EP1712442A1 - Dispositif de suspension d'un moteur sur un chassis de bogie - Google Patents

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EP1712442A1 EP06290576A EP06290576A EP1712442A1 EP 1712442 A1 EP1712442 A1 EP 1712442A1 EP 06290576 A EP06290576 A EP 06290576A EP 06290576 A EP06290576 A EP 06290576A EP 1712442 A1 EP1712442 A1 EP 1712442A1
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    • 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
    • B61C9/50—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 in bogies

Definitions

  • the present invention relates to a device for suspending an engine on a bogie frame.
  • the basic idea of the invention is to have a set of 1 + 2 rods articulated by ball joints between the engine and the bogie according to plans at different levels and strengthen two of the connecting rods by an inclined branch.
  • the rods with two branches are advantageously articulated to the engine at the junction between the two branches and the bogie frame at the free end of the first and second branches.
  • the first rod and / or the first branches are advantageously horizontal.
  • the region of the first plane in which is disposed the first rod is located above said region of the second plane.
  • the first and / or second plane can be horizontal.
  • the suspension device shown in FIG. 1 comprises a central connecting rod 3 fixed at one end to the motor by means of a spherical elastomeric ball joint 31 and at the other end to the bogie frame 2 via a other spherical ball made of elastomer 32.
  • the horizontal axis of the connecting rod 3 is perpendicular to the axis 1 of the motor M and is parallel to the axis of the train (arrow F).
  • the rod 3 may be inclined, but its axis remains in a vertical plane.
  • elements 3, 4 and 5 define a quadrilateral.
  • the horizontal branches 4 and 5 are situated in a horizontal plane located below the axis 1 of the motor M, at a distance b from the axis A, for example equal to 285 mm.
  • branches 4 and 5 may be inclined relative to the horizontal, but their axis remains in a vertical plane.
  • the branches 4 and 5 are fixed to the motor M by the spherical bearings respectively 41 and 51 and the bogie frame 2 by spherical ball joints respectively 42 and 52.
  • the free end of the non-horizontal branches 6 and 7 is fixed to the chassis of the bogie by spherical hinges respectively 62 and 72 whose centers (or hinge points) are preferably located in the same vertical plane as the center of the spherical hinges. respectively 42 and 52.
  • the rods with two branches 4, 6 and 5, 7 are disposed on either side of the horizontal rod 3, with a spacing g for example equal to 380 mm.
  • the connecting rod 3 may or may not be arranged in equidistant central position of the two-branched rods 4, 6, and 5, 7.
  • the distance c between the center of the ball 31 and the vertical plane perpendicular to F and passing through the axis 1 is equal to 390 mm; this same distance e for the ball joints 41 and 51 is equal to 320 mm.
  • the connecting rod 3 is chosen for the connecting rod 3 preferably at most equal to 200 mm (d is for example between 150 mm and 200 mm).
  • a center distance f preferably of at most equal to 180 mm is chosen (f is for example between 140 mm and 180 mm).
  • the vertical distance h between the centers of the ball joints 42 and 62 on the one hand, and 52 and 72 on the other hand is for example equal to 200 mm.
  • the arm 3, as well as the branches 4 and 5 take over the engine torque.
  • the function of the branches 6 and 7 inclined relative to the horizontal and the branches 4 and 5 is to allow the ball joints 41 and 51 not to to descend under the effect of the weight of the engine and to avoid a rotation of the engine M about its axis 1.
  • the spherical rubber joints are ball joints allowing movements along the 3 axes of rotation.
  • there is a small motor rotation which is due to the fact that in projection on a horizontal plane, the length of the connecting rods 3 and branches 4, 5, 6, 7 n is not the same.
  • Spherical rubber ball joints with a diameter of 100 mm or less may be used.
  • the lateral stiffness at the engine can be lowered to around 700 N / mm, or 600 N / mm.
  • the spherical ball joints 41, 42 and 62 are joined together by a piece 45 of generally triangular curved shape.
  • the piece 45 replaces the rods 4 and 6 and the piece 55 replaces the rods 5 and 7.
  • the two groups of joints 41, 42 and 62 d on the one hand and 51, 52 and 72 on the other hand are secured by a beam 80 providing spacing g.

Abstract

L'Invention est relative à un dispositif de suspension d'un moteur sur un châssis de bogie, ledit moteur ayant un axe de rotation disposé transversalement par rapport à la direction de déplacement du train, ledit dispositif comprenant :
- une première bielle (3) disposée dans une première région d'un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (1) du moteur (M), et qui est articulée à chacune de ses extrémités par une rotule sphérique (31, 32) d'une part au moteur (M) et d'autre part au châssis de bogie (2) ;
- une deuxième (4, 6) et une troisième (5, 7) bielles comportant chacune deux branches perpendiculaires à l'axe de rotation (1) du moteur, à savoir une première branche (4, 5) disposée dans une région d'un deuxième plan perpendiculaire à l'axe de rotation (1) du moteur et distinct du premier plan et une deuxième branche (6, 7) inclinée par rapport à la première branches (4, 5) et par rapport à l'horizontale, les bielles à deux branches étant espacées dans ladite direction transversale pour être situées dans des plans verticaux de part et d'autre d'un plan vertical contenant la première bielle (3), chacune des bielles à deux branches étant articulée au moteur (M) et au châssis de bogie (2) d'une part par une rotule sphérique (41, 51) située à la jonction entre les deux branches et d'autre part, par une première (42, 52) et une deuxième (62, 72) rotule sphérique situées à l'extrémité libre des première (4, 5) et deuxième (6, 7) branches, ladite région d'un desdits plans étant située au-dessus de l'axe du moteur (M), et ladite région de l'autre plan étant situé en dessous de l'axe du moteur.

Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif de suspension d'un moteur sur un châssis de bogie.
  • Dans le cas d'un montage du moteur sur le châssis de bogie, et sa masse étant relativement importante, il n'est pas a priori possible d'obtenir des vitesses aussi élevées que souhaité.
  • Pour permettre d'obtenir de grandes vitesses, il convient de rendre sa fixation aussi souple que possible en latéral (axe transversal à l'axe du train), afin de réduire les efforts transmis à la voie et éviter l'instabilité du bogie.
  • L'idée de base de l'invention est de disposer un ensemble de 1 + 2 bielles articulées par rotules entre le moteur et le bogie selon des plans situés à des niveaux différents et de renforcer deux des bielles par une branche inclinée.
  • L'invention concerne un dispositif de suspension d'un moteur sur un châssis de bogie, ledit moteur ayant un axe de rotation disposé transversalement par rapport à la direction de déplacement du train, ledit dispositif comprenant :
    • un premier ensemble présentant une première bielle, par exemple horizontale, disposée dans une région d'un premier plan perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur, et qui est articulée à chacune de ses extrémités par une rotule sphérique d'une part au moteur et d'autre part au châssis de bogie
    • un deuxième et un troisième ensembles solidaires comportant chacun deux branches perpendiculaires à l'axe de rotation du moteur, ces branches étant par exemple définies par une deuxième et une troisième bielle, à savoir une première branche disposée, par exemple horizontalement, dans une région d'un deuxième plan perpendiculaire à l'axe de rotation et distinct du premier plan et une deuxième branche inclinée par rapport à la première branche et par rapport à l'horizontale, les ensembles solidaires à deux branches étant espacés dans ladite direction transversale pour être situées dans des plans verticaux de part et d'autre d'un plan vertical contenant la première bielle, chacun des ensembles solidaires à deux branches étant articulé au moteur et au châssis de bogie d'une part par une rotule sphérique située à la jonction entre les deux branches et d'autre part, par une première et une deuxième rotule sphérique située à l'extrémité libre des première et deuxième branches, l'une des régions desdits plans étant située au-dessus de l'axe du moteur, et l'autre région desdits plans étant située en dessous de l'axe du moteur.
  • Les bielles à deux branches sont avantageusement articulées au moteur à la jonction entre les deux branches et au châssis de bogie à l'extrémité libre des première et deuxième branches.
  • La première bielle et/ou les premières branches sont avantageusement horizontales.
  • De préférence, la région du premier plan dans lequel est disposée la première bielle est située au-dessus de ladite région du deuxième plan. Le premier et/ou le deuxième plan peut être horizontal.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description ci-après, en liaison avec les dessins dans lesquels :
    • la figure 1 illustre un mode de réalisation de l'invention en vue latérale
    • la figure 2 représente ce mode de réalisation en vue de dessus
    • la figure 3a à 3c représentant un mode de réalisation préféré de l'invention respectivement en perspective, en vue de face et en vue latérale.
  • Le dispositif de suspension représenté à la figure 1 comporte une bielle centrale 3 fixée à une extrémité au moteur par l'intermédiaire d'une rotule sphérique en élastomère 31 et à l'autre extrémité au châssis de bogie 2 par l'intermédiaire d'une autre rotule sphérique en élastomère 32.
  • L'axe horizontal de la bielle 3 est perpendiculaire à l'axe 1 du moteur M et est parallèle à l'axe du train (flèche F).
  • La bielle 3 est située dans un plan horizontal situé au dessus du plan de l'axe 1 du moteur, à une distance a (par exemple a = 125 mm) de l'axe A parallèle à l'axe du train et qui passe par l'axe 1 du moteur.
  • En variante, la bielle 3 peut être inclinée, mais son axe reste dans un plan vertical.
  • De part et d'autre de la bielle 3 dans la direction transversale (c'est-à-dire selon l'axe 1) sont disposées deux bielles à deux branches respectivement 4,6 et 5,7 formant entre elles un angle α constant.
  • En vue latérale (Fig. 1), les éléments 3, 4 et 5 définissent un quadrilatère.
  • Les branches horizontales 4 et 5 sont situées dans un plan horizontal situé en dessous de l'axe 1 du moteur M, à une distance b de l'axe A par exemple égale à 285 mm.
  • En variante, les branches 4 et 5 peuvent être inclinées par rapport à l'horizontale, mais leur axe reste dans un plan vertical.
  • Les branches 4 et 5 sont fixées au moteur M par les rotules sphériques respectivement 41 et 51 et au châssis de bogie 2 par des rotules sphériques respectivement 42 et 52.
  • L'extrémité libre des branches non horizontales 6 et 7 est fixée au châssis du bogie par des rotules sphériques respectivement 62 et 72 dont les centres (ou points d'articulation) sont situés de préférence dans le même plan vertical que le centre des rotules sphériques respectivement 42 et 52.
  • Comme le montre la figure 2 en vue de dessus, les bielles à deux branches 4, 6 et 5, 7 sont disposées de part et d'autre de la bielle horizontale 3, avec un espacement g par exemple égal à 380 mm.
  • La bielle 3 peut être disposée ou non en position centrale équidistante des bielles à deux branches 4, 6, et 5, 7.
  • Dans l'exemple ci-dessus, la distance c entre le centre de la rotule 31 et le plan vertical perpendiculaire à F et passant par l'axe 1 est égal à 390 mm ; cette même distance e pour les rotules 41 et 51 est égale à 320 mm.
  • On choisit pour la bielle 3 un entraxe d de préférence égal au plus à 200 mm (d est compris par exemple entre 150 mm et 200 mm). Pour les branches 4 et 5, on choisit un entraxe f de préférence au plus égal à 180 mm (f est compris par exemple entre 140 mm et 180 mm).
  • Enfin, la distance verticale h entre les centres des rotules 42 et 62 d'une part, et 52 et 72 d'autre part, est par exemple égale à 200 mm.
  • Les dimensions données ci-dessus dans le cadre d'une application déterminée ne sont qu'illustratives et peuvent varier en fonction des caractéristiques recherchées.
  • Le bras 3, ainsi que les branches 4 et 5 reprennent le couple moteur. La fonction des branches 6 et 7 inclinées par rapport à l'horizontale et aux branches 4 et 5 est de permettre aux rotules 41 et 51 de ne pas descendre sous l'effet du poids du moteur et d'éviter une rotation du moteur M autour de son axe 1.
  • La présence de deux groupes de deux bielles (ou de deux pièces 45, 55 - figures 3a à 3c), chaque groupe définissant deux branches et formant un triangle rigide, ces deux groupes de deux bielles ou ces deux pièces étant écartés latéralement l'une de l'autre et situés de part et d'autre de la bielle 3 (qui est de préférence en position centrale) a pour fonction d'éviter une rotation du moteur autour de l'axe longitudinal du train (direction F). A cet effet, il faut que la distance g soit suffisante pour bloquer suffisamment cette rotation.
  • Les articulations sphériques en caoutchouc constituent des rotules autorisant des mouvements selon les 3 axes de rotation. Avec la géométrie décrite, il existe une souplesse principalement pour les mouvements latéraux parallèles à l'axe 1 du moteur M. En toute rigueur, les mouvements latéraux ont lieu selon un axe de cercle, mais le diamètre de ce cercle est suffisant pour que, étant donné les débattements à prendre en compte (± 15 mm), le mouvement soit considéré comme linéaire en première approximation. Lors d'un déplacement latéral et dans l'exemple représenté, il existe une faible rotation du moteur qui est due au fait qu'en projection sur un plan horizontal, la longueur des bielles 3 et des branches 4, 5, 6, 7 n'est pas la même.
  • On peut utiliser des rotules sphériques en caoutchouc de diamètre 100 mm ou moins (par exemple entre 70 mm et 100 mm).
  • A titre d'exemple, la rigidité latérale au niveau du moteur peut être abaissée au voisinage de 700 N/mm, voire 600 N/mm.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 3, les rotules sphériques 41, 42 et 62 sont assemblées entre elles par une pièce 45 de forme générale triangulaire incurvée. Il en va de même pour les rotules sphériques 51, 52 et 72 avec la pièce 55. La pièce 45 remplace les bielles 4 et 6 et la pièce 55 remplace les bielles 5 et 7. Les deux groupes de rotules 41, 42 et 62 d'une part et 51, 52 et 72 d'autre part sont solidarisés par une poutre 80 assurant l'espacement g.

Claims (11)

  1. Dispositif de suspension d'un moteur sur un châssis de bogie, ledit moteur ayant un axe de rotation disposé transversalement par rapport à la direction de déplacement du train, ledit dispositif comprenant :
    - une premier ensemble présentant une première bielle (3) disposée dans une première région d'un plan perpendiculaire à l'axe de rotation (1) du moteur (M), et qui est articulée à chacune de ses extrémités par une rotule sphérique (31, 32) d'une part au moteur (M) et d'autre part au châssis de bogie (2) ;
    - un deuxième (4, 6, 45) et un troisième (5, 7, 55) ensemble solidaire comportant chacune deux branches perpendiculaires à l'axe de rotation (1) du moteur, à savoir une première branche (4, 5) disposée dans une région d'un deuxième plan perpendiculaire à l'axe de rotation (1) du moteur et distinct du premier plan et une deuxième branche (6, 7) inclinée par rapport à la première branches (4, 5) et par rapport à l'horizontale, les ensembles solidaires à deux branches étant espacés dans ladite direction transversale pour être situées dans des plans verticaux de part et d'autre d'un plan vertical contenant la première bielle (3), chacun des ensembles solidaires à deux branches étant articulé au moteur (M) et au châssis de bogie (2) d'une part par une rotule sphérique (41, 51) située à la jonction entre les deux branches et d'autre part, par une première (42, 52) et une deuxième (62, 72) rotule sphérique situées à l'extrémité libre des première (4, 5) et deuxième (6, 7) branches, ladite région d'un desdits plans étant située au-dessus de l'axe du moteur (M), et ladite région de l'autre plan étant situé en dessous de l'axe du moteur.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ensembles solidaires à deux branches sont articulés au moteur (M) à la jonction entre les deux branches et au châssis de bogie à l'extrémité libre de chacune des première (4, 5) et deuxième (6, 7) branches.
  3. Dispositif selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les points d'articulation situés aux extrémités libres desdits première (4, 5) et deuxième (6, 7) branches sont situés dans un même plan vertical.
  4. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première bielle (3) est horizontale.
  5. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites premières branches (4, 5) sont horizontales.
  6. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite région du premier plan est située au-dessus de ladite région du deuxième plan.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier et/ou le deuxième plan est horizontal.
  8. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des deuxième et troisième ensembles solidaires présente une deuxième (4, 6) et une troisième (5, 7) bielle dont chacune définit une dite branche.
  9. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des deuxième et troisième ensembles solidaires présente une pièce (45, 55) assemblant entre elles trois dites rotules sphériques (41, 42, 62 ; 51, 52, 72), à savoir une rotule à la jonction entre les première et deuxième branches et une dite première et deuxième rotule situées à l'extrémité des premières et deuxième branches.
  10. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rotules sphériques sont en élastomère.
  11. Ensemble moteur et bogie comportant un dispositif de suspension selon une des revendications précédentes.
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