FR2699878A1

FR2699878A1 - Stone Chaser.

Info

Publication number: FR2699878A1
Application number: FR9215832A
Authority: FR
Inventors: Nast Jean-Daniel
Original assignee: GEC Alsthom SA
Current assignee: Alstom Holdings SA
Priority date: 1992-12-29
Filing date: 1992-12-29
Publication date: 1994-07-01
Anticipated expiration: 2012-12-29
Also published as: FR2699878B1; KR940014042A; NO934820L; EP0607723A1; CN1094681A; NO934820D0; BR9305273A; AU5273593A; JPH06227393A; CA2112436A1

Abstract

L'invention concerne un chasse-pierres comprenant, pour chacune des roues avant d'un véhicule sur rail, un support allongé (2) dont une première extrémité est rendue solidaire de l'essieu avant du véhicule par des moyens de fixation, et une pièce d'impact (4) placée devant la roue (13) et à proximité du rail, la pièce d'impact étant fixée à un dispositif d'absorption d'énergie (3) fixé à la seconde extrémité du support allongé, caractérisé en ce que le support allongé est réalisé en matériau composite, le dispositif d'absorption d'énergie (3) étant disposé sur le support (2) de manière à décaler le centre de gravité du chasse-pierres (1) par rapport au plan vertical passant par le rail.The invention relates to a stone chaser comprising, for each of the front wheels of a rail vehicle, an elongated support (2), a first end of which is secured to the front axle of the vehicle by fixing means, and a impact piece (4) placed in front of the wheel (13) and close to the rail, the impact piece being attached to an energy absorbing device (3) attached to the second end of the elongated support, characterized by that the elongated support is made of composite material, the energy absorption device (3) being arranged on the support (2) so as to shift the center of gravity of the stone chaser (1) relative to the vertical plane passing through the rail.

Description

MI Chasse-pierres La présente invention concerne un chasse-pierres,MI Stone chaser The present invention relates to a stone punch,

c'est-à-dire un dispositif placé à l'avant des locomotives i.e. a device placed in front of the locomotives

et destiné à rejeter les obstacles (pierres, etc) tombés5 ou placés sur les rails. and intended to reject obstacles (stones, etc.) fallen5 or placed on the rails.

De tels appareils sont connus de longue date Ils comprennent, pour chaque roue de l'essieu avant de la Such devices have been known for a long time They include, for each wheel of the front axle of the

locomotive, un bras solidaire de la boîte d'essieu ou du châssis du bogie et qui s'étend en s'incurvant en direction10 du rail pour que son extrémité vienne devant la roue. locomotive, an arm secured to the axle box or the chassis of the bogie and which extends by bending in the direction of the rail so that its end comes in front of the wheel.

Le document FR-A-2 653 729 décrit l'un de ces appareils Il comprend un support allongé dont une première extrémité est rendue solidaire de l'essieu avant du véhicule La seconde extrémité du support supporte une pièce15 d'impact, placée devant la roue et à proximité du rail, par l'intermédiaire d'un dispositif d'absorption d'énergie Le dispositif d'absorption d'énergie comprend un premier plateau auquel est fixée la pièce d'impact Ce premier plateau est articulé à un second plateau fixé à la seconde20 extrémité du support allongé, les deux plateaux étant parallèle entre eux Ces plateaux sont maintenus à une distance constante l'un de l'autre Ils possèdent des logements pour des goujons liant en rotation les deux plateaux En cas de choc sur la pièce d'impact, un effort25 est transmis de cette pièce vers le premier plateau Si l'effort est supérieur à la limite élastique de l'ensemble des goujons, ceux-ci se déforment, ce qui produit une rotation du premier plateau et un déplacement de la pièce d'impact.30 Cet appareil présente l'avantage qu'en cas de choc violent, il suffit de remplacer les goujons qui se sont déformés Il comporte un support relativement long, au bout duquel est fixé en porte-à-faux le dispositif d'absorption d'énergie et la pièce d'impact Le support est métallique35 et, bien qu'il puisse être de structure alvéolée, il constitue avec le dispositif d'absorption d'énergie et la pièce d'impact, une masse importante qui n'est pas amortie puisque fixée directement sur la boîte d'essieu Cette masse importante peut conduire à un phénomène de fatigue de ses liaisons sur la boite d'essieu Il y a donc un risque de 5 rupture de l'une des liaisons et, à cause des vibrations importantes de l'essieu, un risque de décrochement du chasse-pierres. Le dispositif d'absorption, d'énergie étant, selon ce document, placé à l'extrémité du support et dans un plan Document FR-A-2 653 729 describes one of these devices. It comprises an elongated support, a first end of which is made integral with the front axle of the vehicle. The second end of the support supports an impact piece placed in front of the wheel and close to the rail, by means of an energy absorption device The energy absorption device comprises a first plate to which the impact piece is fixed This first plate is articulated to a second plate fixed to the second end of the elongated support, the two plates being parallel to one another These plates are kept at a constant distance from each other They have housings for studs which rotate the two plates In the event of impact on the impact piece, a force25 is transmitted from this part to the first plate If the force is greater than the elastic limit of all the studs, these become deformed, which produces a rotation of the first r plate and displacement of the impact piece. 30 This device has the advantage that in the event of a violent impact, it suffices to replace the studs which have deformed. It has a relatively long support, at the end of which is fixed in overhang the energy absorption device and the impact piece The support is metallic35 and, although it may be of honeycomb structure, it constitutes with the energy absorption device and the piece of impact, a large mass which is not amortized since it is fixed directly on the axle box This large mass can lead to a phenomenon of fatigue of its connections on the axle box There is therefore a risk of breakage of one of the connections and, due to the significant vibrations of the axle, a risk of the rocker dropping. The energy absorption device being, according to this document, placed at the end of the support and in a plane

parallèle à la roue correspondante, le centre de gravité de cette partie de l'appareil se situe dans le plan de la roue. parallel to the corresponding wheel, the center of gravity of this part of the device is located in the plane of the wheel.

En cas de décrochement du chasse-pierres, il y a un risque que celui- ci, entraîné par le poids de sa partie avant, tombe sur le rail ce qui pourrait être dangereux.15 Le chasse-pierres selon l'invention permet de pallier ces inconvénients Son poids est allégé grâce à In the event of detachment of the stone striker, there is a risk that it, driven by the weight of its front part, falls on the rail which could be dangerous.15 The stone striker according to the invention overcomes these disadvantages Its weight is reduced thanks to

l'utilisation de matériau composite pour réaliser le support D'autre part, on a prévu de décaler son centre de gravité par rapport au plan vertical passant par le rail.20 Ainsi, en cas de décrochage, le chasse- pierres chutera en dehors des rails. the use of composite material to make the support On the other hand, provision has been made to offset its center of gravity with respect to the vertical plane passing through the rail.20 Thus, in the event of a stall, the stone thrower will drop outside the rails.

La réalisation du support en matériau composite procure, outre une réduction de poids, l'avantage d'un The realization of the support in composite material provides, in addition to a reduction in weight, the advantage of a

meilleur amortissement qu'une poutre métallique Le support25 absorbe, dans une certaine mesure, les efforts consécutifs aux chocs sur la pièce d'impact. better damping than a metal beam The support25 absorbs, to a certain extent, the forces resulting from impacts on the impact part.

L'invention a donc pour objet un chasse-pierres comprenant, pour chacune des roues avant d'un véhicule sur rail, un support allongé dont une première extrémité est30 rendue solidaire de l'essieu avant du véhicule par des moyens de fixation, et une pièce d'impact placée devant la roue et à proximité du rail, la pièce d'impact étant fixée à un dispositif d'absorption d'énergie fixé à la seconde extrémité du support allongé, caractérisé en ce que le35 support allongé est réalisé en matériau composite, le dispositif d'absorption d'énergie étant disposé sur le The subject of the invention is therefore a stone thrower comprising, for each of the front wheels of a rail vehicle, an elongated support, a first end of which is made integral with the front axle of the vehicle by fixing means, and a impact piece placed in front of the wheel and close to the rail, the impact piece being fixed to an energy absorption device fixed to the second end of the elongated support, characterized in that the elongated support is made of material composite, the energy absorption device being arranged on the

support de manière à décaler le centre de gravité du chasse- support so as to offset the center of gravity of the flush

pierres par rapport au plan vertical passant par le rail. Le dispositif d'absorption d'énergie peut être disposé au-dessus du support. stones in relation to the vertical plane passing through the rail. The energy absorption device can be arranged above the support.

Il peut comporter un premier plateau auquel est fixé la pièce d'impact, le premier plateau étant articulé à un second plateau fixé à la seconde extrémité du support allongé et parallèle au premier plateau, les plateaux étant maintenus à une distance constante l'un de l'autre, au moins10 un goujon étant engagé par une extrémité dans un alésage du premier plateau et par une seconde extrémité dans un alésage du second plateau. Les moyens de fixation du support peuvent avantageusement comprendre des éléments de liaison It may comprise a first plate to which the impact piece is fixed, the first plate being articulated to a second plate fixed to the second end of the elongated support and parallel to the first plate, the plates being maintained at a constant distance one of the other, at least one stud being engaged by one end in a bore of the first plate and by a second end in a bore of the second plate. The means for fixing the support may advantageously comprise connecting elements

permettant la transmission des efforts vers l'essieu avant du véhicule. allowing the transmission of forces to the front axle of the vehicle.

La première extrémité du support allongé peut avantageusement constituer la sous-garde de la partie The first end of the elongated support can advantageously constitute the sub-guard of the part

d'essieu correspondante.20 Le support allongé peut être en matériau composite à base de fibres de verre. corresponding axle. 20 The elongated support may be made of a composite material based on glass fibers.

Le premier plateau peut être utilisé comme support pour un organe auxiliaire, par exemple un tuyau de sablage ou un conduit de graissage. 25 L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la The first plate can be used as a support for an auxiliary member, for example a sandblasting pipe or a lubrication pipe. The invention will be better understood and other advantages and peculiarities will appear on reading the

description qui va suivre, donnée à titre non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 est une vue partielle, en élévation, description which follows, given without implied limitation, accompanied by the appended drawings among which: FIG. 1 is a partial view, in elevation,

d'une bogie équipé du chasse-pierres selon l'invention, les figures 2, 3 et 4 sont des vues respectivement de face, de dessus et de côté du chasse-pierres selon l'invention, les figures 5 et 6 sont des vues en coupe montrant of a bogie equipped with the stone stripper according to the invention, FIGS. 2, 3 and 4 are views respectively from the front, from above and from the side of the stone chaser according to the invention, FIGS. 5 and 6 are views in section showing

des détails du chasse-pierres selon l'invention. details of the stone thrower according to the invention.

La figure 1 montre la partie avant d'un bogie de véhicule ferroviaire, vu de côté et en élévation On Figure 1 shows the front part of a railway vehicle bogie, seen from the side and in elevation On

reconnaît le châssis 10 du bogie reposant par l'intermédiaire de ressorts il de suspension primaire sur la 5 boite d'essieu 12. recognizes the chassis 10 of the bogie resting by means of primary suspension springs on the 5 axle box 12.

Le chasse-pierres 1 est rendu solidaire de l'essieu avant du véhicule par l'extrémité arrière du support allongé 2 jouant le rôle de sous- garde pour la boite d'essieu. L'extrémité avant du support 2 supporte le dispositif d'absorption d'énergie 3, lequel supporte la pièce d'impact 4 et l'extrémité du tuyau de sablage 5 dont la buse 51 se trouve ainsi à proximité du rail 7 et de la roue correspondante 13. La figure 2 est une vue de côté du chasse-pierres qui est vu d'une position située entre les rails La figure 3 est une vue de dessus du chasse-pierres La figure 4 est une vue selon la coupe IV-IV de la figure 2. Le support allongé 2, réalisé par exemple en matériau composite à base de fibres de verre, est formé par assemblage de deux parties longitudinales: une partie supérieure 21 et une partie inférieure 22 L'assemblage de ces deux parties donne un support creux. Le support est rendu solidaire de la boîte d'essieu par des éléments de liaison 23 et 24 qui seront détaillés The stone thrower 1 is made integral with the front axle of the vehicle by the rear end of the elongated support 2 playing the role of sub-guard for the axle box. The front end of the support 2 supports the energy absorption device 3, which supports the impact piece 4 and the end of the sandblasting pipe 5, the nozzle 51 of which is thus located near the rail 7 and the corresponding wheel 13. Figure 2 is a side view of the stone stripper which is seen from a position between the rails Figure 3 is a top view of the stone striker Figure 4 is a view according to section IV- IV of FIG. 2. The elongated support 2, made for example of composite material based on glass fibers, is formed by assembling two longitudinal parts: an upper part 21 and a lower part 22 The assembly of these two parts gives a hollow support. The support is made integral with the axle box by connecting elements 23 and 24 which will be detailed

par la suite.thereafter.

L'extrémité avant du support porte le dispositif d'absorption d'énergie 3 du type décrit dans le document FR-A-2 653 729 Le dispositif 3 comprend un premier plateau 31 auquel est fixée la pièce d'impact 4 disposée de manière à se trouver à environ 40 mm au-dessus du rail Le plateau 31 est articulé à un second plateau 32 solidaire du support The front end of the support carries the energy absorption device 3 of the type described in document FR-A-2 653 729 The device 3 comprises a first plate 31 to which the impact piece 4 is fixed so as to be about 40 mm above the rail The plate 31 is articulated to a second plate 32 secured to the support

2 Les plateaux 31 et 32 sont parallèles entre eux. 2 The plates 31 and 32 are parallel to each other.

Le plateau 32, de préférence circulaire, est rendu solidaire du support 2 par l'intermédiaire d'une pièce support 25 Il est muni d'une protubérance centrale 33 servant d'axe de rotation au plateau 31 L'extrémité de cette protubérance est filetée et un écrou 34, associé à des rondelles 35 et 36, permet le maintien du plateau 31. Les plateaux 31 et 32 sont maintenus à une distance fixe l'un de l'autre grâce à un épaulement de la protubérance 33 sur lequel repose le plateau 31 Des goujons métalliques 37 relient les plateaux 31 et 32, leurs extrémités s'engageant dans des trous en vis-à-vis pratiqués dans ces plateaux Les goujons sont disposés parallèlement à l'axe d'articulation 38 du plateau 31.10 Le dispositif d'absorption d'énergie 3 étant disposé au-dessus du support allongé 2, les plateaux 31 et 32 sont dans des plans obliques par rapport à la voie ferrée Le plateau 31 se prolonge jusque dans le plan de la roue 13 pour supporter la pièce d'impact 4.15 Il est possible de régler la hauteur de la pièce d'impact 4 par rapport au rail Ce réglage s'avère nécessaire au fur et à mesure de l'usure de la roue Pour cela, le plateau 31 et la pièce d'impact 4 possèdent des surfaces crantées se faisant face La fixation entre le20 plateau 31 et la pièce d'impact 4 est réalisée par la vis 41 et l'écrou 42, après ajustement de la hauteur de la pièce The plate 32, preferably circular, is made integral with the support 2 by means of a support part 25 It is provided with a central protuberance 33 serving as an axis of rotation to the plate 31 The end of this protuberance is threaded and a nut 34, associated with washers 35 and 36, makes it possible to hold the plate 31. The plates 31 and 32 are kept at a fixed distance from each other by means of a shoulder of the protuberance 33 on which the tray 31 Metal studs 37 connect the trays 31 and 32, their ends engaging in opposite holes made in these trays The studs are arranged parallel to the axis of articulation 38 of the tray 31.10 The device d energy absorption 3 being arranged above the elongated support 2, the plates 31 and 32 are in oblique planes with respect to the railway track The plate 31 extends as far as the plane of the wheel 13 to support the part d impact 4.15 It is possible to adjust the height of the impact piece 4 relative to the rail. This adjustment is necessary as the wheel wears. For this, the plate 31 and the impact piece 4 have notched surfaces facing each other The fixing between the plate 31 and the impact piece 4 is carried out by the screw 41 and the nut 42, after adjusting the height of the piece

d'impact par rapport au rail. Des colliers de serrage 43 permettent la fixation du tuyau de sablage 5 sur la pièce d'imapct 4. impact with respect to the rail. Hose clamps 43 allow the fixing of the sandblasting pipe 5 on the piece of imapct 4.

Le plateau 31 et la pièce d'impact 4 peuvent être réalisés en aluminium; le plateau 32 peut être réalisé en acier Ceci contribue au décalage du centre de gravité du chasse-pierres par rapport au plan de la roue. Le plateau 32 est fixé sur un pan oblique de la pièce The plate 31 and the impact piece 4 can be made of aluminum; the plate 32 can be made of steel This contributes to the offset of the center of gravity of the stone thruster relative to the plane of the wheel. The plate 32 is fixed on an oblique side of the part

support 25 par quatre vis 39 La pièce support 25 peut être en aluminium. support 25 by four screws 39 The support part 25 can be made of aluminum.

Le support 2 est soumis en fonctionnement normal à de nombreuses contraintes Sa structure et son mode de fixation The support 2 is subjected in normal operation to many constraints Its structure and its method of fixing

doivent lui permettre de supporter toutes ces contraintes.35 Les figures 4, 5 et 6 permettent de mieux voir sa constitution. must allow it to withstand all these constraints.35 Figures 4, 5 and 6 allow a better view of its constitution.

Les parties 21 et 22 du support 2 sont assemblées par collage et rivetage Avant leur assemblage, on a mis en place ou prévu différents éléments permettant la bonne transmission des efforts. 5 La coupe du support 2 visible à la figure 4 montre la présence d'entretoises 61 entre les faces supérieure et inférieure du support 2 Elles permettent d'éviter les phénomènes dits de "peau de tambour" entre ces deux faces. Ces entretoises peuvent être en aluminium Elles sont au10 nombre de quatre puisque la pièce support 25 utilise, pour sa fixation, quatre boulons 62 équipés d'écrous auto-freinés (voir figure 3) Des douilles 64 entourant les boulons 62 permettent la transmission des efforts de cisaillement entre les parties métalliques et les parties en composite Des15 rondelles 65, suffisamment larges, permettent une bonne répartition des efforts exercés par les têtes des boulons 62. L'élément de liaison 24, visible en coupe à la figure , comprend une platine horizontale 71 en acier sur laquelle sont soudés deux flasques verticaux 72 également en acier, l'ensemble permettant de coiffer le support 2 La platine 71 comporte deux trous 73 (visibles sur la figure 3) permettant sa fixation sur la boite d'essieu La partie supérieure 21 du support 2 comporte des inserts supérieur 74 et latéraux25 75 (dont un seul est représenté) servant à la fixation du support 2 sur l'élément de liaison 24 grâce à des vis 76 et 77 Des bagues métalliques 78 permettent la transmission des efforts de cisaillement entre les parties métalliques et les parties en composite. 30 L'élément de liaison 23, visible en coupe à la figure 6, comprend une platine horizontale 81 en acier sur laquelle sont fixés par boulonnage des goussets verticaux 82 également en acier, l'ensemble permettant de coiffer le support 2 La platine 81 comporte deux trous 83 (visibles également sur la figure 3) permettant la fixation de l'élément 23 sur la boite d'essieu La partie supérieure 21 du support 2 comporte des inserts supérieur 84 et latéraux (dont un seul est représenté) servant à la fixation du support 2 sur l'élément de liaison 23 grâce à des vis 86, 87 et 88 Une précharge du support 2 est obtenue par les 5 boulons 86, 87 et 88 équipés d'écrous auto-freinés 96, 97 et 98 En série avec les boulons, des rondelles ressorts, par exemple 91 et 92, permettent de compenser le fluage du The parts 21 and 22 of the support 2 are assembled by gluing and riveting Before their assembly, different elements have been put in place or provided for the good transmission of forces. 5 The section of the support 2 visible in FIG. 4 shows the presence of spacers 61 between the upper and lower faces of the support 2. They make it possible to avoid the so-called "drum skin" phenomena between these two faces. These spacers can be made of aluminum. They are four in number since the support part 25 uses, for its fixing, four bolts 62 fitted with self-locking nuts (see FIG. 3) Sockets 64 surrounding the bolts 62 allow the transmission of forces. shear between the metal parts and the composite parts Des15 washers 65, sufficiently wide, allow a good distribution of the forces exerted by the heads of the bolts 62. The connecting element 24, visible in section in the figure, comprises a horizontal plate 71 in steel onto which two vertical flanges are welded 72 also in steel, the assembly making it possible to cover the support 2 The plate 71 has two holes 73 (visible in FIG. 3) allowing it to be fixed to the axle box The upper part 21 of the support 2 has upper 74 and side inserts 25 75 (only one of which is shown) used for fixing the support 2 on the connecting element 24 by means of screws 76 and 77 Metal rings 78 allow the transmission of shear forces between the metal parts and the composite parts. 30 The connecting element 23, visible in section in FIG. 6, comprises a horizontal plate 81 of steel onto which vertical gussets 82, also of steel, are fixed by bolting, the assembly making it possible to cover the support 2 The plate 81 comprises two holes 83 (also visible in FIG. 3) allowing the element 23 to be fixed to the axle box The upper part 21 of the support 2 has upper 84 and lateral inserts (only one of which is shown) used for fixing of the support 2 on the connecting element 23 using screws 86, 87 and 88 A preload of the support 2 is obtained by the 5 bolts 86, 87 and 88 fitted with self-locking nuts 96, 97 and 98 In series with the bolts, spring washers, for example 91 and 92, make it possible to compensate for the creep of the

matériau composite Les bagues 93, 94 et 95 permettent la transmission des efforts de cisaillement entre les éléments10 métalliques et les éléments en matériau composite. composite material The rings 93, 94 and 95 allow the transmission of shear forces between the metallic elements and the elements made of composite material.

L'écrou 96 repose sur une rondelle épaulée qui se prolonge en vis-à- vis de la bague 93. The nut 96 rests on a shoulder washer which extends opposite the ring 93.

L'insert supérieur 84 comporte une rainure d'immobilisation de la tête de la vis 86, ce qui facilite le The upper insert 84 has a groove for immobilizing the head of the screw 86, which facilitates the

serrage de la vis Il en va de même pour les inserts latéraux 85 vis-à- vis des écrous auto-freinés 97 et 98. tightening the screw The same goes for the lateral inserts 85 vis-à-vis the self-locking nuts 97 and 98.

Claims

1 / Stone thrower comprising, for each of the front wheels of a rail vehicle, an elongated support (2), a first end of which is made integral with the front axle of the vehicle by fixing means, and a part d impact (4) placed in front of the wheel (13) and close to the rail (7), the impact piece being fixed to an energy absorption device (3) fixed to the second end of the elongated support, characterized in that the elongate support is made of composite material, the energy absorbing device (3) being arranged on the support (2) so as to offset the center of gravity of the stone striker (1) relative to the plane vertical passing through the rail. 2 / Stone chaser according to claim 1, characterized in

that the energy absorbing device (3) is arranged above the support (2).

3 / Stone chaser according to one of claims 1 or 2, characterized in that the energy absorption device

comprises a first plate (31) to which the impact piece (4) is fixed, the first plate being articulated to a second plate (32) fixed to the second end of the elongated support (2) and parallel to the first plate, the plates being kept at a constant distance from each other, at least

a stud (37) being engaged by one end in a bore of the first plate and by a second end in a bore of the second plate.

4 / Stone chaser according to any one of claims

1 to 3, characterized in that the means for fixing the support comprise connecting elements (23, 24)

allowing the transmission of forces to the front axle of the vehicle.

/ Stone thrower according to any one of the claims

1 to 4, characterized in that said first end of the elongated support (2) constitutes the sub-guard of the part

corresponding axle.

6 / Stone chaser according to any one of claims

1 to 5, characterized in that the elongated support is in

composite material based on glass fibers.

7 / Stone chaser according to any one of claims

above, characterized in that said first plate (31) is used as a support for an auxiliary member, for example a sandblasting pipe (5) or a lubrication pipe.