400 cm2 notamment, pour une charge de
25tonnes/essieu.
Cette valeur de précharge dépend de la tare naturelle du wagon qui
oscille entre dix huit et trente quatre tonnes.
Elle dépend également de la nature des matériaux en contact l'un sur
l'autre.
Les valeurs sont données pour un frottement à l'aide de surfaces
synthétiques et non pas métal sur métal.
Plus la tare est faible, plus la précharge est faible.
Par précharge, on comprendra une disposition du lisoir et une concavité
telles qu'en toutes positions, les lisoirs horizontaux qui se situent de part et
d'autre de l'axe médian longitudinal du bogie, sont en contact avec la face
inférieure de la structure et exerce déjà un effet de frottement, la traverse
porteuse de la plateforme étant en équilibre, c'est à dire horizontale et parallèle
au plan supérieur du bogie.
Le lisoir exerce donc toujours un frottement amortisseur minimal
immédiat c'est à dire qu'il n'y a pas de retard.
Il n'y a pas d'effet de retard dû un jeu de rattrapage.
La lame 14A lisoir comprend, au niveau de sa zone d'appui, une partie
plane 20 de part et d'autre de laquelle s'étendent des zones courbes 21, 22
dont la courbure est déterminée en fonction de l'implantation de la lame lisoir, la
nature du matériau, la valeur de la précharge et l'amplitude de la course.
La lame est d'épaisseur constante ce qui permet d'utiliser des plats du
commerce trempés ou laminés.
La face supérieure de la lame lisoir coopère avec une pièce dite d'appui
(non représentée) ou fourrure portée par le dessous de la traverse pivot de la
caisse du wagon.
On fera par exemple appel à du polyuréthane pour réaliser cette fourrure
fixée sous la traverse pivot du wagon.
En figure 6, on a figuré en traits interrompus le lisoir lorsqu'il n'est pas
chargé, c'est à dire lorsque la plateforme ne s'appuie pas dessus.
Dans une forme de réalisation (figure 5), le lisoir est implanté au long du
longeron du châssis du bogie.
Avantageusement (figure 1), la lame lisoir 14A est encastrée sur la
traverse 3 du bogie et s'étend depuis sa zone d'encastrement situé au près du
pivot vers l'extérieur du bogie suivant l'axe longitudinal de la traverse pivot.
Le bord libre de cette lame lisoir se trouve légèrement en retrait par
rapport au bord latéral externe du longeron.
Pour l'encastrement, la lame lisoir est pincée entre deux mâchoires 24
fixées sur la face supérieure du châssis.
Un autre mode de fixation est bien évidemment possible mais il doit être
choisi pour que cette extrémité de lame ne bouge pas.
Cette lame lisoir s'étend sensiblement sur toute la largeur de la traverse.
En augmentant la surface, on peut réduire l'épaisseur de la lame et éviter
une précharge trop importante si l'épaisseur était plus importante.
On notera que la lame peut s'écraser complètement et venir en appui sur
le longeron ou la traverse selon l'implantation d'où un gain en encombrement et
permettant d'obtenir ainsi une plus grande surface de contact plate avec la
fourrure. Plus on écrase la lame, plus la force est importante et plus la surface
est importante ce qui conduit à augmenter l'efficacité du dispositif.
Du fait de l'encastrement, on a une rigidité longitudinale parfaite et, de ce
fait, avec la précontrainte, il n'y a aucun retard dans l'efficacité du système.
Pour permettre cette implantation transversale du lisoir, la face
supérieure de la traverse forme également la partie supérieure du longeron du
châssis et s'étend donc sans discontinuité. Ainsi, la face supérieure du châssis
du bogie s'étend sans discontinuité.
Ainsi, les semelles inférieure 2B et supérieure 2C des longerons 2 sont
constituées respectivement par le prolongement des parois inférieure 4 et
supérieure 7 des extrémités de la traverse 3 qui, à cet effet, se divisent en des
branches 4A, 7A qui s'étendent le long des axes longitudinaux des longerons 2
de sorte que ces parois inférieure et supérieure ont elles-mêmes en vue de
dessus sensiblement une forme en H .
On notera que la distance entre les parois latérales 5, 6 de la traverse
mesurée selon un plan vertical parallèle à l'axe longitudinal 9 du bogie
s'amenuise vers les extrémités de la traverse et, à cet effet, ces parois latérales
sont courbes avec leurs faces convexes tournées vers l'extérieur et les
extrémités de ces parois latérales sont fixées sur la face 2D interne de l'âme 2A
des longerons.
Avantageusement, la paroi supérieure 7 de la traverse 3 a sa largeur qui,
mesurée dans le sens longitudinal du bogie, varie selon l'axe longitudinal de la
traverse pour atteindre, dans la partie médiane de la traverse, une largeur
largement supérieure à la distance mesurée entre les deux parois latérales 5, 6
et, à proximité des longerons, une zone de largeur minimale sensiblement
équivalente à la distance mesurée entre les parois latérales.
La réduction de section de la traverse à proximité des longerons
améliore le comportement en torsion du châssis et l'augmentation de la largeur
de la traverse en sa partie médiane permet de compenser son affaiblissement
lié à la découpe logeant les moyens d'articulation de la plate-forme.
Avantageusement, le profil de conicité des roues est de l'ordre de 0.05.
Le profil de conicité est donné par l'angle formé entre l'axe 100 de la
roue et la table 200 de roulement de la roue.
Cette augmentation de conicité est par principe contraire à une
augmentation de stabilité en ligne droit mais l'effet immédiat des lames lisoirs
sans jeu longitudinal permet de contrarier l'effet de lacet. Elle permet par
ailleurs un meilleur passage en courbe grâce à un effet différentiel plus
important entre les roues.
Claims (8)
- Dispositif de contrôle du comportement dynamique d'un bogie supportant une charge comprenant :ce dispositif étant CARACTERISE en ce que les lisoirs (14) dits horizontaux sont constitués par des lames (14A) courbes dont la concavité tournée vers la face supérieure du châssis est définie pour exercer une précharge de l'ordre de 10 à 25kN pour une surface en contact comprise entre 300 et 400 cm2 et avec effet immédiat et que la lame courbe (14A) est encastrée au niveau de l'un (15) de ces côtés (15, 16) transversaux tandis que le côté opposé à ce côté encastré est libre de se déplacer dans une direction perpendiculaire au côté encastré.un châssis comprenant une traverse (3) dont les extrémités sont raccordées à des longerons (2),des essieux pourvus à chaque extrémité d'une roue, etdes lisoirs (14) dits horizontaux disposés entre la face supérieure du chassis du bogie et la face inférieure de la structure s'appuyant sur le bogie,
- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lame (14A) lisoir comprend, au niveau de sa zone d'appui, une partie plane (20) de part et d'autre de laquelle s'étendent des zones courbes (21, 22) dont la courbure est déterminée en fonction de l'implantation de la lame lisoir, la nature du matériau, la valeur de la précharge et l'amplitude de la course.
- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lame lisoir (14A) est encastrée sur la traverse (3) du bogie et s'étend depuis sa zone d'encastrement situé au près du pivot vers l'extérieur du bogie suivant l'axe longitudinal de la traverse pivot .
- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la lame lisoir s'étend sensiblement sur toute la largeur de la traverse.
- Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que, pour permettre l'implantation transversale du lisoir, la face supérieure de la traverse forme également la partie supérieure du longeron du châssis et s'étend donc sans discontinuité.
- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le lisoir est implanté au long du longeron du châssis du bogie.
- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lame lisoir est pincée entre deux mâchoires (24) fixées sur la face supérieure du châssis.
- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profil de conicité des roues est de l'ordre de 0,05.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP01490026A EP1277639A1 (fr) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | Dispositif de contrôle du comportement dynamique d'un bogie supportant une charge et bogie pourvu du dit dispositif |
Applications Claiming Priority (1)
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| EP01490026A EP1277639A1 (fr) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | Dispositif de contrôle du comportement dynamique d'un bogie supportant une charge et bogie pourvu du dit dispositif |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1277639A1 true EP1277639A1 (fr) | 2003-01-22 |
Family
ID=8183449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP01490026A Withdrawn EP1277639A1 (fr) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | Dispositif de contrôle du comportement dynamique d'un bogie supportant une charge et bogie pourvu du dit dispositif |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1277639A1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-07-17 EP EP01490026A patent/EP1277639A1/fr not_active Withdrawn
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