FR2809070A1

FR2809070A1 - Bogie for rail vehicle has cross bar with ends connected by longitudinals and having leaf spring panel to carry loads

Info

Publication number: FR2809070A1
Application number: FR0006267A
Authority: FR
Inventors: Jean Michel Ven
Original assignee: Arbel Fauvet Rail SA
Current assignee: Arbel Fauvet Rail SA
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2001-11-23

Abstract

The bogie for a rail vehicle has a cross bar (3) with the ends connected by longerons (2) and with wheel axles. A cross panel (14) mounted on top of the bogie extends between the upper face of the bogie and the lower face of the vehicle. The panels are formed by blades (14A) which are curved with the concave side upward to exert a preload of between ten and twenty five KiloNewtons.

Description

DISPOSITIF DE CONTROLE DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE BOGIE SUPPORTANT UNE CHARGE ET BOGIE POURVU DU DIT DISPOSITIF L'invention rapporte à un dispositif de contrôle du comportement dynamique bogie supportant une charge. DEVICE DEVICE The invention relates to a bogie dynamic behavior control device supporting a load.

L'invention se rapporte également au bogie pourvu du dit dispositif. Classiquement, un bogie comprend - châssis comprenant une traverse dont les extrémités sont raccordées à des longerons et - des essieux pourvus à chaque extrémité d'une roue. The invention also relates to the bogie provided with said device. Conventionally, a bogie comprises - chassis comprising a cross member whose ends are connected to longitudinal members and - axles provided at each end of a wheel.

Cette traverse dite traverse pivot présente une articulation à pivot sur laquelle repose la structure d'une caisse ou plateforme d'un wagon soutenu à chacune de ses deux extrémités par un bogie. This crosspiece said pivot cross member has a pivot joint on which rests the structure of a box or platform of a car supported at each of its two ends by a bogie.

Classiquement, un dispositif de contrôle du comportement dynamique d'un bogie comprend - une suspension constituée de groupe de deux ressorts reliant la boite d'essieux au châssis du bogie - deux lisoirs dits verticaux disposés de part et d'autre la boite d'essieux et - deux lisoirs dits horizontaux disposés entre la face supérieure du châssis du bogie et la face inférieure de la structure telle la plateforme d'un wagon s'appuyant sur le bogie. Conventionally, a device for controlling the dynamic behavior of a bogie comprises - a suspension consisting of a group of two springs connecting the axle box to the chassis of the bogie - two so-called vertical sliders arranged on either side of the axle box and two so-called horizontal sliders arranged between the upper face of the bogie frame and the lower face of the structure such as the platform of a wagon resting on the bogie.

La boite d'essieux porte à sa base une table dite d'appui s'étendant de part et d'autre dite boite d'essieux et sur laquelle table d'appui repose la base des groupes ressorts dont l'extrémité supérieure prend appui au moins indirectement châssis du bogie. The axle box carries at its base a so-called support table extending on both sides of said axle box and on which support table rests the base of the spring groups whose upper end bears on the less indirectly bogie frame.

Des moyens de guidage vertical de la boite d'essieux sont bien évidemment prévus. Vertical guide means of the axle box are of course provided.

Le comportement dynamique d'un bogie est étroitement lié à vitesse de déplacement du bogie, la charge qu'il supporte et donc aux différents éléments constituant les moyens d'association des essieux avec le châssis du bogie. choix des ressorts dépend notamment l'amplitude du déplacement vertical la boite d'essieu. The dynamic behavior of a bogie is closely related to the speed of movement of the bogie, the load that it supports and therefore to the various elements constituting the means of association of the axles with the chassis of the bogie. The choice of springs depends in particular on the amplitude of the vertical displacement of the axle box.

lisoirs verticaux contrôlent l'amortissement des mouvements verticaux de la boite d'essieux. Vertical sliders control the damping of the vertical movements of the axle box.

La stabilité en ligne droite du bogie est contrôlé par lisoirs horizontaux. The stability in a straight line of the bogie is controlled by horizontal lugs.

utilise à cet effet une surface de frottement portée par la traverse du bogie au dessus de celle-ci, en vis à vis de la première surface, fourrure portée la face inférieure de la traverse du wagon. uses for this purpose a friction surface carried by the bogie cross over the latter, facing the first surface, fur carried the underside of the rail of the wagon.

n'est que, lorsque la traverse du wagon s'écarte du plan horizontal, avec une amplitude déterminée, que la fourrure vient en contact avec la surface de frottement et exerce donc son action anti-lacet. is only when the cross of the wagon deviates from the horizontal plane, with a determined amplitude, that the fur comes into contact with the friction surface and thus exerts its anti-lace action.

Plus récemment, il est apparu un autre type de lisoir se présentant de la manière suivante - une console flottante est portée par la traverse du bogie, - cette console flottante présente une face supérieure destinée venir en appui sur la face inférieure de la structure du wagon, - la face inférieure de la console flottante porte un axe vertical de guidage en translation qui coopère avec une glissière avec jeu de fonctionnement qui, réduit, est approximativement de un millimètre de part et d'autre, - ressorts hélicoïdaux situés de part et d'autre de la glissière sollicitent console vers la traverse du wagon. More recently, it has appeared another type of light in the following manner - a floating console is carried by the bogie cross, - this floating console has an upper face for bearing on the underside of the wagon structure - The underside of the floating console carries a vertical axis of translation guide which cooperates with a slide with operating clearance which, reduced, is approximately one millimeter on either side, - coil springs located on the left and right. other of the slide request console towards the cross of the wagon.

Un tel dispositif présente des inconvénients de fonctionnement et d'encombrement. Such a device has disadvantages of operation and space.

Cette stabilité en ligne droite dépend également de l'appui des roues avec le rail et du choix des composants de la suspension. This stability in a straight line also depends on the support of the wheels with the rail and the choice of components of the suspension.

L'appui des roues sur les rails dépend de la conicité de la roue. The support of the wheels on the rails depends on the conicity of the wheel.

La conicité est déterminée par l'angle formé par le plan de la table de roulement de la roue et l'axe de rotation de la roue. The taper is determined by the angle formed by the plane of the tread of the wheel and the axis of rotation of the wheel.

effet, pour augmenter la stabilité, il est recommandé d'avoir une conicite inférieure à 0.025. indeed, to increase the stability, it is recommended to have a conicite less than 0.025.

Cela a malheureusement pour inconvénient de dégrader les rails. L'invention propose une solution permettant d'augmenter la capacité de charge des bogies sans dégrader le comportement dynamique du bogie et sans augmenter la vitesse d'usure. Unfortunately, this has the disadvantage of degrading the rails. The invention proposes a solution for increasing the load capacity of the bogies without degrading the dynamic behavior of the bogie and without increasing the speed of wear.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de contrôle du comportement dynamique d'un bogie comprenant - une suspension, - deux lisoirs dits horizontaux disposés entre la face supérieure du châssis du bogie et la face inférieure de la structure s'appuyant sur le bogie, ce dispositif de controle étant caractérisé en ce que les lisoirs dits horizontaux sont constitués par lames courbes dont la concavité, tournée vers la face supérieure du châssis, définie pour exercer une précharge de l'ordre de 10 à 25kN pour une surface contact d'un lisoir comprise entre 300 et 400 cm2. For this purpose, the subject of the invention is a device for controlling the dynamic behavior of a bogie comprising - a suspension, - two so-called horizontal sliders arranged between the upper face of the bogie frame and the lower face of the supporting structure. on the bogie, this control device being characterized in that the so-called horizontal sliders are constituted by curved blades whose concavity, turned towards the upper face of the chassis, defined to exert a preload of the order of 10 to 25 kN for a surface contact of a stringer between 300 and 400 cm2.

L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : une vue de dessus d'un chassis de bogie, - figure 2 : une partielle selon F de la figure 1, - figure 3 : une d'une suspension, - figure 4 : un détail d'une roue, - figure 5 : une variante de la figure 1, - figure 6 : une vue latérale d'un lisoir. The invention will be better understood using the following description given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawing which shows schematically - Figure 1: a top view of a bogie frame, - FIG. 2: a partial view along F in FIG. 1; FIG. 3: a view of a suspension; FIG. 4: a detail of a wheel; FIG. 5: a variant of FIG. side of a slider.

En se reportant au dessin, on voit un bogie 1 et sa suspension. Referring to the drawing, we see a bogie 1 and its suspension.

Ce bogie 1 comprend une traverse 3 dont les extrémités sont raccordées à des longerons 2. This bogie 1 comprises a crossbar 3 whose ends are connected to longitudinal members 2.

La traverse 3 a une structure en caisson comprenant des parois inférieure 4, latérales 5, 6 et supérieure 7 assemblées par soudure avec une section transversale varie selon sa position au long de l'axe longitudinal 8 de cette traverse qui orthogonal à l'axe longitudinal 9 du bogie. The crosspiece 3 has a box structure comprising lower walls 4, side 5, 6 and upper 7 joined by welding with a cross section varies according to its position along the longitudinal axis 8 of this cross member orthogonal to the longitudinal axis 9 of the bogie.

Chaque longeron 2 présente une section en I avec une âme 2A verticale qui, située entre une semelle 2B supérieure et une semelle inférieure 2C, a une hauteur variable selon sa position au long de l'axe longitudinal du longeron. Each spar 2 has an I-section with a vertical core 2A which, located between an upper flange 2B and a lower flange 2C, has a variable height according to its position along the longitudinal axis of the spar.

Cette traverse dite traverse pivot présente une articulation 10 à pivot sur laquelle repose la structure d'une caisse d'un wagon soutenu à chacune de ses deux extrémités un bogie. Classiquement, la suspension de bogie comprend - une boite 11 d'essieux dans laquelle est guidée en rotation l'extrémité d'un essieu portant lui-même la roue 12, cette boite d'essieux portant à sa base une table dite d'appui s'étendant de part et d'autre de la boite d'essieux, - en appui sur la table d'appui, la base de deux moyens élastiques 13 dont l'extrémité supérieure prend appui sur un chapeau associé au châssis par des anneaux inclinés, - moyens de guidage vertical de la boite d'essieux et - lisoirs verticaux 30 qui, frottant au moins indirectement sur parois laterales de la boite d'essieux, sont sollicité par les chapeaux précités, - lisoirs 14 dits horizontaux disposés entre la face supérieure châssis bogie et la face inférieure de la structure s'appuyant sur le bogie. Chaque moyen 13 élastique est constitué par un groupe de deux ressorts montés coaxiaux. This cross said pivot cross has a pivot joint 10 on which rests the structure of a box of a car supported at each of its two ends a bogie. Conventionally, the bogie suspension comprises - a box 11 of axles in which is guided in rotation the end of an axle itself carrying the wheel 12, this axle box carrying at its base a so-called support table extending on either side of the axle box, - resting on the support table, the base of two elastic means 13 whose upper end bears on a cap associated with the chassis by inclined rings - means for vertical guidance of the axle box and - vertical slips 30 which, rubbing at least indirectly on the side walls of the axle box, are urged by the aforementioned hats, - said horizontal slots 14 arranged between the upper face bogie frame and the underside of the structure resting on the bogie. Each elastic means 13 is constituted by a group of two coaxial mounted springs.

La boite 11 d'essieux peut donc se déplacer suivant un axe vertical et jeux de fonctionnement entre la face latérale de la boite d'essieux et moyens de guidage du châssis autorise le déplacement de l'essieu dans un plan horizontal. The box 11 of axles can therefore move along a vertical axis and operating clearances between the lateral face of the axle box and chassis guide means allows the displacement of the axle in a horizontal plane.

Par le choix technique de ces éléments, on constitue un dispositif de contrôle du comportement dynamique du bogie supportant une charge. By the technical choice of these elements, it constitutes a device for controlling the dynamic behavior of the bogie supporting a load.

Selon une caractéristique - lisoirs 14 dits horizontaux sont constitués par des lames 14A courbes dont la concavité tournée vers la face supérieure du châssis est définie pour exercer une précharge et avoir ainsi un minimum de frottement. According to one characteristic - so-called horizontal lugs 14 are constituted by curved blades 14A whose concavity facing the upper face of the frame is defined to exert a preload and thus have a minimum of friction.

Cette précharge est de l'ordre de 10 à 25kN pour une surface en contact comprise entre 300 et 400 cm2 notamment, pour une charge de 25tonneslessieu. This preload is of the order of 10 to 25 kN for a contact surface of between 300 and 400 cm2 in particular, for a load of 25 tonslessieu.

Cette valeur de précharge dépend de la tare naturelle du wagon oscille entre dix huit et trente quatre tonnes. This preload value depends on the natural tare of the wagon oscillates between eighteen and thirty four tons.

Elle dépend également de la nature des matériaux en contact l'un l'autre. It also depends on the nature of the materials in contact with each other.

valeurs sont données pour un frottement à l'aide de surfaces synthétiques et non pas métal sur métal. Values are given for friction using synthetic surfaces and not metal on metal.

Plus la tare est faible, plus la précharge est faible. Par précharge, on comprendra une disposition du lisoir et concavité telles qu'en toutes positions, les lisoirs horizontaux qui se situent de part et d'autre de l'axe médian longitudinal du bogie, sont en contact avec la face inférieure de structure et exerce déjà un effet de frottement traverse porteuse de la plateforme étant en équilibre, c'est à dire horizontale et parallèle au plan supérieur du bogie. The lower the tare, the lower the preload. By precharging, it will be understood an arrangement of the horizontal and concavity such that in all positions, the horizontal sliders which are located on either side of the longitudinal central axis of the bogie, are in contact with the underside of structure and exerts already a friction effect carrying carrier of the platform being in equilibrium, that is to say horizontal and parallel to the upper plane of the bogie.

Le lisoir exerce donc toujours un frottement amortisseur minimal immédiat c'est a dire qu'il n'y a pas de retard. The lip therefore always exerts an immediate minimum damping friction that is to say that there is no delay.

II n'y a pas d'effet de retard d0 un jeu de rattrapage. There is no delay effect of a catch-up game.

La lame courbe 14A est encastrée au niveau de l'un 15 de ces côtés 15, 16 transversaux tandis que le côté opposé à ce côté encastré est libre de se déplacer dans direction perpendiculaire au côté encastré. The curved blade 14A is embedded at one of these transverse sides 15, 16 while the opposite side to this recessed side is free to move in a direction perpendicular to the recessed side.

Des guides 17 situés de part et d'autre des deux côtés longitudinaux 18, 19 qui sont perpendiculaires au côté encastré, évitent notamment un effet de cisaillement lame lisoir. Guides 17 located on either side of the two longitudinal sides 18, 19 which are perpendicular to the recessed side, in particular avoid a shearing effect of the guide blade.

Comme peut le voir, les guides sont, soit globalement de forme allongée (figure 5), soit sous la forme d'un pion (figure 1). As can be seen, the guides are either generally elongated (Figure 5) or in the form of a pion (Figure 1).

La lame 14A lisoir comprend, au niveau de sa zone d'appui, une partie plane 20 part et d'autre de laquelle s'étendent des zones courbes 21, 22 dont la courbure est déterminée en fonction de l'implantation de la lame lisoir, la nature du matériau, la valeur de la précharge et l'amplitude de la course. The slide 14A includes, at its support zone, a flat portion 20 on either side of which extend curved zones 21, 22 whose curvature is determined according to the implantation of the slide blade , the nature of the material, the value of the preload and the amplitude of the stroke.

La face supérieure de la lame lisoir coopère avec une pièce dite d'appui (non représentée) ou fourrure portée par le dessous de la traverse pivot de la caisse du wagon. The upper face of the slider blade cooperates with a so-called support piece (not shown) or fur carried by the underside of the pivot crossbar of the box of the wagon.

On fera par exemple appel à du polyuréthane pour réaliser cette fourrure fixée sous la traverse pivot du wagon. We will for example use polyurethane to achieve this fur fixed under the pivot of the car.

En figure 6, on a figuré en traits interrompus le lisoir lorsqu'il n'est pas chargé, c'est à dire lorsque la plateforme ne s'appuie pas dessus. In Figure 6, we have shown in broken lines the light when it is not loaded, ie when the platform does not rest on it.

Dans une forme de réalisation (figure 5), le lisoir est implanté au long du longeron du châssis du bogie. In one embodiment (Figure 5), the lip is located along the longitudinal beam of the bogie frame.

Avantageusement (figure 1), la lame lisoir 14A est encastrée sur la traverse 3 du bogie et s'étend depuis sa zone d'encastrement situé au près du pivot vers l'extérieur du bogie suivant l'axe longitudinal de la traverse pivot . Le bord libre de cette lame lisoir se trouve légèrement en retrait par rapport au bord latéral externe du longeron. Advantageously (Figure 1), the slide 14A blade is embedded on the crossbar 3 of the bogie and extends from its nesting area located near the pivot to the outside of the bogie along the longitudinal axis of the cross pivot. The free edge of this ejector blade is slightly set back relative to the outer lateral edge of the spar.

Pour l'encastrement, la lame lisoir est pincée entre deux mâchoires 24 fixées sur la face supérieure du châssis. For embedding, the slide blade is clamped between two jaws 24 fixed on the upper face of the frame.

Un autre mode de fixation est bien évidemment possible. Another method of attachment is of course possible.

Cette lame lisoir s'étend sensiblement sur toute la largeur la traverse. En augmentant la surface, on peut réduire l'épaisseur de lame et éviter précharge trop importante si l'épaisseur était plus importante. This slide strip extends substantially across the width crosses. By increasing the area, you can reduce the blade thickness and avoid too much preload if the thickness is greater.

Pour permettre cette implantation transversale du lisoir, la face supérieure de la traverse forme également la partie supérieure du longeron du châssis et s'étend donc sans discontinuité. To allow this transverse implementation of the liner, the upper face of the cross member also forms the upper portion of the chassis spar and therefore extends without discontinuity.

Ainsi, la face supérieure du châssis du bogie s'étend sans discontinuité . Ainsi, les semelles inférieure 2B et supérieure 2C des longerons 2 sont constituées respectivement par le prolongement des parois inférieure 4 et supérieure 7 des extrémités de la traverse 3 qui, à cet effet, se divisent en des branches 4A, 7A qui s'étendent le long des axes longitudinaux des longerons 2 sorte que ces parois inférieure et supérieure ont elles-mêmes en vue de dessus sensiblement une forme en H . Thus, the upper face of the bogie frame extends without discontinuity. Thus, the lower flanges 2B and upper 2C of the longitudinal members 2 are formed respectively by the extension of the lower walls 4 and upper 7 of the ends of the cross member 3, for this purpose are divided into branches 4A, 7A which extend the along the longitudinal axes of the longitudinal members 2 so that these lower and upper walls themselves in plan view substantially a shape H.

On notera que la distance entre les parois latérales 5, 6 de la traverse mesurée selon un plan vertical parallèle à l'axe longitudinal 9 du bogie s'amenuise vers les extrémités de la traverse et, à cet effet, ces parois latérales sont courbes avec leurs faces convexes tournées vers l'extérieur et les extrémités de ces parois latérales sont fixées sur la face 2D interne de l'âme 2A des longerons. It will be noted that the distance between the side walls 5, 6 of the crossmember measured along a vertical plane parallel to the longitudinal axis 9 of the bogie diminishes toward the ends of the crossmember and, for this purpose, these sidewalls are curved with their convex faces facing outwards and the ends of these side walls are fixed on the internal 2D face of the core 2A of the side members.

Avantageusement, la paroi supérieure 7 de la traverse 3 a sa largeur qui, mesurée dans le sens longitudinal du bogie, varie selon l'axe longitudinal de la traverse pour atteindre, dans la partie médiane de la traverse une largeur largement supérieure à la distance mesurée entre les deux parois latérales 5, 6 et, à proximité des longerons, une zone de largeur minimale sensiblement équivalente à la distance mesurée entre les parois latérales. Advantageously, the upper wall 7 of the crossmember 3 has its width which, measured in the longitudinal direction of the bogie, varies along the longitudinal axis of the crossmember in order to reach, in the median part of the crossmember, a width which is much greater than the measured distance. between the two side walls 5, 6 and, close to the side members, a zone of minimum width substantially equivalent to the distance measured between the side walls.

La réduction de section de la traverse à proximité longerons ameliore le comportement en torsion du châssis et l'augmentation de la largeur traverse en sa partie médiane permet de compenser son affaiblissement a la découpe logeant les moyens d'articulation de la plate-forme. Avantageusement, le profil de conicité des roues est de l'ordre de 0. The section reduction of the crossbar close longitudinal members improves the torsional behavior of the frame and the increase in the width crosses in its middle part makes it possible to compensate for its weakening at the cut-out accommodating the articulation means of the platform. Advantageously, the taper profile of the wheels is of the order of 0.

Le profil conicité est donné par l'angle formé entre l'axe 100 la roue et la table de roulement de la roue. The taper profile is given by the angle formed between the axis 100 the wheel and the tread of the wheel.

Cette augmentation de conicité est par principe contraire à augmentation de stabilité en ligne droit mais l'effet immédiat des lames lisoirs sans jeu longitudinal permet de contrarier l'effet de lacet. This increase in conicity is in principle contrary to an increase in stability in a straight line, but the immediate effect of the slider blades without longitudinal play makes it possible to thwart the lace effect.

Elle permet par ailleurs un meilleur passage en courbe grâce à un effet différentiel plus important entre les roues.It also allows a better passage curve thanks to a greater differential effect between the wheels.

Claims

CLAIMS A device for controlling the dynamic behavior of a load-bearing bogie comprising a chassis comprising a crossmember (3) whose ends are connected to longitudinal members (2). axles provided at each end of a wheel, and - so-called horizontal sliders (14) arranged between the upper face of the bogie frame and the lower face of the bogie-supported structure, this device being CHARACTERIZED in that the so-called horizontal sliders (14) are constituted by curved slats (14A) whose concavity facing towards the upper face of the chassis is defined to exert a preload of the order of 10 to 25 kN for a contact surface of between 300 and 400 cm 2 and with immediate effect. 2. Device according to claim 1 characterized in that the blade (14A) includes, at its support zone, a flat portion (20) on either side of which extend curved zones (21, 22) whose curvature is determined as a function of the implantation of the stripper blade, the nature of the material, the value of the preload and the amplitude of the stroke. 3. Device according to claim 1 or 2 characterized in that the curved blade (14A) is embedded at one (15) of these transverse sides (15, 16) while the side opposite this recessed side is free to move in a direction perpendicular to the recessed side. 4. Device according to claim 1 or 3 characterized in that the edge slide 4A) is embedded on the crossbar (3) of the bogie and extends from its nesting area located near the pivot towards the outside of the bogie along the longitudinal axis of the pivot crossmember. Device according to Claim 4, characterized in that the guide blade extends substantially over the entire width of the crossmember. 6. Device according to claim 5 characterized in that, to allow the transverse implantation of the liner, the upper face of the cross member also forms the upper portion of the chassis spar and therefore extends without discontinuity . 7. Device according to claim 1 characterized in that the lip is located along the longitudinal beam of the chassis of the bogie. 8. Device according to claim 3 characterized in that the slide blade is clamped between two jaws (24) fixed on the upper face of the frame. 9. Device according to claim 1 characterized in that the conicity profile of the wheels is of the order of 0