Dispositif combiné d'attelage et de tamponnement d'un véhicule ferroviaire

Abstract

 L'invention est relative à un dispositif combiné d'attelage et de tamponnement d'un véhicule ferroviaire, constitué par un bâti auxiliaire 11 qui est monté sur le châssis 3 du véhicule, est susceptible de prendre appui de compression sur ce châssis et supporte des tampons 19 et, par un attelage de traction.
Le bâti auxiliaire 11 prend appui, par une zone de poussée 20, sur une zone d'appui 22 du châssis 3 passant par le plan longitudinal médian 24 du châssis 3, lesdites zones de poussée et d'appui étant conformées de manière à permettre un pivotement du bâti 11 autour de l'axe géométrique vertical de la zone d'appui 22 et constituant une articulation redresseuse.
Une application est la réalisation de wagons ayant une tenue satisfaisante sur les rails 5.

Description

[0001] L'étude de l'attelage automatique des véhicules ferroviaires se poursuit depuis plusieurs années et a permis de mettre en évidence des avantages parmi lesquels certains influent sur le comportement de ces véhicules sous l'effet d'efforts de compression. De tels efforts sont développés lors de la poussée d'un train par une locomotive ou encore lors du freinage d'un train, soit en alignement, soit en courbe.

[0002] Les avantages de l'attelage automatique mis en évidence en ce qui concerne leur fonctionnement pendant de telles manoeuvres sont en rapport avec la position du dispositif d'attelage qui, d'une part, est placé en position axiale par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, d'autre part, a sa zone de transmission des efforts rapprochée de l'essieu le plus proche par rapport aux configurations des attelages classiques.

[0003] Certes, l'attelage automatique n'est pas encore généralisé, mais il paraît éminemment souhaitable de faire bénéficier dès maintenant les attelages, dits classiques, des résultats des études relatives à l'attelage automatique, et, éventuellement même de préparer les véhicules équipés d'attelages classiques pour qu'ils puissent recevoir ultérieurement sans modifications importantes des attelages automatiques en remplacement de leurs attelages classiques initiaux.

[0004] Le but de la présente invention est de proposer de telles nouvelles dispositions, cette invention étant donc relative à un dispositif combiné d'attelage et de tamponnement d'un véhicule ferroviaire, constitué par un bâti auxiliaire qui est monté sur le châssis du véhicule, est susceptible de prendre appui de compression sur ce châssis et supporte des tampons latéraux de reprise des efforts de tamponnement en compression, et, par un attelage de traction.

[0005] Le bâti auxiliaire prend appui, par une zone de poussée, sur une zone d'appui du châssis passant par le plan longitudinal médian dudit châssis, lesdites zones de poussée et d'appui étant conformées de manière à permettre une variation d'orientation du bâti auxiliaire sensiblement égale à un pivotement autour de l'axe géométrique vertical d e ladite zone d'appui.

[0006] Les avantageuses dispositions suivantes sont, en outre, de préférence adoptées :

- le bâti auxiliaire supporte deux tampons, cependant que lesdits deux tampons et la zone de poussée sont disposés aux sommets d'un triangle sensiblement isocèle ;

- le bâti auxiliaire est monté mobile horizontalement entre deux éléments du châssis espacés verticalement et est guidé par ces éléments du châssis ;

- un organe souple de reprise d'efforts dans la direction verticale peut être interposé entre le bâti auxiliaire et le châssis ;

- l'organe de reprise d'efforts est constitué par au moins un ressort interposé entre l'un des deuxdits éléments du châssis et le bâti auxiliaire ;

- des ressorts de rappel en position sont attelés entre le bâti auxiliaire et le châssis, un au moins de chaque côté du bâti auxiliaire ;

- chaque ressort de rappel est orienté obliquement par rapport au plan longitudinal médian du châssis ;

- un axe d'articulation, vertical, traverse le bâti auxiliaire et le châssis dans les parties de ces pièces, dans lesquelles est situé l'axe géométrique du pivotement éventuel du bâti auxiliaire par rapport au châssis ;

- le montage de l'axe d'articulation avec au moins l'une des deuxdites pièces -bâti auxiliaire et châssis- est réalisé avec un jeu tel que les efforts de compression lors d'un tamponnement sont transmis par le bâti auxiliaire au châssis uniquement par appui de la zone de poussée du bâti auxiliaire sur la zone d'appui du châssis ;

- l'axe d'articulation traverse avec jeu une boutonnière, dont est muni le bâti auxiliaire, ledit jeu étant situé au moins du côté dudit axe d'articulation orienté vers les tampons ;

- l'attelage de traction est monté sur le bâti auxiliaire lui-même, l'axe d'articulation transmettant les efforts éventuels de traction entre le bâti auxiliaire et le châssis.

[0007] L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations donnée ci-dessous à titre d' exemple.

[0008] Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif.

[0009] Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en plan de deux dispositifs d'attelage de wagons conformes à l'invention ;

- la figure 2 est une vue en plan d'une variante conforme à l'invention d'un dispositif d'attelage et de tamponnement ;

- la figure 3 est une vue d'un détail du dispositif de la figure 2 ;

- la figure 4 est une vue suivant flèche F de la figure 2 ; et,

- la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4, d'une autre variante de réalisation conforme à l'invention.

[0010] Suivant le schéma de la figure 1, deux wagons 1, 2 ont leur châssis 3, 4, qui reposent sur des rails 5 par des essieux 6, respectivement. Une traverse 7, 8 du châssis 3, 4 constitue l'élément mécaniquement résistant le plus proche de l'extrémité 9, 10 du wagon 1, 2, mais néanmoins en retrait par rapport à cette extrémité.

[0011] Un bâti auxiliaire 11, 12 est monté à chaque extrémité 9, 10 des wagons 1, 2, en pouvant pivoter dans un plan horizontal , son pivotement étant, par ailleurs, limité au moyen de ressorts 14, 15 attelés entre ce bâti auxiliaire 11, 12 et le châssis correspondant 3, 4. Chaque bâti a une forme générale triangulaire isocèle, la poutre 16, 17 constituant la base du triangle, supportant élastiquement (18) deux tampons latéraux 19. Le sommet de chaque triangle opposé à la poutre 16, 17 est constitué par une pièce de poussée 20, 21 qui est disposée en regard d'une zone d'appui 22, 23 du châssis 3, 4, disposée au centre de la traverse résistante 7, 8, l'ensemble de poussée constituant une articulation redresseuse prescrite pour l'attelage type "International".

[0012] Les rails 5 représentés constituent une courbe de la voie ferrée, et le wagon 1 pousse le wagon 2, de sorte que, d'une part, un effort de compression est développé entre les tampons 19 des deux bâtis auxiliaires 11, 12, d'autre part, chacun de ces bâtis auxiliaires a sensiblement pivoté d'un angle B, tel que leurs deux poutres 16, 17 soient sensiblement parallèles, la direction des efforts de compression étant celle de la droite D joignant les deux zones d'appui 22, 23 des deux châssis 3, 4.

[0013] Les points suivants doivent être notés :

- chaque traverse 7, 8 du châssis est voisine d'un essieu 6 (ou d'un groupe de roues) ;

- l'axe de pivotement de chaque bâti auxiliaire 11, 12 coîncide généralement avec le centre de la surface sphérique de la zone d'appui 22, 23, contenu lui-même dans le plan longitudinal médian 24, 25 du châssis 3, 4 correspondant ;

- les ressorts 14, 15 sont obliques par rapport aux- dits plans longitudinaux 24, 2 5_" orientés vers les zones d'appui 22, 23_>au nombre de deux par bâti, un de chaque côté du plan longitudinal correspondant ;

- les pivotements qui ont été mentionnés, sont en réalité des déplacements, qui peuvent être seulement proches sans être nécessairement exactement égaux à des rotations, notamment sous l'action de l'articulation redresseuse.

[0014] Les détails de réalisation de la constitution d'une extrémité d'un châssis 3 équipé, du wagon 1, sont représentés sur les figures 2, 3 et 4. On retrouve les éléments déjà mentionnés, en notant cependant que, dans cette réalisation,' les ressorts 14 sont orientés perpendiculairement au plan longitudinal 24, étant attelés entre les extrémités 27 de la poutre 16 et le châssis 3. Celui-ci a son extrémité délimitée par deux tôles horizontales 26 entre lesquelles est disposée la poutre 16, qui repose sur la tôle 26 inférieure, y étant maintenue au moyen de ressorts à lames 28 interposés entre sa face supérieure 29 et la tôle 26 supérieure, un jeu K étant prévu entre ces deux surfaces.

[0015] Le crochet de traction 30, qui permet l'attelage du véhicule à un autre véhicule, est monté (31) sur le bâti auxiliaire 11, en position centrale, entre les deux tampons latéraux 19, l'ensemble sans modification de la traction unifiée.

[0016] Par ailleurs, un axe matériel de pivotement 32 traverse, d'une part, pratiquement sans jeu, des paliers 33 ménagés dans deux plaques parallèles 34 solidaires de la traverse 7, entre lesquelles est introduite l'extrémité 35 du bâti auxiliaire 11 qui porte la pièce de poussée 20, d'autre part, une boutonnière 36 ménagée dans cette extrémité 35.

[0017] Des jeux de fonctionnement latéraux J et j 21 et un jeu J₃ dans la direction parallèle au plan longitudinal 24, sont ménagés entre l'axe matériel 32 et les bords de la boutonnière 36. Le jeu J₃ est tel que, lorsque le bâti auxiliaire subit une poussée dans le sens de la flèche G (figure 3), donc une poussée correspondant à un effort de compression d'un, ou des deux tampons 19, sa pièce de poussée 20 est en appui de poussée sur la zone d'appui 22 de la traverse 7, la boutonnière ne transmettant aucun effort de poussée du fait de la valeur non nulle du jeu ^J₃.

[0018] Par contre, lorsqu'un effort de traction est transmis au bâti auxiliaire 11 par le crochet de traction 30, dans le sens de la flèche H (figure 3), le bâti auxiliaire 11 est légèrement déplacé dans le sens de cette flèche H, vient dans la position représentée en pointillés sur la figure 3, l'autre bord axial de la boutonnière 36 étant alors en appui de traction sur l'axe matériel 32.

[0019] Sur la figure 5, est représentée une variante de réalisation de la disposition déjà décrite, dans laquelle la poutre 16 du bâti auxiliaire a ses extrémités engagées à l'intérieur de U constituant les côtés de l'extrémité du châssis 3. Deux cornières 37 sont fixées sur la face inférieure de la poutre 16, cependant que des ressorts à boudin 38 sont interposés entre ces cornières 37 et les branches inférieures 39 des U, remplissant évidemment la même fonction que les ressorts à lames 28 de la première réalisation.

[0020] Le fonctionnement des dispositions représentées est le suivant.

[0021] Les efforts de compression agissant sur les tampons, ne sont pas transmis à l'extrémité du châssis 3 comme dans les dispositifs classiques, antérieurs, mais sont transmis à la traverse 7 par la pièce de poussée 20. Cette traverse 7 étant placée à une distance m de la zone de réaction des roues de l'essieu 6 sur les rails 5 considérablement inférieure à la distance séparant l'extrémité 9 du châssis 3 de cette zone de réaction des roues, toutes choses étant égales par ailleurs, le moment dû à la poussée de compression est lui-même considérablement inférieur à la valeur qu'il a dans les dispositions antérieures.

[0022] De plus, l'effort de poussée G agit sur la zone centrale de la traverse 7, et non sur une zone latérale de l'extrémité 9 du châssis 3. Ceci contribue à une deuxième réduction de la valeur du moment engendré par les efforts de compression.

[0023] Enfin, la liberté d'orientation du bâti auxiliaire 11 provoque une réduction de l'angle de la direction de la droite D par rapport au plan longitudinal 24, et, par suite, une autre réduction du moment des efforts de compression, si bien que ce moment, à la suite de ces heureuses réductions, atteint une valeur suffisamment faible pour n'être plus dangereuse en ce qui concerne le maintien des véhicules ferroviaires sur les rails 5, même lors d'efforts de compression développés dans les courbes de la voie ferrée. L'action de l'articulation redresseuse du type "attelage automatique" réduit encore la composante de ripage.

[0024] On constate, par ailleurs, que le remplacement éventuel ultérieur du bâti auxiliaire 11 par un dispositif d'attelage automatique est simplifié, notamment par la présence dans les deux cas, de la traverse résistante 7, qui est déjà en retrait par rapport à l'extrémité 9 du châssis 3.

[0025] Les ressorts 14 contribuent évidemment au rappel automatique en position médiane du bâti auxiliaire 11.

[0026] Les ressorts 28, ou 38, rendent possible le filtrage, au moins momentané, des efforts transmis au bâti auxiliaire 11 avant leur transmission au châssis 3, et aux roues de l'essieu 6. Il s'agit, en particulier, de filtrer les efforts qui pourraient provoquer le délestage d'une des roues de l'essieu, précisément sous l'effet des efforts éventuels de poussée de compression entre deux véhicules. De plus, il y a réduction des bruits de battement du bâti auxiliaire 11 sur le châssis 3.

[0027] Par ailleurs, les efforts de traction du châssis 3, transmis par le crochet de traction 30 au bâti auxiliaire 11, et, par ce bâti auxiliaire à l'axe matériel 32, et ainsi, au châssis 3, sont, eux aussi, centrés, compte tenu de la position de l'axe 32. Ils agissent à proximité de la traverse 7, donc de l'essieu 6, ce qui, là encore, est une garantie de réduction du moment parasite tendant à provoquer le basculement éventuel du véhicule. La disposition proposée est donc bonne, également de ce point de vue.

[0028] On notera enfin que le porte-à-faux de l'extrémité 9 du châssis 3 par rapport à l'essieu 6 peut être relativement important compte tenu du report de la traverse 7 près de cet essieu. La distance entre les essieux des deux extrémités du châssis 3 peut donc être réduite, ou encore, l'empattement du véhicule peut être réduit, ce qui facilite le passage du véhicule dans les courbes à faible rayon. D'autre part, les bâtis auxiliaires sont fabriqués indépendamment des châssis complets des véhicules et peuvent être stockés également indépendamment, tout en étant par ailleurs au moins partiellement normalisés donc de types différents en nombre réduit, ces caractéristiques étant également intéressantes.

[0029] L'invention n'est pas limitée aux réalisations représentées, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit.

Revendications

1. Dispositif combiné d'attelage et de tamponnement d'un véhicule ferroviaire, constitué par un bâti auxiliaire (11) qui est monté sur le châssis (3) du véhicule, est susceptible de prendre appui de compression sur ce châssis et supporte des tampons latéraux (19) de reprise des efforts de tamponnement en compression, et, par un attelage de traction (30), caractérisé en ce que le bâti auxiliaire (11) prend appui, par une zone de poussée (20), sur une zone d'appui (22) du châssis (3) passant par le plan longitudinal médian (24) dudit châssis, lesdites zones de poussée (20) et d'apui (22) étant conformées de manière à permettre une variation d'orientation du bâti auxiliaire sensiblement égale à un pivotement autour de l'axe géométrique vertical de ladite zone d'appui (22), l'ensemble étant réalisé pour fonctionner en articulation redresseuse conforme aux prescriptions internationales de l'attelage automatique.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bâti auxiliaire (11) supporte deux tampons, cependant que lesdits deux tampons (19) et la zone de poussée (20) sont disposés aux sommets d'un triangle sensiblement isocèle.

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le bâti auxiliaire (11) est monté mobile horizontalement entre deux éléments (26) du châssis (3) espacés verticalement et est guidé par ces éléments du châssis.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un organe souple (28, 38) de reprise d'efforts dans la direction verticale est interposé entre le bâti auxiliaire (11) et le châssis (3).

5. Dispositif selon le groupe des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'organe de reprise d'efforts est constitué par au moins un ressort (28) interposé entre l'un (26) des deuxdits éléments du châssis (3) et le bâti auxiliaire (11).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des ressorts (14) de rappel en position sont attelés entre le bâti auxiliaire (11) et le châssis (3), un au moins de chaque côté du bâti auxiliaire.

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un axe d'articulation (32), vertical, traverse le bâti auxiliaire (11) et le châssis (3).

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le montage de l'axe d'articulation (32) avec au moins l'une (35-11) des deuxdites pièces -bâti auxiliaire (11) et châssis- est réalisé avec un jeu (J , J , J ) tel que les efforts de compression lors d'un tamponnement sont transmis par le bâti auxiliaire (11) au châssis (3) uniquement par appui de la zone de poussée (20) du bâti auxiliaire sur la zone d'appui (22) du châssis, toujours avec l'effet de l'articulation redresseuse.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe d'articulation (32) traverse avec jeu une boutonnière (36), dont est muni le bâti auxiliaire (11), ledit jeu étant situé au moins du côté dudit axe d'articulation (32) orienté vers les tampons (19), en liaison avec l'action de l'articulation redresseuse.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'attelage de traction (30) est monté sur le bâti auxiliaire (11) lui-même, l'axe d'articulation (32) transmettant les efforts éventuels de traction entre le bâti auxiliaire (11) et le châssis (3).

Dessins