FR2491850A1 - Self aligning railway bogie - has flexible parts between equalisers and axle boxes and sole bar to giVe limited axle movements - Google Patents

Abstract

The bogie has a rigid frame with two sole bars (14) and wheels (32) mounted on axles (23). There are axle boxes (22) housing the axles and sliding vertically in the sole bar ends. Equaliser arms (24) are mounted on the axle box tops. Flexible pads (54) are placed between the axle boxes and the equalisers. This gives limited axle radial movement following sliding at the wheel/rail contact point. Two vertical linings (42,44) are provided at each sole bar end to allow the axle box to slide vertically. The linings have flexible parts to give limited axle box longitudinal movement.

Description

Dans les véhicules de chemin de fer utilisés pour les déplacements intervilles s'effectuant par des lignes présentant des courbes de grand rayon, il est souhaitable de rendre les bogies légèrement autodirecteurs sans nuire à leur stabilité. Ceci est particulièrement souhaitable lorsque le véhicule se déplace à grande vitesse. In railway vehicles used for inter-city journeys carried out by lines having curves of large radius, it is desirable to make the bogies slightly self-steering without affecting their stability. This is particularly desirable when the vehicle is traveling at high speed.

Dans le même temps, cette caractéristique autodirectrice doit être obtenue sans nécessiter d'importantes modifications de conception du bogie afin de pouvoir l'adapter à des bogies existants.At the same time, this self-steering characteristic must be obtained without requiring significant modifications to the design of the bogie in order to be able to adapt it to existing bogies.

Un véhicule ferroviaire qui est actuellement très couramment utilisé comporte un bogie à châssis rigide et balanciers. Le châssis rigide, de forme en "H", maintient le bogie en alignement ou maintient les essieux parallèles entre eux pendant la marche. Le châssis rigide est généralement utilisé avec des éléments d'égalisation de charge associés à des boites d'essieux qui peuvent coulisser dans les extrémités des longerons du châssis. A railway vehicle which is currently very commonly used comprises a bogie with rigid chassis and pendulums. The rigid, H-shaped chassis keeps the bogie in alignment or keeps the axles parallel to each other during travel. The rigid chassis is generally used with load equalization elements associated with axle boxes which can slide in the ends of the chassis beams.

Les éléments d'égalisation de charge comprennent des balanciers qui sont disposés sur les deux côtés du châssis et qui sont montés sur le dessus des boites d'essieux avant et arrière.The load equalization elements include pendulums which are arranged on both sides of the chassis and which are mounted on top of the front and rear axle boxes.

Les boites d'essieux sont montées de manière à pouvoir coulisser verticalement dans les extrémités des longerons de châssis du bogie. Les charges appliquées aux roues du véhicule sont transmises par les essieux et les boites d'essieux aux balanciers. The axle boxes are mounted so that they can slide vertically in the ends of the bogie chassis side members. The loads applied to the vehicle wheels are transmitted by the axles and the axle boxes to the pendulums.

Les balanciers transmettent les charges au moyen de ressorts primaires. Les balanciers sont utilisés de manière que, pendant la marche, si une roue s'élève, la charge ne varie pas notablement. Les balanciers et les ressorts égalisent les charges verticales imposées aux roues. The pendulums transmit the loads by means of primary springs. The pendulums are used in such a way that, while walking, if a wheel rises, the load does not vary significantly. Pendulums and springs equalize the vertical loads imposed on the wheels.

Dans un montage à châssis rigide et balanciers tel que décrit ci-dessus, il est extrêmement difficile de rendre un bogie autodirecteur. Dans le même temps, cette caractéristique autodirectrice est très souhaitable, car elle améliore notablement le confort de marche des passagers et elle réduit également l'usure de la voie et des roues et les forces latérales exercées sur la voie. Les avantages des bogies directeurs sont bien connus et décrits dans l'art antérieur. In a rigid chassis assembly and pendulums as described above, it is extremely difficult to make a bogie seeker. At the same time, this self-directing characteristic is very desirable, since it appreciably improves the walking comfort of the passengers and it also reduces the wear of the track and the wheels and the lateral forces exerted on the track. The advantages of steering bogies are well known and described in the prior art.

L'invention a donc pour objet un bogie perfectionné à haute stabilité et autodirecteur à un degré limité. The invention therefore relates to an improved bogie with high stability and see-through to a limited degree.

L'invention a également pour objet des moyens permettant de rendre autodirecteur, à un degré limité, un bogie relativement rigide, sans modification de la conception de base ou des pièces de ce bogie.The invention also relates to means making it possible to make a relatively rigid bogie, to a limited degree, without modification of the basic design or of the parts of this bogie.

L'invention concerne donc un bogie à châssis rigide comportant des essieux montés avant et arrière. Des boites d'essieux, dans lesquelles les essieux sont logés, peuvent coulisser dans les extrémités du châssis. Des moyens flexibles sont montés entre les boites d'essieux et le châssis. Lorsque des forces de glissement apparaissent à l'interface de la roue et du rail, les essieux se déplacent radialement sur une petite distance. The invention therefore relates to a rigid chassis bogie having axles mounted front and rear. Axle boxes, in which the axles are housed, can slide in the ends of the chassis. Flexible means are mounted between the axle boxes and the chassis. When sliding forces appear at the interface of the wheel and the rail, the axles move radially a short distance.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels
la figure 1 est une élévation du bogie autodirecteur selon l'invention
la figure 2 est une élévation partielle, à échelle agrandie, montrant une extrémité du bogie représenté sur la figure 1 ; et
la figure 3 est une coupe transversale partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2.The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting example and in which
Figure 1 is an elevation of the seeker bogie according to the invention
Figure 2 is a partial elevation, on an enlarged scale, showing one end of the bogie shown in Figure 1; and
FIG. 3 is a partial cross-section along line 3-3 in FIG. 2.

La figure 1 représente un bogie 10 de chemin de fer destiné à porter la caisse 12 d'un véhicule ferroviaire. Hormis les caractéristiques concernant les éléments rendant le bogie autodirecteur, le bogie 10 peut etre de type classique. Un seul côté du bogie 10 est représenté sur la figure 1, étant évident que le côté opposé du bogie comporte des éléments sensiblement analogues qui fonctionnent sensiblement de la même manière. FIG. 1 represents a railway bogie 10 intended to carry the body 12 of a railway vehicle. Apart from the characteristics relating to the elements making the bogie see-through, the bogie 10 can be of conventional type. Only one side of the bogie 10 is shown in Figure 1, it being evident that the opposite side of the bogie has substantially similar elements which operate in substantially the same way.

Le bogie 10 comporte deux longerons de châssis, un seul étant représenté en 14. Le châssis principal du bogie peut être rigide et avoir la forme d'un "H" dont la partie centrale (non représentée) relie les deux longerons. The bogie 10 has two frame rails, only one being shown at 14. The main frame of the bogie can be rigid and have the shape of an "H" whose central part (not shown) connects the two rails.

Le châssis relativement rigide maintient le bogie sur voie pendant la marche.The relatively rigid chassis keeps the bogie on track while walking.

Les extrémités opposées des longerons sont configurées de manière à présenter des ouvertures 16 et 18 destinées à recevoir les boites d'essieux 20 et 22, des brides 17 et 19 de retenue étant fixées au-dessous des ouvertures des extrémités du châssis. Les boites d'essieux 20 et 22 sont montées de manière à pouvoir coulisser verticalement dans les échancrures 16 et 18 des extrémités des longerons pendant le service. The opposite ends of the side members are configured so as to have openings 16 and 18 intended to receive the axle boxes 20 and 22, flanges 17 and 19 for retaining being fixed below the openings at the ends of the chassis. The axle boxes 20 and 22 are mounted so that they can slide vertically in the notches 16 and 18 at the ends of the side members during service.

Deux balanciers, dont un seul est représenté en 24, sont disposés longitudinalement et à peu près parallèlement aux longerons. Les balanciers sont convenablement montés sur le dessus des boîtes d'essieux avant et arrière. Two pendulums, only one of which is shown at 24, are arranged longitudinally and roughly parallel to the side members. The pendulums are properly mounted on top of the front and rear axle boxes.

Les extrémités de chaque balancier 24 reposent sur les boites d'essieux 20 et 22 qui logent des essieux 21 et 23, respectivement.The ends of each balance 24 rest on the axle boxes 20 and 22 which house axles 21 and 23, respectively.

Deux ressorts primaires 26 et 28 sont montés entre le balancier 24 et le longeron 14. Le balancier 24 transmet la charge des boites d'essieux 20 et 22 aux ressorts primaires 26 et 28. La fonction des balanciers et des ressorts primaires est d'égaliser les charges verticales imposées aux roues 30 et 32, fixées sur les essieux 21 et 23, respectivement, de manière que, si l'une des roues 30 et 32 s'élève par rapport à l'autre roue, les charges verticales imposées aux roues ne varient pas sensiblement. Two primary springs 26 and 28 are mounted between the balance 24 and the side member 14. The balance 24 transmits the load from the axle boxes 20 and 22 to the primary springs 26 and 28. The function of the balance and primary springs is to equalize the vertical loads imposed on the wheels 30 and 32, fixed on the axles 21 and 23, respectively, so that, if one of the wheels 30 and 32 rises relative to the other wheel, the vertical loads imposed on the wheels do not vary significantly.

Une traverse danseuse 34 est fixée au châssis du bogie et pivote sur le centre du châssis, de manière classique. La traverse danseuse est reliée à la caisse 12 du véhicule par des moyens appropriés comprenant une console 36 et une bielle 38 de liaison. Un ressort secondaire 40, de conception classique, est monté entre la caisse 12 du véhicule et la traverse danséuse 34. Les figures 2 et 3 montrent les caractéristiques de l'invention qui peuvent être conférées à un bogie tel que celui représenté sur la figure 1. A dancer cross member 34 is fixed to the chassis of the bogie and pivots on the center of the chassis, in a conventional manner. The dancer cross member is connected to the body 12 of the vehicle by appropriate means comprising a console 36 and a connecting rod 38. A secondary spring 40, of conventional design, is mounted between the body 12 of the vehicle and the cross-member 34. Figures 2 and 3 show the characteristics of the invention which can be imparted to a bogie such as that shown in Figure 1 .

Comme représenté sur les figures 2 et 3, le fonctionnement de la boîte d'essieu 22 est le même que celui de la boite d'essieu 20 (figure 1) et il met en jeu les mêmes types d'organes. Par conséquent, on suppose que toutes les boîtes d'essieux du bogie 10 se comportent sensiblement de la même manière et donc le comportement de la seule boîte d'essieu 20 sera décrit. Les détails particuliers associés aux boites d'essieux, tels que les roulements, les organes de suspension primaires et d'autres éléments, ne sont pas représentés ou décrits, car ils sont classiques et inutiles à la compréhension de l'invention. As shown in Figures 2 and 3, the operation of the axle box 22 is the same as that of the axle box 20 (Figure 1) and it involves the same types of members. Consequently, it is assumed that all the axle boxes of the bogie 10 behave in substantially the same way and therefore the behavior of the single axle box 20 will be described. The particular details associated with the axle boxes, such as the bearings, the primary suspension members and other elements, are not shown or described, since they are conventional and useless for understanding the invention.

La boîte d'essieu 22 est montée de manière à pouvoir coulisser verticalement sur des garnitures verticales 42 et 44. L'invention porte sur des caractéristiques permettant aux boites d'essieux de coulisser verticalement comme dans l'art antérieur, mais permettant également aux essieux 21 et 23 logés dans les boites d'essieux de se déplacer radialement sur des distances limitées lorsque le véhicule négocie des courbes de la voie et que les roues sont soumises à des forces de glissement sur le rail. The axle box 22 is mounted so that it can slide vertically on vertical linings 42 and 44. The invention relates to features allowing the axle boxes to slide vertically as in the prior art, but also allowing the axles 21 and 23 housed in the axle boxes to move radially over limited distances when the vehicle negotiates curves of the track and the wheels are subjected to sliding forces on the rail.

Il est connu qu'au moment du passage en courbe d'un bogie, des forces de glissement apparaissent à l'interface de la roue et du rail et tendent à déplacer les essieux radialement. Cependant, lorsque le châssis du bogie est rigide et que des balanciers sont utilisés comme décrit précédemment, les essieux ne peuvent pas se déplacer librement dans les boîtes d'essieux qui ne peuvent que coulisser verticalement dans les garnitures disposées dans les extrémités des longerons. Ainsi qu'il est bien connu, lorsque les essieux ne sont pas libres de tourner radialement sur une certaine distance au passage des courbes, il apparaît une usure des roues et des rails et une diminution du confort des passagers. It is known that at the time of the bending of a bogie, sliding forces appear at the interface of the wheel and the rail and tend to move the axles radially. However, when the chassis of the bogie is rigid and pendulums are used as described above, the axles cannot move freely in the axle boxes which can only slide vertically in the linings arranged in the ends of the side members. As is well known, when the axles are not free to rotate radially over a certain distance when passing the curves, wear of the wheels and rails appears and a reduction in passenger comfort.

Chacune des garnitures verticales 42 et 44 comprend des profilés verticaux 46 et 48 en forme de "C", le profilé 48 étant plus petit que le profilé 46. Le profilé 48 est logé partiellement dans le profilé 46 auquel il est disposé à peu près parallèlement, à une certaine distance. Each of the vertical linings 42 and 44 comprises vertical sections 46 and 48 in the shape of a "C", the section 48 being smaller than the section 46. The section 48 is partially housed in the section 46 to which it is disposed approximately parallel , at a certain distance.

Le profilé 48 est fixé à la partie extrême 51 du longeron 14 au moyen d'un boulon ou de tout autre élément 49. Dans certains cas, le profilé 48 peut être un élément en forme de chapeau fixé au châssis.The profile 48 is fixed to the end part 51 of the side member 14 by means of a bolt or any other element 49. In some cases, the profile 48 can be a hat-shaped element fixed to the chassis.

Des éléments flexibles 50 et 52 sont maintenus entre les extrémités ou branches verticales des "C" formées par les profilés 46 et 48. Les éléments flexibles 50 et 52 sont relativement souples dans la direction longitudinale de manière que, si des forces de glissement apparaissent au passage de courbes, le profilé 46 se déplace par rapport au profilé 48 et, par conséquent, le longeron 14 permette aux essieux 21 et 23 de se déplacer librement dans la direction longitudinale. Flexible elements 50 and 52 are held between the vertical ends or branches of the "C" formed by the sections 46 and 48. The flexible elements 50 and 52 are relatively flexible in the longitudinal direction so that, if sliding forces appear at the passage of curves, the section 46 moves relative to the section 48 and, consequently, the beam 14 allows the axles 21 and 23 to move freely in the longitudinal direction.

Outre que les essieux 21 et 23 peuvent se déplacer longitudinalement, ils peuvent également se déplacer radialement du fait de la présence d'un troisième élément flexible 54. Cet élément flexible 54 est disposé entre des plaques ou chapeaux 56 et 58. La plaque 56 est fixée à un élément 60 de liaison qui, lui-même, est relié à l'extrémité du balancier 24. La plaque 58 est fixée sur le dessus de la boite d'essieu 22. Besides that the axles 21 and 23 can move longitudinally, they can also move radially due to the presence of a third flexible element 54. This flexible element 54 is disposed between plates or caps 56 and 58. The plate 56 is fixed to a connecting element 60 which, itself, is connected to the end of the pendulum 24. The plate 58 is fixed on the top of the axle box 22.

Les éléments flexibles 50, 52 et 54 permettent au profilé 46 de se déplacer angulairement par rapport au profilé fixe 48. Ce mouvement permet à l'essieu 23 de se déplacer radialement sous l'effet des forces de glissement. The flexible elements 50, 52 and 54 allow the section 46 to move angularly relative to the fixed section 48. This movement allows the axle 23 to move radially under the effect of sliding forces.

Bien qu'il soit souhaitable de permettre un certain mouvement des essieux lorsque les forces de glissement sont élevées, les éléments flexibles ne doivent pas être assez souples pour nuire à la stabilité du bogie. Ils peuvent être réalisés en caoutchouc conçu pour avoir une raideur prédéterminée qui dépend de la conception globale du bogie utilisé.Although it is desirable to allow some movement of the axles when the sliding forces are high, the flexible members should not be flexible enough to affect the stability of the bogie. They can be made of rubber designed to have a predetermined stiffness which depends on the overall design of the bogie used.

Le profilé vertical 48 est espacé du profilé 46 afin de permettre à ce dernier de se déplacer angulairement par rapport au profilé fixe 48. L'écartement relativement faible entre les profilés 46 et 48 limite l'amplitude du mouvement angulaire se produisant entre ces profilés, car ce mouvement angulaire s' arrête lorsque les profilés 46 et 48 se touchent. Cette disposition limite donc l'amplitude du mouvement radial des essieux, quelle que soit l'amplitude des forces de glissement. Ainsi, l'invention maintient la stabilité du bogie entre des limites maximales prédéterminées. The vertical section 48 is spaced from the section 46 in order to allow the latter to move angularly relative to the fixed section 48. The relatively small spacing between the sections 46 and 48 limits the amplitude of the angular movement occurring between these sections, because this angular movement stops when the sections 46 and 48 touch. This arrangement therefore limits the amplitude of the radial movement of the axles, whatever the amplitude of the sliding forces. Thus, the invention maintains the stability of the bogie between predetermined maximum limits.

La présente invention permet des mouvements radiaux des essieux du bogie, afin de rendre ce dernier autodirecteur à un degré limité, sans nuire sensiblement à sa stabilité. Ceci est très avantageux dans le cas d'un véhicule ferroviaire négociant des courbes à grande vitesse au cours de voyages intervilles. The present invention allows radial movements of the axles of the bogie, in order to make the latter see-through to a limited degree, without substantially affecting its stability. This is very advantageous in the case of a rail vehicle negotiating curves at high speed during intercity trips.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au bogie décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.  It goes without saying that many modifications can be made to the bogie described and shown without departing from the scope of the invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Bogie à châssis rigide comprenant deux longerons (14) et des roues (30, 32) montés sur des essieux (21, 23) afin de porter sur des rails, caractérisé en ce qu'il comporte des boîtes d'essieux (20, 22) logeant les essieux et pouvant coulisser verticalement dans les extrémités des longerons, des balanciers (24) montés sur le dessus des boites d'essieux, et des éléments flexibles (50, 52, 54) disposés entre les boites d'essieux et les longerons et entre les boites d'essieux et les balanciers pour permettre un mouvement radial limité des essieux en réponse à des forces de glissement apparaissant à l'interface des roues et des rails. 1. Bogie with rigid chassis comprising two side members (14) and wheels (30, 32) mounted on axles (21, 23) in order to carry on rails, characterized in that it comprises axle boxes (20 , 22) housing the axles and being able to slide vertically in the ends of the side members, of the pendulums (24) mounted on the top of the axle boxes, and of flexible elements (50, 52, 54) disposed between the axle boxes and the side rails and between the axle boxes and the pendulums to allow limited radial movement of the axles in response to sliding forces appearing at the interface of the wheels and rails. 2. Bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux garnitures verticales (42, 44) sont disposées dans chaque extrémité des longerons, de part et d;autre de chaque boîte d'essieu, afin de permettre à cette dernière de coulisser verticalement entre ces garnitures. 2. Bogie according to claim 1, characterized in that two vertical linings (42, 44) are arranged in each end of the side members, on either side of each axle box, in order to allow the latter to slide vertically between these toppings. 3. Bogie selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque garniture verticale comprend deux éléments espacés (46, 48), disposés verticalement et entre lesquels sont disposés des éléments flexibles (50, 52) afin de permettre un mouvement longitudinal limité de la boite d'essieu associée. 3. Bogie according to claim 2, characterized in that each vertical lining comprises two spaced elements (46, 48), arranged vertically and between which are arranged flexible elements (50, 52) in order to allow a limited longitudinal movement of the box associated axle. 4. Bogie selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'un (48) des éléments verticaux est fixé au longeron. 4. Bogie according to claim 3, characterized in that one (48) of the vertical elements is fixed to the beam. 5. Bogie selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un troisième élément flexible (54) est monté entre le longeron et le dessus de chaque boîte d'essieu pour permettre un mouvement radial de cette boîte et de l'essieu qu'elle loge. 5. Bogie according to claim 4, characterized in that a third flexible element (54) is mounted between the side member and the top of each axle box to allow a radial movement of this box and the axle it lodge. 6. Bogie selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments verticaux comprennent des profilés (46, 48) en "C" dont l'un (48) est plus petit que l'autre (46) auquel il est parallèle, les deux éléments flexibles étant disposés entre les branches des profilés en "C". 6. Bogie according to claim 5, characterized in that the vertical elements comprise profiles (46, 48) in "C", one of which (48) is smaller than the other (46) to which it is parallel, the two flexible elements being arranged between the branches of the "C" profiles. 7. Bogie selon la revendication 6, caractérisé en ce que les profilés réagissent à des forces de glissement, appliquées aux roues, en provoquant un mouvement angulaire d'un profilé par rapport à l'autre, ce mouvement angulaire étant limité par l'écartement des profilés. 7. Bogie according to claim 6, characterized in that the profiles react to sliding forces applied to the wheels, causing an angular movement of one profile relative to the other, this angular movement being limited by the spacing profiles. 8. Bogie selon la revendication 7, caractérisé en ce que des ressorts de suspension primaires (26, 28) sont montés entre les longerons et les balanciers.  8. Bogie according to claim 7, characterized in that primary suspension springs (26, 28) are mounted between the side members and the pendulums.