FR2833231A1 - Dispositif de suspension pour vehicule sur rails - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de suspension (30) pour véhicules sur rails, qui est prévu dans la zone des roues entre l'essieu et un châssis comme suspension primaire et/ ou entre le châssis et la caisse de véhicule comme suspension secondaire, qui consiste en au moins un ressort principal (31) et au moins un dispositif de ressort additionnel (32) lié au ressort principal (31), caractérisé en ce que le ressort principal (1, 31, 61) est au moins un ressort hydropneumatique, qui est assemblé en série avec le dispositif de ressorts additionnel (32). Le dispositif de ressort additionnel (32) est par exemple formé comme ressort à boudin.

Description

coulissantes sont ouvertes ou fermées.

!

DISPOSITIF DE SUSPENSION POUR VEHICULE SUR RAILS

La présente invention concerne un dispositif de suspension

pour véhicules sur rails.

Les dispositifs de suspension, par exemple pour une suspension d'essieu, servent à l'appui de la structure du véhicule vis à vis des essieux. L'augmentation du confort de transport, de la durée de vie et de la sécurité de marche est obtenue grâce à la suspension, et en même temps la suspension compense la caractère hyperstatique des roues. La suspension isole la structure des oscillations très fréquentes des roues, la structure doit

o en effet être guidée aux roues en cas de contour de voie à ondes longues.

Les exigences de dispositifs de suspension augmentent toujours plus, notamment pour les véhicules sur rails. Mais en même temps, I'espace de structure à disposition se réduit. Ce conflit est surmonté, mais à

peine plus, par des suspensions traditionnelles, alors connues.

Les exigences spéciales de suspensions consistent notamment en un chargement élevé, en des vitesses limites croissantes, au cours desquelles le châssis commence à devenir instable, en une bonne stabilisation de roulis, en un grand course de ressort, ainsi qu'en une petite rigidité verticale progressive de la suspension. En outre, encore une position o indépendante du chargement du bord supérieur de plancher, par exemple dans les véhicules sur rails pour le transport de personnes, ainsi qu'une

rigidité latérale définie, sont souhaitables.

Actuellement, les ressorts pneumatiques ayant un ressort de secours sériel sont installés conjointement avec des barres de stabilisation de roulis, par exemple sous la forme de ressorts de barre de torsion. En raison de la pression de l'air relativement petite, réalisable en pratique dans les ressorts pneumatiques, un plus grand diamètre actif des ressorts est cependant nécessaire, ce qui entrane souvent des problèmes avec l'espace

de structure à disposition.

so Ensuite interviennent également des ressorts progressifs à boudin ou en caoutchouc; cependant, I'exigence d'un bord supérieur de

plancher indépendant du chargement n'est pas encore satisfaite avec eux.

Enfin interviennent encore également des ressorts hydropneumatiques de niveau réglable conjointement avec des ressorts de secours précontraints assemblés en parallèle à ceux-ci. En effet, de cette façon, la course de ressort existant ne peut être utilisé de manière optimale, ce qui rend de nouveau nécessaire une rigidité plus élevoe de ressorts de secours. Un objet de l'invention est de créer un dispositif de suspension qui fournit une courbe caractéristique de ressorts progressive, qui permet un positionnement indépendant du chargement du bord supérieur du

plancher, et qui autorise de petites rigidités verticales des ressorts utilisés.

L'invention a ainsi pour objet un dispositif de suspension pour véhicules sur rails, qui est prévu dans la zone des roues entre l'essieu et un châssis comme suspension primaire eVou entre le châssis et la caisse de o véhicule comme suspension secondaire, qui consiste en au moins un ressort principal et au moins un dispositif de ressort additionnel (32) lié au ressort principal, dans iequel le ressort principal est au moins un ressort hydropneumatique qui est assemblé en série avec le dispositif de ressorts additionnel. La position du bord supérieur du plancher, grâce à l'utilisation d'un ressort hydropneumatique comme ressort principal, qui est progressif en raison de son comportement de principe de la courbe caractéristique de ressort, est ajustée indépendamment du chargement par le repompage du liquide hydraulique. Contrairement aux suspensions traditionnelles, dans o lesquelles en " fonctionnement normal " seul le ressort principal exécute le travail de suspension et dans lequel le ressort additionnel est un pur ressort de secours, qui intervient seulement en cas de panne du ressort principal, le ressort additionnel ou le système de ressort additionnel fonctionne aussi dans l'invention grâce à l'agencement en série des ressorts. Les petites rigidités totales verticales du dispositif de suspension sont obtenues par l'agencement

en série.

Pour empêcher un perçage de la suspension, notamment dans le fonctionnement de ressort de secours ou additionnel, il est opportun que le dispositif de ressort additionnel présente une courbe caractéristique de

o ressort ayant une butée progressive.

Dans un premier mode de réalisation, le dispositif de ressort

additionnel comprend au moins un ressort en caoutchouc.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif

de ressorts additionnels comprend au moins un ressort à boudin.

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Naturellement, il peut être notamment également prévu que le dispositif de ressorts additionnels soit une combinaison de ressorts en

caoutchouc et ressorts à boudin.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le ressort hydropneumatique consiste en une pièce dextrémité qui est reliée à un piston, de telle sorte que le piston peut se déplacer dans un cylindre, et de tell sorte qu'un volume hydraulique limité par celui-ci et par le cylindre se modifie

lors d'un déplacement du piston.

En ce qui concerne l'espace de structure à disposition et le o maniement simple du ressort hydropneumatique, il est avantageux que le piston dirige au moins une conduite hydraulique, qui relie le volume hydraulique à l'accumulateur. Les conduites sont habituellement réalisées comme des alésages dans le cylindre. Il est particulièrement avantageux que deux marches ou également plus (alésages) soient dirigées par le piston, s étant donné que de cette façon les conduites ainsi que l'espace creux de

travail peuvent être rincées.

Dans un autre mode de réalisation, la pièce d'extrémité du ressort hydropneumatique se trouve en état monté dans une position supérieure et le volume hydraulique dans une position inférieure, et

o l'accumulateur est disposé dans la zone de la pièce d'extrémité supérieure.

Par cet agencement, un tubage solide de l'accumulateur devient possible, qui, contrairement à une liaison de l'accumulateur par l'intermédiaire d'un tuyau flexible, comme elle serait nécessaire en raison du mouvement relatif de l'accumulateur au reste du ressort hydropneumatique dans un agencement s dans la zone inférieure, est beaucoup plus stable et résistant aux endommagements. Il est avantageux que le ressort hydropneumatique soit relié au dispositif de ressorts additionnel par l'intermédiaire d'un élément de raccord. De cette façon, ies deux suspensions sont facilement séparées l'une de l'autre, de telle sorte que seulement une d'elles et non l'ensemble du dispositif de suspension doive être échangé sensiblement en cas de durée de vie différente des composants individuels. De même, I'entretien est en principe facilité, étant donné que seul un ressort doit être démonté dans un

objectif d'entretien, et non l'ensemble du dispositif de suspension.

s Dans un mode de réalisation concret, I'élément de raccord comprend un logement pour le cylindre du ressort hydropneumatique, dans lequel le cylindre est monté. Dans cette forme d'arrangement, un ressort hydropneumatique q uelconq ue peut être en principe utilisé pour l' invention, et c'est uniquement à l'élément de raccord de s'adapter au ressort principal

hydropneumatique correspondant.

s Dans un autre mode de réalisation avantageux, I'élément de raccord comprend un orifice cylindrique pour le piston. Dans ce cas, I'élément de raccord est en fait un élément du ressort hydropneumatique, un cylindre additionnel, dans lequel le piston peut se déplacer, ntest pas nécessaire. Cet arrangement est notamment favorable en raison du fait que l'invention peut

o être réalisée avec moins de composants.

Le cylindre du ressort hydropneumatique - indépendamment du fait qu'il soit formé séparément ou d'une seule pièce avec le élément de raccord est raccordé de manière hermétique dans une zone supérieure avec une tête de cylindre (forme de structure Plunger). De cette façon, aucun joint du piston n'est nécessaire contre la paroi de cylindre, de telle sorte que

l'effet de suspension n'est entravé par aucune friction additionnelle.

Dans un développement l'invention apportant particulièrement un gain de place, le dispositif de ressort additionnel est un ressort à boudin, et l'élément de raccord est disposé avec le ressort hydropneumatique au moins

avec les zones à l'intérieur du ressort à boudin.

De préférence, I'élément de raccord se trouve dans une zone

supérieure du ressort à boudin.

Afin que l'élément de raccord soit assuré contre un déplacement latéral sur le ressort à boudin, celui-ci comprend dans la zone du

revêtement au moins par zone des prolongements se dressant vers le bas.

Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de ressorts add ition nel est formé com me ressort en caoutchouc, q u i comprend u n orifice, dans iequel l'élément de raccord est monté avec le ressort hydropneumatique au moins dans certaines zones. Par exemple, cet orifice est de forme o cylindrique et l'élément de raccord est monté de manière centrale, avec une face d'inertie frontale dans la zone supérieure, avec laquelle un déplacement

à travers l'élément de raccord est évité.

Da ns u n mode de réalisation pa rticu lièreme nt avantageux d u ressort en caoutchouc additionnel, i'orifice est formé de manière conique, s avec une section se réduisant vers le bas, moyennant quoi un déplacement vers le bas sans nécessiter de mesures additionnelles est évité, et une

position stable de l'élément de raccord est donnée.

Un perçage du dispositif de suspension peut être évité de ma n ière sû re, si le d ispositif de ressort add ition nel comprend dans sa zone

s inférieure une butée formée en tant qu'amortisseur en caoutchouc.

Ensuite, le dispositif de suspension comprend du côté de la suspension latérale encore au moins un ressort latéral, qui est par exemple formé comme ressort en caoutchouc. La division de la suspension en tenant compte du guidage horizontal et vertical montre l'avantage, que les o suspensions peuvent être dimensionnces presque indépendamment l'une de

l'autre en ce qui concerne leurs rigidités.

De plus, I' invention concerne également u n système de suspension pour un véhicule sur rails, dans lequel est prévu au moins chaque dispositif de suspension décrit ci-dessus dans la zone des roues entre l'essieu et un châssis comme suspension primaire eVou entre le châssis et la caisse du véhicule comme suspension secondaire, deux unités hydrauliques ou plus de ressorts hydropneumatiques des dispositifs de suspension par l'intermédiaire d'une unité de synchronisation sont lices à un accumulateur commun. Pour les unités hydrauliques, qui sont liées par l'intermédiaire d'une unité de synchronisation à un accomulateur commun, il est également possible de faire régulièrement ressort en cas de chargement inégal, moyennant quoi une stabilisation des mouvements indésirables du véhicule, comme peut-être un roulis ou un tangage indépendants des mouvements de " galop " du véhicule est autorisée sans nécessiter de barre de stabilisation

de rou l is add itionnel.

Dans un développement particulièrement simple et peu coûteux à réaliser du dispositif de suspension, I'unité de synchronisation comprend un espace creux, qui est divisé en au moins trois espaces creux d'éléments indépendants les uns des autres par un piston pouvant se so déplacer librement, moyennant quoi au moins un de ces espaces creux d'élément est relié à l'accumulateur, et au moins deux des autres espaces creux d'éléments sont respectivement reliés à au moins une unité hydraulique

de l'élément de ressort.

Pour stabiliser un véhicule contre un roulis, il est avantageux que les unités hydrauliques sur les côtés opposés d'un essieu soient reliées à

un accumulateur au moyen d'une unité de synchronisation.

Pour les véhicules sur rail, qui ne subissent que de faibles forces de démarrage ou de décélération, il est cependant avantageux que les unités hydrauliques d'un côté de véhicule soient en contact au moyen de la conduite commune, et que les deux conduites des côtés respectifs du véh icule soient reliées à laccumu lateu r par l' interméd iaire d' u ne u n ité de synchronisation commune, étant donné que d'une manière simple de structure, un roulis peut faire ressort indépendamment des mouvements de galop. Pour également stabiliser outre les mouvements de roulis o également les mouvements de tangage, il est nécessaire que respectivement deux unités hydrauliques, disposées sur les roues opposées en diagonale, soient reliées à l'accumulateur commun respectivement par l'intermédiaire d'une unité de synchronisation. Lors de cet assemblage, le châssis peut en plus continuer à se tordre, ce qui est avantageux en tenant compte des

s torsions de rails apparaissant fréquemment.

Il peut être également avantageux que chaque unité hydraulique possède un accumulateur. Avec cet agencement, toutes les roues d'un châssis ou d'un véhicule peuvent être montées sur ressort séparément, cependant une stabilisation de roulis ou de tangage du véhicule est

o impossible sans dispositifs de stabilisation additionnels.

Habituellement, les espaces creux de travail des unités

hydrauliques sont respectivement reliés les uns avec les autres.

D'autres ca ractéristiques, détails et avantages de l' invention

ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins

s annexés donnés à titre d'exemple qui représentent respectivement: - la figure 1, une vue schématique représentant un agencement de principe selon l'invention d'un ressort hydropneumatique monté en série avec un ressort additionnel, - la figure 2, une vue en coupe représentant un mode de so réalisation d'un dispositif de suspension selon l'invention avec un ressort hydropneumatique monté en série avec un ressort à boudin, - la figure 3, une vue en coupe représentant un autre mode de réalisation d'un dispositif de suspension selon l'invention avec un ressort hydropneumatique monté en série avec un ressort en caoutchouc,

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- la figure 4, une vue de côté représentant un agencement de principe, à titre d'exemple, d'un dispositif de suspension selon l'invention dans un véhicule sur rails, - les figures 5 à 7, des vues en perspective illustrant s l'assemblage schématique des ressorts hydropneumatiques de plusieurs dispositifs de suspension selon l'invention, et - figure 8, une vue schématique d'une unité de synchronisation La figure 1 montre, dans une représentation de principe, un o dispositif de suspension 100 selon l'invention, dans lequel un ressort hydropneumatique 1 en monté en série avec un ressort additionnel 2, qui est ici représenté comme ressort à boudin, les deux ressorts étant reliés l'un avec l'autre. Ce dispositif de suspension 100 est positionné entre deux endroits 3 et 4, relativement mobiles l'un par rapport à l'autre, par exemple entre la caisse du véhicule et les boggies. Le ressort hydropneumatique 1 est relié d'une manière connue au moyen d'une conduite hydraulique 5 à un accumulateur 6, qui est subdivisé au moyen d'un élément de séparation 9 en un espace de gaz 7 ainsi qu'en un espace hydraulique 8, comme ceci est indiqué de ,.

manere schemabque.

Le ressort hydropneumatique 1 présente, dans le sens vertical, une courbe caractéristique de ressort progressive, c'est-à-dire dépendante du chargement, de telle sorte que ia caisse peut être utilisée de manière optimale. Grâce à un repompage du liquide hydraulique, par exemple de l'huile, dans le circuit hydraulique du ressort hydropneumatique, une réqularisation de niveau est possible, de telle sorte que le bord supérieur du plancher de la caisse peut être gardé à un niveau constant indépendamment

du chargement.

Un liquide hydraulique, une huile en général, est sélectionné comme milieu de travail ou milieu de transmission de force motrice, étant o donné que les liquides incompressibles peuvent être placés sous de hautes pressions, et de cette façon le dispositif de suspension de la caisse peut conserver sa petite taille. C'est pourquoi le gaz est choisi avant tout comme milieu d'amortissement, étant donné qu'il est compressible et présente un comportement progressif, et garantit de cette façon une utilisation optimale

des déplacements du ressort.

Grâce à la courbe caractéristique progressive du ressort hydropneumatique 1, les ressorts sont utilisés avec une rigidité verticale plus petite en com pa raison des agencements conn us trad itionnels, de telle sorte qu'il en résulte une sécurité augmentée de déraillement du véhicule sur rails et un confort de marche plus important. La rig id ité de roulis d u d ispositif de suspension 1 décroissante qui en résulte est compensée de cette façon, en ce que plusieurs ressorts hydropneumatiques sont assemblés les uns avec les autres à un véhicule sur rails, par exemple à un wagon, comme ceci est expliqué dans le document EP

o 1 029 764 A2 de la demanderesse et plus loin dans la description.

En principe il est possible d'utiliser également des barres de stabilisation de roulis contre un roulis indésirable. Il est cependant alors nécessaire d'utiliser un ou des ressort(s) additionnel(s) ayant une rigidité verticale correspondante pl us petite, pour compenser la rig Id ité des barres de stabilisation de roulis. De cette façon les ressorts additionnels deviennent en fait trop mous en règle générale, ce qui s'avère désavantageux et indésirable pour le mécanisme de ressort de secours. Il est beaucoup plus avantageux d'assembler plusieurs ressorts hydropneumatiques les uns avec les autres, étant donné qu'ensuite les forces de roulis sont reçues et transmises par le o milieu hydraulique. La rigidité de roulis réalisable au maximum est. en cas de panne du ressort principal, donnée par le ressort additionnel 2 assemblé en série. Au cas o on souhaite obtenir des rigidités de roulis encore plus petites, une ou plusieurs soufflures de roulis additionnelles, dans lesquelles le liquide hydraulique peut s'écouler de manière appropriée, sont aménagées dans le

système hydraulique.

Un amortissement vertical du dispositif de suspension est finalement encore obtenu d'une façon connue grâce à l'étranglement du

courant hydraulique.

Grâce à son assemblage en série, le ressort additionnel 2 est o toujours pré-tendu en fonction de l'état de chargement actuel, de telle sorte

qu'aucune course de ressort vertical n'est gaspillé inutilement par une pré-

tension des ressorts additionnels comme dans les systèmes parallèles. De cette façon, le ressort additionnel 2 peut être posé avec une rigidité verticale plus petite, de telle sorte qu'une sécurité de déraillement plus importante est

possible en cas de panne du ressort principal 1.

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Le ressort additionnel en série 2 assume également en fonctionnement normal - contrairement aux agencements de ressort en parallèle - une partie du travail de ressort, et par les répartitions de rigidité correspondantes en cas de ressorts individuels dans un dispositif de

s suspension, de basses rigidités totales sont obtenues.

La figure 2 montre un premier mode de réalisation concret d'un dispositif de suspension 30 selon l'invention, consistant en un ressort principal hydropneumatique 31 et en un ressort additionnel 32 de type ressort à boudin auquel il est assemblé en série. Dans sa zone supérieure, le ressort o hydropneumatique 31 comprend une pièce d'extrémité 33 qui est reliée avec des moyens de fixation 33, par exemple des vis ou des boulons, notamment à

une carrosserie.

La pièce d'extrémité 33 est reliée à un piston 34, qui peut se déplacer dans le sens vertical à l'intérieur d'un cylindre 38, de telle sorte qu'un volume 35 rempli d'un liquide hydraulique, par exemple de l'huile également décrit par la suite comme espace creux de travail - peut se modifier dans le cylindre 38. Ce volume hydraulique 35 est en contact par l'intermédiaire des conduites hydrauliques 36, dans ce cas par l'intermédiaire de deux conduites, avec un ou plusieurs gazomètre(s) à ressort non représenté(s) sur la figure, o qui est subdivisé par exemple par un élément de séparation formé comme une membrane en un espace de gaz et un espace hydraulique. En principe, une seule conduite hydraulique 36 est prévue, bien que deux conduite ou plus

offrent l'avantage de rendre le volume 35 rinçable.

Le piston 34 est de préférence formé comme une bielle, qui :s dans sa zone inférieure se trouvant dans le cylindre 38, comporte des brides de guidage 46. Le piston 34 n'est pas étanché par rapport au cylindre 38, de

telle sorte qu'aucune friction de joint désavantageuse n'appara^'t.

Pour protéger la bielle 34 de l'encrassement ou de la pénétration de salissures dans le volume hydraulique 35, celle-ci est s entourée, dans sa zone supérieure, en saillie du cylindre 35, par un soufflet à plis 37. Le soufflet à plis 37 est relié de manière étanche dans sa zone supérieure à la pièce d'extrémité 33 et également à une tête de cylindre 40 à son extrémité inférieure. En outre la tête de cylindre 40 comprend des

anneaux de guidage 42 ainsi que des anneaux de joint 43 pour la bielle 34.

:s Au-dessus des anneaux de joint et de guidage, un élément débarrassant les

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salissures 47 est prévu, de telle sorte que les salissures parvenues jusqu'à la

bielle 34 sont débarrassées de celle-ci.

L'agencement du joint dans une zone supérieure comporte notamment l'avantage que les salissures se déplacent vers le bas à l'écart du joint, de telle sorte que la fonction de celui-ci ne soit pas compromise par les salissures. La tête de cylindre 40 est reliée solidement au moyen d'un élément de raccord 41, par exemple des vis, à un élément de raccord 39, qui repose avec les zones supérieures 39' sur le pas de vis le plus élevé du o ressort à boudin 32. La hauteur de structure du cylindre 40 peut encore être modifiée par des rondelles additionnelles 49 et de cette façon être adaptée

par exemple à l'usure des roues da ns le cad re de l'entretien d 'u n véh icu le.

L'élément de raccord 35 est par exemple de forme cylindrique ou conique, mais la forme est en principe quelconque, et habituellement en métal. Dans sa zone supérieure 39', I'élément de raccord comprend un rebord 39" circulaire dirigé vers le bas, avec lequel est assuré contre un déplacement

latéral sur le ressort à boudin 32.

Par exemple, en cours de mise en suspension, la force agissant sur le ressort hydropneumatique, c'est-à-dire sur la pièce d'extrémité o 33, est transmise par l'intermédiaire du piston 34 et ensuite des anneaux de guidage 42 ainsi que de la tête de cylindre 40 vers l'élément de raccord 39 et

ensuite de celui-ci vers le ressort à boudin 32.

L'élément de raccord 35 peut également être relié solidement au ressort à boudin 32 en ce qui concerne les mouvements verticaux, :s cependant ceci n'est pas nécessaire, étant donné que le ressort hydropneumatique 31 ne peut de toute façon avoir une charge que sur la pression et c'est pourquoi un détachement du ressort 31 et de l'élément de

raccord 35 du ressort à boudin ne peut pas avoir lieu.

Selon la représentation de la figure 2 et de la figure 3, le ressort hydropneumatique est formé en étant séparé de l'élément de raccord 39, et le cylindre 38, dans lequel le piston 34 peut se déplacer, est reçu par celui-ci. Dans un autre mode de réalisation également avantageux, qui n'est cependant pas représenté sur les dessins, le cylindre 38 n'est pas formé en étant séparé de l'élément de raccord 39, mais celui-ci comprend un logement s cylindrique, dans lequel le piston 34 peut se déplacer, et ce logement limite encore également le volume de travail jusqu'à la partie supérieure, qui est isolée du piston 34. L'élément de raccord 39 est un composant immédiat du

ressort hydropneumatique dans un tel mode de réalisation.

Le ressort à boudin 32 de son côté repose dans sa zone inférieure sur une plaque de liaison 44, qui comprend des cavités adaptéss aux pas de vis du ressort 32. L'élément de raccord 44 est relié sur son côté inférieur à un ressort latéral 50, qui sert à la suspension latérale. En règle générale, il s'agit d'un ou de plusieurs ressorts de caoutchouc. On peut cependant également renoncer à un élément de raccord 44 comme représenté, et le ressort 32 repose simplement dans les cavités sur le ressort

o en caoutchouc 50.

Enfin un amortisseur en caoutchouc 51 est encore prévu, sur lequel le cylindre de liaison 35 repose en cas de charges très élevées. De cette façon un perçage de la suspension peut être évité, étant donné que l'amortisseur en caoutchouc 51 peut être choisi comme étant très rigide dans le sens vertical. Ainsi, une courbe caractéristique de ressort très progressive du dispositif de suspension 30 en cas de perçage peut être obtenue. Il peut être cependant prévu que l'amortisseur en caoutchouc serve simplement de butée, mais il peut également être prévu que l'amortisseur en caoutchouc 51

fasse déjà office de ressort dans le fonctionnement de ressort additionnel.

o Enfin est encore représenté un moyen de fixation 52, par exemple une vis ou un écrou, avec lequel le dispositif de suspension peut ensuite être solidement relié, par exemple avec un train de roues (boggie), comme schématisé sur la figure 4. Le ressort latéral 50 est muni sur son côté

inférieur d'une plaque de fonte 53 par exemple vuicanisée.

Sur la figure 3, un autre mode de réalisation d'un dispositif de suspension selon l' invention 60 est représenté, q u i consiste en u n ressort hydropneumatique 61, qui comprend la même structure que celle de la figure 2, ainsi qu'un ressort additionnel 62 fonctionnant dans le sens, qui est formé comme un ressort en caoutchouc. Le ressort hydropneumatique 61 est relié o au ressort en caoutchouc 62 en série par un moyen de fixation 63, qui peut être un composant direct du ressort hydropneumatique 61. Comme on le remarque sur les dessins, le ressort en caoutchouc 62 comprend intérieurement un évidement conique, qui se rétrécit vers le bas en section transversale. Le moyen de fixation 63 comprend une forme extérieure correspondante, de telle sorte qu'il peut être monté conjointement avec le ressort hydropneumatique 61 uniquement dans cet évidement du ressort en caoutchouc 62. D'autres fixations additionnelles peuvent être prévues, mais ne sont pas indispensables, étant donné que le dispositif de suspension ne peut être soumis à un effort que sur la pression. La structure restante de ce mode de réalisation est identique à celle de la figure 2, c'est pourquoi elle ne sera pas détaillée. L'évidement du ressort en caoutchouc 62, dans lequel l'élément de raccord est embo^'té au centre, peut par exemple être également de forme cylindrique. L'élément de raccord 63 comprend par exemple des surfaces frontales d'inertie, grâce auxquelles il est assuré contre un

o déplacement à travers le ressort en caoutchouc.

Comme on peut clairement le constater sur les deux figures 2 et 3, le ressort principal et le ressort add itionnel sont assemblés en série l' u n par rapport à l'autre, de telle sorte que la liaison se produit parl'intermédiaire d'un élément de raccord, qui peut être un composant du ressort hydropneumatique. Dans l'agencement du ressort hydropneumatique 31, 61 à l'intérieur du ressort à boudin 32 ou du ressort en caoutchouc 62, I'espace de structure mis à disposition peut être utilisé de manière optimale et, en comparaison du dispositif de suspension de l'art antérieur, très peu de

conduite de ressort est utilisse.

o Les ressorts hydropneumatiques et ressorts additionnels sont des unités de structure facliement séparables l'une de l'autre, de telie sorte qu'un échange d'un composant individuel par un dispositif de suspension est

facilement possible.

Par la suite, on rentre plus dans les détails de l'assemblage s des dispositifs de suspension selon l' invention ou des ressorts hydropneumatiques de ces dispositifs, c'est-à-dire de leurs unités hydrauliques ou espaces creux de travail, dans un système de suspension consistant en plusieurs de ces dispositifs de suspension. Cependant il faut comprendre sous le terme unité hydraulique, I'ensemble de la zone du ressort o hydropneumatique consistant en l'espace creux de travail du ressort, la zone

hydraulique dans l'accumulateur et les liaisons entre ces zones.

Habituellement, les espaces creux de travail 35 de différents dispositifs de suspension sont assemblés les uns avec les autres, mais en principe l'assemblage des zones hydrauliques, par exemple dans l'accumulateur, est

également possible.

Sur la figure 4, un cadre de châssis 3',, un train de roues 4"

ainsi qu'une roue 5" d'un véhicule sur rails sont représentés.

Schématiquement, I'installation d'un dispositif de suspension 1" entre le cadre de châssis 3" et le palier de train de roues 4" est indiqué, de telle sorte qu'il est possible de reconna^'tre un accumulateur 1a'. Dans un premier mode de réalisation, le dispositif de suspension 1"est vissé en règle générale aussi

bien au cadre de châssis 3" qu'au bo^'tier du train de roues 4',.

Les figures 5 à 7 montrent un schéma grossier de systèmes de ressorts, dans lesquels les unités hydrauliques 2a à 2d des dispositifs de o suspension dans la zone des roues 5" d'un véhicule sur rails sont aménagés, de telle sorte que les espaces creux de travail des unités cylindriques sont assemblés logiquement les unes avec les autres. Cependant, le mode de réalisation dans lequel chaque espace creux de travail comprend un accumulateur particulier, n'est pas représenté, les unités hydrauliques ne sont pas non plus couplées les unes avec les autres. Dans ce mode de réalisation,

une action de ressort de chaque roue est possible de manière séparce.

Cependant, les mouvements de tangage ou de roulis ne peuvent en effet être faits en ressort indépendamment des mouvements de galop sans dispositif de

stab ilisation add ition nel.

o La figure 5 montre en détail un système de ressorts, dans lequel un mouvement de roulis du véhicule est empêché. Dans ce mode de réalisation, les espaces creux de travail des deux unités hydrauliques 2a et 2b, qui sont aménagés dans la zone des roues 5" sur les côtés opposés d'un essieu, sont couplés par l'intermédiaire des conduites 16a et 16b, ainsi que d'une unité de synchronisation 19a à un accumulateur commun. La fonction de coupler ainsi des espaces creux de travail, dans ce cas deux, revient à l'unité de synchronisation 19a, dont le fonctionnement est décrit plus en détail plus bas, en ce qu'une action de ressort du dispositif de suspension mène directement à une action de ressort du dispositif de suspension couplé avec so celui-ci ou strictement parlant à une action de ressort des unités hydrauliques 2a et 2b reliéss l'une avec l'autre, de telle sorte qu'un mouvement de roulis est évité. Pour monter sur ressort de manière efficace des mouvements de roulis, cet assemblage par paire des unités hydrauliques opposoes à chaque

essieu est naturellement nécessaire.

La figure 6 représente également un système de ressorts pour stab iliser les roulis d ' u n véhicule sur rails. Da ns ce mode de réalisation, les espaces creux de travail des unités hydrauliques 2a et 2d ainsi que 2b et 2c d'un côté de véhicule sont respectivement reliés les unes avec les autres par l'intermédiaire d'une marche commune 17a ou 17b. Les unités hydrauliques d'un côté ne sont cependant pas en contact les unes avec les autres par I'intermédiaire d'une unité de synchronisation. Au contraire, les unités hydrauliques d'un côté de véhicule couplées respectivement les unes avec les autres avec les unités hydrauliques couplées de l'autre côté de véhicule par l'intermédiaire d'une unité de synchronisation 19a sont en contact avec un accumulateur commun 8a. Par cet assemblage simple des espaces creux de o travail de 4 unités hydrauliques 2a à 2d, une stabilisation de roulis du véhicule est atteinte. Cependant, cette stabilisation de roulis n'est appropriée qu'aux véhicules ayant seulement une unité de synchronisation 19a, dans lesquels de petites forces de démarrage et de freinage sont agissantes, étant donné qu'un mouvement de tangage dans ce mode de réalisation est autorisé sans i5 action du ressort. Un assemblage des unités hydrauliques ou des espaces creux de travail, comme représenté sur la figure 5 et la figure 6, peut

également être utilisé pour les véhicules sur rails ayant plus de deux essieux.

Il est problématique pour les véhicules sur rails quand des torsions de voie ferrée apparaissent le long de la voie. Dans une suspension o trop raide, cela mène à des délestages de roues du côté au moins d'une des roues du véhicule, de telle sorte que cela peut mener à des déraillements lors d'un délestage trop fort dans certaines circonstances. Ce problème peut être empêché par l'assemblage des espaces creux de travail des unités hydrauliques représenté sur la figure 7. Dans ce mode de réalisation, les unités hydrauliques 2a et 2c ainsi que 2b et 2d, opposées respectivement en diagonale les unes par rapport aux autres, sont couplées avec un accumulateur commun au moyen des conduites 18a, 18c ainsi que 18b, 18d et par l'intermédiaire d'une unité de synchronisation 1 9a, 1 9b. Par cet assemblage des espaces creux de travail, le montage sur ressorts des o mouvements de roulis et de tangage est d'une part possible, mais d'autre part le véhicule ou le châssis peuvent aussi se tordre, moyennant quoi un délestage de roues trop fort indépendamment de la rig id ité de ressorts choisie et ainsi indépendamment de la suspension des mouvements de galop peut

étre évitée.

s A l'aide de la figure 8, le principe fonctionnel d'une unité de synchronisation 19, comme il a déJà été mentionné sur les figures 5 à 7, est enfin expliqué. Sur la figure 8, une unité de synchronisation 19 de deux volumes de travail, ou unités hydrauliques de ressorts hydropneumatiques,

d'u n d ispositif de suspension selon l' invention est rep résentée.

Comme cela est illustré sur la figure 8, un espace creux 20 est s divisé par un piston pouvant se déplacer librement dans trois espaces creux de pièce 22 à 24 indépendants les uns des autres. Les zones de pièce 22 et 23 sont liées par des conduites 25 et 26 aux espaces creux de travail de deux unités hydrauliques, la zone de pièce 24 est reliée par une conduite 27 à l'espace hydraulique d'un accumulateur. Ni les unités hydrauliques ni le o l'accumulateur ne sont représentés ici. Une compression du ressort hydropneumatique occasionnée par une force fait en sorte que le volume déplacé de cette façon arrive dans un espace creux partiel, par exemple l'espace creux de pièce 22 de l'unité de synchronisation 19. Cela a pour conséquence que le piston 21 correspondant au volume déplacé est déplacé s dans la zone 22 et engendre une réduction du volume dans la zone 24, dont le liquide hydraulique coule via la conduite 27 dans l'espace hydraulique raccordé à l'accumulateur, ainsi qu'à une augmentation du volume dans la zone 23. Par ce volume plus grand à disposition dans la zone 23, on arrive à un reflux du liquide hydraulique venant de l'espace creux de travail de cette unité hydraulique, qui est raccordée par l'intermédiaire de la conduite 26 à l'unité de synchronisation 19, et ainsi à une action de ressort correspondante de ce dispositif de suspension ou de l'unité hydraulique, bien que l'effet de force externe sur cette unité hydraulique soit plus petit que celui sur l'unité hydraulique reliée à l'unité de synchronisation 19 par l'intermédiaire de la

conduite 25.

Avec cette unité de synchronisation 19 simple à construire, les espaces creux de travail de deux unités hydrauliques, ou plus, peuvent être ainsi couplés les uns avec les autres, une action de ressort homogène de tous les éléments de ressort étant possible malgré une charge différente. Par un o assemblage approprié des espaces creux de travail, une stabilisation de tangage eVou de roulis indépendamment de la rig id ité verticale des éiéments de ressort est de cette façon possible, en outre aucun dispositif de

stabilisation mécanique additionnel n'est nécessaire.

L'invention n'est nullement limitée aux exemples de réalisation

s donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'lnvention.

Ainsi, le mode de fonctionnement de l'unité de synchronisation décrite ici peut naturellement, comme déjà mentionné, être également étendu à plusieurs espaces creux de travail de plusieurs éléments

de ressort ou unités hydrauliques.

Les différentes possibilités d'assemblage d'unités hydrauliques, qui sont montées dans la zone des roues, ont été expliquées ici avant tout en s'appuyant sur des véhicules à deux essieux ou boggies, étant donné que cet agencement se rencontre le plus souvent sur des véhicules sur rails. Mais les réflexions effectuées peuvent être rapportées tout simplement à o des véhicules sur rails ayant trois essieux ou plus et y sont valables

conformément au sens.

Il faut également mentionner qu'il peut être prévu d'amortir les courants de liquide dans les éléments de ressorts et les conduites au moyen de dispositifs d'étranglement. Avec ceci, I'installation d'amortisseurs s additionnels, indépendants des ressorts, s'annule, ce qui apporte des avantages en tenant compte du petit espace de structure à disposition, est

moins coûteuse et contribue à une réduction du poids du véhicule sur rails.

Il est par la suite prévu un réglage du niveau au moyen d'une pompe et d'un réqulateur de hauteur, par l'intermédiaire desquels l'altitude o inchangeable de la carrosserie du véhicule peut être obtenue

indépendamment de la charge.

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Claims (27)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de suspension (30, 60, 100) pour véhicules sur rails, qui est prévu dans la zone des roues (5) entre l'essieu (4) et un châssis s comme suspension primaire eVou entre le châssis et la caisse de véhicuie comme suspension secondaire, consistant en au moins un ressort principal (1, 31, 61) et au moins un dispositif de ressort additionnel (2, 32, 62) lié au ressort principal (1, 31, 61), caractérisé en ce que le ressort principal (1, 31, 61) est au moins un ressort hydropneumatique, qui est assemblé en série

o avec le dispositif de ressorts additionnel (2, 32, 62).

2. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de ressorts additionnel (2, 32, 62) comprend

une courbe caractéristique de ressort ayant une butée progressive.

3. Dispositif de suspension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de ressort additionnel (2, 32, 62) comprend

au moins un ressort en caoutchouc (62).

4. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des

revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de ressort additionnel

(2, 32, 62) comprend au moins un ressort à boudin (32).

o

5. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de ressort additionnel

(2, 32, 62) est une combinaison de ressort en caoutchouc (62) et ressort à

boudin (32).

6. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ressort hydropneumatique (31,

61) consiste essentiellement en une pièce d'extrémité (33), qui est reliée à un piston (34), de telle sorte que le piston (34) peut se déplacer dans un cylindre (38), et de telle sorte qu'un volume hydraulique (35) limité par celui-ci et par le

cylindre (38) se modifie lors d'un déplacement du piston (34).

o

7. Dispositif de suspension selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins une conduite hydraulique (36) est guidée par le

piston (34), qui relie ie volume hydraulique (35) à un accumulateur.

8. Dispositif de suspension selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'en état monté, la pièce d'extrémité (33) du ressort s hydropneumatique (31, 61) est disposée dans une position supérieure et en ce que le volume hydraulique (35) se trouve dans une position inférieure, et I'accumulateur est disposé dans la zone de la pièce d'extrémité supérieure (33).

9. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des

revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le ressort hydropneumatique (31,

s 61) est relié au dispositif de ressort additionnel (32, 62) par l'intermédiaire

d'un élément de raccord (39, 63).

10. Dispositif de suspension selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de raccord (39, 63) comprend un logement pour le cylindre (38) du ressort hydropneumatique (31, 61), dans lequel le

o cylindre (38) est monté.

11. Dispositif de suspension selon les revendications 6 et 9,

caractérisé en ce que l'élément de raccord (39, 63) comprend un orifice

cylindrique pour le piston (34).

12. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des

revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le cylindre (38) du ressort

hydropneumatique (31, 61) est raccordé de manière étanche dans une zone

supérieure à une tête de cylindre.

13. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 9

à 12, caractérisé en ce que le dispositif de ressort additionnel (2, 32, 62) est un ressort à boudin (32), et en ce que liélément de raccord (39) est disposé avec le ressort hydropneumatique (31) au moins dans les zones à l'intérieur

du ressort à boudin (32).

14. Dispositif de suspension selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément de raccord (39) se trouve dans une zone

s supérieure du ressort à boudin (32).

15. Dispositif de suspension selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'élément de raccord (39) comprend dans la zone de revêtement (39') au moins par zone des prolongements (39") dressés vers le bas. so

16. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des

revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le dispositif de ressort additionnel

(2, 32, 62) est formé comme ressort en caoutchouc (62) qui comprend un orifice dans lequel l'élément de raccord (63) est monté au moins dans les

zones avec le ressort hydropneumatique (61).

17. Dispositif de suspension selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'orifice a une forme de boule et est formé avec une

section transversale se rétrécissant vers le bas.

18. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1

à 17, caractérisé en ce que le dispositif de ressorts additionnel (2, 32, 62) comprend dans sa zone inférieure une butée formée comme amortisseur en

caoutchouc (51).

19. Dispositif de suspension selon l'une quelconque des

revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ressort

o latéral (50).

20. Dispositif de suspension selon la revendication 19, caractérisé en ce que le ressort latéral (50) est formé au moins comme ressort

en caoutchouc.

21. Système de suspension pour un véhicule sur rails, dans lequel, dans la zone des roues entre l'essieu et un châssis comme suspension primaire eVou entre le châssis et la caisse de véhicule comme suspension secondaire, au moins un dispositif de suspension selon l'une

quelconque des revendications 1 à 20 est prévu, caractérisé en ce que deux

unités hydrauliques ou plus (2a, 2b, 2c, 2d) de ressorts hydropneumatiques des dispositifs de suspension sont reliées par l'intermédiaire d'une unité de

synchronisation (19,19a, 19b) à un accumulateur commun (8a).

22. Système de suspension selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'unité de synchronisation (19) comprend un espace creux (20), qui est divisé par un piston pouvant se déplacer librement (21) dans au moins trois espaces creux de pièce (22 à 24) indépendant les uns des autres, de telle sorte qu'au moins un de ces espaces creux de pièce (24) est relié à un accumulateur, et au moins deux des autres espaces creux de pièce (22, 23) sont reliés respectivement à au moins une unité hydraulique

d'un élément de ressort.

so

23. Système de suspension selon la revendication 21, caractérisé en ce que les unités hydrauliques (2a, 2b) sont reliées sur les côtés opposés d'un essieu au moyen d'une unité de synchronisation (19a) à

un accumulateur commun (8a).

24. Système de suspension selon la revendication 21, caractérisé en ce que les unités hydrauliques (2a, 2d; 2b, 2c) d'un côté de véhicule sont en contact par l'intermédiaire d'une conduite commune (17a; 17b) et en ce que les deux conduites (17a; 17b) des côtés respectifs du véhicule sont reliés à un accumulateur (8a) par l'intermédiaire d'une unité de

synchronisation (19a) commune.

25. Système de suspension selon la revendication 21, caractérisé en ce que respectivement deux unités hydrauliques (2a, 2c; 2b, 2d) qui sont disposées sur les roues (5") opposées en diagonale, sont reliées respectivement à l'accumulateur commun (8a) par l'intermédiaire d'une unité

de synchronisation (1 9a; 1 9b).

26. Système de suspension selon la revendication 21, o caractérisé en ce que chaque unité hydraulique (2) possède un seul

accumulateur (8).

27. Système de suspension selon l'une quelconque des

revendications 21 à 26, caractérisé en ce que respectivement les espaces

creux de travail (35) des unités hydrauliques sont reliés les uns avec les