EP3034375A1 - Bogie motorisé pour un véhicule ferroviaire à plancher surbaissé - Google Patents

Bogie motorisé pour un véhicule ferroviaire à plancher surbaissé Download PDF

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EP3034375A1
EP3034375A1 EP15197584.4A EP15197584A EP3034375A1 EP 3034375 A1 EP3034375 A1 EP 3034375A1 EP 15197584 A EP15197584 A EP 15197584A EP 3034375 A1 EP3034375 A1 EP 3034375A1
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EP
European Patent Office
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bogie
axle
suspension
transverse
wheels
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Application number
EP15197584.4A
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German (de)
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EP3034375B1 (fr
Inventor
Alain Rodet
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Alstom Transport Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Transport Technologies SAS
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Publication date
Application filed by Alstom Transport Technologies SAS filed Critical Alstom Transport Technologies SAS
Publication of EP3034375A1 publication Critical patent/EP3034375A1/fr
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Publication of EP3034375B1 publication Critical patent/EP3034375B1/fr
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F5/00Constructional 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
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/04Bolster supports or mountings
    • B61F5/08Bolster supports or mountings incorporating rubber springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/48Transmission 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
    • B61C9/50Transmission 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F3/00Types of bogies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61FRAIL 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
    • B61F3/00Types of bogies
    • B61F3/02Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL 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
    • B61F5/00Constructional 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
    • B61F5/50Other details
    • B61F5/52Bogie frames

Definitions

  • the present invention relates to a motorized bogie for a low-floor railway vehicle.
  • a motorized bogie is intended in particular to equip a railway vehicle whose body is arranged in two stages of passenger transport. Usually, the two floors extend along a central portion A of the body which is located between two bogies (as shown in FIG. figure 6 ).
  • Access doors to the vehicle allowing passengers easy access to the vehicle from the dock or dock from the vehicle, are also located between the two bogies. Indeed, because of the height of a conventional bogie, it is not possible to arrange an access door to the right of such a bogie, because the height of this door would then be incompatible with the height of the dock . Conventionally, the doors are arranged next to the bogies of the railway vehicle.
  • the invention is intended to overcome this disadvantage, by proposing a motorized bogie to increase the number of passengers that can be transported in a rail vehicle.
  • the primary suspension means are arranged outside the interior space, and the gearbox is arranged in this interior space.
  • Such a gearbox is particularly bulky, especially in height, so that it is the height of the gear that imposes the low limit of the distance between a wheel support plane and a rail vehicle body carried by the bogie.
  • the structure of the primary suspension means, of which the first suspension elements are arranged in the interior space makes it possible to free space outside this interior space.
  • the reducer does not affect the minimum distance between the wheel support plane and the rail vehicle body.
  • this minimum distance is imposed by the top of the axle boxes, which have a height less than that of the gearbox.
  • the minimum distance between the wheel support plane and the rail vehicle body is less than that imposed by the structure of a bogie of the state of the art.
  • the box being lowered it is possible to arrange a door of this box to the right of the bogie, this door can be arranged at dock level. This makes it possible to increase the length of the central part of the box where the two floors are arranged. The length of the two floors being increased, thus increases the passenger capacity of the body.
  • the invention also relates to a rail vehicle comprising a body, characterized in that it comprises a bogie as defined above.
  • a horizontal plane is substantially parallel to a plane in which bogie axles extend and a vertical plane is substantially parallel to a plane in which bogie wheels extend.
  • longitudinal is defined in its usual sense as applying to the direction in which a rail vehicle extends in a horizontal plane
  • transverse is defined in its usual sense as applying to a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction in a horizontal plane.
  • a reference numeral is shown in the figures, in which a longitudinal direction is designated by the reference X, a transverse direction is designated by the reference Y, and a vertical direction, perpendicular to the longitudinal X and transverse Y directions, is indicated by the reference Z.
  • front and rear are defined according to their usual meanings relative to the direction of movement of the railway vehicle in the longitudinal direction X.
  • the term “before” corresponds to the left and the term “back to the right.
  • a rail vehicle can usually travel in two opposite directions, the terms “front” and “rear” being then inversely reversed when the direction of travel is reversed.
  • a railway vehicle bogie 10 for example for a low-floor regional express transport train (TER).
  • TER low-floor regional express transport train
  • the bogie 10 comprises two pairs 12 of wheels 14, respectively arranged at the front and the rear of the truck 10.
  • the wheels 14 of each pair 12 are carried and connected to each other by an axle structure 30 to this pair 12.
  • Each axle structure 30 comprises two axle boxes 32, namely one for each wheel 14, as well as an axle shaft 34 extending in the transverse direction Y between two ends, each of which carries a respective wheel 14 .
  • an interior space I defined in the transverse direction between the wheels 14 and in the longitudinal direction is defined between the axle shafts 34.
  • axle structures 30 carry a frame 15 via hinges 36 and primary suspension means 40, which will be described later.
  • the frame 15 comprises two lateral beams 16, of the rocker type, each extending parallel to the longitudinal direction X, two crosspieces 17, each extending parallel to the transverse direction Y, thus transversely to the side rails 16, and two supports 18 , of the console type, intended to receive the body 60 of the railway vehicle.
  • Each spar 16 is connected at one of its ends to a respective axle box 32 by means of a respective hinge 36.
  • Each articulation 36 comprises, for example, a rod with an axis parallel to the transverse direction Y, carried at the end of the corresponding spar 16, cooperating with a complementary pivot element carried by the axle box 32. This pivot element is worn. below a top of the axle box 32, in the vertical direction Z, so that the spar 16 extends below this vertex of the axle box 32.
  • this apex of the axle box 32 imposes a minimum limit on a height at which a box 60 of the railway vehicle, carried by the bogie 10, can be arranged.
  • the minimum value of a distance D, represented on the figure 5 between a support plane of the wheels 14 and support means 52 to the rail vehicle body 60 is imposed by the height of this axle box top 32.
  • the primary suspension means 40 comprise first suspension elements 42, arranged between the crosspieces 17 and the longitudinal members 16, providing the connection between these crosspieces 17 and these longitudinal members 16.
  • first transverse openings 19 are formed in the longitudinal members 16 to receive the cross members 17.
  • the first transverse openings 19 have a cross section of general shape identical to that of the cross section of the cross members 17, for example a circular section.
  • Each crossmember 17 passes through a respective one of the first transverse openings 19 of each spar so that each crossmember 17 extends laterally beyond the spars 16.
  • the two crosspieces 17 carry together, at each of their ends, the a respective one of the supports 18 intended to receive the body 60 of the railway vehicle.
  • each cross member 17 has a diameter less than a diameter of the openings 19, so that a free annular space is defined between the cross members 17 and the longitudinal members 16.
  • the first suspension elements 42 are advantageously arranged in the free annular spaces between the longitudinal members 16 and the cross members 17.
  • the first suspension elements 42 each have a generally annular shape, and each form an elastic connection between one of the longitudinal members 16 and a respective one of the crosspieces 17.
  • the annular suspension element 42 has an outside diameter defined in an X-Z plane comprising the longitudinal X and vertical Z directions and an inside diameter defined in the X-Z plane.
  • a difference between this outer diameter and this inner diameter is preferably 100 mm, which corresponds substantially to the difference between the diameter of the cross member 17 and the diameter of the corresponding opening 19. Furthermore, the suspension element 42 has a dimension in the transverse direction Y of between 100 and 150 mm. These first suspension elements 42 are made of an elastic material, for example rubber.
  • the first suspension elements 42 are less eccentric than conventional primary suspension means. More particularly, considering a center of the bogie C, represented on the figure 3 , defined as a point longitudinally halfway between the axles 30, and transversely midway between the planes of the wheels 14, the distance between the first suspension elements 42 and the center C is smaller than the distance between the means conventional primary suspension and a center C of the state of the art. Thus, when the truck passes over track defects (also called "left"), the vertical displacement of the first suspension elements 42 is less than the vertical displacement of conventional primary suspension means. Since the vertical displacement undergoes by the first elements of suspension 42 is reduced, the dimensions of these first suspension elements 42 in the vertical direction Z are reduced compared to those of conventional primary suspension means.
  • the primary suspension means 40 furthermore comprise second suspension elements 44, arranged between the longitudinal members 16 and the axle boxes 32. More particularly, as can be seen in particular in FIG. figure 1 each second suspension element 44 is arranged between one end of a respective one of the longitudinal members 16 and one of the axle boxes 32, this second suspension element 44 being intended to damp a relative rotational movement of the spar 16 and the corresponding axle box 32 around the hinge 36.
  • Each second suspension element 44 comprises for example an arm extending substantially in the longitudinal direction X from the end of the corresponding spar 16, to the corresponding axle box 32, to which it is connected by a pivot connection.
  • Each second suspension element 44 is for example arranged, relative to the vertical direction Z, below the hinge 36 carried by the same end of the spar 16.
  • Each second suspension element 44 is for example formed by a connecting rod.
  • the figure 3 shows two motors 20 which are each carried respectively by one of the crosspieces 17. These motors are arranged in the interior space I delimited by the wheels 14. Each motor is of the "fast" type, that is to say that it operates at a high rotational speed (number of revolutions per minute), and therefore has a small footprint.
  • each motor 20 is connected to at least one of the pairs 12 of wheels 14 via a coupling shaft 22 and a gearbox 24.
  • the coupling shaft 22 of the motor 20 crosses a spar 16 through an opening 21.
  • the coupling shaft 22 extends from the interior of the interior space I towards the outside of this interior space I.
  • the coupling shaft 22 comprises gear coupling means .
  • the gearbox 24 is connected to the support 18 of the frame 15 by means of a reaction rod 25, stabilizing the gearbox 24 vertically at the coupling shaft of the motor 22.
  • the bogie 10 also comprises secondary suspension means 50, carried by the support 18 of the frame 15, at least partially outside the interior space I. More particularly, the secondary suspension means 50 are arranged outside an interior zone delimited in the transverse direction Y between the longitudinal members 16.
  • the highest point of the secondary suspension means 50 is located below the top of the wheels 14 in the vertical direction Z, as shown in FIG. figure 5 .
  • the height of this highest point of the secondary suspension means 50, taken from a support plane of the wheels 14 is for example substantially equal to 700 mm.
  • the secondary suspension means 50 are equipped with support means 52 to the body 60 of the railway vehicle, making it possible to receive all the vertical forces exerted by the body 60 on the bogie 10.
  • the structure of the bogie 10 according to the invention allows the arrangement of the secondary suspension means 50 to a height less than that of the state of the art.
  • the body 60 of the railway vehicle thus comprises at least one access door 62 arranged in line with the bogie 10 (as shown in FIG. figure 7 ).
  • the maximum height of a floor at the foot of the door is 850 mm, measured from the support plane of the wheels 14 (thus from the rails).
  • the height of the door 62 is compatible with the height of a conventional platform, which ensures passengers to easily get on and off the rail vehicle.
  • the longitudinal displacement of the doors 62 to the right of the bogies 10 makes it possible to arrange a two-stage central portion B over a greater length than the central portion A of the conventional vehicle ( figure 6 ).
  • the railway vehicle of the invention therefore has two levels longer, and therefore has a greater capacity for passenger transport.
  • the invention could be applied to a bogie carrier, not including a motor.
  • joints 36 between the side members 16 and the axle boxes 32 could have another structure than that which has been previously described.
  • the bogie 10 could equip any other railway vehicle that a regional express transport train, for example a tramway, metro or a mainline train.

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Abstract

Ce bogie comprend un châssis, comportant deux longerons, deux traverses, deux supports, deux structures d'essieux, comprenant chacune deux boîtes d'essieu, et un arbre d'essieu transversal, s'étendant dans la direction transversale entre deux extrémités portant chacune une roue respective, les roues définissant entre elles un espace intérieur, délimité dans la direction transversale entre les roues d'un même arbre d'essieu, et délimité dans la direction longitudinale entre les deux arbres d'essieux, au moins un moteur porté par l'une des traverses du châssis, agencé dans l'espace intérieur délimité par les roues, et comportant un arbre d'accouplement, au moins un réducteur. Le bogie comporte des moyens de suspension primaires, comportant des premiers éléments de suspension agencés entre les traverses et les longerons du châssis, le réducteur est agencé à l'extérieur dudit espace intérieur, l'arbre d'accouplement du moteur s'étendant depuis le moteur au-delà de l'un des longerons correspondant jusqu'au réducteur.

Description

  • La présente invention concerne un bogie motorisé pour un véhicule ferroviaire à plancher surbaissé.
  • Un bogie motorisé est notamment destiné à équiper un véhicule ferroviaire dont la caisse est aménagée en deux étages de transport de passagers. Habituellement, les deux étages s'étendent le long d'une partie centrale A de la caisse qui est située entre deux bogies (comme cela est représenté sur la figure 6).
  • Des portes d'accès au véhicule, permettant aux passagers un accès facile au véhicule depuis le quai ou au quai depuis le véhicule, sont également situées entre les deux bogies. En effet, du fait de la hauteur d'un bogie classique, il n'est pas possible d'agencer une porte d'accès au droit d'un tel bogie, car la hauteur de cette porte serait alors incompatible avec la hauteur du quai. Classiquement, les portes sont donc agencées adjacentes aux bogies du véhicule ferroviaire.
  • Un tel agencement des portes ne donne pas entière satisfaction. En effet, la partie centrale de la caisse, dans laquelle sont aménagés les deux étages, est ainsi limitée par les bogies et les portes. Habituellement, un compartiment à un seul étage est aménagé au droit des bogies, mais un tel compartiment ne peut accueillir qu'un faible nombre de passagers.
  • L'invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en proposant un bogie motorisé permettant d'augmenter le nombre de passagers qui peuvent être transportés dans un véhicule ferroviaire.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un bogie motorisé pour véhicule ferroviaire, comprenant :
    • un châssis, comportant :
      • deux longerons s'étendant parallèlement l'un par rapport à l'autre, et parallèlement à une direction longitudinale,
      • deux traverses, portées par les longerons, s'étendant parallèlement l'un par rapport à l'autre, et parallèlement à une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale,
      • deux supports, chaque support étant porté par les deux traverses,
    • deux structures d'essieux, comprenant chacune deux boîtes d'essieu reliée chacune à l'un respectif des longerons, et un arbre d'essieu transversal, s'étendant dans la direction transversale entre deux extrémités portant chacune une roue respective, les roues définissant entre elles un espace intérieur, délimité dans la direction transversale entre les roues d'un même arbre d'essieu, et délimité dans la direction longitudinale entre les deux arbres d'essieux,
    • au moins un moteur porté par l'une des traverses du châssis, agencé dans l'espace intérieur délimité par les roues, et comportant un arbre d'accouplement,
    • au moins un réducteur assurant la liaison mécanique entre l'arbre d'accouplement du moteur et l'un des arbres d'essieux transversaux,
      caractérisé en ce que :
    • le bogie comporte des moyens de suspension primaires, comportant des premiers éléments de suspension agencés entre les traverses et les longerons du châssis,
    • le réducteur est agencé à l'extérieur dudit espace intérieur, l'arbre d'accouplement du moteur s'étendant depuis le moteur au-delà de l'un des longerons correspondant jusqu'au réducteur.
  • Dans un bogie de l'état de la technique, les moyens de suspension primaires sont agencés à l'extérieur de l'espace intérieur, et le réducteur est agencé dans cet espace intérieur. Un tel réducteur est particulièrement encombrant, notamment en hauteur, si bien que c'est la hauteur de ce réducteur qui impose la limite basse de la distance entre un plan d'appui des roues et une caisse de véhicule ferroviaire portée par le bogie.
  • Conformément à l'invention, la structure des moyens de suspension primaires, dont les premiers éléments de suspension sont agencés dans l'espace intérieur, permet de libérer de l'espace à l'extérieur de cet espace intérieur.
  • Il est alors possible d'agencer le réducteur à l'extérieur de l'espace intérieur, si bien que ce réducteur n'est plus agencé au droit de la caisse de véhicule ferroviaire. Ainsi, dans l'invention, le réducteur n'influe pas la distance minimale entre le plan d'appui des roues et la caisse de véhicule ferroviaire.
  • Dans un bogie selon l'invention, cette distance minimale est imposée par le sommet des boîtes d'essieu, qui présentent une hauteur inférieure à celle du réducteur. Ainsi, dans l'invention, la distance minimale entre le plan d'appui des roues et la caisse de véhicule ferroviaire est inférieure à celle imposée par la structure d'un bogie de l'état de la technique.
  • La caisse étant abaissée, il est possible d'agencer une porte de cette caisse au droit du bogie, cette porte pouvant être agencée à niveau de quai. Cela permet d'augmenter la longueur de la partie centrale de la caisse où sont aménagés les deux étages. La longueur des deux étages étant augmentée, on augmente ainsi la capacité d'accueil de passagers dans la caisse.
  • Le bogie motorisé selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
    • chaque structure d'essieu est reliée avec l'un respectif des longerons par une articulation d'axe parallèle à la direction transversale, et
    • les moyens de suspension primaires comportent, pour chaque structure d'essieu, au moins un deuxième élément de suspension agencé entre la structure d'essieu et le longeron ;
    • des moyens de suspension secondaires, portés par chaque support du châssis, et comportant des moyens d'appui à une caisse de véhicule ferroviaire, les moyens de suspension secondaires étant agencés transversalement au moins partiellement à l'extérieur de l'espace intérieur ;
    • chaque premier élément de suspension présente une forme d'anneau et il est réalisé en un matériau élastique, ce premier élément de suspension étant intercalé radialement entre l'une des traverses du châssis et les bords d'un orifice ménagé dans l'un des longerons ;
    • chaque premier élément de suspension est en caoutchouc ;
    • chaque premier élément de suspension présente une forme annulaire définie entre un diamètre intérieur et un diamètre extérieur, la différence entre ce diamètre intérieur et ce diamètre extérieur étant sensiblement égale à 100 mm ;
    • chaque deuxième élément de suspension est formé par une bielle.
  • L'invention concerne également un véhicule ferroviaire comprenant une caisse, caractérisé en ce qu'il comporte un bogie tel que défini précédemment.
  • Avantageusement, le véhicule ferroviaire comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
    • la caisse comporte au moins une porte d'accès agencée au droit du bogie ;
    • la distance, dans une direction verticale perpendiculaire aux directions longitudinale et transversale, entre la porte d'accès et un plan d'appui des roues est inférieure ou égale à 850 mm.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'une ossature d'un bogie de véhicule ferroviaire selon un exemple de mode de réalisation de l'invention ; et
    • la figure 2 est une vue en perspective d'un bogie de véhicule ferroviaire, comportant l'ossature de la figure 1 ; et
    • la figure 3 est une vue du dessus du bogie de la figure 2 ; et
    • la figure 4 est une vue latérale d'un bogie de l'état de la technique ; et
    • la figure 5 est une vue latérale du bogie de la figure 2 ; et
    • la figure 6 est une vue latérale schématique d'un véhicule ferroviaire de l'état de la technique ; et
    • la figure 7 est une vue latérale schématique d'un véhicule ferroviaire dont la caisse est équipée de bogies similaires à celui de la figure 2.
  • Dans la présente description, les termes « vertical » et « horizontal » sont définis selon leurs sens usuels, par rapport à un bogie monté dans un véhicule ferroviaire. Ainsi, un plan horizontal est sensiblement parallèle à un plan dans lequel s'étendent des essieux de bogie et un plan vertical est sensiblement parallèle à un plan dans lequel s'étendent des roues de bogie.
  • Le terme « longitudinal » est défini selon son sens usuel, comme s'appliquant à la direction dans laquelle s'étend un véhicule ferroviaire dans un plan horizontal, et le terme « transversal » est défini selon son sens usuel, comme s'appliquant à une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale dans un plan horizontal.
  • On a représenté sur les figures un repère, dans lequel une direction longitudinale est désignée par la référence X, une direction transversale est désignée par la référence Y, et une direction verticale, perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y, est désignée par la référence Z.
  • Par ailleurs, les termes « avant » et « arrière » sont définis selon leurs sens usuels par rapport au sens de déplacement du véhicule ferroviaire dans la direction longitudinale X. Par convention, sur les figures, le terme « avant » correspond à la gauche et le terme « arrière à la droite. Il est à noter qu'un véhicule ferroviaire peut habituellement circuler dans deux sens opposés, les termes « avant » et « arrière » étant alors inversés de manière équivalente lorsque le sens de circulation est inversé.
  • On a représenté, sur la figure 2, un bogie 10 de véhicule ferroviaire, par exemple pour un train de transport express régional (TER) à plancher bas. On a par ailleurs représenté sur la figure 1 une ossature de ce bogie 10.
  • Le bogie 10 comprend deux paires 12 de roues 14, agencées respectivement à l'avant et à l'arrière du bogie 10. Les roues 14 de chaque paire 12 sont portées et reliées l'une à l'autre par une structure d'essieu 30 respective à cette paire 12.
  • Chaque structure d'essieu 30 comporte deux boîtes d'essieu 32, à savoir une pour chaque roue 14, ainsi qu'un arbre d'essieu 34 s'étendant dans la direction transversale Y entre deux extrémités, dont chacune porte une roue 14 respective.
  • Dans la présente description, on définit un espace intérieur I, délimité dans la direction transversale entre les roues 14, et dans la direction longitudinale, entre les arbres d'essieu 34.
  • Les structures d'essieu 30 portent un châssis 15 par l'intermédiaire d'articulations 36 et de moyens de suspension primaires 40, qui seront décrits ultérieurement.
  • Le châssis 15 comporte deux longerons latéraux 16, de type balanciers, s'étendant chacun parallèlement à la direction longitudinale X, deux traverses 17, s'étendant chacune parallèlement à la direction transversale Y, donc transversalement aux longerons latéraux 16, et deux supports 18, de type console, destinées à recevoir la caisse 60 du véhicule ferroviaire.
  • Chaque longeron 16 est relié, à l'une de ses extrémités, à une boîte d'essieu 32 respective, au moyen d'une articulation 36 respective.
  • Chaque articulation 36 comporte par exemple une tige d'axe parallèle à la direction transversale Y, portée à l'extrémité du longeron 16 correspondant, coopérant avec un élément de pivot complémentaire porté par la boîte d'essieu 32. Cet élément de pivot est porté en-dessous d'un sommet de la boîte d'essieu 32, dans la direction verticale Z, de sorte que le longeron 16 s'étende en dessous de ce sommet de la boîte d'essieu 32.
  • Plus particulièrement, ce sommet de la boîte d'essieu 32 impose une limite minimale à une hauteur à laquelle peut être agencée une caisse 60 du véhicule ferroviaire, portée par le bogie 10. En d'autres termes, la valeur minimale d'une distance D, représentée sur la figure 5, entre un plan d'appui des roues 14 et des moyens d'appui 52 à la caisse 60 de véhicule ferroviaire est imposée par la hauteur de ce sommet de boîte d'essieu 32.
  • On notera que, dans l'état de la technique, comme représenté sur la figure 4, la valeur minimale d'une distance D' entre un plan d'appui des roues 14' et des moyens d'appui 52' à une caisse 60' de véhicule ferroviaire est imposée par la hauteur d'un sommet d'un réducteur. Ainsi, cette distance D' dans un bogie 10' de l'état de la technique est supérieure à la distance D du bogie de l'invention.
  • Les moyens de suspension primaires 40 comportent des premiers éléments de suspension 42, agencés entre les traverses 17 et les longerons 16, assurant la liaison entre ces traverses 17 et ces longerons 16.
  • Plus particulièrement, des premières ouvertures transversales 19 sont ménagées dans les longerons 16 pour recevoir les traverses 17. Avantageusement, les premières ouvertures transversales 19 présentent une section transversale de forme générale identique à celle de la section transversale des traverses 17, par exemple une section circulaire. Chaque traverse 17 passe à travers de l'une respective des premières ouvertures transversales 19 de chaque longeron si bien que chaque traverse 17 s'étend latéralement au-delà des longerons 16. Les deux traverses 17 portent ensemble, à chacune de leurs extrémités, l'un respectif des supports 18 destiné à recevoir la caisse 60 du véhicule ferroviaire.
  • Dans l'exemple décrit, chaque traverse 17 présente un diamètre inférieur à un diamètre des ouvertures 19, de sorte qu'un espace annulaire libre est défini entre les traverses 17 et les longerons 16.
  • Comme indiqué précédemment, les premiers éléments de suspension 42 sont avantageusement agencés dans les espaces annulaires libres entre les longerons 16 et les traverses 17
  • Comme cela est visible sur la figure 1, représentant un mode de réalisation préférentiel, les premiers éléments de suspension 42 présentent chacun une forme générale annulaire, et forme chacun une liaison élastique entre l'un des longerons 16 et l'une respective des traverses 17.
  • L'élément de suspension annulaire 42 présente un diamètre extérieur défini dans un plan X-Z comportant les directions longitudinale X et verticale Z et un diamètre intérieur défini dans le plan X-Z.
  • Une différence entre ce diamètre extérieur et ce diamètre intérieur est préférentiellement de 100 mm, ce qui correspond sensiblement à la différence entre le diamètre de la traverse 17 et le diamètre de l'ouverture 19 correspondante. Par ailleurs, l'élément de suspension 42 comporte une dimension dans la direction transversale Y comprise entre 100 à 150 mm. Ces premiers éléments de suspension 42 sont réalisés dans un matériau élastique, par exemple en caoutchouc.
  • On notera que les premiers éléments de suspension 42 sont moins excentrés que des moyens de suspension primaires classiques. Plus particulièrement, en considérant un centre du bogie C, représenté sur la figure 3, défini comme un point longitudinalement à mi-distance entre les essieux 30, et transversalement à mi-distance entre les plans des roues 14, la distance entre les premiers éléments de suspension 42 et le centre C est plus faible que la distance entre des moyens de suspension primaires classiques et un centre C de l'état de la technique. Ainsi, lorsque le bogie passe sur des défauts de voies (également appelés « gauches »), le déplacement vertical des premiers éléments de suspension 42 est inférieur au déplacement vertical de moyens de suspension primaires classiques. Puisque le déplacement vertical subit par les premiers éléments de suspension 42 est réduit, les dimensions de ces premiers éléments de suspension 42 dans la direction verticale Z sont réduites par rapport à celles de moyens de suspension primaires classiques.
  • Les moyens de suspension primaires 40 comportent par ailleurs des deuxièmes éléments de suspension 44, agencés entre les longerons 16 et les boites d'essieu 32. Plus particulièrement, comme cela est notamment visible sur la figure 1, chaque deuxième élément de suspension 44 est agencé entre une extrémité de l'un respectif des longerons 16 et l'une des boîtes d'essieu 32, ce deuxième élément de suspension 44 étant destiné à amortir un mouvement rotationnel relatif du longeron 16 et de la boîte d'essieu 32 correspondante autour de l'articulation 36.
  • Chaque deuxième élément de suspension 44 comporte par exemple un bras s'étendant sensiblement dans la direction longitudinale X depuis l'extrémité du longeron 16 correspondant, jusqu'à la boîte d'essieu 32 correspondante, à laquelle il est raccordé par une liaison pivot. Chaque deuxième élément de suspension 44 est par exemple agencé, relativement à la direction verticale Z, en dessous de l'articulation 36 portée par la même extrémité du longeron 16.
  • Chaque deuxième élément de suspension 44 est par exemple formé par une bielle.
  • La figure 3 montre deux moteurs 20 qui sont chacun portés respectivement par l'une des traverses 17. Ces moteurs sont agencés dans l'espace intérieur I délimité par les roues 14. Chaque moteur est du type « rapide », c'est-à-dire qu'il travaille à une vitesse de rotation (nombre de tours par minute) élevée, et en conséquence présente un encombrement réduit.
  • De manière classique, chaque moteur 20 est relié à au moins l'une des paires 12 de roues 14 par l'intermédiaire d'un arbre d'accouplement 22 et d'un réducteur 24. L'arbre d'accouplement 22 du moteur 20 traverse un longeron 16 par une ouverture 21.
  • Ainsi, l'arbre d'accouplement 22 s'étend depuis l'intérieur de l'espace intérieur I vers l'extérieur de cet espace intérieur I. Par exemple, l'arbre d'accouplement 22 comporte des moyens d'accouplement à denture.
  • Avantageusement, le réducteur 24 est relié au support 18 du châssis 15 au moyen d'une bielle de réaction 25, stabilisant ce réducteur 24 verticalement au niveau de l'arbre d'accouplement du moteur 22.
  • Le bogie 10 comporte par ailleurs des moyens de suspension secondaires 50, portées par le support 18 du châssis 15, au moins partiellement à l'extérieur de l'espace intérieur I. Plus particulièrement, les moyens de suspension secondaires 50 sont agencés à l'extérieur d'une zone intérieure délimitée dans la direction transversale Y entre les longerons 16.
  • Avantageusement, le point le plus haut des moyens de suspension secondaires 50 est situé en dessous du sommet des roues 14 dans la direction verticale Z, comme cela est représenté sur la figure 5. La hauteur de ce point le plus haut des moyens de suspension secondaires 50, prise depuis un plan d'appui des roues 14 est par exemple sensiblement égale à 700 mm.
  • Les moyens de suspension secondaires 50 sont équipés de moyens d'appui 52 à la caisse 60 de véhicule ferroviaire, permettant de recevoir toutes les forces verticales exercées par la caisse 60 sur le bogie 10.
  • Comme on peut le constater en comparant la figure 4, qui représente un bogie classique 10' de l'état de la technique, avec la figure 5, qui représente un bogie 10 selon l'invention, la structure du bogie 10 selon l'invention autorise l'agencement des moyens de suspension secondaires 50 à une hauteur inférieure à celle de l'état de la technique.
  • De fait de cette hauteur réduite, il est possible d'agencer une porte d'accès 62 de la caisse au droit du bogie 10.
  • La caisse 60 du véhicule ferroviaire comporte ainsi au moins une porte d'accès 62 agencée au droit du bogie 10 (comme cela est représenté sur la figure 7). La hauteur maximale d'un plancher au pied de la porte est de 850 mm, mesuré depuis le plan d'appui des roues 14 (donc depuis les rails). Ainsi, la hauteur de la porte 62 est compatible avec la hauteur d'un quai classique, ce qui garantit aux passagers de monter et de descendre aisément du véhicule ferroviaire.
  • Comme on peut le constater en comparant la figure 6, représentant un véhicule ferroviaire de l'état de la technique, et la figure 7, représentant un véhicule ferroviaire selon l'invention, le déplacement longitudinal des portes 62 au droit des bogies 10 (figure 7) permet d'aménager une partie centrale B à deux étages sur une plus grande longueur que la partie centrale A du véhicule classique (figure 6). Le véhicule ferroviaire de l'invention comporte donc deux niveaux plus longs, et présente donc une plus grande capacité de transport de passagers.
  • On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications.
  • En particulier, l'invention pourrait être appliquée à un bogie porteur, ne comportant pas de moteur.
  • Par ailleurs, les articulations 36 entre les longerons 16 et les boîtes d'essieu 32 pourraient présenter une autre structure que celle qui a été précédemment décrite.
  • Enfin, le bogie 10 selon l'invention pourrait équiper tout autre véhicule ferroviaire qu'un train de transport express régional, par exemple un tramway, métro ou un train grandes lignes.

Claims (10)

  1. Bogie (10) motorisé pour véhicule ferroviaire, comprenant :
    - un châssis (15), comportant :
    • deux longerons (16) s'étendant parallèlement l'un par rapport à l'autre, et parallèlement à une direction longitudinale,
    • deux traverses (17), portées par les longerons (16), s'étendant parallèlement l'un par rapport à l'autre, et parallèlement à une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale,
    • deux supports (18), chaque support (18) étant porté par les deux traverses (17),
    - deux structures d'essieux (30), comprenant chacune deux boîtes d'essieu (32) reliée chacune à l'un respectif des longerons (16), et un arbre d'essieu transversal (34), s'étendant dans la direction transversale entre deux extrémités portant chacune une roue (14) respective, les roues (14) définissant entre elles un espace intérieur (I), délimité dans la direction transversale entre les roues d'un même arbre d'essieu (34), et délimité dans la direction longitudinale entre les deux arbres d'essieux (34),
    - au moins un moteur (20) porté par l'une des traverses (17) du châssis, agencé dans l'espace intérieur (I) délimité par les roues (14), et comportant un arbre d'accouplement (22),
    - au moins un réducteur (24) assurant la liaison mécanique entre l'arbre d'accouplement (22) du moteur (20) et l'un des arbres d'essieux transversaux (34), caractérisé en ce que :
    - le bogie (10) comporte des moyens de suspension primaires (40), comportant des premiers éléments de suspension (42) agencés entre les traverses (17) et les longerons (16) du châssis (15),
    - le réducteur (24) est agencé à l'extérieur dudit espace intérieur (I), l'arbre d'accouplement (22) du moteur (20) s'étendant depuis le moteur (20) au-delà de l'un des longerons (16) correspondant jusqu'au réducteur (24).
  2. Bogie (10) motorisé selon la revendication 1, dans lequel :
    - chaque structure d'essieu (30) est reliée avec l'un respectif des longerons (16) par une articulation (36) d'axe parallèle à la direction transversale, et
    - les moyens de suspension primaires (40) comportent, pour chaque structure d'essieu (30), au moins un deuxième élément de suspension (44) agencé entre la structure d'essieu (30) et le longeron (16).
  3. Bogie (10) motorisé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, comportant des moyens de suspension secondaires (50), portés par chaque support (18) du châssis, et comportant des moyens d'appui (52) à une caisse (60) de véhicule ferroviaire, les moyens de suspension secondaires (50) étant agencés transversalement au moins partiellement à l'extérieur de l'espace intérieur (I).
  4. Bogie (10) motorisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque premier élément de suspension (42) présente une forme d'anneau et il est réalisé en un matériau élastique, ce premier élément de suspension (42) étant intercalé radialement entre l'une des traverses (17) du châssis (15) et les bords d'un orifice ménagé dans l'un des longerons (16).
  5. Bogie (10) motorisé selon la revendication 4, dans lequel chaque premier élément de suspension (42) est en caoutchouc.
  6. Bogie (10) motorisé selon la revendication 4 ou 5, dans lequel chaque premier élément de suspension (42) présente une forme annulaire définie entre un diamètre intérieur et un diamètre extérieur, la différence entre ce diamètre intérieur et ce diamètre extérieur étant sensiblement égale à 100 mm.
  7. Bogie (10) motorisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque deuxième élément de suspension (44) est formé par une bielle.
  8. Véhicule ferroviaire, comportant une caisse (60), caractérisé en ce qu'il comporte un bogie (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  9. Véhicule ferroviaire selon la revendication 8, dans lequel la caisse (60) comporte au moins une porte d'accès (62) agencée au droit du bogie (10).
  10. Véhicule ferroviaire selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la distance, dans une direction verticale (Z) perpendiculaire aux directions longitudinale (X) et transversale (Y), entre la porte d'accès (62) et un plan d'appui des roues (14) est inférieure ou égale à 850 mm.
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