CA1321104C

CA1321104C - Dispositif articule de guidage et de sustentation d'un vehicule ferroviaire

Info

Publication number: CA1321104C
Application number: CA000603473A
Authority: CA
Inventors: Michel De Ro; Christian Terreur
Original assignee: Bombardier Eurorail SA
Current assignee: Alstom Transportation Belgium NV
Priority date: 1988-06-22
Filing date: 1989-06-21
Publication date: 1993-08-10
Anticipated expiration: 2010-08-10
Also published as: BE1001811A3; DE68900283D1; US5042394A; ATE67720T1; EP0348378A1; EP0348378B1; ES2027069T3

Abstract

Dispositif articulé de guidage et de sustentation d'un véhicule ferroviaire qui est constitue d'un support déformable équipé d'au moins quatre roues indépendantes comprenant une traverse horizontale et deux longerons pivotants et inclinables par rapport à la traverse. Les deux longerons munis chacun d'au moins deux roues et montés dans le sens longitudinal sur des éléments articulés portent la traverse de part et d'autre du plan vertical longitudinal du véhicule, de manière à pouvoir pivoter directionnellement dans un premier sens, d'autre part, s'incliner dans un deuxième sens, afin de permettre aux roues portées par les longerons reliés entre eux par une bielle montés à rotules de suivre les courbures de la voie et de franchir les inégalités de celle-ci. Selon l'invention, la traverse porte à ses extrémités des pivots d'articulation de longerons ayant des positions relatives variables. Il en résulte une compensation de la perte de distance entre longerons survenant lors de cette rotation et donc une adéquation constante entre l'écartement des roues et la largeur de la voie.

Description

:
1~21104 ' -' DISPOSITIF ARTICULE DE GUIDAGE ET DE SUSTENTATION
n'UN VEHICULE FERROVIAIRE

La présente invention est relative à un disposi-tif articulé de guidage et de sustentation d'un véhi-cule ferroviaire, dispositif constitué d'un support déformable équipé d'au moins quatre roues indépendantes et comprenant une traverse horizontale assujettie à cette caisse du véhicule de manière à etre perpendiculaire à l'axe longitudinal de la caisse au voisinage d'une extrémité de cette caisse ainsi que de deux longerons rigides ou articulés et munis chacun d'au moins deux roues et montés dans le sens longitudinal sur des éléments articulés portant la traverse de part et d'autre du plan vertical susdit, de manière à pouvoir pivoter directionnellement dans le sens des flèches Y et, d'autre part, s'incliner dans le sens des flèches Z, afin de permettre aux roues portées par les longerons reliés entre eux par une bielle montée à rotules de suivre les courbures de la voie et de franchir les inégalités de celle-ci.
.. ~ ..
Elle trouve sa principale application dans le transport urbain, notamment lorsque le parcours présente des courbes de faible rayon, lorsque l'infrastructure de la voie requiert des dispositifs de guidage et de sustentation légers et peu encombrants, ou encore lorsque des couloirs de circulation surbaissés et de largeur importante doivent être aménagés au droit des dits dispositifs.

~ On connaît déjà un grand nombre de dispositifs de sustentation de véhicules ferroviaires aptes à assurer : la stabilité dynamique de ces véhicules, tant en ~:
trajectoire rectiligne:qu'en trajectoire courbe.

.: ....

~.... ,,`.';'..: `; .``. '`,.`` ~

1 32 1 1 ~1 ~ ' Le brevet européen n n 0060 000 décrit un ~ -dispositif de sustentation et de guidage d'un véhicule ferroviaire, équipe d'au moins quatre roues mont~es sur un support destiné à être assujetti ~ la caisse d'un véhicule, au voisinage d'une extremité de cette caisse.
: ,, ':
Ce dispositif est constitué d'une traverse - -maintenue perpendiculaire au plan vertical contenant ~ -l'axe longitudinal du véhicule et de deux longerons disposes, en position de service, dans le siens longitudinal de la caisse, de part et d'autre du plan vertical susidit. Ces longerons sont reliés l'un a l'autre par l'intermédiaire d'une tringle montée sur - -des rotules. Ils sont articulés à la traverse commune par des pivots verticaux susceptibles de prendre une certaine inclinaison dans le plan sensiblement vertical longitudinal. Ces pivots sont reliés entre eux par des rotules et un palonnier solidaire de la traverse par un pivot perpendiculaire au plan formé par la traverse et l'axe longitudinal du véhicule.
~ '' ' '' Dans les courbes, les longerons pivotent par -rapport a la traverse autour de pivots sensiblement ~ -verticaux et forment les côtes opposés d'un trapèze déformable, tandis que la traverse reste perpendiculaire à l'axe longitudinal de la caisse du véhicule.
' .':
Le brevet belge 8700527 décrit un dispositif similaire a celui décrit dans le brevet européen pr~cité. Chacun des deux longerons portant les roues ~-indépendantes est constitu~ de deux sections articulées autour de pivots verticaux, chaque section portant au -moins une roue et étant contrôlée directionnellement -par un système de tringles montées à rotules. ~
; ',,,:. '. -. ' :'' .'. '- ' .
' ' :

13211 ~ ~
Dans les courbes, les sections de longerons pivotent par rapport à la traverse et par rapport à
leur autre section et forment les côtes de deux trapèzes déformables, tandis que la traverse reste perpendiculaire à la caisse du véhicule, l'avantage de ce second dispositif par rapport au premier étant d'orienter chaque roue de façon tangente à la portion de voie sur laquelle elle 8 1 appuie.

Dans les deux diipositifs, du fait que les longerons oscillent directionnellement autour de deux pivots distincts, les distances entre les planfi des roues gauches et droites diminuent progessivement au départ de la circulation en ligne droite pour atteindre, en courbes serréei, des valeurs incompatibles avec celles de,la voie, de façon que la circulation sur voie à faible rayon de courbure, avec rails ~ gorges et roues non usées est rendue impossible sans créer des coincements et risquer des déraillements.
, .' . .
La présente invention vise a rem~dier à cet incon-venient. .

Elle propose un dispositif qui permet d'éloigner les pivots d'articulation dei deux longerons en vue de compenser la perte d'écartement des longeron6 due au braguage de ceux-ci lors de l'inscription du ~ehicule dans une courbe et qui ramène les pivots d'art~culation susdits ~ leur position initiale lorzque le véhicule quitte une courbe pour s'engager sur une ligne droite.

.,' :, " :' '. "';' ' ' '.' ' ' ~' ~

1 3 2 ~

: ' Selon la présente invention il est prévu un dispositif articulé de guidage et de sustentation d'un véhicule ferroviaire, constitué d'un support déformable équipé d'au moins quatre roues indépendantes et comprenant une traverse sensiblement horizontale assujettie à une caisse du véhicule, de manière ~ être perpendiculaire au plan vertical contenant l'axe longitudinal de la caisse au lo voisinage d'une extr~mité de cette caisse ainsi que deux longerons munis chacun d'au moins deux roues et montés danæ
le sens longitudinal sur des ~l~ments articulés portant la traverse de part et d'autre du plan vertical susdit, de manière à pouvoir pivoter directionnellement dans un premier sens et d'autre part, s'incliner dans un deuxième sens afin de permettre aux roues portées par les longerons reli~s entre eux par une bielle montée ~ rotules de suivre les courbures de la voie et de franchir les in~galit~s de ladite voie, caractérisé en ce que la traverse porte à ses extrémités des pivots d'articulation de longerons ayant des positions relatives variables.
Selon la présente invention, il est également prévu un procédé pour guider et sustenter un véhicule ferroviaire à l'aide d'un dispositif articulé de sustentation et de guidage tel que décrit plus haut sur un réseau de rails ~ ~cartement constant, caractérisé en ce qu'on déplace au moins un des éléments articulés port~s par la traverse de part et d'autre du plan vertical susdit, transversalement par rapport ~ ce plan pour compenser en courbe, la r~duction de la distance entre les longerons.
. Selon la présente invention, il est également prévu un procéd~ pour guider et sustenter un véhicule ferroviaire ~ l'aide d'un dispositif articulé de sustentation et de guidage tel que d~crit plus haut, dans lequel on choisit la position des él~mentæ articul~s dans un -:. :~ ..
.
-:, ''., -:,., :.
',, ', ' .' .-" .',': . ', 4a plan transversal par rapport aux roues sur les longerons ou sections de longeron, de mani~re que des résistances au roulement, des efforts de traction Oll des efforts de freinage différentiels entre roues gauches et droites déterminent un couple de rotation minimum autour des axes verticaux des éléments articul~s, la position des él~ments articul~s étant en outre choisie dans le plan longitudinal lo de manière que des masses portées par la traverse, déterminent, au niveau des roues, la distribution des masses désirée pour assurer au mieux les besoins d'adhérence tant en traction qu'en freinage et de manière telle que le centre de gravité du bogie soit situé, en plan, le plus près pos6ible de l'axe transversal reliant lesdits él~ments articulé~.
Les longerons peuvent être rigides ou formés de deux sections articulées, chaque longeron rigide portant au moins deux roues ou chaque section de longeron portant au moin6 une roue et pouvant osciller sur des éléments articulé6 portés par la traverse de part et d'autre du plan vertical susdit, de manière à permettre aux roues port~es par les longerons de suivre les courbures de la voie et de franchir les inégalités de celle-ci.
Selon une particularit~ de l'invention, la traverse comprend au moins un élément articulé portant un des pivots d'articulation de longerons ayant des positions relative8 variable~
Les longeron6 peuvent être rigides ou constitués de sections articulées entre elle~ 6ur des pivots sen6iblement verticaux, chaque section portant au moins une roue, l'une d'elles étant montée sur la traverse par un des él~ment8 d'articulation.
: ~ ' ' ' ' ~' ' .

. ~5 13~ ~ Q~ ~ ~

Dans une premi~re forme de realisation, un des elements articulbs compris dans la traverse comprend : ~

- deux pivots verticaux distincts destin~s :~ :
5respectivement : : :~

- le premier à permettre l'orientation directionnelle du longeron par rapport ~ l'elément d'articulation -. --au'il porte ;

- le second a permettre le pivotement de la traverse :
par rapport à l'élément d'articulation ~ui la porte : .
et ~.

15- un moyen apte à recevoir une information et a la transmettre à cet elément articulé, de façon ~ ~-pexmettre la correction de la distance entre les ::
plans verticaux contenant les roues de chacun ~ : .
des longerons, lors de l'inscription du dispositif ~ :
20dans une courbe.
.., - - ., , ~ . .
Dans une premiere forme de réalisation `~ :`
particulière, un des moyens d'articulation est -constitu~ d'un vilebrequin à axss verticaux dont l'axe :::~:
25principal pivote sur la traverse, un des mannetons porte un longeron rigide ou une section de celui-ci, : : .
tandis que l'autre manneton lui opposé à sensiblement `~
180~ porte une bielle mont~e à rotule et s'étendant sensiblement transversalement au véhicule pour être ~ -~
3~montee à rotule ~ son autre extremité sur un bras :`
sensiblement perpendiculaire solidaire du longeron .
rigide opposb ou d'une section du longeron.
,; ,. ~ -Dans une deuxième forme de rbalisation, -~
35l'élément articul~ est un palonnier à trois pivots ~.;~-.
verticaux dont un axe principal sensiblement vertical .- .: '. ~.' ., ',`'.'"''.

6 l 3 ~

pivote dans une traverse et dont un premier axe auxiliaire porte un longeron, tandis qu'un second axe auxiliaire sensiblement opposé à 180 porte une bielle montee à rotule et s'etendant senxiblement transversa-lement au véhicule pour être montée à rotule à son -autre extrémité sur un bras sensiblement perpendicu-laire solidaire du longeron rigide opposé ou d'une section du longeron.

Enfin, dans une troisième forme de réalisation, l'élément articulé est constitué par un pivot sensiblement vertical porté par un coulisseau monté sur la traverse et terminé par une rotule dlune bielle montée à son autre extrémité sur un bras solidaire directionnellement du longeron et s'écartant sensible- ~
ment horizontalement et perpendiculairement au longeron ~ `-de l'axe du support deformable équipé d'au moins quatre roues.

D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante des dessins annexés au présent mémoire, qui illustrent schématiquement une forme de réalisation préférée du dispositif de guidage et de sustentation suivant z5 l'invention.
Dans ces dessins :
- la figure 1 est une vue en plan d'une forme de réa]isation préférée du dispositif suivant l'invention, sur trajectoire rectiligne - la figure 2 est une vue en élévation latérale du dispositif illustré i~ la figure 1:
- la figure 3 est une vue en plan analogue à celle de la figure 1, montrant les dispositifs suivant l'invention s'inscrivant dans une courbe d'une voie ferroviaire.

7 ,~ 3 r~ L O ~
~. ' ~ .
- la figure 4 montre un ensemble d'articulation " à
vilebrequin";
- la figure 5 montre un ensemble d'articulation " à
palonnier";
- la figure 6 montre un ensemble d'articulation "à
coulisseau";
- la figure 7 montre un ensemble d'articulation " à
croisillon "; - :
- la figure 8 montre un ensemble d'articulation " à
rotules";
- la figure 9 montre deux ensembles d'articulation dont l'un résulte de la combinaison d'articulation à vilebrequin ou palonnier avec un ensemble . .
d'articulation à rotules et l'autre est un simple pivot;
- la figure lO est une vue en plan de la forme de réalisation du dispositif selon l'invention ~- .
combinée à une réalisation des longerons en ~-;
sections, contrôlée indépendamment sur le plan.~-directionnel, engagée sur une portion de voie en ~ .
ligne droite, et .
- la figure 11 est une vue analogue à celle de la -.-figure lO montrant le dispositif selon l'invention : . .
s'inscrivant dans une courbe d'une voie -ferroviaire. :.
''' '',"' ';, ' Dans ces différentes figures, les mêmes signes de .
référence désignent les éléments identiques ou .:-analogues. :
: : : :. .
::.::~
Comme illustré aux figures 1, 2, 4 et 5, le -dispositif de guidage et de sustentation, désigné dans :
.,:,:,...
son ensemble par le signe de référence 1 d'un véhicule ferroviaire, est un support déformable équipé d'au moins quatre roues indépendantes destiné à porter une caisse ou une partie de caisse 2 du véhicule '.' -., ' ::
.:, .; .
,.: :. . ' .-.~ .

8 132~ 04 ferroviaire susdit.

Le plancher est montré en traits mixtes aux figures 1 et 2 susdites, au voisinage d'une extrémité
de cette caisse 2. Ce dispositif 1 comprend une traverse 3 disposée perpendiculairement au plan vertical contenant l'axe longitudinal X-X' de la caisse

2 et deux longeron 4, 44 qui, dans la position de service du dispositif, s'étendent dans le sens longitudinal de la caisse 2, de part et d'autre du plan vertical contenant l'axe longitudinal X-X'.
. . ':
Chacun de ces longerons porte au minimum deux roues 5, 55 et 45, 65, motorisées ou non, destinées à
rouler sur les mêmes rails 6, 46.

Selon une première possibilité, on prévoit sur le longeron de gauche 4, un élément articulé, montre à aux figures 1 à 6 et désigné dans son ensemble par le signe de référence 7 portant la traverse 3, de manière à ce gu'il puisse pivoter directionnellement dans le sens des flèches Y.

Dans une première forme de réalisation, l'élément articulé 7 est constitué par un vilebrequin 8 (figure 4) dont l'axe principal 37, sensiblement vertical, pivote dans la traverse 3, un manneton 38 pivote dans le longeron 4 et un autre manneton 39 sensiblement opposé à 180 pivote dans une bielle 9 par une rotule 13.
,',' ;', '~. '.
Dans une deuxième forme de realisation, illustrée à la figure 5, l'élément articulé 7 est un palonnier 17 portant la traverse 3, de manière à ce qu'il puisse y -. -:35 pivoter directionnellement dans le sens des fièches Y. : :
. ," ....
~ -' ,' ':

, 9 ~ ~ 2 1 ~

Le palonnier comprend trois pivots verticaux matérialisés par un axe principal 37 porté par la ~-traverse 3 et par deux axes auxiliaires 38,39, dont le premier porte un longeron 4 et le second une bielle 9 par l'intermédiaire d'une rotule 13.

Dans une troisième forme de realisation, l'élément ~
articulé 7 peut être constitué par un pivot 18 - -sensiblement vertical porté par un coulisseau 19 monté
sur la traverse 3 et terminé par une rotule 20 pivotant -dans une bielle 21, montée à rotule 20 à son autre -extrémité sur un bras 22 solidaire directionnellement ~-du longeron 44 et s'écartant sensiblement horizontalement des deux longerons 4, 44 perpendiculairement à ceux-ci (figure 6). -~

Dans cette première possibilité, on prévoit sur le longeron de droite 44, comme illustré aux figures 7 et 8, un élément articulé désigné dans son ensemble par le -signe de référence 47 portant la traverse 3, de manière à ce que le longeron puisse pivoter directionnellement dans le sens des flèches Y (fig. 1) et, d'autre part, s'incliner dans le sens des flèches Z. (fig.2).
Dans une première forme de réalisation illustrée à -la figure 7, l' élément 47 est constitué d'un croisillon 51 présentant un axe vertical 52, pivotant -dans la traverse 3 et un axe sensiblement horizontal 53 ~-pivotant dans le longeron 44 avec lequel, en plan, il est sensiblement perpendiculaire. ~
., ~"~..." .
Lei croisillon Sl comporte un bras 12 dirigé ~
sensiblement horizontalement et perpendiculairement au -longeron 44 vers l'axe longitudinal du bogie et qui -~
porte une rotule 13 pivotant dans une bielle 9 `

:;: ,:, lo 1321:7.~4 pr~citée.
~:' L'élément articulé 47 est constitué, dans une : -seconde forme de réalisation, d'un pivot sensiblement ::
vertical 91 articulé ~ la traverse 3, comme le montre .~ -la figure 8, par des rotules 24, 26 et une bielle 23 articulée à la traverse 3 par la rotule 25. -;

Le pivot 91 et la bielle 23 permettent au longeron 44 de pivoter directionnellement dans le sens des flèches Y et, d'autre part, s'incliner dans le sens des -flèches Z.

La figure 9 illustre, au côté gauche, une seconde possibilité qui résulte de la combinaison des éléments articulés 7 et 47 entre eux, montés tous deux d'un seul côté du dispositif 1. :
-': :'.'.
On réalise cette combinaison en solidarisant l'axe vertical principal de l'élément articulé 7, portant le . -longeron 4, à la traverse 3 à l'aide de rotules 24, 26 et bielle 23, de manière analogue à ce qui est illustré : :
du côté droit de la figure 8, de mani~re à accorder à
cet élément articulé 7 un degré de liberté . ~:
supplémentaire grâce auquel on permet à ce longeron, :: .
non seulement de pivoter directionnellement dans le : ~
sens des flèches Y, mais aussi de s'incliner dans le . .~ -sens des flèches Z, pour reprendre une inégalité de la ;.` .
vole. :
:~
La double liberté du longeron 4 permet de -~
simplifier le montage du longeron 44 pour lequel un ~ - :
pivot vertical 91, oscillant dans la traverse 3, : suffit pour assurer le guidage directionnel dans les ~ -:
sens des flèches Y, dudit longeron 44, puisque la ~ ::
traverse 3, gui porte ce pivot vertical, peut pivoter , ;~

:' .
. '.

~ 11 . , dans une certaine mesure autour d'un axe sensiblement ~ ~
horizontal, présentant une direction transversale au ; :
rail. ~ :

Dans cette seconde possibilité de réalisation, `
l'élément articulé 7 accorde au longeron 4 deux degrés de liberté limités aux pivotements selon Y et Z tel que précité, tandis que le troisième degré de liberté ~
est supprimé par un bras-support 23 monté à rotules :... .
25 d'une part sur la traverse 3 et, d'autre part, par . ~
une rotule 26 sur l'axe vertical 37 qui porte le longe-ron 4. ;.: :.
Les rotations directionnelles du longeron :
4 et 44 sont coordonnées par une seconde bielle 14 mon-tée 3 rotules 15 sur des appendices 16 des longerons 14 et 44 et d~terminent donc la rotation du bras 12.
Suivant l'invention, on choisit la position : : : ::
des éléments articulés 7 ou 47 par rapport aux roues ~
5, 55 et 45, 65 sur les longerons 4, 44 ou sections ~ :~` -:
27, 28, 57, 58; sur le plan transversal, de manière:- .~
telle que des résistances au roulement, efforts de trac- .-~ ~.
tion ou efforts de freinage différentiels entre roues :::
gauches 5, 55 et droites 45, 65 déterminent un couple -: -:^:`.:::-de rotation minimum autour des axes verticaux desdits :~ -éléments articulés 7, 47; sur le plan longitudinal, de manière telle que des masses portées par la traverse :~

3 determinent au niveau des roues 5, 45 et 55, 65 la .
distribution des masses désirée pour assurer au mieux -~
les besoins d'adhérence tant en traction qu'en freinage; ~ .
et sur le plan longitudinal également, de manière telle ~ :
que le centre de gravité du bogie se situe en plan le : :
plus proche possible de l'axe transversal au véhicule reliant ces éléments articulés 7, 47. :~
La figure 3 illustre le dispositif 1 selon ,' ' ` ~"~" ' .
J~ :: ,.. .
.~ , "~ ` :." .

lla '132'~

l'invention, illustré aux figures 1 et 2 lors de l~ins-cription en courbe.
Quelle que soit l'orientation de la courbure vers la gauche ou vers la droite, les deux longerons ~-

4 et 44 oscillent directionnellement par rapport à la traverse 3 de façon coordonnée par la bielle 14 et en- ~ ~
traînent dans leur rotation le bras 12, déplaçant la ' ,' rotule 13 sur un arc et entrainant la bielle 9, qui en ~ -roulage en ligne droite était sensiblement alignée vers , ' l'axe vertical déterminant le cercle incluant~,cet arc.
La bielle 9 entraîne en rotation le vilebrequin 8 par son manneton 39 et déplace donc le manneton 38 et le longeron 4 qu'il porte dans une direction trans-versale au rail 6 vers l'extérieur de la voie, et sur -,- ' une distance sensiblement proportionnelle au rayon , ,''~ ~-''-.~

..... _ _ : -, ;'.':':,"
: ~ ', :~,,.;'~ .:

12 1~2~

de courbure de la voie, corrigeant par cette surlargeur imposée au support des roues, la diminution de largeur .. ; .
résultant de son oscillation. ^.~-5Le support déformable équipé d'au moins quatre .. .-roues 5, 55 et 45, 65 selon l'invention, maintient donc ;:: :
automatiquement et en permanence, une largeur nominale `. :~
entre roues correspondant à la largeur de la voie.
' ;. ':, :~, ' 10Lors du franchissement d'un hors-plan de la voie, :: .
l'axe sensiblement horizontal 53 permet au longeron 44 .. :
d'osciller selon les flèches Z, c'est-à-dire sur un -:~
plan vertical longitudinal au véhicule par rapport à - -l'ensemble du longeron 4 et de la traverse 3 qui ne présentent entre-eux qu'une seule liberté
directionnelle. ~. -.... .. .
Cette liberté élimine toute sollicitation en ~-torsion au niveau des longerons et traverse, que les .
20 roues soient montées rigidement ou par l'intermédiaire .~ .
de suspensions primaires sur les longerons 4, 44. -~ :

Alternativement, et selon les figures 10 et 11, le -bogie à roues indépendantes tel que décrit ci-avant, .:: :
25 peut comprendre une traverse 3 et deux ensembles . -longerons 4, 44, ces derniers étant constitués par des :~.
sections 27, 28 et 57, 58 articulées entre-elles sur :~.
des pivots 29 sensiblement verticaux, chaque section .
portant au moins une roue 5, 45 et 55, 65 et l'une ~ .~
30 d'elles étant montée sur la traverse 3 par un des - ~ .
éléments articulés 7, 47 tels que décrits ci-avant. ~ :
'.',.' Les rotations directionnelles des sections 27, 57 -.::
sont coordonnées par la bielle 59 montée à rotules 15 35 sur les appendices 16 des dites sections et déterminent ::
la rotation du bras 12. ;-~, :''. ~':.. -13 ~ 3 ~' .t ~

Les rotations directionnelles des sections 27, 28, 57 et 58 sont coordonnées par des bielles 50 ~ontées sur pivots 31 sur les dites sections et à rotules 15 sur la bielle 59 précitée.
Le pivotement des deu~ sections autour d'un axe -vertical permet d'orienter directionnellement chaque roue S, 55 et 45, 65 indépendamment afin de lui permettre d'approcher au mieux de la tangeante à la -10 section de rail sur laquelle elle s'appuie et donc en i~ ~ ^
assurant une inscription correcte de celles-ci autour du centre de courbure de la voie. -Lors de l'inscription en courbe, la correction de surlargeur se fait automatiquement tel que décrit ci-avant, tandis que les sections 27, 28 et 57, 58 de longerons 4, 44 s'orientent pour aligner automatiquement chaque roue 5, 45, 55 et 65 de facon tangente à la portion de voie sur laquelle elle ~-~
s'appuie.

Le dispositif selon l'invention maintient donc automatique~ent et en permanence, tant une largeur nominale entre roues 5, 45 et 55, 65 correspondant à la largeur de la voie qu'un parfait alignement de celles-ci vers le centre instantané de rotation correspondant au centre de courbure de la voie. - -., La traverse 3 est positionnée par rapport à la caisse 2 du véhicule par des bielles parallèles 32 montées à rotules 33, les débattements latéraux étant -contrôlés par un amortisseur 34 et des butées 35. -Une suspension dite secondaire entre le dispositif 1 et la caisse 2 est constituée de ressorts hélicoidaux ~-3S ou pneumatiques 36 montés entre la traverse 3 et la -calsse 2 et d'amortisseurs 41 montés à proximité. ~;-" '~". ' -:
. .
:,'.

14 1 32~
. . , ..
La caisse 2 du véhicule est prévue pour ménager un couloir surbaissé de largeur maximum et des volumes - ` -permettant l'installation des sièges de part et d'autre du couloir afin d'obtenir les meilleurs niveaux de -confort, sécurité et habitabilité, tout en assurant sa mission structurelle.

Afin d'augmenter la largeur du couloir des patins -;~
42 solidaires des longerons 4, 44 ou sections 27, 57, -sont prévus pour repousser la caisse 2 en courbes serrées de façon non seulement à la ramener dans l'axe `;
de la traverse 3, en supprimant le jeu transversal de~
la suspension 36 vers l'extérieur de la courbe mais -encore à la repousser au delà de l'axe de la traverse 3i~
15 en réduisant ce jeu vers l'intérieur de la courbe. -La caisse est donc repoussée vers le centre de courbure de la voie, ce qui a pour effet complémentaire -~
de réduire son gabarit vers l'extérieur de la courbe.
` :
Chaque roue proche des moyens d'articulation 7 et ;~
portant donc une part importante des masses, peut être`
montée sur un ensemble moto-réducteur 43 indépendant ~;
monté sur un longeron 4 ou 44.

Le dispositif de guidage et de sustentation qui fait l'objet de la présente invention peut être muni d'équipements auxiliaires, tels que moteurs, freins à :
disques, freins à patin magnétique sur rails, butées 30 anti-déraillement et suspension dite primaire entre~ -roues 5, 45, 55 et 65 et longerons 4, 44. ~
:. ' : :. : :
Il permet également de conserver les nombreux :
... ....
avantages déjà mentionnés dans le brevet européen - -~
35 0 060 000 et le brevet belge 8700527 cités :
précédemment. -- :.: ..~
. :. ..
: ~ ' Il est notamment susceptible d'être associé au dispositif d'auto-convergence des quatre roues du bogie vers le centre instantané de rotation -correspondant au centre de courbure de la voie, tel que ~ ~
décrit au brevet 8700527 de telle sorte que de -`
parfaites adéquations de largeur entre roues et d'orientation de celles-ci puissent être obtenues quelle que soit la courbure de la voie.

Le dispositif s'adapte cinématiquement sans faire apparaître de contraintes ni d'efforts de rappel.

De ce fait, la répartition des charges entre les roues 5, 45 est pratiquement indépendante des éléments extérieurs tels que le dévers, les inégalités de voie et les mouvements de caisse du véhicule. La stabilité
dynamique est aussi améliorée et les risques de déraillement sont réduits. En outre, on engendre moins de bruit et moins d'usure des roues et des rails dans 20 les courbes de la voie. ~-:"'' Il est évident que l'invention n'est pas limitée -aux détails décrits plus haut pour réaliser le pivotement, l'inclinaison et l'écartement des longerons 4, 44 et que de nombreuses modifications peuvent être apportées à ces détails sans sortir du cadre de l'invention. ~
~ " '':, '.
Les longerons 4, 44 peuvent présenter une forme différente de celle montrée aux figules 1, 2 et être par exemple rectilignes. Les roues 5,55 et 45, 65 sont alors montées du même côté du longeron 4, 44.
','.,'- '-.' ~' Ils peuvent également etre portés par la traverse 3 de façon à obtenir une distribution différente des -;
masses sur leurs roues 5,55 respectives.
'''' '~' '' ~
......

Claims

1. Dispositif articulé de guidage et de sustentation d'un véhicule ferroviaire, constitué d'un support déformable équipé d'au moins quatre roues indépendantes (5, 55 et 45, 65)et comprenant une traverse sensiblement horizontale (3) assujettie à une caisse (2) du véhicule, de manière à être perpendiculaire au plan vertical contenant l'axe longitudinal (x,x') de la caisse (2) au voisinage d'une extrémité de cette caisse (2) ainsi que deux longerons (4,44) munis chacun d'au moins deux roues (5,55 et 45,65 ) et montés dans le sens longitudinal sur des éléments articulés (7, 47) portant la traverse (3) de part et d'autre du plan vertical susdit, de manière à pouvoir pivoter directionnellement dans un premier sens, et d'autre part, s'incliner dans un deuxième sens, afin de permettre aux roues (5,55 et 45,65) portées par les longerons (4,44) reliés entre eux par une bielle (14) montée à rotules (15) de suivre les courbures de la voie et de franchir les inégalités de ladite voie, caractérisé en ce que la traverse (3) porte à ses extrémités des pivots d'articulation (18,38,52,91) de longerons (4, 44) ayant des positions relatives variables.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la traverse (3) comprend au moins un élément articulé (7,47) portant un des pivots d'articulation (18,-38,52, 91) de longerons (4,44) ayant des positions relatives variables.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un des éléments articulés (7,47), compris dans la traverse (3), comprend :

deux pivots verticaux (38,37) distincts destinés respectivement :

- le premier (38) à permettre l'orientation direction-nelle du longeron (4) par rapport à l'élément articulé (7) qu'il porte;

- le second (37) à permettre le pivotement de la traverse (3) par rapport à l'élément articulé (7) qui la porte et - un moyen apte à recevoir une information et à la transmettre à cet élément articulé (7) de façon à
permettre la correction de la distance entre les longerons ( 4,44), lors de l'inscription du dispositif (1) dans une courbe.

4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque longeron (4,44) est constitué par des sections (27,57) et 28,58) articulées entre elles sur des pivots 29 sensiblement verticaux, chaque section portant au moins une roue (5,45 et 55,65).

5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé
en ce que le moyen destiné à recevoir une information est un troisième pivot (39) actionné par une bielle (9).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé
en ce que l'élément articulé (7) comprenant trois pivots verticaux (37,38,39) est un vilebrequin (8) dont l'axe principal (37) sensiblement vertical pivote dans la traverse (3), dont un manneton (38) pivote dans le longeron (4) et dont un autre manneton (39) sensiblement lui opposé à 180° porte une bielle (9) montée à rotule et s'étendant sensiblement transversalement au véhicule pour être montée à rotule (13) à son autre extrémité sur un bras (12) sensiblement perpendiculaire directionnellement solidaire du longeron (44) opposé ou d'une section (57) dudit longeron.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé
en ce que l'élément articulé comprenant trois pivots verticaux est un palonnier (17) dont l' axe principal (37) sensiblement vertical pivote dans la traverse (3) et dont un premier axe auxiliaire (38) porte un longeron (4), tandis qu'un second axe auxiliaire (39) sensiblement opposé à 180° porte une bielle (9) montée à rotule (13) et s'étendant sensiblement transversalement au véhicule pour être montée à rotule (13) à son autre extrémité sur un bras intérieur (12) sensiblement perpendiculaire directionnellement solidaire du longeron (44) opposé ou d'une section (57) dudit longeron.

8. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la traverse (3) comprend un coulisseau (19) capable de se déplacer le long d'une portion de sa longueur.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé
en ce que l'élément articulé (7) est constitué par un pivot (18) sensiblement vertical porté par le coulisseau (19) monte sur la traverse (3) et terminé
par une rotule (20), reliée à une bielle (21) portant une seconde rotule (20) à son autre extrémité sur un bras extérieur (22) solidaire directionnellement du longeron (44) et s'écartant sensiblement horizontale-ment des deux longerons 4,44, perpendiculairement ceux-ci.

10. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément articulé (47) est constitué d'une rotule (24) pivotant dans la traverse (3) dont les libertés sont limitées aux pivotements selon (Y) et (Z) tel que précité et dont le troisième degré de liberté est supprimé par la bielle (23) montée à rotules (25,26) d'une part sur la traverse (3) et d'autre part sensiblement à la verticale de la rotule (24) sur le longeron (44).

11. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'axe vertical principal (37) de l'élément articulé (7) est monté sur la traverse (3) à
son extrémité supérieure par une rotule (24) et à son extrémité inférieure par une bielle (23) sensiblement horizontale articulée à l'axe principal (37) et à la traverse (3) par des rotules (26,25), de manière à
permettre au longeron (4) de pivoter directionnellement dans le sens des flèches (Y) et de s'incliner dans le sens des flèches (Z).

12. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément articulé (47) est constitué par un croisillon (51) dont l'axe sensiblement vertical (52) pivote dans la traverse (3) et l'axe sensiblement horizontal (53) pivote dans le longeron (44) avec lequel, en plan, il est sensiblement perpendiculaire, et par un bras (12) dirigé
sensiblement horizontalement et perpendiculairement au longeron (44) vers l'axe longitudinal (x,x') et qui porte une rotule (13) pivotant dans la bielle (9) précitée.

13. Dispositif selon la revendication 1, 2, 3, 5, 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que des patins (42) solidaires des longerons (4, 44) ou (27,57) sont prévus pour repousser la caisse (2) vers le centre de courbure en courbes serrées à l'encontre de la force centrifuge et réduire les libertés de la caisse (2) du véhicule de façon à permettre l'aménagement d'un couloir plus large pour un gabarit extérieur prédéterminé.

14. Procédé pour guider et sustenter un véhicule ferroviaire à l'aide d'un dispositif articulé de sustentation et de guidage selon la revendication 1, 2, 3, 5, 6, 7 ou 8, sur un réseau de rails à
écartement constant, caractérise en ce qu'on déplace au moins un des éléments articulés (7) portés par la traverse (3). de part et d'autre du plan vertical susdit, transversalement par rapport à ce plan pour compenser en courbe, la réduction de la distance entre les longerons (4,44).

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on modifie la position relative des pivots d'articulation (18,38,52, 91) des deux longerons (4,44) en fonction de l'orientation directionnelle des longerons (4,44).

16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la position des éléments articulés (7, 47) dans un plan transversal par rapport aux roues (5, 55 et 45, 65) sur les longerons (4, 44) ou sections de longeron, (27, 28, 57, 58), est telle que des résistances au roulement, des efforts de traction ou des efforts de freinage différentiels entre roues gauches (5, 55) et droites (45, 65) déterminent un couple de rotation minimum autour des axes verticaux des éléments articulés (7, 47), la position des éléments articulés (7, 47) étant en outre dans un plan longitudinal de manière que des masses portées par la traverse déterminent, au niveau des roues (5, 45 et 55, 65), la distribution des masses désirée pour assurer au mieux les besoins d'adhérence tant en traction qu'en freinage et de manière telle que le centre de gravité du bogie soit situé, en plan, le plus près possible de l'axe transversal reliant lesdits éléments articulés (7, 47).