FR2526387A1 - Railway vehicle with steerable axles - has axles pivot on support cross member and also to drawbar end. - Google Patents

Railway vehicle with steerable axles - has axles pivot on support cross member and also to drawbar end. Download PDF

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Guy Giorgi
Christian Doireau
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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
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/42—Adjustment controlled by buffer or coupling gear

Abstract

The railway vehicle has axles steered by the drawgear. It has a body (1) carried by two axles (2) (each with two wheels (3)). At the level of each axle is a cross member (5) which pivots around an axis moving relative to the body and carries the axle on a suspension (7). A drawbar (4) is pivoted on the body (8) and is in contact with another point (11) on the cross member to control the angle of rotation. The body mounting point (8) is between the axis of the cross member and the other point (11).

Description

Véhiculé suidé à essieux orientables
La présente invention concerne un véhicule guidé dont 1 orien- tation des essieux est donnée par la position de la barre d'attelage.Supported vehicle with steerable axles
The present invention relates to a guided vehicle, the orientation of the axles of which is given by the position of the drawbar.

Le problème de la radialité des essieux des véhicules de chemin de fer est connu depuis longtemps. En effet, plus l'espacement entre essieux est grand,moins ils sont alignés avec le oentre de rotation d'une courbe d'ou risque de déraillement par l'apparition d'un angle d'attaque entre les boudins des roues et les rails. The problem of the radiality of the axles of railway vehicles has been known for a long time. The greater the spacing between the axles, the less they are aligned with the center of rotation of a curve or the risk of derailment by the appearance of an angle of attack between the flanges of the wheels and the rails. .

Une première solution a consisté à remplacer les essieux solidaires de la caisse par des bogies qui pivotent sous celle-ci. Mais l'emploi de bogies conduit à doubler le nombre des essieux, ce qui n'est pas toujours avantageux. De plus, le problème de la radialité demeure, certes dans une moindre mesure, au niveau de chaque bogie. A first solution consisted in replacing the axles integral with the body with bogies which pivot under it. But the use of bogies leads to doubling the number of axles, which is not always advantageous. In addition, the problem of radiality remains, certainly to a lesser extent, at the level of each bogie.

Une autre solution consiste à libérer, au moins partiellement, les essieux par rapport à la caisse et à assurer leur positionnement au moyen d'un enserre de bielles reliées à la barre d'attelage. Une telle solution est décrite notamment dans le brevet français n 1 153 641. Another solution consists in releasing, at least partially, the axles relative to the body and in ensuring their positioning by means of a grip of connecting rods connected to the drawbar. Such a solution is described in particular in French patent No. 1,153,641.

Outre la relative complexité du systere' de bielles, l'inconvénient majeur de cette solution est le fait que chaque essieu doit disposer, par rapport à la caisse, d'une liberté suffisante pour permettre les divers mouvements relatifs engendrés par l'ensemble de bielles ; or l'essieu doit néanmoins être relié à la caisse pour la porter d'oU un compromis difficile entre l'efficacité de la liaison essieu-caisse et la liberté de mouvement.In addition to the relative complexity of the system of connecting rods, the major drawback of this solution is the fact that each axle must have, relative to the body, sufficient freedom to allow the various relative movements generated by the assembly of connecting rods. ; however, the axle must nevertheless be connected to the body in order to carry it, or a difficult compromise between the efficiency of the axle-body connection and freedom of movement.

Si un tel compromis peut être trouvé pour une remarque, il est impossible pour une motrice car l'essieu étant alors moteur, la liaison entre la caisse et l'essieu doit comporter un élément doté d'une rigidité suffisamment importante pour transmettre l'effort de traction ou de freinage. Ce n'est pas du tout le cas des systèmes de bielles selon le brevet précité. If such a compromise can be found for a remark, it is impossible for a drive since the axle is then motor, the connection between the body and the axle must include an element with a sufficiently high rigidity to transmit the force traction or braking. This is not at all the case of the rod systems according to the aforementioned patent.

Le véhicule selon l'invention, constitué par une caisse portée par deux essieux munis chacun de deux roues, comporte en outre, au niveau de chaque essieu, une traverse qui pivote autour d'un axe par rapport à la caisse et qui porte l'essieu par l'intermédiaire de suspensions, et une barre d'attelage articulée autour d'un point de la caisse, distinct de l'axe de rotation de ia traverse, et en contact en un autre point avec la traverse dont elle commande l'angle de rotation, ledit point d'articulation de la barre d'attelage se trouvant entre ledit axe de rotation de la traverse et ledit point de contact entre la barre
d'attelage et la traverse.The vehicle according to the invention, consisting of a body carried by two axles each provided with two wheels, further comprises, at each axle, a cross member which pivots about an axis relative to the body and which carries the axle by means of suspensions, and a drawbar articulated around a point on the body, distinct from the axis of rotation of the cross member, and in contact at another point with the cross member of which it controls the angle of rotation, said point of articulation of the drawbar being between said axis of rotation of the cross member and said point of contact between the bar
hitch and cross member.

Avantageusement la distance a entre lesdits axes de rotation des deux traverses d'un véhicule, la distance n entre le point d'articulation d'une barre d'attelage et l'axe de rotation de la traverse correspondante,
la distance b entre cet t axe de rotation et le point de contact de la barre d'attelage et de la traverse, et la distance d entre l'extrémité de la barre d'attelage et son point d'articulation, sont telles que soit sensiblement vérifiée la relation ::
n.a b = +
2 (n+d)
D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention apparaitront à l'étude de l'exemple de réalisation donné ciaprès à titre illustratif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé dans l@quel - la figure 1 est la vue en coupe lontitudinale d'une extrémité d'un véhicule portée par un essieu et son système d'orientation , - la figure 2 est la vue de dessus correspondante sans la caisse du véhicule; - les figures 3 et 4 représentent schématiquement la position des éléments procurant l'orientation des essieux, respectivement en alignement et en courbe.Advantageously, the distance a between said axes of rotation of the two cross members of a vehicle, the distance n between the point of articulation of a drawbar and the axis of rotation of the corresponding cross member,
the distance b between this t axis of rotation and the point of contact of the drawbar and the cross member, and the distance d between the end of the drawbar and its articulation point, are such that either appreciably verified the relation:
na b = +
2 (n + d)
Other advantageous characteristics of the invention will appear on studying the embodiment given below by way of illustration and in no way limiting, with reference to the appended drawing in which @ - FIG. 1 is the view in lontitudinal section of one end of a vehicle carried by an axle and its orientation system, - Figure 2 is the corresponding top view without the vehicle body; - Figures 3 and 4 schematically represent the position of the elements providing the orientation of the axles, respectively in alignment and in curve.

Le véhicule selon l'invention, dont seule une extrémité est sentée aux figures 1 et 2, comporte principalement une caisse 1 portée par deux essieux 2 dont les roues 3 sont faites pour rouler sur les rails d'une voie ferrée, et une barre d'attelage 4 permettant la jonction de deux véhicules successifs d'une rare.  The vehicle according to the invention, of which only one end is shown in FIGS. 1 and 2, mainly comprises a body 1 carried by two axles 2, the wheels 3 of which are made to roll on the rails of a railway track, and a bar d hitch 4 allowing the junction of two successive vehicles of a rare.

Chaque essieu 2 est porté par une traverse 5 par l'intermédiaire de boites d'essieu 6 de tout type connu Avantageusement, la traverse 5 comporte également des moyens de suspension 7 constitués par exemple par des blocs élastiques travaillant en cisaillement et en compression. Each axle 2 is carried by a crossmember 5 by means of axle boxes 6 of any known type Advantageously, the crossmember 5 also includes suspension means 7 constituted for example by elastic blocks working in shear and in compression.

L'ensemble représenté ne comporte qu'un niveau de suspension placé entre deux parties de la traverse 5, mais un autre niveau peut également être -prévu de manière connue entre la boîte d'essieu 6 et la treverse 5.The assembly shown has only one level of suspension placed between two parts of the cross-member 5, but another level can also be provided in known manner between the axle box 6 and the cross member 5.

La traverse 5 est montée pivotante autour d'un axe fixe de la caisse 1, au moyen d'une couronne à billes ou à rouleaux de type connu 13.  The cross-member 5 is pivotally mounted about a fixed axis of the body 1, by means of a known type 13 ball or roller crown.

La barre d'attelage 4 est reliée à la caisse 1 Par une articula- tion 8. Celle-ci est constituée par une rotule afin d'accepter les différences d'alignements longitudinaux, en plan dans les courbes et en profil dans les changements de pente, ainsi que les différences de dévers entre deux véhicules successifs. Cette barre d'attelage 4 comporte égalenent un système daccoupIement 9 et un amortisseur de choc 10. The drawbar 4 is connected to the body 1 by an articulation 8. This is constituted by a ball joint in order to accept the differences in longitudinal alignments, in plan in the curves and in profile in the changes of slope, as well as the differences in slope between two successive vehicles. This drawbar 4 also includes a coupling system 9 and a shock absorber 10.

Le positionnement angulaire de la traverse 5 par rapport à la caisse 1 est assuré à partir de la barre d'attelage 4 grâce à un guide 11 qui est solidaire de la traverse 5 et qui enserre la barre d'attelage 4. The angular positioning of the crossmember 5 relative to the body 1 is ensured from the drawbar 4 by means of a guide 11 which is integral with the crossmember 5 and which encloses the drawbar 4.

Le fonctionnement du systeme d'orientation de la traverse 5 est schématisé aux figures 3 et 4. The operation of the cross member orientation system 5 is shown diagrammatically in FIGS. 3 and 4.

En portion de voie rectiligne (figure 3), deux caisses 1 successives sont alignées. Les centres de rotation 12 des traverses 5 et les articulations 8 des barres d'attelage 4 sont donc également alignés. Il s 'en suit que les essieux 2 sont maintenus transversaux à la voie par le guide 11, d'où une parfaite inscription des roues 3 par rapport aux rails. In a portion of a straight track (Figure 3), two successive boxes 1 are aligned. The centers of rotation 12 of the crosspieces 5 and the joints 8 of the drawbars 4 are therefore also aligned. It follows that the axles 2 are kept transverse to the track by the guide 11, hence a perfect inscription of the wheels 3 relative to the rails.

En courbe (figure 4), les axes longitudinaux de deux caisses 1 successives ne sont pas alignés. Les centres de rotation 12 des traverses 5 et les articulations 8 des barres d'attelage 4 ne sont donc plus alignés. Les guides 11, entrainés par la rotation des barres d'attelage 4, se déportent donc vers l'intérieur de la courbe, d'où une rotation des traverses 5 et par conséquent des essieux 2. In a curve (FIG. 4), the longitudinal axes of two successive boxes 1 are not aligned. The centers of rotation 12 of the crosspieces 5 and the joints 8 of the drawbars 4 are therefore no longer aligned. The guides 11, driven by the rotation of the drawbars 4, therefore shift towards the inside of the curve, from which a rotation of the crosspieces 5 and consequently of the axles 2.

Pour que la radialité soit parfaite, il faut que l'angle de rotation de chaque essieu 2 soit égal à la moitié de l'angle défini par les deux rayons partant du centre de courbure des rails et passant par les centres de rotation 12 des deux essieux 2 d'un véhicule.Ceci ne peut être vérifié parfaitement quel que soit le rayon de courbure ; toutefois une très bonne approximation est obtenue lorsqu'est respectée la relation
n.a
b = n +
(n+d) dans laquelle : a est la distance entre les centres de rotation 12 des
des deux essieux 2 d'un véhicule
b est la distance entre le centre de rotation 12 d'un
essieu 2 et le point de contact du guide 11 avec la
barre a'attelage 4
n est la distance entre l'articulation 8 de Ia barre
d'attelage (4) et le centre de rotation 12 de l'essieu
correspondant ;
d est la longueur d'une barre d'attelage 4, c'est-à-dire
la moitié de la aistance entre les articulations 8 de
deux véhicules successifs.For the radiality to be perfect, the angle of rotation of each axle 2 must be equal to half the angle defined by the two spokes starting from the center of curvature of the rails and passing through the centers of rotation 12 of the two axles 2 of a vehicle. This cannot be checked perfectly regardless of the radius of curvature; however a very good approximation is obtained when the relation is respected
n / A
b = n +
(n + d) in which: a is the distance between the centers of rotation 12 of
of the two axles 2 of a vehicle
b is the distance between the center of rotation 12 of a
axle 2 and the point of contact of the guide 11 with the
drawbar 4
n is the distance between joint 8 of the bar
coupling (4) and the center of rotation 12 of the axle
correspondent;
d is the length of a drawbar 4, i.e.
half the distance between the joints 8 of
two successive vehicles.

Cette relation Fermet, avec les valeurs couramment utilisées dans le domaine ferroviaire, de réaliser légalité entre-lwangle de rotation des essieux et l'angle qui donnerait la radialité parfaite, à environ 5 /OO près. Ceci est très satisfaisant et constitue un très net progrès tant pour la sécurité que pour le confort et la maintenance. En effet, une mauvaise radialité est la source, outre le risque de déraillement déjà mentionné, de crissements et d'usure. This firm relationship, with the values commonly used in the railway sector, to achieve legality between the angle of rotation of the axles and the angle which would give perfect radiality, to about 5 / OO. This is very satisfactory and constitutes very clear progress both for safety and for comfort and maintenance. In fact, poor radiality is the source, in addition to the risk of derailment already mentioned, screeching and wear.

La présente invention est à ce titre particulièrement intéressante
dans le domaine des véhicules ferroviaires, qu' il s'agisse du transport
des personnes ou de celui des marchandises.The present invention is therefore particularly interesting
in the field of railway vehicles, whether it is transport
people or goods.

Mais elle est également intéressante dans le cas de véhicules guidés
roulant sur des roues à pneumatiques, car, dans un tel cas, bien que le
risque de déraillement n'existe pas en raison d'un guidage latéral par
d'autres moyens, la présente invention permet de réduire le crissement
et l'usure des pneumatiques, ainsi que l'effort latéral de guidage. But it is also interesting in the case of guided vehicles
rolling on pneumatic tires because, in such a case, although the
risk of derailment does not exist due to lateral guidance by
other means, the present invention reduces squeal
and the wear of the tires, as well as the lateral guiding force.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1 Véhicule guidé à essieux orientables constitué par une caisse (1) portée par deux essieux (2) munis chacun de deux roues (3) caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, au niveau de chaque essieu, une traverse (5) qui pivote autour d'un axe (12) par rapport à la caisse (1) et qui porte l'essieu (2) par l'intermédiaire de suspensions (7), et une barre d'attelage (4) articulée autour d'un point (8) de la caisse (1), distinct de l'axe de rotation (12) de la traverse (5), et en contact en un autre point (11) tec la traverse (5) dont elle oconade l'angle de rota tison.  1 Guided vehicle with steerable axles consisting of a body (1) carried by two axles (2) each provided with two wheels (3) characterized in that it also comprises, at each axle, a cross member (5) which pivots about an axis (12) relative to the body (1) and which carries the axle (2) by means of suspensions (7), and a drawbar (4) articulated around a point (8) of the body (1), distinct from the axis of rotation (12) of the cross-member (5), and in contact at another point (11) with the cross-member (5) of which it oconates the angle of rota tison. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit point d'articulation (8) de la barre d'attelage (4) se trouve entre ledit axe de rotation (12) de la traverse (5) et ledit point de contact (il) entre la barre d'attelage (4) et la traverse (5).2. Vehicle according to claim 1, characterized in that said articulation point (8) of the drawbar (4) is located between said axis of rotation (12) of the cross member (5) and said point of contact (il) between the drawbar (4) and the cross-member (5). 3. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la distance a entre lesdits axes de rotation (12) des deux traverses (5) d'un véhicule, la distance n entre le point d'articulation (8) d'une barre d'attelage (4) et l'axe de rotation (12) de la traverse (5) correspondante, la distance b entre cet axe de rotation (12) et le point de contact (11) de la barre d'attelage (4) et de la traverse (5), et la distance d entre l'extrémité de la barre d'attelage (4) et son point d'articulation (8), sont telles que soit sensiblement vérifiée la relation b = n + 2 n. a3. Vehicle according to claim 2, characterized in that the distance a between said axes of rotation (12) of the two crosspieces (5) of a vehicle, the distance n between the point of articulation (8) of drawbar (4) and the axis of rotation (12) of the corresponding crossmember (5), the distance b between this axis of rotation (12) and the point of contact (11) of the drawbar ( 4) and of the cross-member (5), and the distance d between the end of the drawbar (4) and its articulation point (8), are such that the relation b = n + 2 is substantially verified. not. at (n+d > (n + d> 4. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 3, caracterisé par le fait que ledit point de contact entre la barre d'attelage (4) et la traverse (5) est constitué par un guide (11) qui est solidaire de ladite traverse (5) et qui enserre ladite barre d'attelage (4).4. Vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that said point of contact between the drawbar (4) and the cross member (5) is constituted by a guide (11) which is integral with said crosspiece (5) and which encloses said drawbar (4). 5. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdites roues (3) sont du type ferroviaire.5. Vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that said wheels (3) are of the railway type. 6. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdites roues (3) sont équipées de pneumatiques. 6. Vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that said wheels (3) are equipped with tires.
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