SUSPENSION SECONDAIRE A AIR POUR UN VEHICULE FERROVIAIRE, ET VEHICULESECONDARY AIR SUSPENSION FOR A RAILWAY VEHICLE AND VEHICLE
AINSI EQUIPE. L'invention concerne une suspension secondaire à air pour un véhicule ferroviaire, en particulier une voiture de passagers. SO TEAM. The invention relates to a secondary air suspension for a railway vehicle, in particular a passenger car.
D'une manière générale, une caisse de voiture de passagers est supportée par deux bogies situés respectivement vers les deux extrémités de la caisse. Chaque bogie comprend généralement deux essieux, et chaque bogie est relié d'une part à chaque essieu par un dispositif de suspension primaire à ressorts hélicoïdaux par exemple, et d'autre part à la caisse de la to voiture par deux dispositifs de suspension secondaires à air qui sont chacun associés pour des questions de sécurité, à un dispositif de secours apte à compenser toute fuite d'air dans la suspension secondaire associé et qui pourrait provoquer éventuellement un déraillement du véhicule ferroviaire lancé à grande vitesse. In general, a passenger car body is supported by two bogies located respectively to the two ends of the body. Each bogie generally comprises two axles, and each bogie is connected on the one hand to each axle by a primary suspension device with coil springs for example, and on the other hand to the body of the car by two secondary suspension devices to air which are each associated for safety reasons, to an emergency device capable of compensating for any air leakage in the associated secondary suspension and which could possibly cause a derailment of the railway vehicle launched at high speed.
15 Le rôle de ces suspensions secondaires à air est essentiellement d'améliorer le confort des passagers, et elles doivent donc présenter une très grande souplesse. A cet effet, on utilise des suspensions secondaires à air qui peuvent avoir des fréquences basses très basses de l'ordre d'un hertz, mais à condition de pouvoir stocker un volume d'air 20 suffisamment important. Concrètement, une suspension secondaire à air est constituée par une membrane souple et étanche, qui peut se présenter sous la forme d'un pneumatique relié à un réservoir auxiliaire d'air pour augmenter le volume d'air emrnagasiné dans la membrane.The role of these secondary air suspensions is essentially to improve the comfort of the passengers, and they must therefore be very flexible. For this purpose, secondary air suspensions are used which may have very low low frequencies of the order of one hertz, but provided that a sufficiently large volume of air can be stored. Concretely, a secondary air suspension is constituted by a flexible and waterproof membrane, which may be in the form of a tire connected to an auxiliary air reservoir to increase the volume of air stored in the membrane.
25 Selon un art antérieur connu et qui sera décrit plus loin en référence à la figure 1 des dessins annexés, le réservoir auxiliaire est placé au-dessus de la membrane et la suspension de secours est placée sous la membrane. Tous ces éléments forment une suspension secondaire, sont alignés suivant un axe sensiblement vertical et présentent une symétrie de 30 révolution autour de cet axe. Cependant, le fait de placer le réservoir auxiliaire au-dessus de la membrane augmente la hauteur de la suspension secondaire, c'est-à- dire la hauteur qui sépare globalement le bogie et la caisse du véhicule. Or, dans l'industrie ferroviaire, on recommande que cette hauteur puisse être 35 minimisée au maximum, ce qui n'est pas le cas avec un réservoir auxiliaire placé au-dessus de la membrane. Pour réduire cette hauteur et selon un autre art antérieur connu, on déporte le réservoir auxiliaire et on le relie à la membrane par une canalisation de liaison. Une suspension secondaire du type évoqué précédemment présente de nombreux inconvénients parmi lesquels il faut notamment citer : s - une augmentation de poids occasionnée par la présence des réservoirs auxiliaires ; - une hauteur trop importante lorsque chaque réservoir auxiliaire est situé au-dessus de la membrane, ou des pertes de chages non négligeables occasionnées par les canalisations de liaison lorsque les io réservoirs sont déportés ; - des réservoirs auxiliaires qui doivent être parfaitement étanches et qui doivent être contrôlés périodiquement, dès l'instant où ils constituent des dispositifs à pression ; - le fait de prévoir des emplacements accessibles pour y loger 15 les réservoirs auxiliiaires ; et - un coût de fabrication non négligeable. Un but de l'invention est de pallier notamment les inconvénients précités en proposant une solution originale pour les réservoirs auxiliaires, et qui procure des avantages sur le plan du poids, du volume, de 20 la hauteur et du coût d'une suspension secondaire à air. A cet effet, l'invention propose une suspension secondaire à air pour un véhicule ferroviaire, en particulier une voiture de passagers, le véhicule comprenant une caisse supportée par au moins un bogie, et la suspension secondaire à air à la forme d'une membrane souple, déformable 25 et en un matériau élastomère qui est destinée à être solidaire de la caisse du véhicule, reliée à une réserve auxiliaire d'air et associée à une suspension de secours solidaire du bogie pour compenser toute fuite d'air dans la suspension secondaire à air, la suspension de secours et la suspension secondaire à air étant axialement alignés suivant un axe sensiblement 30 vertical, qui est caractérisée en ce que la suspension de secours est de forme annulaire et délimite un espace interne dont le volume est adapté pour constituer intégralement la réserve auxiliaire d'air. D'une manière générale, le volume d'air emmagasiné dans la suspension secondaire est d'au moins 35 litres (membrane plus réserve 35 auxiliaire), la pression de l'air est de l'ordre de 2 à 6 bars, et la hauteur de la suspension secondaire est inférieure à 330 mm, et de préférence de l'ordre de 300 mm. D'une manière générale, la suspension de secours est formée par des blocs annulaires réalisés en un matériau élastomère qui sont situés à l'extérieur d'un support principal de forme annulaire dont le volume intérieur forme la réserve auxiliaire d'air, ce support principal pouvant avantageusement avoir une forme tronconique avec sa grande base adjacente à la voiture et sa petite base adjacente au bogie. La suspension de secours peut comprendre au moins un lo premier bloc de suspension pour définir la raideur dans un plan sensiblement horizontal qui est solidaire du bogie, un deuxième bloc de suspension de forme tronconique pour définir la raideur dans un plan sensiblement vertical qui est monté entre une pièce annulaire solidaire du premier bloc et la face externe du support principal, et un troisième bloc de suspension pour définir 15 également la raideur dans un plan sensiblement horizontal, qui est monté à la face supérieure du support principal et qui fait saillie à l'intérieur de la membrane. La membrane de la suspension secondaire à air peut avoir la forme d'un pneumatique et comporter deux talons, ayant le même diamètre 20 ou non, qui sont montés dans deux logements ménagés à la partie supérieure du support principal et au niveau de la caisse de la voiture. Une suspension secondaire à air selon l'invention présente notamment des avantages parmi lesquels on peut citer : - une hauteur réduite qui est compatible avec les 25 recommandations des constructeurs ferroviaires par la suppression des réservoirs auxiliaires d'air ; - une facilité de montage et donc une économie de temps ; et - un coût de fabrication réduit. L'invention s'applique également à un véhicule ferroviaire, en 30 particulier une voiture de passagers, qui est équipé d'au moins une suspension secondaire à air telle que définie précédemment. D'autres avantages et caractéristiques et détails de l'invention ressortiront du complément de description qui va suivre, en référence à des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels : 35 - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une suspension secondaire à air selon l'art antérieur évoqué en préambule . - la figure 2 est une vue en perspective d'un réservoir auxiliaire d'air associé à la suspension secondaire à air illustrée à la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un mode de réalisation d'une suspension secondaire à air conforme à l'invention. La suspension secondaire à air 1 telle qu'illustrée à la figure 1 correspond à l'art antérieur évoqué en préambule. Cette suspension secondaire 1 est constituée par une membrane 3 souple, déformable et étanche ayant globalement la forme d'un pneumatique, et par un réservoir lo auxiliaire d'air 7 mis en communication avec la membrane 3. La suspension secondaire à air est associée à une suspension de secours 9 apte à compenser toute fuite d'air dans la membrane 3. La suspension secondaire à air 1 et la suspension de secours 9 sont superposées l'une sur l'autre en étant alignées suivant un axe X-X sensiblement vertical, et présentent une symétrie 15 de révolution autour de cet axe X-X. La membrane 3 présente deux talons 10 qui ont sensiblement le même diamètre et qui sont respectivement montés sur le pourtour périphérique de deux plaques de support métalliques circulaires supérieure 7a et inférieure 7b situées en regard l'une de l'autre. Le réservoir auxiliaire 7 20 est fixé au-dessus de la membrane 3 sur la plaque de support supérieur 7a et communique avec l'intérieur de la membrane 3 par un passage 12. Le réservoir auxiliaire 7 a par exemple la forme illustrée à la figure 2. La suspension de secours 9 est fixée au-dessous de la membrane 3, et est constituée par deux groupes de ressorts 14 séparés par une plaque 25 métallique 16. Le réservoir auxiliaire 7 et la suspension de secours 3 sont respectivement fixés à la caisse C du véhicule et au bogie B qui supporte ledit véhicule. Une telle suspension secondaire à air avec sa suspension de secours présente une hauteur H qui est de l'ordre de 330 mm.According to a prior art known and which will be described below with reference to Figure 1 of the accompanying drawings, the auxiliary reservoir is placed above the membrane and the emergency suspension is placed under the membrane. All these elements form a secondary suspension, are aligned along a substantially vertical axis and have a symmetry of revolution around this axis. However, placing the auxiliary tank above the membrane increases the height of the secondary suspension, that is to say the height that separates the bogie and the vehicle body overall. However, in the railway industry, it is recommended that this height can be minimized to the maximum, which is not the case with an auxiliary reservoir placed above the membrane. To reduce this height and according to another known prior art, the auxiliary reservoir is removed and connected to the membrane by a connecting pipe. A secondary suspension of the type mentioned above has many drawbacks, among which are in particular: s - an increase in weight caused by the presence of the auxiliary tanks; - Too high a height when each auxiliary tank is located above the membrane, or significant loss of chases caused by the connecting pipes when the tanks are deported; - auxiliary tanks which must be perfectly tight and which must be checked periodically, as soon as they constitute pressure devices; providing accessible locations for accommodating the auxiliary tanks; and - a significant manufacturing cost. An object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks by proposing an original solution for the auxiliary tanks, and which provides advantages in terms of weight, volume, height and cost of a secondary suspension. air. For this purpose, the invention proposes a secondary air suspension for a railway vehicle, in particular a passenger car, the vehicle comprising a body supported by at least one bogie, and the secondary air suspension in the form of a membrane. flexible, deformable 25 and an elastomeric material that is intended to be integral with the vehicle body, connected to an auxiliary air reserve and associated with a bunker emergency suspension to compensate for any air leakage in the secondary suspension the air suspension, the emergency suspension and the secondary air suspension being axially aligned along a substantially vertical axis, which is characterized in that the emergency suspension is of annular shape and delimits an internal space whose volume is adapted to constitute integrally the auxiliary air reserve. In general, the volume of air stored in the secondary suspension is at least 35 liters (membrane plus auxiliary reserve), the air pressure is of the order of 2 to 6 bars, and the height of the secondary suspension is less than 330 mm, and preferably of the order of 300 mm. In general, the emergency suspension is formed by annular blocks made of an elastomeric material which are located outside of a main annular support whose interior volume forms the auxiliary air reserve, this support main can advantageously have a frustoconical shape with its large base adjacent to the car and its small base adjacent to the bogie. The emergency suspension may comprise at least one first suspension block to define the stiffness in a substantially horizontal plane which is integral with the bogie, a second frustoconical suspension block to define the stiffness in a substantially vertical plane which is mounted between an annular piece secured to the first block and the outer face of the main support, and a third suspension block to also define the stiffness in a substantially horizontal plane, which is mounted to the upper face of the main support and which projects from the inside the membrane. The membrane of the secondary air suspension may be in the form of a tire and comprise two heels, having the same diameter or not, which are mounted in two recesses formed at the upper part of the main support and at the level of the the car. A secondary air suspension according to the invention has particular advantages among which we can cite: a reduced height which is compatible with the recommendations of the railway manufacturers by the removal of the auxiliary air tanks; - ease of assembly and therefore a saving of time; and - a reduced manufacturing cost. The invention also applies to a railway vehicle, in particular a passenger car, which is equipped with at least one secondary air suspension as defined above. Other advantages and features and details of the invention will emerge from the additional description which follows, with reference to the accompanying drawings, given solely by way of example and in which: - Figure 1 is an axial sectional view a secondary air suspension according to the prior art mentioned in the preamble. FIG. 2 is a perspective view of an auxiliary air reservoir associated with the secondary air suspension illustrated in FIG. 1; and - Figure 3 is an axial sectional view of an embodiment of a secondary air suspension according to the invention. The secondary air suspension 1 as illustrated in Figure 1 corresponds to the prior art mentioned in the preamble. This secondary suspension 1 is constituted by a flexible membrane 3, deformable and sealed having generally the shape of a tire, and by an auxiliary air reservoir 7 placed in communication with the membrane 3. The secondary air suspension is associated with an emergency suspension 9 capable of compensating for any leakage of air into the membrane 3. The secondary air suspension 1 and the emergency suspension 9 are superimposed on one another by being aligned along a substantially vertical axis XX, and have a symmetry of revolution around this axis XX. The membrane 3 has two beads 10 which have substantially the same diameter and which are respectively mounted on the circumferential periphery of two upper circular metal support plates 7a and lower 7b located opposite one another. The auxiliary reservoir 7 is fixed above the membrane 3 on the upper support plate 7a and communicates with the inside of the membrane 3 via a passage 12. The auxiliary reservoir 7 has for example the shape illustrated in FIG. The emergency suspension 9 is fixed below the membrane 3, and consists of two groups of springs 14 separated by a metal plate 16. The auxiliary reservoir 7 and the emergency suspension 3 are respectively fixed to the body C of the vehicle and to the bogie B which supports said vehicle. Such a secondary air suspension with its emergency suspension has a height H which is of the order of 330 mm.
30 La suspension secondaire 20 à air selon l'invention est illustrée à la figure 3, et elle est également constituée par une membrane 22 qui peut être du rnéme type que celle de la figure 1, et par une réserve auxiliaire d'air 24 qui remplace avantageusement le réservoir auxiliaire de la figure 1. La suspension secondaire à air 20 est également associée à une 35 suspension de secours 25 placée sous la membrane 22. La suspension de secours 25 et la membrane 22 sont axialement alignés suivant un axe X-X, comme dans le cas de la figure 1 et présentent une symétrie de révolution autour de cet axe X-X. La suspension de secours 25 est constituée par plusieurs s blocs annulaires réalisés en un matériau élastomère qui sont situés à l'extérieur d'un support principal métallique 27 de forme globalement cylindrique et dont le volume intérieur définit globalement la réserve auxiliaire d'air 24 qui est formée intégralement à l'intérieur de la suspension de secours 25. Avantageusement, le support métallique 27 a une forme io tronconique avec sa grande base adjacente à la membrane 22 et sa petite base adjacente au bogie B. Plus précisément, la suspension de secours 25 comprend un premier bloc annulaire de suspension 30 qui est en fait constitué d'un ensemble de deux blocs respectivement inférieur 30a et supérieur 30b, de 15 mêmes et solidarisés à une plaque intermédiaire métallique et annulaire 32. Cette solution à deux blocs permet une meilleure tenue à la pression qu'une solution à un seul bloc. La face inférieure du bloc inférieur 30a est solidaire du bogie B, alors que la face supérieure du bloc supérieur 30b est fixée par adhérisation à une plaque métallique annulaire 34. Le diamètre interne des 20 deux blocs 30a et 30b est supérieur au diamètre externe de la grande base du support principal 27 de forme tronconique. La suspension de secours 25 comprend un deuxième bloc annulaire 35, de forme tronconique qui est fixé par adhérisation entre la face externe du support principal 27 et une pièce intermédiaire métallique 36, 25 annulaire et de forme tronconique qui est fixée à la plaque 34 avec interposition d'un joint torique d'étanchéité 38. Bien entendu, les formes tronconiques du support principal 27 et de la pièce 36 sont complémentaires l'une de l'autre. La suspension de secours 24 comprend un troisième bloc 30 annulaire 40 qui est adhérisé par sa face inférieure à une plaque métallique 42, annulaire et qui est rapportée et fixée par des moyens de fixation 44 sur un rebord interne 46 de la grande base du support principal 27 de forme tronconique. La plaque 42 déborde de la grande base du support principal 27 pour former une cavité 48 avec un décrochement annulaire 49 prévu à la 35 périphérie de la grande base du support principal 27. Le rôle de cette cavité 48 sera explicité plus loin. La face supérieure du troisième bloc annulaire 40 est revêtue d'un revêtement anti-friction 40a. D'une manière générale, les premier et troisième blocs de suspension 30 et 40 définissent la raideur dans un plan sensiblement horizontal et le second bloc de suspension 35 définit la raideur dans un plan sensiblement vertical. La membrane 22 de la suspension secondaire 20 se présente sous la forme d'un pneumatique avec deux talons respectivement inférieur 50a et supérieur 50b. Le talon inférieur 50a est logé par serrage mécanique et Io étanche dans la cavité 49 précitée de la suspension de secours 25, et le talon supérieur 50b est logé dans une seconde cavité périphérique 52 ménagée entre une plaque métallique annulaire 54 en forme de T et la caisse C de la voiture. Le diamètre externe de la plaque 54 est sensiblement égal à celui de la plaque 42 qui lui fait face, et la distance séparant ces deux plaques 42 et 15 54 est supérieure à la hauteur du troisième bloc de suspension 40, lorsque la membrane 22 est à l'état gonflé. La membrane 22 forme un bourrelet 60 au-delà des deux plaques 42 et 54, ce bourrelet 60 se situant sensiblement en regard du premier bloc de suspension 30 de la suspension de secours 25, et présente 20 un diamètre qui est supérieur à la distance séparant les deux plaques 42 et 54. II est à noter que le bourrelet 60 peut se déformer librement en direction du bogie B et en venant prendre appui contre la face externe libre 62 du second bloc de suspension 35 de forme tronconique. La réserve auxiliaire d'air 24 ménagée à l'intérieur de la 25 suspension de secours 25 entre le premier bloc de suspension 30 et la grande base annulaire du support principal 27, communique directement avec la membrane 22 sans la présence d'aucune canalisation de liaison. Le volume d'air emmagasiné dans la membrane 22 et la réserve d'air 24 peut être de l'ordre de 40 litres, et la hauteur Ho prise par la suspension de secours 30 25 et la membrane 22 est de l'ordre de 300 mm. Selon le mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple et tel que décrit précédemment, la membrane 22 a été présentée comme ayant la forme d'un pneumatique monté dans un plan sensiblement horizontal avec deux talons 50a et 50b ayant sensiblement le même diamètre.The secondary air suspension 20 according to the invention is illustrated in FIG. 3, and it is also constituted by a membrane 22 which may be of the same type as that of FIG. 1, and by an auxiliary air reserve 24 which advantageously replaces the auxiliary reservoir of FIG. 1. The secondary air suspension 20 is also associated with an emergency suspension 25 placed under the membrane 22. The emergency suspension 25 and the membrane 22 are axially aligned along an axis XX, such as in the case of Figure 1 and have a symmetry of revolution about this axis XX. The emergency suspension 25 is constituted by a plurality of annular blocks made of an elastomeric material which are located outside a metal main support 27 of generally cylindrical shape and whose internal volume globally defines the auxiliary air reserve 24 which is integrally formed inside the emergency suspension 25. Advantageously, the metal support 27 has a frustoconical shape with its large base adjacent to the membrane 22 and its small base adjacent to the bogie B. More specifically, the emergency suspension 25 comprises a first annular suspension block 30 which is in fact constituted by an assembly of two blocks 30a and 30b, respectively, of the same and secured to a metal and annular intermediate plate 32. This two-block solution allows a better held to the pressure that a solution to a single block. The lower face of the lower block 30a is integral with the bogie B, while the upper face of the upper block 30b is fixed by adhesion to an annular metal plate 34. The inner diameter of the two blocks 30a and 30b is greater than the outer diameter of the large base of the main support 27 of frustoconical shape. The emergency suspension 25 comprises a second frustoconical annular block 35 which is adhesively secured between the outer face of the main support 27 and an annular metal piece 36, 25 of frustoconical shape which is fixed to the plate 34 with interposition. of an O-ring seal 38. Of course, the frustoconical shapes of the main support 27 and the part 36 are complementary to each other. The emergency suspension 24 comprises a third annular block 40 which is adhered by its underside to a metal plate 42, annular and which is attached and fixed by fastening means 44 on an inner rim 46 of the large base of the main support 27 of frustoconical shape. The plate 42 projects beyond the large base of the main support 27 to form a cavity 48 with an annular recess 49 provided on the periphery of the large base of the main support 27. The role of this cavity 48 will be explained later. The upper face of the third annular block 40 is coated with an anti-friction coating 40a. In general, the first and third suspension blocks 30 and 40 define the stiffness in a substantially horizontal plane and the second suspension block 35 defines the stiffness in a substantially vertical plane. The membrane 22 of the secondary suspension 20 is in the form of a tire with two lower heels 50a and 50b respectively. The lower bead 50a is housed by mechanical clamping and Io sealed in the aforementioned cavity 49 of the emergency suspension 25, and the upper bead 50b is housed in a second peripheral cavity 52 formed between an annular metal plate 54 T-shaped and the C-box of the car. The outer diameter of the plate 54 is substantially equal to that of the plate 42 which faces it, and the distance separating these two plates 42 and 54 is greater than the height of the third suspension block 40, when the membrane 22 is at swollen condition. The membrane 22 forms a bead 60 beyond the two plates 42 and 54, this bead 60 being located substantially opposite the first suspension block 30 of the emergency suspension 25, and has a diameter which is greater than the distance separating the two plates 42 and 54. It should be noted that the bead 60 can be deformed freely in the direction of the bogie B and coming to bear against the free outer face 62 of the second frustoconical suspension block 35. The auxiliary air reserve 24 formed inside the emergency suspension 25 between the first suspension block 30 and the large annular base of the main support 27 communicates directly with the membrane 22 without the presence of any link. The volume of air stored in the membrane 22 and the air reserve 24 can be of the order of 40 liters, and the height Ho taken by the emergency suspension 30 25 and the membrane 22 is of the order of 300 mm. According to the embodiment of the invention given by way of example and as described above, the membrane 22 has been shown to be in the form of a tire mounted in a substantially horizontal plane with two heels 50a and 50b having substantially same diameter.
35 Bien entendu, l'invention s'applique également à des membranes de formes différentes, comme par exemple une membrane avec des talons de diamètres différents, une membrane avec des talons ayant ou non le même diamètre et qui est entourée par une ceinture de rigidification pour limiter son extension diamétrale.Of course, the invention also applies to membranes of different shapes, such as for example a membrane with heels of different diameters, a membrane with heels having or not the same diameter and which is surrounded by a stiffening belt. to limit its diametric extension.