EP3854655B1 - Bogie pour véhicule à roues indépendantes et véhicule associé - Google Patents

Bogie pour véhicule à roues indépendantes et véhicule associé Download PDF

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EP3854655B1
EP3854655B1 EP21153000.1A EP21153000A EP3854655B1 EP 3854655 B1 EP3854655 B1 EP 3854655B1 EP 21153000 A EP21153000 A EP 21153000A EP 3854655 B1 EP3854655 B1 EP 3854655B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bogie
wheel
transverse direction
motor
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21153000.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3854655A1 (fr
Inventor
Alain Rodet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Holdings SA
Original Assignee
Alstom Transport Technologies SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Transport Technologies SAS filed Critical Alstom Transport Technologies SAS
Publication of EP3854655A1 publication Critical patent/EP3854655A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3854655B1 publication Critical patent/EP3854655B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • 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
    • B61F3/16—Types of bogies with a separate axle for each wheel

Definitions

  • Such a bogie is for example known from the document FR 2 720 361 A1 Or EP 1 065 123 A2 .
  • the invention also relates to a vehicle, more particularly a railway vehicle, comprising such a bogie.
  • a railway vehicle and in particular in a railway vehicle intended for intra-urban transport such as for example trams, it is desirable to limit the size of the bogies in order to increase the internal space accessible to passengers in the cars, while maintaining a small footprint of the railway vehicle on the track.
  • Reducing the bulk of the bogies under the body makes it possible to retain a lowered floor, that is to say extending substantially at the same level over the entire surface of the vehicle and fairly close to the ground. This facilitates the circulation of passengers between the cars and access to the vehicle from the outside, in particular for passengers having difficulty moving around and/or with goods, while maximizing the space available, for example to maximize the number of seats installed in line with the bogie.
  • the volume to be left free under the body is particularly important in the case of rotating bogies, that is to say when the body is mobile in rotation relative to the bogie.
  • the space necessary to allow such rotation while maintaining a lowered floor is a heavy constraint for the design of the bogies.
  • the subject of the invention is a bogie according to claim 1.
  • Such a bogie makes it possible to have a railway vehicle comprising an integral lowered floor, while maintaining an acceptable space requirement on the track, in particular as regards the lateral space requirement.
  • the invention also relates to a vehicle comprising at least one bogie as described above and at least one vehicle body carried by the bogie.
  • THE figure 1 And 2 represent a bogie 10 of a vehicle, more particularly of a railway vehicle, according to one embodiment of the invention.
  • the bogie 10 is intended to equip a vehicle, more particularly a track-guided vehicle, for example, a railway vehicle, such as a tram or a tram-train.
  • a vehicle more particularly a track-guided vehicle, for example, a railway vehicle, such as a tram or a tram-train.
  • a longitudinal direction X according to the direction of ordinary circulation of the vehicle, a direction of elevation Z perpendicular to a rolling plane of the vehicle and a transverse direction Y orthogonal to the longitudinal direction X and to the direction d Z elevation.
  • the bogie 10 is adapted to be installed on a low-floor railway vehicle.
  • the railway vehicle comprises at least one car, each car comprising a body defining a floor.
  • Each floor extends at the same level to within 30 mm in the direction of elevation Z, including to the right of the bogie 10.
  • the floor has in particular at each point a local slope less than 3%, advantageously 2% with respect to a horizontal plane.
  • the railway vehicle comprises a large number of seats located in line with the bogie, in particular at least sixteen seats on the same floor in line with the bogie, thanks to the lowered floor.
  • the floor extends for example at a height substantially between 350 mm and 380 mm from the ground, the height being measured in the direction of elevation.
  • the bogie 10 is a fixed bogie, that is to say a bogie intended to support the body of the railway vehicle without allowing significant relative rotational movement (that is to say here of amplitude greater than 2° to within 0.5°) of the body relative to the bogie 10 around an axis of rotation substantially parallel to the direction of elevation Z.
  • the bogie is said to be fixed when it is intended to support the body of the railway vehicle without allowing movement of an amplitude greater than 4°, to within 0.5°.
  • the bogie 10 comprises a bogie frame 12, as well as four wheels 14, four motors 16 and four reducers 18.
  • Each motor 16 is associated with a single one of the wheels 14 and a single one of the reducers 18, so that each motor 16 drives in rotation only the wheel 14 which is associated with it via the corresponding reducer 18.
  • Each wheel 14 is thus mechanically independent of the other wheels 14.
  • the bogie 10 further comprises two end parts 24, here forming the axle, located on both sides of the frame 12 in the longitudinal direction X, and two saddles 26 located on both sides of the frame 12 in the transverse direction Y.
  • the frame 12 also called frame, comprises two crosspieces 30 and two longerons 32 joined at their respective ends by corner pieces 33 to form a rectangle extending in a plane substantially orthogonal to the direction of Z elevation.
  • the crosspieces 30 and the longitudinal members 32 are for example metal beams of elongated shape, extending respectively substantially in the transverse direction Y and in the longitudinal direction X.
  • the crosspieces 30 and the longerons 32 have an I-shaped section in a plane orthogonal to their direction of elongation.
  • their section in this plane has a shape comprising a main section extending in the elevation direction Z and two transverse sections connected to the ends of the main section in their respective environments, the transverse sections being orthogonal to the section main.
  • the crosspieces 30 and the side members 32 have an L-shaped, T-shaped, Z-shaped section, or another shape giving them suitable torsion resistance.
  • Each end part 24 comprises two axle boxes 34 fixed together by an end crosspiece 36.
  • Each end part 24 carries two of the wheels 14, mounted on respective wheel hubs contained in the axle boxes. 34.
  • the end portions 24 are connected to the frame 12 by means of two respective primary suspension systems 31 and two respective joints 35.
  • the joints are in particular pivot links, so that the end part 24 is movable relative to the frame 12 in the direction of elevation Z.
  • the primary suspension system 31 is thus adapted to allow movement of the axle boxes 34 relative to the chassis 12 only in one direction of elevation, which makes it possible to retain a reduced size of the primary suspension system 31.
  • the movement of the primary suspension system restricted to movement in the direction of elevation Z is completed by the flexibility of the frame 12, conferred by the shape of the crosspieces 30 and the side members 32.
  • the axle boxes 34 are metal casings having a substantially parallelepiped shape, and comprising a bevelled side face on the inside in the transverse direction Y.
  • Each axle box 34 contains one of the hubs 38 as well as the reducer 18, which mechanically drives the hub 38 under the action of the associated motor 16.
  • the integration of the reducer 18 in the axle box 34 makes it possible in particular to limit the size of the bogie in the transverse direction Y.
  • Each reducer 18 is, for example, fixed on the one hand oscillating on the axle and connected on the other hand to the bogie frame by a reaction rod.
  • the end crosspieces 36 are metal beams of elongated shape, extending substantially parallel to the transverse direction Y, and capable of advantageously having an I-section as defined above.
  • Each hub 38 is rotatably mounted in the respective axle box 34, about an axis of rotation substantially parallel in the transverse direction Y, and carries a single wheel 14.
  • Each wheel 14 is thus rotatable relative to the frame 12 , around the respective axis of rotation extending along the transverse direction Y.
  • each wheel 14 is located at a height defined in the direction of elevation Z lower than the rotational drive axis of the corresponding motor 16 .
  • the end crosspieces 36 extend below the axes of rotation of the hubs 38 in the elevation direction Z.
  • the use of independent hubs 38 for the four wheels 14 frees up the space located above the end crosspieces 36 and increases the free volume to the right of the bogie 10.
  • the end crosspieces 36 define between them a longitudinal space E', the longitudinal space E' extending between the beams in the longitudinal direction X, the wheels 14 being entirely positioned inside the longitudinal space E' along the longitudinal direction X. That is to say that each wheel 14 is located in a space extending between the two end crosspieces 36 along the longitudinal direction X.
  • Each fifth wheel 26 is connected to the frame 12 by elastic supports. This makes it possible in particular not to restrict the torsion flexibility of the frame 10.
  • the fifth wheel 26 further comprises a respective secondary suspension system adapted to connect the fifth wheel 26 to a rail vehicle body carried by the bogie 10.
  • Each secondary suspension system comprises a shock absorber 39A and two groups of springs 39B, each connecting the body to the fifth wheel 26.
  • Each motor 16 is fixed directly to the frame 12.
  • Each motor 16 is carried by the frame 12, more particularly by a respective corner of the frame.
  • Each motor 16 is an electric motor.
  • Each motor 16 includes a shaft.
  • the shaft carries a rotor mounted mobile in rotation in a stator carried by a stator frame, the rotation of the shaft taking place on at least one rotation bearing.
  • the shaft is thus rotatable relative to the frame 12 around an axis of rotation extending in the transverse direction Y.
  • the shaft connects an output of the motor 16 to an input of the reducer 18, via a coupling 49, and transmits the torque generated by the motor 16 to the reducer 18 and finally to the wheel 14.
  • the coupling 49 ensures in particular the displacements between the output of the motor 16 and the input of the reducer 18, in particular the displacements due to the suspensions, forming axial and/or radial movements between the motor 16 and the reducer 18.
  • the coupling 49 is, for example, with curved teeth.
  • the transmission is, in the example described, semi-suspended.
  • the wheels 14 define between them a transverse space E, represented on the figure 1 And 2 , the transverse space E extending between the planes of the wheels 14 in the transverse direction Y.
  • the motors 16 are arranged externally with respect to the wheels 14 in the transverse direction Y. That is to say that each motor 16 is located in a half-space extending from the side opposite the frame 12 with respect to the plane of the wheel. 14 associated with the motor 16. The motors 16 are thus arranged outside the transverse space E defined by the wheels 14 in the transverse direction Y.
  • each of the motors 16 is arranged externally with respect to the wheels 14 in the transverse direction Y.
  • the reducers 18 are positioned externally with respect to the wheels 14 in the transverse direction Y. That is to say that each reducer 18 is located in a half-space extending on the side opposite the frame 12 with respect to the plane of the wheel 14 associated with the motor 16. The reducers 18 are thus arranged outside the transverse space E defined by the wheels 14 in the transverse direction Y.
  • each of the reducers is arranged externally with respect to the wheels 14 in the transverse direction Y.
  • Each reducer 18 is arranged between the associated wheel 14 and the corresponding motor 16 in the transverse direction Y.
  • Each reducer 18 is arranged to transmit the rotation of one of the motors 16 to one of the hubs 38 carrying one of the wheels 14.
  • the reducer 18 comprises for example a first gear cooperating on one side with a second gear connected to the coupling 49 , and on the other side with a third gear connected to hub 38.
  • the reducer 18 makes it possible, in addition to adjusting the transmission ratio between the motor 16 and the wheel 14, to transmit the torque from the motor 16 to the wheel 14 without aligning the axes of the hub 38 and of the shaft of the motor 16 according to the transverse direction Y.
  • the motor 16 and the wheel 14 are offset in the longitudinal direction X.
  • the bogie 10 advantageously comprises four braking devices 60, each braking device 60 being adapted to block the rotation of one of the wheels 14 respectively.
  • each braking device 60 comprises a brake caliper 62 and two brake pads carried by two members of the brake caliper 62.
  • the braking device 60 is adapted to press the brake pads against opposite sides of a disc brake 66, integral with wheel 14, via brake caliper 62, to block the rotation of wheel 14.
  • Each braking device 60 is arranged entirely below the motor 16 associated with the wheel 14 respective to the braking device 60, that is to say that the brake caliper 62 and the brake pads are located in the half space located under the motor 16 in the direction of elevation Z.
  • the bogie 10 is a bogie allowing a pivot intended to support the body of the railway vehicle by allowing a significant relative rotational movement (that is to say of an amplitude greater than 2°), more particularly greater than 12°, of the body relative to the bogie 10 around an axis of rotation substantially parallel to the direction of elevation Z.
  • the bogie 10 then comprises, for example, a load cross member connected to the frame 12 by the secondary suspension system, and carrying a ball ring adapted to be fixed to the body of the railway vehicle in a manner that can move in rotation around an axis. of rotation extending along the direction of elevation Z.
  • the load beam rests on frame 12.
  • the load cross member comprises a central part which carries the ball ring, two lateral parts extending the central part externally in the transverse direction Y, and two ends extending externally with respect to the respective intermediate parts in the transverse direction Y.
  • the central part extends internally with respect to the wheels 14 and the longitudinal members 32, in the transverse direction Y, that is to say in the transverse space E defined by the wheels 14.
  • the end parts extend outside the transverse space E defined by the wheels 14.
  • the load cross member rests on the springs 39B of the secondary suspension system at the ends.
  • the central part extends lower than the ends in the direction of elevation Z, so that a height of the ball ring is partially compensated by the lowering of the central part. This makes it possible to reduce the size associated with the ball crown.
  • the load cross member has a thickness measured in the elevation direction Z at the level of the central part, greater than a thickness at the level of the side parts. This reduces the clutter associated with the load beam at the sides and ends, i.e. above the chassis, where clutter is critical, and above the springs 39B , while maintaining a sufficient thickness in the central part, at the level of the ball crown bearing the body.
  • the bogie 10 further comprises, here four, transverse abutment supports 50.
  • the transverse abutment supports 50 are provided to limit the travel of the railway vehicle body carried by the bogie 10 in a transverse direction and in a rotation around the elevation direction Z.
  • each end crosspiece 36 is here provided with two transverse abutment supports 50 on either side of said crosspiece in the transverse direction Y.
  • the transverse abutment supports 50 are arranged outside the wheels in the longitudinal direction X.
  • Each transverse stop support 50 is associated with a wheel.
  • Each transverse stop support 50 has a support surface 52.
  • the support surface 52 is adapted to receive the body in support.
  • Each support surface 52 extends in the transverse space E.
  • the transverse abutment supports 50 allow a transverse movement between the bogie 10 and the body of between 20 and 30 mm.
  • the bogie 10 makes it possible to have a railway vehicle comprising a lowered floor, while maintaining a space requirement on the track that is sufficiently small, in particular as regards the lateral or transverse space requirement.
  • the motors 16 and the axle boxes 34 are arranged externally, so as to leave a maximum free volume in line with the bogie to allow the lowered floor.
  • the arrangement of the motors 16, the wheels 14 and the axle boxes 34, offset along the longitudinal direction X makes it possible to minimize the lateral bulk under the body compared to a direct transmission system for example. This is particularly interesting for a swivel version bogie.
  • the large free volume in line with the bogie 10 also makes it possible to use the same structure of the bogie 10 for pivoting and non-pivoting applications, the free volume allowing a sufficient amplitude of rotation of the body above the bogie 10 between the axle boxes 34.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un bogie pour véhicule, comprenant :
    • un châssis de bogie, et
    • quatre roues montées sur le châssis, chaque roue étant mobile en rotation par rapport au châssis autour d'un axe de rotation respectif s'étendant selon une même direction transversale, lesdites roues définissant entre elles un espace transversal, l'espace transversal s'étendant entre des plans d'étendue des roues selon la direction transversale.
  • Un tel bogie est par exemple connu du document FR 2 720 361 A1 ou EP 1 065 123 A2 .
  • L'invention concerne également un véhicule, plus particulièrement un véhicule ferroviaire, comprenant un tel bogie.
  • Dans un véhicule ferroviaire, et notamment dans un véhicule ferroviaire destiné au transport intra-urbain comme par exemple les tramways, il est souhaitable de limiter l'encombrement des bogies afin d'augmenter l'espace interne accessible aux voyageurs dans les voitures, tout en conservant un encombrement faible du véhicule ferroviaire sur la voie.
  • La réduction de l'encombrement des bogies sous la caisse permet de conserver un plancher abaissé, c'est-à-dire s'étendant sensiblement au même niveau sur toute la surface du véhicule et assez proche du sol. Cela facilite la circulation des voyageurs entre les voitures et l'accès au véhicule depuis l'extérieur, notamment pour les voyageurs ayant des difficultés à se déplacer et/ou de marchandise, tout en maximisant l'espace disponible, par exemple pour maximiser le nombre de sièges installés au droit du bogie.
  • Le volume à laisser libre sous la caisse est particulièrement important dans le cas des bogies rotatifs, c'est-à-dire quand la caisse est mobile en rotation par rapport au bogie. L'espace nécessaire pour permettre une telle rotation tout en conservant un plancher abaissé est une contrainte lourde pour la conception des bogies.
  • Cependant, réduire l'encombrement du bogie sous la caisse en déplaçant toutes les masses latéralement par rapport aux voitures augmente fortement la largeur du véhicule ferroviaire et le gabarit du bogie, ce qui n'est pas satisfaisant pour des véhicules circulant en surface en milieu urbain.
  • Il est donc souhaitable de fournir un bogie de véhicule ferroviaire permettant d'avoir un plancher abaissé intégral, tout en conservant un encombrement transverse suffisamment faible du véhicule ferroviaire.
  • Ainsi, l'invention a pour objet un bogie selon la revendication 1.
  • Un tel bogie permet d'avoir un véhicule ferroviaire comprenant un plancher abaissé intégral, tout en maintenant un encombrement sur la voie acceptable, notamment en ce qui concerne l'encombrement latéral.
  • Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le bogie présente l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) indépendamment ou selon toute combinaison techniquement réalisable :
    • chaque réducteur est disposé entre la roue associée et le moteur correspondant selon la direction transversale ;
    • chaque moteur est décalé par rapport à la roue associée selon une direction longitudinale orthogonale à la direction transversale ;
    • chaque roue est montée sur un moyeu respectif contenu dans une boîte d'essieu respective, le réducteur associé à la roue étant également contenu dans la boîte d'essieu ;
    • les boîtes d'essieu sont fixées entre elles deux à deux par une traverse d'extrémité, chaque traverse d'extrémité s'étendant selon la direction transversale ;
    • les traverses d'extrémité définissent entre elles un espace longitudinal, l'espace longitudinal s'étendant entre les traverses d'extrémité selon une direction longitudinale orthogonale à la direction transversale, les roues étant entièrement positionnées à l'intérieur de l'espace longitudinal selon la direction longitudinale ;
    • les boîtes d'essieu sont fixées au châssis par des dispositifs de suspension primaire, chaque dispositif de suspension primaire étant agencé pour permettre un débattement de la boîte d'essieu correspondante par rapport au châssis uniquement selon une direction d'élévation sensiblement perpendiculaire à la direction transversale ;
    • le bogie comprend au moins un dispositif de freinage, de préférence quatre dispositifs de freinage, chaque dispositif de freinage étant associé à une roue correspondante, chaque dispositif de freinage comprenant un étrier de frein agencé
  • pour freiner la rotation de la roue correspondante, l'étrier de frein étant disposé en dessous du moteur entraînant la roue selon une direction d'élévation perpendiculaire à la direction transversale ; et/ou
    • l'axe de rotation respectif de chaque roue est situé à une hauteur définie selon une direction d'élévation perpendiculaire à la direction transversale inférieure à l'axe d'entraînement en rotation du moteur correspondant.
  • L'invention concerne également un véhicule comprenant au moins un bogie tel que décrit précédemment et au moins une caisse de véhicule portée par le bogie.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
    • la [Fig 1] figure 1 est une vue schématique de haut d'un bogie selon un mode de réalisation de l'invention, et
    • la [Fig 2] figure 2 est une vue schématique de profil du bogie de la figure 1.
  • Les figures 1 et 2 représentent un bogie 10 de véhicule, plus particulièrement de véhicule ferroviaire, selon un mode de réalisation de l'invention.
  • Le bogie 10 est destiné à équiper un véhicule, plus particulièrement un véhicule guidé par voie, par exemple, un véhicule ferroviaire, tel qu'un tramway ou un tram-train.
  • Dans ce qui suit, on définit une direction longitudinale X selon la direction de circulation ordinaire du véhicule, une direction d'élévation Z perpendiculaire à un plan de roulement du véhicule et une direction transversale Y orthogonale à la direction longitudinale X et à la direction d'élévation Z.
  • Le bogie 10 est adapté pour être installé sur un véhicule ferroviaire à plancher abaissé. Le véhicule ferroviaire comprend au moins une voiture, chaque voiture comprenant une caisse définissant un plancher.
  • Chaque plancher s'étend au même niveau à 30 mm près selon la direction d'élévation Z, y compris au droit du bogie 10. Le plancher présente en particulier à chaque point une pente locale inférieure à 3 %, avantageusement 2 % par rapport à un plan horizontal.
  • Le véhicule ferroviaire comprend un grand nombre de sièges situés au droit du bogie, notamment au moins seize sièges sur un même étage au droit du bogie, grâce au plancher abaissé. Le plancher s'étend par exemple à une hauteur sensiblement comprise entre 350 mm et 380 mm du sol, la hauteur étant mesurée selon la direction d'élévation.
  • Selon ce mode de réalisation, le bogie 10 est un bogie fixe, c'est-à-dire un bogie destiné à supporter la caisse du véhicule ferroviaire sans permettre de mouvement de rotation relatif significatif (c'est-à-dire ici d'amplitude supérieure à 2° à 0,5° près) de la caisse par rapport au bogie 10 autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle à la direction d'élévation Z.
  • Alternativement, le bogie est dit fixe lorsqu'il est destiné à supporter la caisse du véhicule ferroviaire sans permettre de mouvement d'amplitude supérieure à 4°, à 0,5° près.
  • Le bogie 10 comprend un châssis 12 de bogie, ainsi que quatre roues 14, quatre moteurs 16 et quatre réducteurs 18.
  • Chaque moteur 16 est associé à une unique des roues 14 et à un unique des réducteurs 18, de sorte que chaque moteur 16 entraîne en rotation uniquement la roue 14 qui lui est associée par l'intermédiaire du réducteur 18 correspondant. Chaque roue 14 est ainsi mécaniquement indépendante des autres roues 14.
  • Le bogie 10 comprend de plus deux parties d'extrémité 24, formant ici l'essieu, situées des deux côtés du châssis 12 selon la direction longitudinale X, et deux sellettes 26 situées des deux côtés du châssis 12 selon la direction transversale Y.
  • Selon un mode de réalisation, le châssis 12, également appelé cadre, comprend deux traverses 30 et deux longerons 32 assemblés à leurs extrémités respectives par des pièces d'angle 33 pour former un rectangle s'étendant dans un plan sensiblement orthogonal à la direction d'élévation Z.
  • Les traverses 30 et les longerons 32 sont par exemple des poutres métalliques de forme allongée, s'étendant respectivement sensiblement selon la direction transversale Y et selon la direction longitudinale X.
  • Les traverses 30 et les longerons 32 présentent une section en forme de I dans un plan orthogonal à leur direction d'allongement. Par cela, on entend que leur section dans ce plan présente une forme comportant un tronçon principal s'étendant selon la direction d'élévation Z et deux tronçons transverses reliés aux extrémités du tronçon principal en leur milieux respectifs, les tronçons transverses étant orthogonaux au tronçon principal.
  • Une telle forme de la section des traverses 30 et des longerons 32 leur confère une plus faible résistance en torsion, ce qui augmente la flexibilité du châssis 12.
  • En variante, les traverses 30 et les longerons 32 présentent une section en forme de L, en forme de T, en forme de Z, ou une autre forme leur conférant une résistance en torsion adaptée.
  • Chaque partie d'extrémité 24 comprend deux boites d'essieu 34 fixées entre elles par une traverse d'extrémité 36. Chaque partie d'extrémité 24 porte deux des roues 14, montées sur des moyeux de roue respectifs contenus dans les boites d'essieux 34.
  • Les parties d'extrémité 24 sont reliées au châssis 12 au moyen de deux systèmes de suspension primaire 31 respectifs et de deux articulations 35 respectives. Les articulations sont notamment des liaisons pivot, de sorte que la partie d'extrémité 24 est mobile par rapport au châssis 12 selon la direction d'élévation Z.
  • Le système de suspension primaire 31 est ainsi adapté pour permettre un débattement des boites d'essieu 34 par rapport au châssis 12 uniquement selon une direction d'élévation, ce qui permet de conserver un encombrement réduit du système de suspension primaire 31. Le débattement du système de suspension primaire restreint à un mouvement selon la direction d'élévation Z est complété par la flexibilité du châssis 12, conférée par la forme des traverses 30 et des longerons 32.
  • Les boites d'essieu 34 sont des carters métalliques présentant une forme sensiblement parallélépipédique, et comprenant une face latérale biseautée du côté intérieur selon la direction transversale Y.
  • Chaque boite d'essieu 34 contient un des moyeux 38 ainsi que le réducteur 18, qui entraine mécaniquement le moyeu 38 sous l'action du moteur 16 associé.
  • L'intégration du réducteur 18 dans la boîte d'essieu 34 permet notamment de limiter l'encombrement du bogie selon la direction transversale Y.
  • Chaque réducteur 18 est, par exemple, fixé d'une part oscillant sur l'essieu et lié d'autre part au châssis de bogie par une bielle de réaction.
  • Les traverses d'extrémité 36 sont des poutres métalliques de forme allongée, s'étendant sensiblement parallèlement à la direction transverse Y, et susceptible de présenter avantageusement une section en I comme défini plus haut.
  • Chaque moyeu 38 est monté rotatif dans la boite d'essieu 34 respective, autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle selon la direction transversale Y, et porte une unique roue 14. Chaque roue 14 est ainsi mobile en rotation par rapport au châssis 12, autour de l'axe de rotation respectif s'étendant selon la direction transversale Y.
  • L'axe de rotation respectif de chaque roue 14 est situé à une hauteur définie selon la direction d'élévation Z inférieure à l'axe d'entraînement en rotation du moteur 16 correspondant.
  • Les traverses d'extrémité 36 s'étendent en-dessous des axes de rotation des moyeux 38 selon la direction d'élévation Z. L'utilisation de moyeux 38 indépendants pour les quatre roues 14 permet de libérer l'espace situé au-dessus des traverses d'extrémité 36 et augmente le volume libre au droit du bogie 10.
  • Les traverses d'extrémité 36 définissent entre elles un espace longitudinal E', l'espace longitudinal E' s'étendant entre les poutres selon la direction longitudinale X, les roues 14 étant entièrement positionnées à l'intérieur de l'espace longitudinal E' selon la direction longitudinale X. C'est-à-dire que chaque roue 14 est située dans un espace s'étendant entre les deux traverses d'extrémité 36 selon la direction longitudinale X.
  • Chaque sellette 26 est reliée au châssis 12 par des appuis élastiques. Cela permet notamment de ne pas brider la flexibilité en torsion du châssis 10.
  • La sellette 26 comprend de plus un système de suspension secondaire respectif adapté pour relier la sellette 26 à une caisse de véhicule ferroviaire portée par le bogie 10.
  • Chaque système de suspension secondaire comprend un amortisseur 39A et deux groupes de ressorts 39B, reliant chacun la caisse à la sellette 26.
  • Chaque moteur 16 est fixé directement sur le châssis 12.
  • Chaque moteur 16 est porté par le châssis 12, plus particulièrement par un coin respectif du châssis.
  • Cela permet notamment de réduire les masses non suspendues, cela étant notamment bénéfique vis-à-vis des sollicitations sur l'infrastructure et sur le moteur.
  • Chaque moteur 16 est un moteur électrique.
  • Chaque moteur 16 comprend un arbre. L'arbre porte un rotor monté mobile en rotation dans un stator porté par une carcasse de stator, la rotation de l'arbre ayant lieu sur au moins un pallier de rotation.
  • L'arbre est ainsi mobile en rotation par rapport au châssis 12 autour d'un axe de rotation s'étendant selon la direction transversale Y.
  • L'arbre relie une sortie du moteur 16 à une entrée du réducteur 18, via un accouplement 49, et transmet le couple généré par le moteur 16 au réducteur 18 et finalement à la roue 14.
  • L'accouplement 49 assure notamment les débattements entre la sortie du moteur 16 et l'entrée du réducteur 18, en particulier les débattements dus aux suspensions, formant des mouvements axiaux et/ou radiaux entre le moteur 16 et le réducteur 18.
  • L'accouplement 49 est, par exemple, à dentures bombées.
  • La transmission est, dans l'exemple décrit, semi-suspendue.
  • Les roues 14 définissent entre elles un espace transversal E, représenté sur les figures 1 et 2, l'espace transversal E s'étendant entre les plans des roues 14 selon la direction transversale Y.
  • Les moteurs 16 sont disposés extérieurement par rapport aux roues 14 selon la direction transversale Y. C'est-à-dire que chaque moteur 16 est situé dans un demi espace s'étendant du côté opposé au châssis 12 par rapport au plan de la roue 14 associée au moteur 16. Les moteurs 16 sont ainsi disposés à l'extérieur de l'espace transversal E défini par les roues 14 selon la direction transversale Y.
  • On entend ici que l'ensemble de chacun des moteurs 16 est disposé extérieurement par rapport aux roues 14 selon la direction transversale Y.
  • Les réducteurs 18 sont positionnés extérieurement par rapport aux roues 14 selon la direction transversale Y. C'est-à-dire que chaque réducteur 18 est situé dans un demi espace s'étendant du côté opposé au châssis 12 par rapport au plan de la roue 14 associée au moteur 16. Les réducteurs 18 sont ainsi disposés à l'extérieur de l'espace transversal E défini par les roues 14 selon la direction transversale Y.
  • On entend ici que l'ensemble de chacun des réducteurs est disposé extérieurement par rapport aux roues 14 selon la direction transversale Y.
  • Chaque réducteur 18 est disposé entre la roue 14 associée et le moteur 16 correspondant selon la direction transversale Y.
  • Chaque réducteur 18 est agencé pour transmettre la rotation d'un des moteurs 16 à un des moyeux 38 portant une des roues 14. Le réducteur 18 comprend par exemple un premier engrenage coopérant d'un côté avec un deuxième engrenage relié à l'accouplement 49, et de l'autre côté avec un troisième engrenage relié au moyeu 38.
  • Le réducteur 18 permet, en plus d'ajuster le rapport de transmission entre le moteur 16 et la roue 14, de transmettre le couple du moteur 16 à la roue 14 sans aligner les axes du moyeu 38 et de l'arbre du moteur 16 selon la direction transversale Y. Ainsi, le moteur 16 et la roue 14 sont décalés selon la direction longitudinale X.
  • Le bogie 10 comprend avantageusement quatre dispositifs de freinage 60, chaque dispositif de freinage 60 étant adapté pour bloquer la rotation d'une des roues 14 respective.
  • Comme représenté sur la figure 1, chaque dispositif de freinage 60 comprend un étrier de frein 62 et deux plaquettes de frein portées par deux membres de l'étrier de frein 62. Le dispositif de freinage 60 est propre à serrer les plaquettes de frein contre des côtés opposés d'un disque de frein 66, solidaire de la roue 14, par l'intermédiaire de l'étrier de frein 62, pour bloquer la rotation de la roue 14.
  • Chaque dispositif de freinage 60 est disposé entièrement en dessous du moteur 16 associé à la roue 14 respective au dispositif de freinage 60, c'est-à-dire que l'étrier de freinage 62 et les plaquettes de frein se trouvent dans le demi espace situé sous le moteur 16 selon la direction d'élévation Z.
  • Dans un mode de réalisation alternatif, le bogie 10 est un bogie permettant un pivot destiné à supporter la caisse du véhicule ferroviaire en permettant un mouvement de rotation relatif significatif (c'est-à-dire d'amplitude supérieure à 2°), plus particulièrement supérieur à 12°, de la caisse par rapport au bogie 10 autour d'un axe de rotation sensiblement parallèle à la direction d'élévation Z.
  • Le bogie 10 comprend alors, par exemple, une traverse de charge reliée au châssis 12 par le système de suspension secondaire, et portant une couronne à billes adaptée pour être fixée à la caisse de véhicule ferroviaire de façon mobile en rotation autour d'un axe de rotation s'étendant selon la direction d'élévation Z.
  • La traverse de charge repose sur le châssis 12.
  • La traverse de charge comporte une partie centrale qui porte la couronne à billes, deux parties latérales prolongeant la partie centrale extérieurement selon la direction transversale Y, et deux extrémités s'étendant extérieurement par rapport aux parties intermédiaires respectives selon la direction transversale Y.
  • La partie centrale s'étend intérieurement par rapport aux roues 14 et aux longerons 32, selon la direction transversale Y, c'est-à-dire dans l'espace transversal E défini par les roues 14.
  • Les parties d'extrémité s'étendent à l'extérieur de l'espace transversal E défini par les roues 14.
  • La traverse de charge est en appui sur les ressorts 39B du système de suspension secondaire au niveau des extrémités. La partie centrale s'étend plus bas que les extrémités selon la direction d'élévation Z, de sorte qu'une hauteur de la couronne à billes est partiellement compensée par l'abaissement de la partie centrale. Ceci permet de réduire l'encombrement associé à la couronne à billes.
  • La traverse de charge présente une épaisseur mesurée selon la direction d'élévation Z au niveau de la partie centrale, plus importante qu'une épaisseur au niveau des parties latérales. Ceci permet de réduire l'encombrement associé à la traverse de charge au niveau des parties latérales et des extrémités, c'est-à-dire au-dessus du châssis, là où l'encombrement est crucial, et au-dessus des ressorts 39B, tout en conservant une épaisseur suffisante dans la partie centrale, au niveau de la couronne à billes portant la caisse.
  • Le bogie 10 comprend en outre des, ici quatre, appuis de butées transversales 50.
  • Les appuis de butées transversales 50 sont prévus pour limiter la course de la caisse de véhicule ferroviaire portée par le bogie 10 selon une direction transversale et selon une rotation autour de la direction d'élévation Z.
  • Plus particulièrement, chaque traverse d'extrémité 36 est ici pourvue de deux appuis de butées transversales 50 de part et d'autre de ladite traverse selon la direction transversale Y.
  • Les appuis de butées transversales 50 sont agencés à l'extérieur des roues selon la direction longitudinale X.
  • Chaque appui de butée transversale 50 est associée à une roue.
  • Chaque appui de butée transversale 50 présente une surface d'appui 52. La surface d'appui 52 est adaptée pour recevoir en appui la caisse.
  • Chaque surface d'appui 52 s'étend dans l'espace transversal E.
  • De préférence, les appuis de butées transversales 50 autorisent un débattement transversal entre le bogie 10 et la caisse compris entre 20 et 30 mm.
  • Le bogie 10 permet d'avoir un véhicule ferroviaire comprenant un plancher abaissé, tout en maintenant un encombrement sur la voie suffisamment faible, notamment en ce qui concerne l'encombrement latéral ou transversal. En effet, les moteurs 16 et les boites d'essieu 34 sont arrangés extérieurement, de façon à laisser un volume libre maximal au droit du bogie pour permettre le plancher abaissé. Cependant, la disposition des moteurs 16, des roues 14 et des boites d'essieu 34, décalés selon la direction longitudinale X, permet de minimiser l'encombrement latéral sous la caisse par rapport à un système à transmission directe par exemple. Cela est particulièrement intéressant pour un bogie version pivotante.
  • Le volume libre important au droit du bogie 10 permet, de plus, d'utiliser une même structure du bogie 10 pour des applications pivotantes et non-pivotantes, le volume libre permettant une amplitude de rotation suffisante de la caisse au-dessus du bogie 10 entre les boites d'essieu 34.

Claims (10)

  1. Bogie (10) pour véhicule, comprenant :
    - un châssis (12) de bogie (10), et
    - quatre roues (14) montées sur le châssis (12), chaque roue (14) étant mobile en rotation par rapport au châssis (12) autour d'un axe de rotation respectif s'étendant selon une même direction transversale (Y), lesdites roues (14) définissant entre elles un espace transversal (E), l'espace transversal (E) s'étendant entre des plans d'étendue des roues (14) selon la direction transversale (Y),
    - quatre moteurs (16) assemblés sur le châssis (12), positionnés à l'extérieur de l'espace transversal (E) selon la direction transversale (Y), chaque moteur (16) présentant un axe respectif d'entraînement en rotation selon la direction transversale (Y), et
    - quatre réducteurs (18) positionnés à l'extérieur de l'espace transversal (E) selon la direction transversale (Y), chaque réducteur (18) étant associé à une des roues (14) respective,
    chaque moteur (16) étant agencé pour entraîner une des roues (14) par l'intermédiaire d'un des réducteurs (18) associé à la roue (14), chaque roue (14) étant mécaniquement indépendante des autres roues (14),
    caractérisé en ce que, chaque moteur (16) est porté par le châssis (12) et comprend un arbre portant un rotor monté mobile en rotation dans un stator porté par une carcasse de stator, la rotation de l'arbre ayant lieu sur au moins un pallier de rotation, l'arbre reliant une sortie du moteur (16) à une entrée du réducteur (18), via un accouplement (49), et transmettant le couple généré par le moteur (16) au réducteur (18) et finalement à la roue (14).
  2. Bogie selon la revendication 1, dans lequel chaque réducteur (18) est disposé entre la roue (14) associée et le moteur (16) correspondant selon la direction transversale (Y).
  3. Bogie selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque moteur (16) est décalé par rapport à la roue (14) associée selon une direction longitudinale (X) orthogonale à la direction transversale (Y).
  4. Bogie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chaque roue (14) est montée sur un moyeu respectif contenu dans une boîte d'essieu (34) respective, le réducteur (18) associé à la roue (14) étant également contenu dans la boîte d'essieu (34).
  5. Bogie selon la revendication 4, dans lequel les boîtes d'essieu (34) sont fixées entre elles deux à deux par une traverse d'extrémité (36), chaque traverse d'extrémité (36) s'étendant selon la direction transversale (Y).
  6. Bogie selon la revendication 5, dans lequel les traverses d'extrémité (36) définissent entre elles un espace longitudinal (E'), l'espace longitudinal (E') s'étendant entre les traverses d'extrémité (36) selon une direction longitudinale (X) orthogonale à la direction transversale (Y), les roues (14) étant entièrement positionnées à l'intérieur de l'espace longitudinal (E') selon la direction longitudinale (X).
  7. Bogie selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel les boîtes d'essieu (34) sont fixées au châssis (12) par des dispositifs de suspension primaire (31), chaque dispositif de suspension primaire (31) étant agencé pour permettre un débattement de la boîte d'essieu (34) correspondante par rapport au châssis (12) uniquement selon une direction d'élévation (Z) sensiblement perpendiculaire à la direction transversale (Y).
  8. Bogie selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant au moins un dispositif de freinage (60), de préférence quatre dispositifs de freinage (60), chaque dispositif de freinage (60) étant associé à une roue (14) correspondante, chaque dispositif de freinage (60) comprenant un étrier de frein (62) agencé pour freiner la rotation de la roue (14) correspondante, l'étrier de frein (62) étant disposé en dessous du moteur (16) entraînant la roue (14) selon une direction d'élévation (Z) perpendiculaire à la direction transversale (X).
  9. Bogie selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'axe de rotation respectif de chaque roue (14) est situé à une hauteur définie selon une direction d'élévation (Z) perpendiculaire à la direction transversale (Y) inférieure à l'axe d'entraînement en rotation du moteur (16) correspondant.
  10. Véhicule comprenant au moins un bogie (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 et au moins une caisse de véhicule portée par le bogie.
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