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Cou
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Lic
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CES
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Rela
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Sys
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ICAT
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Molecule
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DES
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iron
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monter
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Generic
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metal
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2522377A1
Family ID 29254460
Probable Assignee Bombardier A Corp Of Idaho Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title ENSEMBLE DE COUPLAGE DE DEUX CORPS MOBILES ENTRE EUX
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE UN ENSEMBLE DE COUPLAGE DESTINE A LIMITER LES
MOUVEMENTS RELATIFS ENTRE DEUX CORPS STRUCTURELS LORSQUE DIFFERENTES
FORCES SONT APPLIQUEES A CES CORPS.
LES ENSEMBLES DE COUPLAGE 22, 24, 26, 28 SONT MONTES ENTRE LES
EXTREMITES 15, 17, 19, 21 DE LONGERONS 12, 13 DE CHASSIS DE BOGGIE ET
LES EXTREMITES DE BRAS DIRECTEURS 14, 16 POUVANT PIVOTER L'UN PAR
RAPPORT A L'AUTRE. INITIALEMENT, UN ELEMENT EN ELASTOMERE DE CHACUN DE
CES ENSEMBLES PERMET UN MOUVEMENT RETENU ET LIMITE SOUS DES FORCES
DIFFERENTIELLES RELATIVEMENT FAIBLES. SOUS DES FORCES IMPORTANTES, LES
CORPS STRUCTURELS QUE LES ENSEMBLES RELIENT PEUVENT SE DEPLACER L'UN
PAR RAPPORT A L'AUTRE SUR DES ELEMENTS A FAIBLE FROTTEMENT.
DOMAINE D'APPLICATION: BOGGIES DE VEHICULES FERROVIAIRES.
Description
_________________________________________________________________
Dans de nombreuses applications de vehicules ferroviaires, il est
necessaire de prevoir lun certain degre de mouvement entre la caisse
principale du vehicule
et le boggie supportant la caisse Par exemple, des sus-
pensions secondaires sont utilisees pour permettre des degres limites
de mouvements longitudinaux, lateraux et verticaux entre la caisse du
vehicule et le bcqgie en cours de marche Ces suspensions comportent
souvent, entre autres choses, des elements en elastomere qui
constituent des butees assurant la stabilite tout en permettant de
petits mouvements entre les corps et en absorbant cer-
taines des forces d'acceleration qui tendent a se trans-
mettre du boggie a la caisse du vehicule.
Pour permettre des mouvements retatifs entre la caisse du vehicule et
le boggie, des elements de glisse ment a faible frottement ont ete
utilises entre e boggie
et la caisse afin de faciliter les mouvements se produi-
sant lorsque le vehicule negocie des courbes.
L'ensemble de couplage selon l 'invention constitue un
perfectionnement apporte a un ensemble dc t it dans la demande de
brevet des Etats-Unis d'Amerique N 306 156 r deposee le 28 Septembre
1981 sous le titre "A N Articulated
Truck Assembly".
L'ensemble de couplage decrit dans la demande precitee est illustre
sous la forme d'un element utilisable dans un boggie a essieux
orientables Cependant, l'ensemble de couplage proprement dit peut etre
applique a d'autres cas dans lesquels deux corps structurels doivent
etre accouples l'un a l'autre et sont destines a etre deplaces a des
vitesses differentes, sous divers niveaux de forces differentielles
appliquees Par exemple, l'ensemble de couplage peut remplacer les
butees laterales d'arret equi- pant la plupart des vehicules
ferroviaires classiques et destinees a limiter les mouvements relatifs
lateraux entre
la caisse du vehicule et le boggie.
L'invention a pour objet un ensemble de couplage
perfectionne qui etablit des raideurs de ressort determi-
nees entre deux corps structurels, dans toutes les direc-
tions, et qui permet une liberte de mouvement dans une
direction unique lorsque des forces differentielles pre-
determinees sont appliquees a cet ensemble dans la direc-
tion concernee.
L'invention a pour autre objet un ensemble per-
fectionne de couplage entre deux corps structurels, qui permet aux
corps d'etre aisement deplaces sur une distance
predeterminee l'un par rapport a l'autre, dans une direc-
tion predeterminee, lorsque des forces differentielles relativement
faibles leur sont appliquees, une retenue par elastomere etant prevue
apres un deplacement des corps
sur la distance predeterminee.
L'invention concerne donc un ensemble de couplage monte entre deux
corps structurels disposes verticalement afin de permettre un
mouvement relatif entre ces corps lorsque les-forces relatives
appliquees a ces derniers depassent un niveau predetermine L'ensemble
de couplage est monte fixement sur le premier corps et est monte de
facon mobile sur le second corps Des moyens a faible frottement sont
disposes entre l'un des corps et l'ensemble de couplage Ce dernier
comporte un chapeau metallique
exterieur, un element metallique interieur dispose a l'in-
terieur et a distance du chapeau exterieur, et un element
en elastomere dispose entre les elements metalliques inte-
rieur et exterieur L'element metallique interieur presente un
evidement destine a recevoir un element en saillie relie
au corps structurel associe aux moyens a faible frottement.
L'element en saillie s'ajuste librement dans l'evidement de l'element
metallique interieur afin de pouvoir se de-
placer dans ce dernier dans une direction predeterminee.
L'apparition de forces relatives elevees entre les premier et second
corps provoque un deplacement des deux corps l'un
par rapport a l'autre sur les moyens a faible frottement.
Avant tout mouvement, les elements en elastomere exercent une retenue
et absorbent les forces appliquees jusqu'a un
niveau predetermine auquel l'action de glissement se pro-
duit L'agencement permet egalement un mouvement relatif des corps sur
les moyens a faible frottement lorsque de faibles forces sont
appliquees, avant l'entree en action
d'elements de retenue en elastomere.
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'une partie d'un
boggie de chemin de iron, illustrant une forme de realisa-
tion de l'invention; la figure 2 est une vue en perspective eclatee
montrant l'utilisation de la presente invention dans un boggie
autodirecteur tel qu'illustre sur la figure 1;
la figure 3 est une coupe de l'ensemble de cou-
plage selon l'invention, suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la
figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3; et la
figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5
de la figure 3.
Les figures 1 et 2 representent un boggie a es-
sieux orientables tel que decrit dans la demande precitee.
Un boggie 10 de chemin de iron comprend deux longerons 1-2 et 13 de
chassis Seul le longeron 12 est represente sur la figure 1, les
longerons 12 et 13 n'etant representes qu'en partie sur la figure 2 Le
longeron 12 comporte des elements d'extremite 15 et 21 et le longeron
13 comporte des elements d'extremite 17 et 19 Les divers details du
boggie et de la caisse du vehicule ne sont pas representes, car
l'invention a trait a l'ensemble de couplage dispose
entre deux corps structurels qui sont destines a se depla-
cer l'un par rapport a l'autre lorsque des forces diffe-
rentielles leur sont appliquees.
Deux bras directeurs 14 et 16, relies convenable-
ment entre eux par un pivot 11, sont destines a recevoir deux essieux
montes 18 et 20 Des ensembles de couplage
22, 24, 26 et 28 sont montes de facon a relier les ele-
ments d'extremite 15, 17, 19 et 21, respectivement, a des angles des
bras directeurs inferieurs 14 et i 6 Les elements d'extremite font
partie des longerons fixes 12 et 13 du chassis qui comprend
generalement une traverse
de charge par laquelle il est relie a la caisse du vehi-
cule (non representee).
Les ensembles decouplage 22, 24, 26 et 28 sont montes fixement sur les
extremites des longerons respectifs 12 et 13, tous de la meme maniere
Par exemple, l'ensemble
22 de couplage est fixe en position sur l'element d'extre-
mite 15 du longeron 12 au moyen d'ecrous 30 qui sont montes sur des
tiges ou goujons filetes 32 traversant l'element
d'extremite 15 du longeron 12 Deux pieds 34 de position-
nement depassent egalement de l'ensemble 22 de couplage
et le maintiennent en position appropriee sur son longeron.
Les pieds 34 de positionnement permettent aux bras direc-
teurs 14 et 16 d'etre montes avec precision, aux emplace-
ments appropries, sur les longerons 12 et 13 lors de l'assemblage
final, dans le cas o les dimensions des ouvertures des longerons
varient legerement, ce qui permet
des tolerances dimensionnelles de degre eleve.
Les angles ou extremites des ensembles de couplage 22, 24, 26 et 28
presentent des ouvertures, seules les
ouvertures 40 et 42 etant representees sur la figure 2.
Ces ouvertures recoivent ou logent des parties en saillie 64, 66 et 68
(l'une de ces parties n'etant pas representee) qui sont reliees aux
extremites des bras directeurs 14 et 16 Les extremites superieures des
parties principales 56, 58, 60 et 62 comportent toutes des saillies
superieures 48, 50, 52 et 54 Ces saillies superieures 48, 50, 52 et
54 positionnent les bras directeurs 14 et 16 dans des ouver-
tures des ensembles de couplage 22, 24, 26 et 28 Apres que les
ensembles de couplage 22, 24, 26 et 28 ont ete fixes sur les longerons
12 et 13 de chassis, ils sont relies aux bras directeurs 14 et 16 et
maintenus en position par des saillies 64, 66 et 68 D'autres moyens
relient la zone centrale des bras directeurs a la traverse de charge
ou
a la caisse du vehicule (non representee).
Tous les ensembles de couplage sont sensiblement analogues et, par
consequent, seul l'ensemble 26 sera
decrit en detail, etant evident que tous les autres en-
sembles se comportent d'une facon similaire Les bras directeurs 14 et
16, decrits dans la demande precitee, sont concus pour maintenir les
essieux montes 18 et 20 dans une orientation sensiblement radiale par
rapport a la voie lorsque le vehicule negocie des courbes On ne se
referera pas davantage a l'aspect orientable du boggie,
l'invention portant principalement sur l'ensemble de cou-
plage qui est concu pour relier entre eux deux corps struc-
turels tout en leur permettant un certain mouvement relatif.
Comme represente sur les figures 3, 4 et 5, l'en-
semble de couplage 26 comprend une plaque ou chapeau metal-
lic exterieur 72 comprenant des bords descendants 74 et 76 Un element
rapporte 78 en metal est place a distance du chapeau superieur ou
exterieur 72, cet element rapporte etant sensiblement plus petit que
la plaque ou le chapeau superieur, afin de s'ajuster dans ce dernier
Un element en elastomere est fixe entre le chapeau superieur 72
et l'element rapporte 78.
L'element rapporte ou encastre 78 en metal pre-
sente une ouverture 82 destinee a recevoir librement la saillie 52 Un
espace suffisant est menage entre la saillie 52 et l'element
metallique 78 pour permettre un mouvement de la saillie 52 dans cet
espace L'espace ou ouverture
82 peut etre dimensionne pour permettre un mouvement rela-
tivement libre dans une direction tout en produisant une
action de retenue dans d'autres directions de mouvement.
En fonctionnement normal, l'ensemble 26 de cou-
plage est fixe sur l'element d'extremite 19 du longeron 13 du chassis
de boggie Les bras directeurs 14 et 16 sont destines a se deplacer
l'un par rapport a l'autre pour assurer le guidage radial En
fonctionnement normal, les
ensembles de couplage, y compris l'ensemble 26, sont sou-
mis a une charge exercee vers le bas, due au poids de la caisse du
vehicule Bien que les bras directeurs soient montes librement sur les
longerons de chassis du boggie,
le poids de la caisse du vehicule est normalement nean-
moins suffisant pour maintenir les longerons 12 et 13 fixement par
rapport aux bras directeurs lorsque de faibles forces differentielles
apparaissent entre la caisse du
vehicule et le boggie.
Comme represente sur les figures 4 et 5, un
anneau exterieur 84 de botte d'essieu, normalement asso-
cie a une extremite de l'essieu monte 20, comporte des parties faisant
saillie vers le haut, destinees a recevoir un element de base 86 qui
est lui-meme concu pour porter
des elements 88 et 90 a faible frottement L'element metal-
lic rapporte 78 est en contact physique avec les ele-
ments 86 et 88 a faible frottement et il est normalement comprime sur
ces derniers par le poids de la caisse du
vehicule.
Lorsque les forces appliquees a la caisse du vehicule et aux ensembles
de couplage different des forces appliquees aux bras directeurs 14 et
16, il apparait une force differentielle qui tend a deplacer l'un des
elements structurels (par exemple le chassis de boggie et les bras
directeurs) par rapport a l'autre Dans la forme de reali-
sation representee, au passage d'une courbe de la voie, des forces
differentielles longitudinales apparaissent
entre l'ensemble 26 de couplage et le bras directeur infe-
rieur 16 Il en resulte un deplacement longitudinal de la saillie 52
dans l'ouverture 82 qui est configuree pour permettre un mouvement
longitudinal et pour s'opposer a d'autres types de mouvement dans la
forme de realisation representee Le frottement relativement faible
permet au mouvement longitudinal d'avoir lieu de facon relativement
aisee, sans que des forces excessives soient engendrees.
Cependant, avant le mouvement des parties en saillie dans les
ouvertures correspondantes des ensembles de couplage, les elements en
elastomere tels que l'element
80 opposent une retenue au mouvement et tendent a se de-
former jusqu'a une certaine limite lorsque des forces dif-
ferentielles relativement faibles apparaissent entre les longerons de
chassis et les bras directeurs Pendant la deformation, les elements en
elastomere agissent comme des amortisseurs,empechant les forces
d'acceleration d'etre transmises des roues a la caisse du vehicule Les
elements en elastomere constituent des ressorts verticaux, lateraux
et longitudinaux L'agencement de l'element 80 en elasto-
mere autour de son element metallique rapporte correspon-
dant, tel que l'element rapporte ou encastre 78, produit un effet de
suspension a la Cardan permettant un mouvement
relativement faible, dans toutes les directions, de l'le 6-
ment structurel superieur tel que les longerons du chassis du boggie,
par rapport aux elements structurels inferieurs
tels que les bras directeurs.
Les ouvertures des elements metalliques rapportes permettent des
mouvements des parties en saillie dans ces elements jusqu'a une limite
predeterminee a laquelle la
partie en saillie vient porter contre les elements metal-
lic rapportes de facon a limiter le mouvement des en- sembles
structurels superieur et inferieur Dans certains cas, l'element en
elastomere peut produire une retenue supplementaire et peut presenter
une certaine raideur
opposee a l'application de forces tres elevees.
L'ensemble selon l'invention constitue un sys-
teme dans lequel l'element en elastomere oppose une rete-
nue afin de maintenir lateralement, longitudinalement et verticalement
deux corps separes l'un de l'autre Des elements en elastomere servent
de ressorts destines a absorber l'energie Dans le meme temps, lorsque
les forces differentielles appliquees aux structures superieure et
inferieure depassent une certaine limite predeterminee, l'une des
structures glisse par rapport a l'autre sans
que des charges excessivement elevees apparaissent Simul-
tanement, l'agencement des parties en saillie dans les ouvertures des
elements metalliques rapportes limite le
degre de mouvement a l'interieur du systeme.
Bien que l'invention ait ete decrite principale-
ment dans son application a un boggie a essieux orientables,
l'ensemble de couplage decrit peut convenir a un certain nombre
d'applications differentes dans lesquelles il est souhaite d'accoupler
une structure a une seconde structure tout en permettant differents
types de mouvements relatifs
entre ces structures, suivant les forces appliquees.
Un exemple de possibilite d'utilisation de l'en-
semble de couplage selon l'invention est son utilisation
en tant que butee laterale equipant des vehicules ferro-
viaires classiques Dans de tels systemes classiques, les butees sont
destinees a limiter les mouvements lateraux
de la caisse du vehicule par rapport au boggie, dans cer-
taines conditions Lorsque l'on utilise l'ensemble selon l'invention,
la liberte de mouvement peut etre obtenue au moyen d'elements a tres
faible frottement, la limite extreme
des mouvements etant determinee par les dimensions des ou-
vertures menagees dans un corps et recevant les parties en saillie de
l'autre corps Les elements en elastomere assurent l'absorption
d'energie et permettent de petits mouvements limites sous des charges
extremement elevees,
dans la position finale.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportees a
l'ensemble de couplage decrit
et represente sans sortir du cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVEND ICAT IONS
1 Ensemble de couplage monte entre des premier et second corps
structurels disposes verticalement et se deplacant l'un par rapport a
l'autre sous l'effet de l'application de forces differentes,
caracterise en ce qu'il comporte des moyens destines a monter fixement
cet ensemble de couplage sur le premier corps, des moyens destines a
monter l'ensemble de couplage de facon mobile sur le second corps, des
moyens ( 88, 90) a frottement relativement faible, disposes entre l'un
des corps et l'ensemble de couplage, ce dernier comprenant en outre un
element ( 80) en elastomere destine a absorber de l'energie et a
permettre un mouvement limite entre les premier et second corps
structurels lorsque des forces differentielles relativement faibles
leur sont appliquees, et a permettre un mouvement relativement libre
entre les premier et second corps structurels lorsque des forces
differentielles relativement elevees leur sont appliquees.
2 Ensemble de couplage selon la revendication 1, caracterise en ce
qu'il comporte en outre une plaque
metallique exterieure ( 72) et une plaque metallique inte-
rieure rapportee ( 78) disposee a l'interieur et a distance de la
plaque metallique exterieure, l'element en elastomere
etant dispose entre les deux plaques.
3 Ensemble de couplage selon la revendication 2, caracterise en ce que
la plaque metallique exterieure comporte des parties ( 74, 76) en
saillie qui entourent la plaque metallique interieure rapportee afin
de retenir
l'element en elastomere entre les deux plaques.
4 Ensemble de couplage selon la revendication 3, caracterise en ce que
la plaque interieure presente
un evidement ( 82).
Ensemble de couplage selon la revendication 4, caracterise en ce qu'un
element ( 52) fait saillie du corps structurel associe aux moyens a
faible frottement de facon a penetrer dans l'evidement de l'element
metallique interieur pour s'y loger librement et pouvoir effectuer un
mouvement limite dans cet evidement lorsque des forces differentielles
relativement elevees sont appliquees aux premier et second corps
structurels. 6 Ensemble de couplage selon la revendication,
caracterise en ce que l'evidement de l'element inte- rieur est
dimensionne de maniere a diriger l'element en saillie afin qu'il se
deplace dans une direction, tout
en s'opposant aux mouvements dans d'autres directions.
7 Ensemble de couplage selon la revendication, caracterise en ce que
des pieds ( 34) de positionnement
sont fixes a la plaque superieure pour permettre a l'en-
semble de couplage d'etre positionne avec precision sur le corps
structurel qui n'est pas associe aux moyens a
faible frottement.
8 Ensemble de couplage selon la revendication 6, caracterise en ce que
des moyens de fixation ( 30, 32) sont relies a la plaque superieure
pour permettre la fixation de l'ensemble de couplage sur le corps
structurel
qui n'est pas associe aux moyens a faible frottement.
9 Ensemble de couplage selon la revendication
8, caracterise en ce que l'un des corps structurels com-
prend deux bras directeurs ( 14, 16) et en ce que l'autre corps
comprend des longerons ( 12, 13) de chassis relies
a une caisse de vehicule.
Ensemble de couplage selon la revendication 9, caracterise en ce que
l'evidement est dimensionne pour permettre un mouvement longitudinal
entre les premier et
second corps structurels, tout en s'opposant aux mouve-
ments lateraux entre ces corps.
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