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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2521089A1
Family ID 2023069
Probable Assignee Bombardier A Corp Of Idaho Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SYSTEME DE RESSORTS DE SECOURS ASSOCIE A UN RESSORT
PNEUMATIQUE PAR LEQUEL UN VEHICULE FERROVIAIRE REPOSE SUR UNE TRAVERSE
DE CHARGE D'UN BOGIE
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE RESSORTS DE SECOURS ASSOCIE A UN
RESSORT PNEUMATIQUE DE VEHICULE FERROVIAIRE.
LE SYSTEME 32 DE RESSORTS DE SECOURS COMPREND DEUX RESSORTS 34, 36
MONTES EN PARALLELE, AVEC UN RESSORT 30 A RAIDEUR LINEAIRE, ENTRE LA
CAISSE 12 DU VEHICULE ET LA TRAVERSE 24 DE CHARGE DU BOGIE DE CE
VEHICULE, A L'INTERIEUR D'UN RESSORT PNEUMATIQUE 26, AFIN D'ASSURER LA
SUSPENSION DU VEHICULE ET DE MAINTENIR UN ROULEMENT RELATIVEMENT DOUX
EN CAS DE DEFAILLANCE DU RESSORT PNEUMATIQUE 26.
DOMAINE D'APPLICATION: SUSPENSION DE VEHICULES FERROVIAIRES.
Description
_________________________________________________________________
Des suspensions a ressorts pneumatiques sont utilisees depuis de
nombreuses annees sur des vehicules ferroviaires L'une des raisons
pour lesquelles il en est ainsi est que les ressorts pneumatiques
offrent une plus grande douceur de roulement dans la direction verti-
cale et sont plus doux que d'autres types de suspensions comportant
des ressorts et des pieces mecaniques.
L'un des problemes poses par les ressorts pneu- matiques est qu'ils
peuvent perdre de l'air et s'ecraser.
Des blocs de caoutchouc sont parfois installes a l'inte- rieur des
enveloppes pneumatiques, a une certaine dis- tance determinee
au-dessous de la caisse du vehicule, afin de supporter cette caisse en
cas de defaillance des ressorts pneumatiques Cependant, la raideur
verticale du bloc de caoutchouc est normalement trop elevee pour limi-
ter la deformation totale du systeme, de sorte qu'aux grandes
vitesses, les vibrations du vehicule deviennent intolerables D'autres
types de ressorts de secours ont ete utilises en cas de defaillance
des ressorts pneumati- ques, mais en general, l'utilisation de tels
ressorts de secours entraine soit un roulement inconfortable pour les
passagers du vehicule, soit la necessite de faire circu- ler le
vehicule a une vitesse relativement basse.
L'invention a pour objet un ensemble a ressorts de secours
perfectionne.
L'invention a pour autre objet un ensemble a ressorts de secours
perfectionne au moven clur Tuel la qua- lite de roulement est
maintenue a un niveau raisonnable, a des vitesses relativement elevees
du vehicule, en cas de defaillance des ressorts pneumatiques associes,
et, dans le meme temps, ce systeme de ressorts de secours limite le
mouvement vertical de la caisse du vehicule lorsque les ressorts
pneumatiques principaux presentent une defaillance.
Conformement a la presente invention, des res- sorts de secours sont
disposes a l'interieur de deux ressorts pneumatiques supportant la
caisse du vehicule.
Chaque ressort de secours comprend un ressort classique associe a deux
ressorts articules Dans le cas o les ressorts pneumatiques presentent
une defaillance, la caisse du vehicule est supportee par les ressorts
de secours Ces derniers assurent un roulement relativement doux'et le
deplacement vertical de la caisse du vehicule est limite par une
raideur elevee jusqu'a la masse du vehicule, une raideur faible dans
la plage de chargement et une raideur elevee au-dessus du chargement
maximal.
Ceci est obtenu par une combinaison des caracteristiques du ressort
classique avec les actions de l'articulation et des caracteristiques
des deux ressorts articules.
Avec ces caracteristiques, la zone de travail lineaire de l'ensemble
des ressorts peut etre choisie pour une charge predeterminee afin
d'assurer un roulement confor- table.
L'invention sera decrite plus en detail en regard des dessins annexes
a titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est
une elevation d'un bogie typique destine a supporter un vehicule
ferroviaire au moyen d'une suspension du type auquel l'invention a
trait; la figure 2 est une coupe longitudinale d'un ensemble a
ressorts selon l'invention; la figure 3 est un graphique dont la
courbe illustre la reponse caracteristique a la charge d'un vehicule
d'un ensemble typique a ressorts articules selon l'invention; la
figure 3 a est une representation schemati- que d'un ensemble typique
de ressorts articules pouvant etre utilise dans la presente invention;
la figure 4 est un graphique montrant la courbe de la reponse
caracteristique a une charge de vehicule d'un ressort classique
typique pouvant etre utilise avec l'ensemble a ressorts articules
represente sur la figure 3 a; la figure 4 a represente schematiquement
un ressort classique typique ayant la reponse caracteristique illus-
tree sur la figure 4; la figure 5 est un graphique presentant une
serie de courbes combinant les differentes reponses carac- teristiques
des ressorts des figures 3 a et 4 a; et la figure 5 a est un schema
illustrant les ressorts des figures 3 a et 4 a utilises en
association.
Comme represente en particulier sur la figure 1, un bogie typique 10
est utilise de maniere a supporter une caisse 12 de vehicule
ferroviaire Le bogie 10 com- prend deux longerons classiques tels que
le longeron 14.
Des essieux montes 18 et 20 sont relies aux longerons 14.
Des dispositifs convenables 20 et 22 de freinage sont fixes sur les
longerons a proximite immediate des roues des essieux montes Ces
divers elements sont bien connus de l'homme de l'art.
Comme represente sur la figure 2 consideree avec la figure 1, une
traverse 24 de charge est fixee aux lon- gerons 14 Des blocs de
montage de ressorts (non repre- sentes) peuvent etre disposes vers les
extremites de la traverse 24 afin de recevoir les ensembles a
ressorts.
Deux elements a ressorts pneumatiques, dont un seul est represente en
26, sont fixes aux extremites de la tra- verse 24, entre cette
derniere et la caisse 12 du vehi- cule Des unites a ressorts de
secours, dont une seule est representee en 28 et auxquelles
l'invention a trait plus particulierement, sont disposees a
l'interieur des ressorts pneumatiques.
Les ressorts pneumatiques tels que le ressort 26 sont generalement
gonfles a l'air comprime et sont utilises pour assurer la suspension
verticale de la caisse du vehicule ferroviaire De tels ressorts sont
classiques et ne seront pas decrits plus en detail.
Cependant, dans le cas d'une defaillance du systeme d'alimentation en
air-comprime du vehicule et, par conse- quent, des ressorts
pneumatiques, les ressorts de secours auxquels l'invention a trait
entrent en jeu.
Comme represente sur la figure 2, le ressort 28 de secours est dispose
a l'interieur du ressort pneumati- que 26 afin de supporter la caisse
12 du vehicule dans le cas d'une defaillance de l'alimentation en air
du ressort 26 Lorsque le ressort pneumatique 26 devient defaillant, la
caisse 12 du vehicule repose sur l'ensemble 28 a res- sorts de secours
Cet ensemble 28 a ressorts, comme decrit ci-apres, est concu de
maniere que le vehicule 12 puisse continuer a etre entraine a une
vitesse raisonnablement elevee tout en maintenant un roulement
confortable pour les passagers.
L'ensemble 28 comprend un ressort 30 a l'inte- rieur-duquel est
dispose un ensemble a ressorts arti- cule 32 Le ressort 30, represente
sous la forme d'un ressort mecanique, peut parfois etre constitue d'un
res- sort pneumatique Ce ressort 30 peut presenter un taux de
compression lineaire lorsqu'il est soumis a une charge variable.
L'ensemble 32 a ressorts articules comprend deux ressorts mecaniques
34 et 36 Une plaque superieure 38 de montage est degagee du plancher
du vehicule lorsque le ressort pneumatique est gonfle Le sommet du
ressort est fixe par tous moyens convenables a-la plaque 38.
L'extremite inferieure du ressort 30 est fixee a une plaque 42 d'appui
de la traverse 24.
Un organe 44 d'articulation est fixe a la pla- que 38 et des organes
46 et 48 d'articulation sont fixes a la plaque d'appui 42 Le ressort
mecanique 34 est monte au moyen d'organes extremes convenables de
liaison entre les organes d'articulation 44 et 46, le ressort
mecanique 36 etant monte par l'intermediaire d'organes extremes
convenables de liaison entre les organes 44 et 48 d'arti- culation.
Lorsque la charge constituee par la caisse 12 du vehicule est
inferieure a une certaine valeur, une raideur elevee est presente afin
de limiter les mouvements verticaux de la caisse 12 du vehicule sous
l'effet des caracteristiques combinees du ressort 30 et de l'ensemble
32 a ressorts articules Ceci est du au fait que le res- sort 30 et
l'ensemble 32 a ressorts articules opposent une resistance a la charge
de la caisse du vehicule.
Lorsque la charge du vehicule depasse un cer- tain niveau, la caisse
12 se deplace vers le bas contre la resistance opposee par le ressort
30 et les resistan- ces des ressorts mecaniques 34 et 36 L'abaissement
de la caisse du vehicule finit par faire pivoter vers le bas les
ressorts 34 et 36, eliminant en fait la resistance opposee par ces
ressorts 34 et 36 On obtient ainsi une faible raideur dans une
certaine plage de charge du vehi- cule, la faible raideur etant due au
mouvement d'articula- tion des ressorts 34 et 36.
Si la charge du vehicule est superieure a la charge maximale normale,
la caisse 12 du vehicule conti- nue de descendre Les ressorts 34 et 36
etant inclines vers le bas, ils offrent de nouveau une certaine resis-
tance a la charge du vehicule L'effet combine de la resistance du
ressort 30 et de la resistance des ressorts 34 et 36 est d'etablir une
raideur elevee au-dessus de la charge maximale de la caisse du
vehicule La raideur initiale elevee, une faible raideur intermediaire
et une raideur finale elevee constituent des caracteristiques
souhaitables pour un ensemble a ressorts de secours qui intervient en
cas de defaillance des ressorts pneumati- ques principaux En outre,
lorsque les caracteristiques combinees Globales de charge des ressorts
sont determi- nees et que la charge du vehicule est connue, le systeme
peut etre concu afin que la charge normale s'applique sur une partie a
faible raideur de la caracteristique de travail en compression des
ressorts, assurant ainsi aux passagers un roulement confortable.
Pour faciliter la comprehension du fonctionne- ment de la combinaison
du ressort 30 et des ressorts articules 32, chacun des ressorts et
leurs caracteristi- ques respectives seront consideres separement
avant leur effet combine.
Comme represente sur les figures 3 et 3 a, la resistance proposee par
les ressorts 34 et 36 lorsque la caisse 12 du vehicule se deplace vers
le bas est indiquee en F 1 X represente la charge de la caisse 12 du
vehicule.
La resistance opposee par les ressorts 34 et 36 est illus- tree par
une courbe 37 ayant une forme essentiellement sinusoidale Ceci est du
au fait que les ressorts 34 et 36 sont comprimes initialement afin
d'opposer une plus grande resistance jusqu'a ce qu'une resistance
optimale soit atteinte La resistance diminue ensuite alors que les
ressorts 34 et 36 tendent a s'aligner parallelement au plancher de la
caisse du vehicule La resistance approche de zero lorsque les ressorts
34 et 36 pivotent vers le bas Puis la resistance augmente
progressivement et diminue de nouveau comme indique par la courbe 37
de la figure 3.
En reference aux figures 4 et 4 a, la courbe 39 concernant le ressort
30 est essentiellement lineaire, ce qui indique que la resistance F 2
du ressort 30 augmente lineairement lorsque la caisse du vehicule se
deplace vers N le bas sur la distance X De nombreux ressorts
classiques mecaniques et pneumatiques peuvent etre concus pour pre-
senter la caracteristique de la courbe 39 illustree sur la figure 4,
la pente de la courbe carac- teristique etant determinee par la
conception du ressort.
Il convient de noter que les courbes 37 et 39 representees sur les
figures 3 et 4, respectivement, sont des courbes idealisees pour
faciliter l'explication Les ressorts utilises peuvent etre concus pour
presenter des resistances caracteristiques differentes suivant la
resis- tance caracteristique nominale des ressorts combines, cette
resistance caracteristique nominale etant determinee par les
conditions d'utilisation du vehicule concerne.
En general, il est souhaitable d'associer un ressort classique a un
ensemble a ressorts articules, le resultat de cette combinaison etant
une resistance telle que la Il- caisse du vehicule travaille dans une
plage lineaire afin d'offrir un confort de roulement maximal aux voya-
geurs durant des conditions de secours suivant une defail- lance des
ressorts pneumatiques, Cette condition est illustree sur les figures 5
et 5 a. La figure 5 montre la courbe 37 indiquant la resistance des
ressorts articules 34 et 36 La courbe lineaire 39 represente la
resistance du ressort 30 Une courbe 41 represente la resistance
combinee du ressort 4 30 et des ressorts articules 34 et 36 Un troncon
43 de la courbe 41 indique une plage de travail a faible rai- deur Il
est souhaitable que la resistance opposee par les ressorts presente
cette caracteristique lineaire sur une plage de charges normalesde la
caisse 12 du vehicule.
Dans cette plage de travail, le confort est assure pour les voyageurs
pendant l'intervention du ressort de secours tandis que le vehicule
continue de se deplacer a des vitesses raisonnables.
Il est evident que differents vehicules sont utilises avec differentes
charges Pour convenir a une charge particuliere, les resistances
opposees par les ressorts classiques ou les ressorts articules, ou les
deux groupes de ressorts, doivent etre concues pour que l'on obtienne
la plage appropriee de raideur dans la plage d'intervention de secours
des ressorts combines.
Les differentes conceptions peuvent porter sur des res- sorts plus
lourds ou plus grands, par exemple De plus, les angles particuliers ou
les longueurs particulieres des ressorts articules peuvent etre
modifies pour que l'on obtienne des resultats globaux differents.
L'invention permet de concevoir un systeme de ressorts de secours dans
lequel des ressorts relative- ment classiques et aisement disponibles
dans le commerce peuvent etre utilises Dans le meme temps, les
procedes de pose et d'utilisation de ressorts suivent des techni- ques
normales.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportees au
systeme decrit et represente sans sortir du cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Systeme de ressorts de secours associe a un ressort pneumatique (26)
au moyen duquel un vehicule ferroviaire repose sur une traverse (24)
de charge d'un bogie (10), le systeme de ressorts de secours, qui est
dispose a l'interieur du ressort pneumatique afin de supporter le
vehicule ferroviaire en cas de defaillance dudit ressort pneumatique,
etant caracterise en ce qu'il comporte un premier ressort (30) qui
oppose une resistance relativement lineaire a une charge variable
exercee par la caisse (12) du vehicule ferroviaire, un ensemble a
ressorts mecaniques articules (32) opposant une resis- tance
relativement sinusoidale a une charge variable exercee par la caisse
du vehicule ferroviaire, ledit premier ressort etl'ensemble a
ressorts-mecaniques arti- cules etant relies mutuellement en parallele
afin d'oppo- ser une resistance combinee qui comprend une plage de
travail a faible raideur pour tue plage de charges diffe-
rentesexercee par la caisse du vehicule ferroviaire, sans mouvement
vertical initial important de cette caisse.
2 Systeme de ressorts de secours selon la revendication 1, caracterise
en ce que les ressorts meca- niques articules comprennent deux
ressorts mecaniques (34, 36) disposes angulairement et relies chacun
par une extremite a un element commun (44), leurs extremites opposees
etant fixees a la traverse de charge.
3 Systeme de ressorts de secours selon la revendication 2, caracterise
en ce que le premier ressort est monte entre la caisse du vehicule et
la traverse de charge et en ce que les deux ressorts mecaniques sont
disposes a l'interieur de ce premier ressort.
4 Systeme de ressorts de secours selon la revendication 3, caracterise
en ce que le premier ressort comprend un ressort mecanique.
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