EP3566926A1 - Châssis pour véhicule ferroviaire et véhicule ferroviaire associé - Google Patents

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EP3566926A1
EP3566926A1 EP19172706.4A EP19172706A EP3566926A1 EP 3566926 A1 EP3566926 A1 EP 3566926A1 EP 19172706 A EP19172706 A EP 19172706A EP 3566926 A1 EP3566926 A1 EP 3566926A1
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EP
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frame
noise reduction
reduction device
fixed
chassis
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EP3566926B1 (fr
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Andrea Bistagnino
Juan SAPENA
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Alstom Transport Technologies SAS
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Alstom Transport Technologies SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F3/00—Types of bogies
    • B61F3/02—Types of bogies with more than one axle
    • B61F3/04—Types of bogies with more than one axle with driven axles or wheels

Definitions

  • the present invention relates to a chassis for a railway vehicle, adapted to be fixed under a body of said railway vehicle.
  • the invention lies in the field of rolling noise reduction of a railway vehicle.
  • a railway vehicle is adapted to run on rails by means of wheels driven by a power train comprising at least two engines.
  • a vehicle comprises at least one car, each car comprising a chassis, also called a bogie, comprising a structure on which are fixed at least two axles each supporting two wheels of the vehicle, and a body fixed above the frame, for example at the medium of suspensions.
  • noise reduction devices also called skirts
  • skirts attached to the main body and formed so as to cover as much as possible the vehicle wheels, in order to limit the rolling noise and friction of the wheels.
  • Such noise reduction devices are bulky and expensive. In addition, they are difficult to assemble and disassemble, while disassembly is necessary for the maintenance of various elements of the power train.
  • the invention aims to overcome the aforementioned drawbacks of noise reduction devices for railway vehicles.
  • the invention proposes a chassis for a railway vehicle, adapted to be fixed under a body of said railway vehicle, comprising a structure on which are fixed at least two axles each supporting two wheels of said vehicle, each wheel being adapted to ride on a rail, the frame structure defining an interior portion of the frame structure.
  • This frame comprises at least one noise reduction device fixed to said structure laterally outside said inner portion of the frame structure, opposite a motor element and / or a mechanism traction located in said inner portion of the frame.
  • the noise reduction device comprises a panel made of a first material, said panel having an inner face facing said inner portion of the frame structure and an outer face.
  • the railway vehicle chassis is equipped with one or more noise reduction devices. Installing such noise reduction devices on the chassis makes it possible to use devices that are smaller in size, less expensive, and easier to install or remove.
  • the rail vehicle chassis according to the invention may have one or more of the following characteristics, taken independently or in all their technically acceptable combinations.
  • the noise reduction device also comprises an acoustic absorption layer made of a second material, fixed on the inner face of said panel.
  • the second material is a closed cell or open cell foam, or a polyester fiber material or rock wool.
  • the panel of a noise reduction device has a thickness of between 10 millimeters and 60 millimeters.
  • the wheels define the inner part of the chassis structure.
  • the chassis includes a plurality of noise reduction devices, each noise reduction device being placed opposite a wheel portion.
  • the chassis comprises a wheel noise reduction device of a shape and / or size adapted to shield the motor elements and / or the corresponding traction mechanisms.
  • the or each noise reduction device is attached to an axle support arm forming part of said chassis structure.
  • Fixing is performed by means of a plurality of screw and nut couples.
  • the invention also relates to a railway vehicle, comprising a frame and a box, said frame being adapted to be fixed under said box, said frame being as defined above.
  • the figures schematically represent a portion 1 of a rail vehicle car.
  • the portion 1 comprises a bottom 2, carried by a frame 4.
  • the connection between the frame 4 and the bottom 2 is provided by one or more suspensions 6, called secondary suspensions.
  • the chassis 4 comprises a structure 8 which supports several elements.
  • the structure comprises lateral support arms 9, each support arm 9 being adapted to support at least one axle end 10.
  • each axle 10 supports two wheels 12a, 12b substantially parallel and adapted to roll on rails 14a, 14b.
  • the figure 1 is a longitudinal sectional view of a frame 4, in a plane (X, Y).
  • the figure 2 is a perspective view in a repository (X, Y, Z).
  • the direction of the X axis is the so-called longitudinal direction
  • the direction along the Y axis is the so-called vertical direction
  • the direction along the Z axis is the so-called transverse direction.
  • the frame structure 8 defines an interior portion / an interior volume.
  • the wheels 12a, 12b are parallel or substantially parallel and delimit the inner portion 15 of the structure 8 of the frame 4.
  • the wheels are then included in a space defined by the frame structure and are therefore closer to a central axis of the electric vehicle as the side support arms 9.
  • the wheels are located outside the inner part.
  • each axle 10 The opposite ends, in the transverse direction, of each axle 10 are each protected an axle housing 16a, 16b supported by a support arm 9.
  • the frame can also support motor elements 18 and 23 (or only one of them), shown schematically in the form of housings here, and other mechanisms 20 and 21 (or only one of the two) for driving the wheels forming part of the frame. of the traction train of the railway vehicle.
  • the elements 18, 23, 20 and 21 can also be suspended at the bottom of the body 2 or any other support and are placed inside said frame.
  • the number of elements can also increase or decrease, for example in the case of a chassis equipped with a single engine or a chassis equipped with a wheel motor, with or without a drive mechanism wheels.
  • the structure 8 of the frame 4 also supports noise reduction devices 24.
  • Each noise reduction device 24 is attached to one of the support arms 9 of the frame 4, outside the inner portion 15 of the frame, opposite a portion of wheel 12, without however covering the corresponding wheel, and also vis-à-vis the exterior of a motor element 18.
  • each noise reduction device 24 is formed by a panel 26, fixed on an element of the structure 8.
  • the panel 26 has for example a beveled rectangle shape, and is attached to one of the support arms 9 by means of fasteners, for example a plurality of screws / nuts.
  • the noise reduction device is embedded in the corresponding support arm 9.
  • the panel forming the device has a curved side to adapt to the shape of the axle 10 fixed to the structure 8 via the support arm 9.
  • the size of the panel forming the fixing device is chosen so as to screen the elements of the traction chain, engine elements 18 or drive mechanisms 20.
  • the panel forming the noise reduction device 24 is in a first material, for example steel, aluminum, plastic or composite material.
  • the thickness of the panel is between 0.2 mm and 20 mm, depending on the material used.
  • this noise reduction device 24 is lightened, and compact.
  • each noise reduction device is attached to the corresponding support arm 9 at a distance of between 20 and 200 mm from a corresponding wheel 12.
  • the distance D between the ends farthest from two panels 26, 26 'noise reduction is between 1.8 and 1, 6 meters.
  • two panels 26, 26 ' are positioned symmetrically with respect to a vertical axis.
  • each noise reduction device 24 comprises a panel 26 as described, comprising an inner face 25 and an outer face 27, opposite to the inner face, the inner face being the face turned towards the inner part. 15 of the frame, and a sound absorbing layer of a second material, glued or fixed on its inner face 25.
  • the acoustic absorption layer is for example closed cell foam or open or polyester fiber or rock wool or other similar materials.
  • the acoustic absorption layer has substantially the same dimensions as the panel 26 in the X and Y directions, and has a thickness of between 10 mm and 60 mm.
  • a noise reduction device 24 is fixed facing a portion of each wheel fixed to the support arm 9.
  • the chassis comprises a different noise reduction device associated with each wheel.
  • the noise reduction devices are reduced in size which facilitates their installation and integration.
  • the length of a noise reduction device is, for example, less than 1 meter, preferably less than 50 cm.
  • the proposed noise reduction system by fixing one or more noise reduction devices to a structural element of the chassis of a railway vehicle, reduces the noise by 2 to 3 dB.
  • the noise reduction device or devices are lightened, compact. The cost is thus reduced, and the maintenance of the railway vehicle is facilitated.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

L'invention concerne un châssis (4) pour véhicule ferroviaire, adapté à être fixé sous une caisse dudit véhicule ferroviaire, comportant une structure sur laquelle sont fixés au moins deux essieux supportant chacun deux roues dudit véhicule, chaque roue étant adaptée à rouler sur un rail, la structure de châssis définissant une partie intérieure (15) de la structure (8) du châssis (4). Ce châssis (4) comporte au moins un dispositif de réduction de bruit (24) fixé à ladite structure (8) latéralement à l'extérieur de ladite partie intérieure (15) de la structure (8) du châssis, en vis-à-vis d'un élément de moteur et/ou d'un mécanisme de traction (20) situé dans ladite partie intérieure du châssis (4). L'invention concerne également un véhicule ferroviaire associé.

Description

  • La présente invention concerne un châssis pour véhicule ferroviaire, adapté à être fixé sous une caisse dudit véhicule ferroviaire.
  • L'invention se situe dans le domaine de la réduction de bruit de roulement d'un véhicule ferroviaire.
  • Classiquement, un véhicule ferroviaire est adapté à rouler sur des rails au moyen de roues entraînées par une chaîne de traction comportant au moins deux moteurs. Un tel véhicule comporte au moins une voiture, chaque voiture comportant un châssis, également appelé bogie, comportant une structure sur laquelle sont fixés au moins deux essieux supportant chacun deux roues du véhicule, et une caisse fixée au-dessus du châssis, par exemple au moyen de suspensions.
  • Les véhicules ferroviaires, trains ou métros, adaptés à rouler sur des rails, produisent en général un bruit important en roulement. Ces bruits sont dus à la vitesse, à divers composants de la chaîne de traction, notamment les moteurs, les mécanismes d'entraînement des roues ainsi qu'au frottement des roues sur les rails.
  • Il est souhaitable de réduire ce bruit de roulement, pour le confort acoustique dans l'environnement extérieur du véhicule et également à l'intérieur du véhicule.
  • Afin de réduire un tel bruit, il est connu, dans l'état de la technique, de mettre en oeuvre des dispositifs de réduction de bruit, également appelés jupes, fixés à la caisse principale, et formés de manière à couvrir autant que possible les roues du véhicule, afin de limiter le bruit de roulement et de frottement des roues.
  • De tels dispositifs de réduction de bruit sont encombrants et coûteux. De plus, ils sont difficiles à monter et à démonter, alors que leur démontage est nécessaire pour la maintenance de divers éléments de la chaîne de traction.
  • L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités des dispositifs de réduction de bruit pour véhicule ferroviaire.
  • A cet effet, l'invention propose un châssis pour véhicule ferroviaire, adapté à être fixé sous une caisse dudit véhicule ferroviaire, comportant une structure sur laquelle sont fixés au moins deux essieux supportant chacun deux roues dudit véhicule, chaque roue étant adaptée à rouler sur un rail, la structure de châssis définissant une partie intérieure de la structure du châssis. Ce châssis comporte au moins un dispositif de réduction de bruit fixé à ladite structure latéralement à l'extérieur de ladite partie intérieure de la structure du châssis, en vis-à-vis d'un élément de moteur et/ou d'un mécanisme de traction situé dans ladite partie intérieure du châssis. Le dispositif de réduction de bruit comprend un panneau en un premier matériau, ledit panneau ayant une face intérieure tournée vers ladite partie intérieure de la structure du châssis et une face extérieure.
  • Avantageusement, le châssis de véhicule ferroviaire est équipé d'un ou plusieurs dispositifs de réduction de bruit. L'installation de tels dispositifs de réduction de bruit sur le châssis permet d'utiliser des dispositifs de plus faible encombrement, moins coûteux, et plus faciles à installer ou à enlever.
  • Le châssis de véhicule ferroviaire selon l'invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou dans toutes leurs combinaisons techniquement acceptables.
  • Le dispositif de réduction de bruit comprend également une couche d'absorption acoustique en un deuxième matériau, fixée sur la face intérieure dudit panneau.
  • Le deuxième matériau est une mousse à cellules fermées ou ouvertes, ou un matériau en fibres de polyester ou une laine de roche.
  • Le panneau d'un dispositif de réduction de bruit a une épaisseur comprise entre 10 millimètres et 60 millimètres.
  • Les roues délimitent la partie intérieure de la structure du châssis.
  • Le châssis comprend une pluralité de dispositifs de réduction de bruit, chaque dispositif de réduction de bruit étant placé en vis-à-vis d'une portion de roue.
  • Le châssis comporte un dispositif de réduction de bruit par roue, de forme et/ou de taille adaptée pour faire écran aux éléments de moteur et/ou aux mécanismes de traction correspondants.
  • Le ou chaque dispositif de réduction de bruit est fixé à un bras de support d'essieu faisant partie de ladite structure de châssis.
  • La fixation est effectuée au moyen d'une pluralité de couples vis et écrou.
  • L'invention a également pour objet un véhicule ferroviaire, comprenant un châssis et une caisse, ledit châssis étant adapté à être fixé sous ladite caisse, ledit châssis étant tel que défini ci-dessus.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
    • la figure 1 est une vue en coupe d'une portion de châssis comportant deux dispositifs de réduction de bruit selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 2 est une première vue schématique en perspective d'un châssis pour véhicule ferroviaire selon un mode de réalisation ;
    • la figure 3 est une deuxième vue schématique partielle, en perspective du châssis pour véhicule ferroviaire de la figure 2.
  • L'invention sera décrite ci-après dans un mode de réalisation en référence aux figures 1 à 3.
  • Les figures représentent schématiquement une portion 1 d'une voiture de véhicule ferroviaire.
  • La portion 1 comprend un fond de caisse 2, porté par un châssis 4. La liaison entre le châssis 4 et le fond de caisse 2 est assurée par une ou plusieurs suspensions 6, dites suspensions secondaires.
  • Le châssis 4 comprend une structure 8 qui supporte plusieurs éléments. La structure comporte des bras de support 9 latéraux, chaque bras de support 9 étant adapté à supporter au moins une extrémité d'essieu 10.
  • Dans le mode de réalisation illustré, chaque essieu 10 supporte deux roues 12a, 12b sensiblement parallèles et adaptées à rouler sur des rails 14a, 14b.
  • La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un châssis 4, dans un plan (X, Y).
  • La figure 2 est une vue en perspective dans un référentiel (X, Y, Z).
  • La direction de l'axe X est la direction dite longitudinale, la direction selon l'axe Y est la direction dite verticale et la direction selon l'axe Z est la direction dite transversale.
  • La structure 8 de châssis définit une partie intérieure / un volume intérieur.
  • Avantageusement, les roues 12a, 12b sont parallèles ou sensiblement parallèles et délimitent la partie intérieure 15 de la structure 8 du châssis 4. Les roues sont alors comprises dans un espace délimité par la structure de châssis et sont donc plus proche d'un axe central du véhicule électrique que les bras de supports latéraux 9.
  • En variante, les roues sont situées à l'extérieur de la partie intérieure.
  • Les extrémités opposées, selon la direction transversale, de chaque essieu 10 sont protégés chacune un boîtier d'essieu 16a, 16b supporté par un bras de support 9.
  • Le châssis peut supporter également des éléments de moteur 18 et 23 (ou un seul des deux), représentées schématiquement sous forme de boîtiers ici, et d'autres mécanismes 20 et 21 (ou un seul des deux) d'entraînement des roues faisant partie de la chaîne de traction du véhicule ferroviaire. Les éléments 18, 23, 20 et 21 peuvent aussi être suspendus au fond de caisse 2 ou à tout autre support et sont placés à l'intérieur dudit châssis. Le nombre d'éléments peut aussi augmenter ou diminuer, par exemple dans le cas d'un châssis équipé d'un seul moteur ou d'un châssis équipé d'un moteur par roue, avec ou sans mécanisme d'entrainement des roues.
  • La structure 8 du châssis 4 supporte également des dispositifs de réduction de bruit 24.
  • Chaque dispositif de réduction de bruit 24 est fixé à l'un des bras de support 9 du châssis 4, à l'extérieur de la partie intérieure 15 du châssis, en vis-à-vis d'une portion de roue 12, sans toutefois recouvrir la roue correspondante, et également en vis-à-vis extérieur d'un élément de moteur 18.
  • Dans le mode de réalisation illustré, chaque dispositif de réduction de bruit 24 est formé par un panneau 26, fixé sur un élément de la structure 8.
  • Le panneau 26 a par exemple une forme de rectangle biseauté, et est fixé à l'un des bras de support 9 au moyen d'éléments de fixation, par exemple une pluralité de vis/écrous. En variante, le dispositif de réduction de bruit est encastré dans le bras de support 9 correspondant.
  • Dans une variante de forme, le panneau formant le dispositif comporte un côté incurvé permettant de s'adapter à la forme de l'essieu 10 fixé à la structure 8 par l'intermédiaire du bras de support 9.
  • D'autres formes géométriques sont envisageables, en fonction des divers éléments de la structure de châssis 8. De préférence, la taille du panneau formant le dispositif de fixation est choisie de manière à faire écran aux éléments de la chaîne de traction, éléments de moteur 18 ou mécanismes d'entraînement 20.
  • Le panneau formant le dispositif de réduction de bruit 24 est dans un premier matériau, par exemple en acier, en aluminium, en plastique ou en matériau composite.
  • De préférence, l'épaisseur du panneau est comprise entre 0,2 mm et 20 mm, selon le matériel utilisé.
  • Ainsi, ce dispositif de réduction de bruit 24 est allégé, et d'encombrement réduit.
  • De préférence, chaque dispositif de réduction de bruit est fixé au bras de support 9 correspondant, à une distance comprise entre 20 et 200 mm d'une roue 12 correspondante.
  • Ainsi par exemple, si la distance d entre deux axes d'essieux successifs est égale à 2 mètres, la distance D entre les extrémités les plus éloignées de deux panneaux 26, 26' de réduction de bruit est comprise entre 1,8 et 1,6 mètres.
  • Dans le mode de réalisation illustré, deux panneaux 26, 26' sont positionnés symétriquement par rapport à un axe vertical.
  • Dans un deuxième mode de réalisation, chaque dispositif de réduction de bruit 24 comporte un panneau 26 tel que décrit, comportant une face intérieure 25 et une face extérieure 27, opposée à la face intérieure, la face intérieure étant la face tournée vers la partie intérieure 15 du châssis, et une couche d'absorption acoustique en un deuxième matériau, collée ou fixée sur sa face intérieure 25. La couche d'absorption acoustique est par exemple en mousse à cellules fermées ou ouvertes ou fibre polyester ou laine de roche ou autres matériaux similaires. De préférence, la couche d'absorption acoustique a sensiblement les mêmes dimensions que le panneau 26 dans les directions X et Y, et a une épaisseur comprise entre 10 mm et 60 mm.
  • Dans le mode de réalisation illustré dans les figures, un dispositif de réduction de bruit 24 est fixé en regard d'une portion de chaque roue, fixé au bras de support 9.
  • Avantageusement le châssis comprend un dispositif de réduction de bruit différent associé à chaque roue. Ainsi les dispositifs de réduction de bruit sont de taille réduite ce qui facilite leur installation ainsi que leur intégration.
  • La longueur d'un dispositif de réduction de bruit est, par exemple, inférieure à 1 mètre de préférence inférieure à 50 cm.
  • D'autres variantes sont envisageables, par exemple fixer un dispositif de réduction de bruit de part et d'autre de chaque essieu, à chaque extrémité de l'essieu, ou bien fixer un dispositif de réduction de bruit uniquement en regard d'éléments moteur.
  • Avantageusement, le système de réduction de bruit proposé, par fixation d'un ou plusieurs dispositifs de réduction de bruit à un élément de structure du châssis d'un véhicule ferroviaire, permet de réduire le bruit de 2 à 3 dB.
  • Avantageusement, le ou les dispositifs de réduction de bruit sont allégés, peu encombrants. Le coût est ainsi diminué, et la maintenance du véhicule ferroviaire est facilitée.

Claims (9)

  1. Châssis pour véhicule ferroviaire, adapté à être fixé sous une caisse dudit véhicule ferroviaire, comportant une structure sur laquelle sont fixés au moins deux essieux supportant chacun deux roues dudit véhicule, chaque roue étant adaptée à rouler sur un rail, la structure de châssis définissant une partie intérieure (15),
    caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de réduction de bruit (24) fixé à ladite structure (8) latéralement à l'extérieur de ladite partie intérieure (15) de la structure (8) du châssis, en vis-à-vis d'un élément de moteur (18, 23) et/ou d'un mécanisme de traction (20, 21) situé dans ladite partie intérieure du châssis, le dispositif de réduction de bruit (24) comprenant un panneau (26, 26') en un premier matériau, ledit panneau ayant une face intérieure (25) tournée vers ladite partie intérieure (15) de la structure (8) du châssis et une face extérieure (27).
  2. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de réduction de bruit (24) comprend également une couche d'absorption acoustique en un deuxième matériau, fixée sur la face intérieure (25) dudit panneau (26).
  3. Châssis selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit deuxième matériau est une mousse à cellules fermées ou ouvertes, ou un matériau en fibres de polyester ou une laine de roche.
  4. Châssis selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit panneau (26, 26') a une épaisseur comprise entre 10 millimètres et 60 millimètres.
  5. Châssis selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les roues délimitent la partie intérieure de la structure (8) du châssis (4).
  6. Châssis selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de dispositifs de réduction de bruit (24), chaque dispositif de réduction de bruit étant placé en vis-à-vis d'une portion de roue.
  7. Châssis selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de réduction de bruit par roue, de forme et/ou de taille adaptée pour faire écran aux éléments de moteur (18, 23) et/ou aux mécanismes de traction (20, 21) correspondants.
  8. Châssis selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le ou chaque dispositif de réduction de bruit (24) est fixé à un bras de support (9) d'essieu faisant partie de ladite structure (8) de châssis.
  9. Véhicule ferroviaire comportant un châssis (4) et une caisse (2), ledit châssis (4) étant adapté à être fixé sous ladite caisse (2), caractérisé en ce que ledit châssis (4) est conforme à l'une des revendications 1 à 8.
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