FR2490171A1 - BOGIE PROVIDED WITH A CROSS-SECTIONAL BEAM FOR THE SUPPORT OF THE BODY OF A RAIL VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Description
BOGIE MUNI D'UNE POUTRE TRANSVERSALE POUR L'APPUI
DE LA CAISSE D'UN VEHICULE FERROVIAIRE.BOGIE PROVIDED WITH A CROSS-SECTIONAL BEAM FOR SUPPORT
OF THE BODY OF A RAIL VEHICLE.
L'invention concerne un-bogie muni d'une poutre transversale destinée à donner appui à la caisse d'un véhicule ferroviaire. The invention relates to a bogie provided with a transverse beam intended to support the body of a railway vehicle.
Ainsi qu'il est bien connu, les spécifications imposées dans le cas des véhicules ferroviaires pour la suspension dite secondaire qui est interposée entre la caisse du vehicule et le bogie sont les suivantes:
a) obtention d'une suspension verticale suffisamment souple de la caisse du véhicule;
b) réduction des forces transversales dynamiques agissant sur la caisse du
véhicule en présence d'un déport transversal modéré;
c) transmission élastique des forces de traction et de freinage entre le
bogie et la caisse du véhicule dans la direction longitudinale du véhicule;
d) garantie de la prise de position sans coTncement du bogie même dans les
courbes de voies possédant le rayon minimum qui est possible en pratique.As is well known, the specifications imposed in the case of railway vehicles for the so-called secondary suspension which is interposed between the body of the vehicle and the bogie are as follows:
a) obtaining a sufficiently flexible vertical suspension of the vehicle body;
b) reduction of the dynamic transverse forces acting on the body of the
vehicle in the presence of a moderate transverse offset;
c) elastic transmission of the traction and braking forces between the
bogie and the body of the vehicle in the longitudinal direction of the vehicle;
d) guarantee of the position taken without the bogie even in the
track curves with the minimum radius that is possible in practice.
Toutefois, ces conditions renferment une contradiction: eneffet, lorsqu'on utilise comme suspension secondaire entre le bogie et la caisse du vehicule un appareil élastique pouvant également être charge perpendiculairement à la direction de la traction, (appareil du type dit "Flexicoil"), ceci fait obstacle au parcours des courbes de faible rayon. However, these conditions contain a contradiction: in fact, when a secondary suspension between the bogie and the vehicle body is used, an elastic device which can also be loaded perpendicular to the direction of traction, (device of the so-called "Flexicoil" type), this obstructs the course of small radius curves.
On connaît des bogies dans lesquels on utilise des biellettes oscillantes transversales qui sont suspendues de façon pendulaire et supportees par un ressort et qui sont donc appropriées egalement pour les oscillations orientées transversalement. Toutefois, le défaut de ces propositions consiste en ce que les solutions obtenues sont compliquées, coûteuses et très exigentes en ce qui concerne les dépenses d'entretien en raison de l'usure des éléments frottants, en ce que leur duree de vie n'est que très limitée et en ce qu'elles sont très lourdes et très encombrantes. Bogies are known in which transverse oscillating links are used which are suspended in a pendular fashion and supported by a spring and which are therefore also suitable for oscillations oriented transversely. However, the shortcoming of these proposals is that the solutions obtained are complicated, expensive and very demanding with regard to maintenance costs due to the wear of the friction elements, in that their lifespan is that very limited and in that they are very heavy and very bulky.
Pour éliminer les déficiences précitées des bogies à suspension pendulaire, il a déjà eté proposé des solutions mécaniques ou des combinaisons mécano pneumatiques,mais on n'a alors obtenu que des resultats partiels. En effet, dans le cas de ces bogies où, pour supporter la caisse du véhicule, on utilise des ressorts hélicoçdaux du type dit "Flexicoil" sans balancier, il -se produisait de trop grandes résistances dans les courbes de la voie et lors de la prise de courbure et les forces elastiques engendrées provoquaient une usure importante des boudins de roues. To eliminate the aforementioned deficiencies of bogies with pendulum suspension, mechanical solutions or mechanical pneumatic combinations have already been proposed, but only partial results have then been obtained. Indeed, in the case of these bogies where, to support the body of the vehicle, helical springs of the so-called "Flexicoil" type are used without pendulum, it produced too great resistance in the curves of the track and during the bending and the elastic forces generated caused significant wear of the wheel flanges.
Dans le brevet hongrois NO 164 237, il est decrit un bogie dans lequel la liaison entre le châssis du bogie et la caisse du véhicule est.composée de ressorts helicoldaux, des ressorts en caoutchouc stratifiés prenant appui sur les premiers afin d'atténuer le couple de torsion engendré dans les courbes de la voie. In Hungarian patent NO 164 237, a bogie is described in which the connection between the chassis of the bogie and the body of the vehicle is made up of helical springs, laminated rubber springs bearing on the former in order to reduce the torque of torsion generated in the curves of the track.
Cette proposition présente l'inconvénient de ne permettre qu'une rotation relativement petite entre le bogie et la caisse du véhicule. En effet, en présence de rotations relativement plus grandes, les ressorts en caoutchouc d'appui de la caisse incorpores perdent leur stabilité. Cette proposition ne peut donc pas être adoptée pour les chemins de fer, les tramways, ni pour les chemins de fer souterrains aussi bien à grande vitesse qu'à petite vitesse.This proposal has the disadvantage of allowing only a relatively small rotation between the bogie and the vehicle body. Indeed, in the presence of relatively larger rotations, the rubber support springs of the incorporated body lose their stability. This proposal cannot therefore be adopted for railways, trams, or underground railways at both high speed and low speed.
La demande de brevet de la R.F.A. DT-AS Nb 24 40 069 décrit un bogie muni d'une poutre transversale et dans lequel le tourillon fixé à la caisse du véhicule est logé dans un logement prévu à cette fin sur la poutre transversale. Cette solution presente l'inconvénient consistant en ce que le bogie transmet inévitablement à la caisse du véhicule les contraintes orientées transversalement qui sont engen drées par la voie et que, en conséquence, cette solution n'est pas appropriée pour le mode de travail dit FlexicoiT de la suspension secondaire. The R.F.A. patent application DT-AS Nb 24 40 069 describes a bogie provided with a transverse beam and in which the pin fixed to the vehicle body is housed in a housing provided for this purpose on the transverse beam. This solution has the drawback that the bogie inevitably transmits to the vehicle body the transversely oriented stresses which are generated by the track and that, consequently, this solution is not suitable for the so-called FlexicoiT work mode. secondary suspension.
Le but de la presente invention est d'eliminer les inconvénients précités. The object of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks.
Le problème que l'invention se propose de résoudre consiste donc à créer un bogie muni d'une poutre transversale et qui, tout en conservant les avantages d'une liaison sans dispositif à balancier (à leviers oscillants) présente un faible poids, est de construction relativement simple, et donne lieu à une sécurité de fonctionnement, tout en permettant d'obtenir une rotation relative presque illimitée entre le bogie ou la poutre transversale et la caisse du véhicule et qui, par ailleurs, garantisse également le mode de travail dit "Flexicoil" de la suspension secondaire. The problem that the invention proposes to solve therefore consists in creating a bogie provided with a transverse beam and which, while retaining the advantages of a link without a pendulum device (with oscillating levers) has a low weight, is to relatively simple construction, and gives rise to operational safety, while making it possible to obtain an almost unlimited relative rotation between the bogie or the transverse beam and the body of the vehicle and which, moreover, also guarantees the so-called working mode " Flexicoil "of the secondary suspension.
Pour résoudre le probleme posé, on prend pour point de départ un bogie muni d'une poutre transversale, dans lequel le tourillon ou le plateau de rotation fixe à la caisse du véhicule est monté tournant dans un logement solidaire de la poutre transversale. Suivant l'invention, ce bogie est perfectionné par le fait que la poutre transversale possède au moins un évidement qui est en liaison pour la transmission de la force avec la console du bogie dans le sens de la traction mais est en même temps de configuration appropriée pour permettre un déplacement relatif en translation de la console du bogie transversalement à la direction de la tractior et également dans la direction verticale. To solve the problem posed, we take as a starting point a bogie provided with a transverse beam, in which the trunnion or the rotary table fixed to the vehicle body is rotatably mounted in a housing secured to the transverse beam. According to the invention, this bogie is improved by the fact that the transverse beam has at least one recess which is in connection for the transmission of the force with the console of the bogie in the direction of traction but is at the same time of suitable configuration. to allow relative movement in translation of the bogie console transversely to the direction of the tractor and also in the vertical direction.
Suivant une caracteristique avantageuse d'une telle forme de réalisation de l'invention, la console du bogie est rendu solidaire de l'évidement de la poutre transversale dans la direction de la traction, par un élément élastique de chaque côté. According to an advantageous characteristic of such an embodiment of the invention, the console of the bogie is made integral with the recess of the transverse beam in the direction of traction, by an elastic element on each side.
Suivant l'invention, il est également possible d'adopter une solution dans laquelle le bogie présente deux consoles qui sont reliées aux deux évidements de la poutre transversale. Ces consoles sont de construction symétrique par rapport à l'axe du tourillon ou du plateau de rotation mais perpendiculaires à l'axe longitudinal horizontal de la caisse du véhicule, la transmission de la force du tourillon ou du plateau de rotation au logement ainsi que la transmission de la force des consoles aux evidements se produisant à peu près dans le même plan horizontal. According to the invention, it is also possible to adopt a solution in which the bogie has two brackets which are connected to the two recesses of the transverse beam. These consoles are symmetrical in construction with respect to the axis of the trunnion or the turntable but perpendicular to the horizontal longitudinal axis of the vehicle body, the transmission of the force of the trunnion or the turntable to the housing as well transmission of the force of the consoles to the recesses occurring roughly in the same horizontal plane.
Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la poutre trans versale est munie d'éléments de butée élastiques pour limiter le déplacement horizontal transversal des consoles du bogie. According to another advantageous characteristic of the invention, the transverse beam is provided with elastic abutment elements to limit the horizontal transverse movement of the consoles of the bogie.
L'invention sera exposée dans ses détails ci-après en regard des dessins annexes, sur ces dessins:
les figures 1 et 2 sont des schémas de principe, en vue de côté du bogie suivant l'invention mis en place;
la figure 3 est une vue en coupe transversale et à plus grande échelle d'un exemple de réalisation du bogie suivant l'invention;
la figure 4 est une vue de dessus de la solution de la figure 3, représentée avec arrachement partiel;
la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4.The invention will be explained in detail below with reference to the accompanying drawings, on these drawings:
Figures 1 and 2 are block diagrams, side view of the bogie according to the invention implemented;
Figure 3 is a cross-sectional view on a larger scale of an exemplary embodiment of the bogie according to the invention;
Figure 4 is a top view of the solution of Figure 3, shown with partial cutaway;
FIG. 5 is a section along the line VV in FIG. 4.
Sur la figure 1, on a représente les contours d'un véhicule ferroviaire dont la caisse 10 est supportée par deux bogies suivant l'invention munis de poutres transversales, le bogie étant désigne dans son ensemble par la référence 11 et la poutre transversale par la référence 12. In Figure 1, we have the contours of a rail vehicle whose body 10 is supported by two bogies according to the invention provided with transverse beams, the bogie being generally designated by the reference 11 and the transverse beam by the reference 12.
Sur la figure 2, on a représenté un dispositif de ce type dans lequel deux caisses de véhicules 10 reposent sur trois bogies 11 suivant l'invention. Dans cett construction, le bogie central 11' prévu pour les deux caisses 10 adjacentes est muni pour les deux caisses de deux poutres transversales correspondantes 12 entièrement indépendantes l'une de l'autre. Les détails d'une forme de réalisation du bogie suivant l'invention sont représentés sur les figures 3 à 5. In Figure 2, there is shown a device of this type in which two vehicle bodies 10 rest on three bogies 11 according to the invention. In this construction, the central bogie 11 'provided for the two adjacent boxes 10 is provided for the two boxes with two corresponding transverse beams 12 completely independent of one another. The details of an embodiment of the bogie according to the invention are shown in Figures 3 to 5.
La figure 3 montre les details inférieurs d'une caisse de véhicule 10 qui est munie d'un tourillon 14 situe sur l'axe 13 du véhicule. Le tourillon 14 est monté dans un logement 15 qui est formé sur la poutre transversale 12. Le tourillon 14 peut naturellement etre remplacé par un plateau de rotation ou par une couronne de billes. Le poids de la caisse 10 est transmis du tourillon 14 à la poutre transversale 12 au niveau du logement 15. Toutefois, la poutre transversale 12 transmet la charge au bogie 11 par l'intermédiaire de ressorts 16 de support de la caisse pouvant travailler selon un mode de travail connu en soi dit "Flexicoil" (suspension secondaire). La caisse 10 et la poutre transversale 12 sont munies, l'une dans sa partie inferieure et l'autre dans sa partie supérieure, d'appuis lateraux 17 connus en soi. Figure 3 shows the lower details of a vehicle body 10 which is provided with a pin 14 located on the axis 13 of the vehicle. The pin 14 is mounted in a housing 15 which is formed on the transverse beam 12. The pin 14 can naturally be replaced by a rotation plate or by a ring of balls. The weight of the body 10 is transmitted from the pin 14 to the transverse beam 12 at the level of the housing 15. However, the transverse beam 12 transmits the load to the bogie 11 by means of springs 16 for supporting the body which can work according to a working method known per se called "Flexicoil" (secondary suspension). The body 10 and the transverse beam 12 are provided, one in its lower part and the other in its upper part, with lateral supports 17 known per se.
Suivant l'invention, la poutre transversale 12 possède au moins un évidement 18 qui est en liaison pour la transmission de la force -dans la direction de la traction- avec une console 19 prévue sur le bogie 11. Toutefois, cet évidement est de configuration appropriée pour permettre une translation relative de la console 19 du bogie 11 dans la direction transversale à la direction de la traction et dans la direction verticale. According to the invention, the transverse beam 12 has at least one recess 18 which is connected for the transmission of force - in the direction of traction - with a console 19 provided on the bogie 11. However, this recess is of configuration suitable for allowing relative translation of the console 19 of the bogie 11 in the direction transverse to the direction of traction and in the vertical direction.
Sur les figures 3 à 5, le bogie 11 comprend deux consoles 19 qui correspondent à deux evidements 18 de la poutre transversale 12. Les consoles 19 et les évidements 18 qui les reçoivent sont symétriques par rapport à l'axe du tourillon (axe qui coincide avec l'axe vertical 13 de la caisse 10 du véhicule) mais ils sont disposes ou orientés perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule. La transmission des forces de traction ou de freinage s'effectue de la caisse 10 à la pqutre 12 par l'intermédiaire du tourillon 14 et du logement 15, ainsi qu'on l'a déjà mentionne plus haut; l'axe de transmission de la force est designé par la référence 20. In FIGS. 3 to 5, the bogie 11 comprises two brackets 19 which correspond to two recesses 18 of the transverse beam 12. The brackets 19 and the recesses 18 which receive them are symmetrical with respect to the axis of the journal (axis which coincides with the vertical axis 13 of the body 10 of the vehicle) but they are arranged or oriented perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle. The transmission of the traction or braking forces takes place from the body 10 to the punt 12 by means of the pin 14 and the housing 15, as already mentioned above; the axis of force transmission is designated by the reference 20.
Dans le cas représenté, les consoles 19 et les évidements 18 sont reliés entre eux pour la transmission de la force dans la direction de la traction dans chaque cas par l'intermédiaire d'un élément élastique 21. Les éléments élastiques 21 sont également représentés clairement sur les figures 4 et 5, ces éléments etant réalisés dans le cas considére sous la forme de ressorts en caoutchouc précontraint. In the case shown, the brackets 19 and the recesses 18 are interconnected for the transmission of force in the direction of traction in each case by means of an elastic element 21. The elastic elements 21 are also clearly represented in Figures 4 and 5, these elements being produced in the case considered in the form of prestressed rubber springs.
La précontrainte des éléments élastiques 21 peut être réglée, par exemple à l'aide d'un coin de serrage 22 (fig.5). Les centres 27 de transmission de la force entre les consoles 19 et les évidements 18 sont contenus dans le plan horizontal qui passe par l'axe 20 de transmission de la force; ce plan est désigné par la reférence 23.The preload of the elastic elements 21 can be adjusted, for example using a clamping wedge 22 (fig.5). The centers 27 for transmitting the force between the brackets 19 and the recesses 18 are contained in the horizontal plane which passes through the axis 20 for transmitting the force; this plan is designated by reference 23.
Pour limiter la translation relative latérale horizontale entre les consoles 19 du bogie 11 et la poutre transversale 12, la poutre transversale 12 est munie dans le cas considere d'éléments de butée élastiques 24. Ces éléments de butee 24 possèdent avantageusement une caractéristique progressive. Dans le cas Pepresente, les éléments de butee sont constitués par des ressorts en caoutchouc (figures 3 et 4). To limit the relative horizontal lateral translation between the consoles 19 of the bogie 11 and the transverse beam 12, the transverse beam 12 is provided in the case considered with elastic stop elements 24. These stop elements 24 advantageously have a progressive characteristic. In the case of Pepresente, the stop elements are constituted by rubber springs (Figures 3 and 4).
Entre le bogie 11 et la poutre transversale 12 sont interposés des amortisseurs 25 connus en soi, qui sont montés entre les consoles 19 et la poutre transversale 12, ainsi qu'un amortisseur horizontal 26'(figure 3). Between the bogie 11 and the transverse beam 12 are interposed dampers 25 known per se, which are mounted between the brackets 19 and the transverse beam 12, as well as a horizontal damper 26 '(FIG. 3).
Ainsi qu'il ressort des figures 3 à 5, pendant la marche du véhicule, le bogie 11 et la poutre transversale 12 restent sensiblement parallèles entre eux. As is apparent from Figures 3 to 5, while the vehicle is running, the bogie 11 and the transverse beam 12 remain substantially parallel to each other.
Toutefois, il convient de remarquer que les éléments élastiques (ressorts en caoutchouc) 21 interposes entre les consoles 19 et les évidements 18 permettent une rotation relative de quelques degrés entre le bogie et la poutre transversale. En principe, la caisse 10 du véhicule peut tourner sans limitation par rapport au bogie 11 ou à la poutre transversale 12, sur le tourillon 14 logé dans le logement 15. La résistance qui s'oppose à cette rotation est très faible, ce qui a pour grand avantage de réduire considérablement l'usure des boudins des roues.Toutefois, l'avantage le plus essentiel du bogie suivant l'invention consiste en ce qu'il permet également un déplacement relatif entre le bogie 11 et la poutre transversale 12 dans la direction transversale, de sorte que, les ressorts 16 d'appui de la caisse peuvent également travailler effectivement selon le mode de travail dit "Flexicoil" très avantageux.Toutefois, ceci se traduit par le fait que toutes les particularités de la construction de la suspension secondaire realisee au moyen des ressorts 16 d'appui de la caisse, notamment leur souplesse, leur stabilité, leur amortissement dans les directions longitudinales et transversales ainsi que leurs caracteristiques de fonctionnement (longue durée de vie, simplicité de construction, exigences réduites en ce qui concerne l'entretien) sont bien meilleures que celles qu'on rencontre dans les propositions deja connues.Un avantage supplémentaire-consiste en ce que le bogie 11 suivant l'invention muni de la poutre transversale peut être utilisé de façon universelle dans les domaines d'applications ferroviaires les plus divers par exemple aussi bien pour les grandes lignes, que pour les tramways, et les chemins de fer souterrains (du type métropolitain) à grande ou petite vitesse, etc... Par ailleurs, le bogie suivant l'invention peut être monté sous la caisse d'un vehicule d'une façon tres simple et également démonté d'une façon tres simple de dessous cette caisse.However, it should be noted that the elastic elements (rubber springs) 21 interposed between the brackets 19 and the recesses 18 allow a relative rotation of a few degrees between the bogie and the transverse beam. In principle, the body 10 of the vehicle can rotate without limitation with respect to the bogie 11 or to the transverse beam 12, on the pin 14 housed in the housing 15. The resistance which opposes this rotation is very low, which has for the great advantage of considerably reducing the wear of the flanges of the wheels. However, the most essential advantage of the bogie according to the invention consists in that it also allows a relative displacement between the bogie 11 and the transverse beam 12 in the transverse direction, so that the body support springs 16 can also work effectively according to the so-called "Flexicoil" working mode. However, this translates into the fact that all the peculiarities of the suspension construction secondary carried out by means of the support springs 16 of the body, in particular their flexibility, their stability, their damping in the longitudinal and transverse directions as well as their characteristics of fo nctctioning (long service life, simplicity of construction, reduced maintenance requirements) are much better than those encountered in the already known proposals. An additional advantage is that the bogie 11 according to the invention provided with the transverse beam can be used universally in the most diverse fields of railway applications for example as well for main lines, as for trams, and underground railways (metropolitan type) to large or low speed, etc ... Furthermore, the bogie according to the invention can be mounted under the body of a vehicle in a very simple way and also disassembled in a very simple way from below this body.
Dans le cas représenté à titre d'exemples (figures 3 à 5), on a indiqué deux évidements 18 et des consoles 19 qui sont en contact avec ces évidements mais une seule console 19, avec son évidement correspondant 18, peut également être suffisante pour la mise en oeuvre de l'invention. L'évidement 18 ne doit pas obligatoirement être formé à l'interieur de la poutre transversale 12. En ce qui concern la construction ou la disposition de la console et de l'évidement 18, le point de vue essentiel pour l'invention consiste en ce que cette console et cet evide- ment sont en liaison pour la transmission de la force dans la direction de la traction mais que ces éléments permettent un déplacement relatif à l'évidement 18 par rapport à la console 19 dans la direction transversale par rapport à la traction et dans la direction verticale,
Bien entendu, la presente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation decrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. In the case represented by way of examples (FIGS. 3 to 5), two recesses 18 and consoles 19 which are in contact with these recesses have been indicated, but a single console 19, with its corresponding recess 18, may also be sufficient to the implementation of the invention. The recess 18 need not necessarily be formed inside the transverse beam 12. As regards the construction or the arrangement of the console and the recess 18, the essential point of view for the invention consists in that this console and this recess are in connection for the transmission of the force in the direction of the traction but that these elements allow a displacement relative to the recess 18 relative to the console 19 in the transverse direction relative to traction and in the vertical direction,
Of course, the present invention is in no way limited to the embodiments described and shown; it is susceptible of numerous variants accessible to those skilled in the art, depending on the applications envisaged and without departing from the spirit of the invention.
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