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CA 02207124 1997-OS-21
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DISPOSITIF DE PENDULATION DE VÉHICULES ARTICULES, RAME DE
VÉHICULES ET VÉHICULE COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF
La présente invention concerne la pendulation de
véhicules, notamment de vêhicules ferroviaires, en général,
et porte, plus particulièrement, sur un dispositif
autorisant une différence angulaire de pendulation entre
deux véhicules, ainsi que sur une rame de véhicules et un
véhicule comprenant un tel dispositif.
Un avantage des véhicules à pendulation est qu"ils
permettent une réduction du temps de parcours sur le réseau
ferroviaire non grande vitesse existant,. réseau sur lequel
se trouve des courbes de rayons inférieurs à 3000 m.
Un autre avantage des véhicules à pendulation est
l'amélioration du confort des passagers en particulier sur
les lignes sinueuses du fait de l'absence de déplacements
transversaux reçus par les voyageurs.
Z5 Les rames dites articulées de l'art antérieur
circulent au moyen de bogies médians qui ne sont pas actifs
pour commander une pendulation.
Une consêquence est que la vitesse de passage en
courbe est définie à partir de la valeur du dévers de la
voie et la valeur du rayon de courbure.
Aussi un but de l'invention est-il un dispositif de
pendulation pour véhicule basé sur un nouveau principe.
Un autre but de l'invention est un dispositif de
pendulation susceptible d'être mis en oeuvre sur des rames
articulées.
Conformément à l'invention, le dispositif autorisant
une différence angulaire de pendulation entre deux véhicules
se caractérise en ce que l'un des véhicules comporte un bout
porteur et l'autre véhicule comporte un bout supporté, ledit
véhicule à bout porteur et ledit véhicule à bout supporté
étant associés à un bogie médian, un anneau supporté étant
associé audit bout supporté dudit véhicule de telle maniêre
qu'une rotation est possible entre ledit anneau supporté et
ledit vêhicule à bout supporté.
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De préférence, le dispositif autorisant une
différence angulaire de pendulation entre deux véhicules de
l'invention satisfait également à l'une au moins des
caractéristiques suivantes:
- ladite rotation entre ledit anneau supporté et ledit
véhicule à bout supporté est obtenue au moyen d'éléments de
guidage en rotation disposés èntre ledit anneau supporté et
ledit bout supporté dudit véhicule,
- ledit anneau supporté repose sur une articulation,
- ledit anneau supporté dudit véhicule repose sur
ladite articulation par l'intermédiaire d'une traverse
supportée solidaire dudit anneau supporté,
- ledit anneau supporté est disposé en extrémité dudit
véhicule à bout supporté,
- ledit anneau supporté est disposé entre ledit
véhicule à bout supporté et ledit vêhicule à bout porteur.
Selon un premier mode de réalisation préfêrê, le
dispositif autorisant une différence angulaire de
pendulation entre deux véhicules de l'invention satisfait â
l'une au moins des caractéristiques suivantes:
- ladite articulation repose sur une traverse porteuse
solidaire du bout porteur dudit véhicule à bout porteur,
- ladite traverse porteuse dudit bout porteur dudit
véhicule repose directement sur les suspensions secondaires
dudit bogie médian,
- ledit bogie médian comporte une traverse de charge
mobile de manière à assurer la pendulation dudit véhicule à
bout porteur, ladite traverse de charge mobile étant guidée
par rapport à une traverse de guidage au moyen d'é7_éments de
guidage en pendulation,
- l'inclinaison dudit véhicule â bout porteur est
commandée à partir dudit bogie médian au moyen d'un
dispositif de commande de l'inclinaison solidaire de ladite
traverse de charge et de ladite traverse de guidage.
Selon un autre mode de réalisation préféré, le
dispositif autorisant une diffërence angulaire de
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pendulation entre deux véhicules de l'invention satisfait â
l'une au moins des caractéristiques suivantes:
- ladite articulation repose sur une traverse porteuse
d'un anneau porteur, ledit anneau porteur étant associé au
bout porteur dudit véhicule,
- ladite traverse porteuse dudit anneau porteur repose
directement sur les suspensions secondaires dudit bogie
médian,
- une rotation entre ledit anneau porteur_ et ledit
véhicule à bout porteur est obtenue au moyen d'éléments de
guidage en rotation disposés entre ledit anneau porteur et
ledit bout porteur dudit véhicule,
- un premier dp_spositif de commande de l' inclinaison
dudit bout supporté dudit véhicule est disposé entre
l'extrémité de caisse dudit véhicule et ledit anneau
supporté associé,
- un second dispositif de commande de l'inclinaison
dudit bout porteur dudit véhicule est disposé entre
l'extrémité de caisse dudit véhicule et ledit anneau porteur
associé.
De préférence, le dispositif autorisant une
différence angulaire de pendulation entre deux véhicules de
l'invention satisfait également à la caractéristique selon
laquelle le centre de rotation dudit dispositif est situé
au-dessus du centre de gravité dudit véhicule auquel il est
associé.
De préférence, conformément à une autre caracté
ristique de l'invention, la rame de véhicules ou le
véhicule, notamment ferroviaire, est tel que chaque
véhicule comprend au moins un dispositif autorisant une
différence angulaire de pendulation entre deux véhicules
successifs.
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De préférence, ladite rame de véhicules ou ledit
véhicule de l'invention satisfait également à la
caractéristique selon laquelle ledit dispositif autorisant
une différence angulaire de pendulation entre deux
véhicules successifs est conforme à l'une quelconque des
caractéristiques ci-dessus.
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Un avantage du dispositif de pendulation de
l'invention est de s'adapter sur les véhicules existants
sans remettre en cause les structures existantes et sans
diminuer la largeur de ces véhicules tout en respectant le
gabarit de ces véhicules.
Un autre avantage du dispositif de pendulation de
l'invention est de fonctionner sans à coup du fait du faible
moment d'inertie polaire dans le plan transversal.
Un autre avantage du dispositif de pendulation de
l0 l'invention est de ne nécessite que peu d'énergie pour le
fonctionnement compte tenu de la distance faible, voire
nulle, entre le centre de gravité et le centre de rotation.
Un autre avantage du dispositif de pendulation de
l'invention est de ne pas solliciter en torsion les
structures des vêhicules dans toutes les configurations
possibles de pendulation.
Un autre avantage du dispositifde pendulation de
l'invention est que son centre de gravité est situé sous le
centre de rotation ce qui permet de retrouver naturellement
la position initiale du véhicule, sans pendulation, en cas
de défaillance du système de commande.
Un autre avantage du dispositif de pendulation de
l'invention est de ne nécessiter aucun entretien pour son
fonctionnement.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de
l'invention apparaîtront à la lecture de la description des
modes de rêalisation prêférés du dispositif de pendulation
dans le cas d'un véhïcule ferroviaire à pendulation,
description faite en liaison avec les dessins dans lesquels:
- la figure 1 est une vue de face du dispositif de
pendulation selon un premier mode de réalisation conforme à
l'invention, le dispositif de pendulation étant mis en
oeuvre sur un véhicule ferroviaire,
- la figure 2 est une vue latérale du dispositif de
pendulation de la figure 1,
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- la figure 3 est une vue de face du dispositif de
pendulation selon un second mode de réalisation conforme à
l'invention, le dispositif de pendulation étant mis en
oeuvre sur un véhicule ferroviaire,
5 - la figure 4 est une vue latérale du dispositif de
pendulation de la figure 3,
- la figure 5 est une vue latérale d'un véhicule
ferroviaire comportant à chaque extrémité un dispositif de
pendulation et un dispositif d'intercirculation.
La figure 1 est une vue de face du dispositif de
pendulation selon un premier mode de réalisation conforme à
l'invention.
Le dispositif de pendulation est mis en oeuvre sur un
véhicule ferroviaire.
La figure 2 est une vue latérale du dispositif de
pendulation de la figure 1.
Le dispositif de pendulation 1A d'un véhicule
ferroviaire 2 est disposé en extrémité de caisse de ce
véhicule ferroviaire 2 et peut être également disposê entre
deux véhicules ferroviaires 2, 3 successifs.
Conformément à un premier mode de réalisation préféré
de l'invention, le dispositif de pendulation 1A repose sur
un bogie médian 4 de manière à former des éléments
articulés.
Il est possible de commander l'inclinaison du véhicule
2 à partir de son bogie médian au moyen d'un dispositif de
commande de l'inclinaison 5, par exemple un vérin.
Lors des passages en courbe, le bogie médian 4 incline
le véhicule 2 comportant un bout porteur P vers l'intérieur
de la courbe pour compenser l'insuffisance de dévers de la
voie compte tenu d'une vitesse de passage en courbe
augmentée.
Une traverse de charge 6 du bogie 4 reste parallèle
aux appuis supérieurs 7A, 7B du véhicule 2 tout en se
soulevant à une extrémité 6A et en s'affaissant à l'autre
extrémité 6B, afin d'assurer la pendulation. La traverse de
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charge 6 du bogie 4 en restant parallèle aux appuis 7A, 7P
du véhicule 2 assure le fonctionnement correct de la
suspension.
Conformément à l'invention, la traverse de charge 5 du
bogie 4 est susceptible de se déplacer en même temps dans le
sens transversal pour centrer au mieux le véhicule dans le
gabarit des obstacles définis par le réseau.
Un tel déplacement est possible du fait de la présence
d'éléments de guidage en pendulation 12 de la traverse de
charge 6 par rapport â une traverse de guidage 13 de la
traverse de charge 6 du bogie 4.
Le centre de rotation R de la pendulation est
positionné au-dessus du centre de gravité G des véhicules à
une altitude très proche de celle du niveau N des têtes des
voyageurs assis.
L'extrémité du véhicule 3 comportant un bout supporté
S, reçoit un anneau supporté 8S posé sur une articulation 9,
l'articulation reposant sur une traverse porteuse 7
solidaire du bout porteur P du véhicule 2.
I1 résulte de ce qui précède, qu'une rotation est
possible entre l'anneau supporté 8S et le véhicule 3
comportant le bout supporté S, afin de permettre une
différence angulaire de pendulation entre les véhicules 2, 3
associés à un même bogie médian 4.
Une telle rotation est obtenue au moyen d'éléments de
guidage en rotation 10S entre l'anneau supporté 8S et le
bout supporté S du véhicule 3.
Une telle rotation est utile en cas de dêfaillance de
commande de pendulation sur un bogie mais également lors du
franchissement des rampes à dévers variables à l'entrêe et à
la sortie des courbes.
De plus, la rotation entre l' anneau supporté 8S et le
bout supporté S dans le plan vertical évite la torsion de la
charpente du véhicule 3.
Dans le plan horizontal, la rotation d'un véhicule 2
par rapport â un autre vêhicule 3 ainsi que le
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, 7
franchissement des creux et des bosses s' effectue au niveau
de l'articulation 9, par exemple une rotule.
La traverse porteuse 7 du bout porteur P du véhicule 2
repose directement sur les suspensions secondaires 11 du
bogie médian 4.
L'anneau supporté 8S du véhicule 3 repose sur
l'articulation 9 par l'intermédiaire d'une traverse
supportée 145.
La figure 3 est une vue de face du dispositif de
pendulation selon un second mode de réalisation conforme à
l'invention.
La figure 4 est une vue latérale du dispositif de
pendulation de la figure 3.
on retrouve dans ce second mode de réalisation un
dispositif de pendulation 1B d'un véhicule ferroviaire 2
disposé en extrémité de caisse de ce véhicule ferroviaire 2
et pouvant également être disposé entre deux véhicules
ferroviaires 2, 3.
On retrouve également dans ce second mode de
réalisation un bogie médian 4, des appuis supérieurs 7A, 7B
du véhicule 2, un anneau supporté 8S et ses éléments de
guidage en rotation lOS de l'anneau 8S sur le bout supporté
S et une articulation 9.
Conformément à ce second mode de réalisation prëféré
de l'invention, le dispositif de pendulation 1B repose sur
un bogie mêdian 4 de manière à former des élëments
articulés.
L'articulation 9 repose sur une traverse porteuse 14P
d'un anneau porteur 8P, l'anneau porteur 8P êtant associé au
bout porteur P du véhicule 2.
Lors des passages en courbe, le bogie médian 4 incline
le véhicule 2 comportant un bout porteur P vers l'intérieur
de la courbe pour compenser l'insuffisance de dévers de la
voie compte tenu d'une vitesse de passage en courbe
augmentée.
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Une traverse de charge 15 du bogie 4 reste parallèle
aux appuis supérieurs 7A, 7B du véhicule 2 tout en se
soulevant à une extrémité 15A et s'affaissant à l'autre
extrémité 15B, afin d'assurer la pendulation. La traverse de
charge 15 du bogie 4 en restant parallèle aux appuis 7A, 7B
du véhicule 2 assure le fonctionnement correct de la
suspension:
Le centre de rotation R de la pendulation est
positionné au-dessus du centre de gravité G des véhicules à
une altitude très proche de celle du niveau N des têtes des
voyageurs assis.
Comme précédemment, l'extrémité du véhicule 3
comportant un bout supporté S, reçoit l'anneau supporté 8S
posé sur l'articulation 9 par l'intermédiaire de la traverse
supportée 14S de l'anneau supporté 8S.
Une rotation est possible entre l'anneau supportê 8S
et le véhicule 3 comportant le bout supporté S, mais
également entre l'anneau porteur 8P et le véhicule 2
comportant le bout porteur P afin de permettre une
différence angulaire de pendulation entre les véhicules 2, 3
associés à un même bogie médian 4.
Une telle rotation est possible du fait de la présence
des élêments de guidage en rotation lOS de l'anneau supporté
8S, mais également du fait de la présence d'élêments de
guidage en rotation lOP de l'anneau porteur 8P.
Les systèmes de guidage en rotation 10S, 10P,
respectivement de l' anneau supporté 8S et de l' anneau porté
8P sont solidaires, respectivement, des bouts supportés S et
portés P des véhicules 3, 2, respectivement.
Une telle rotation est utile en cas de défaillance de
commande de pendulation sur un bogie mais également lors du
franchissement des rampes à dévers variables à l'entrée et à
la sortie des courbes.
Comme précédemment, les rotations entre l'anneau
supporté 8S et le bout supporté S, mais également entre
l'anneau porteur 8P et le bout porteur P dans le plan
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vertical évitent la torsion de la charpente des véhicules 3,
2.
Dans le plan horizontal, la rotation d'un véhicule 2
par rapport à un autre véhicule 3 ainsi que le
franchissement des creux et bosses s'effectue au niveau de
l'articulation 9, par exemple une rotule.
La traverse porteuse 14P de l'anneau porteur 8P repose
directement sur les suspensions secondaires 11 du bogie
médian 4.
La traverse supportée 14S de l'anneau supporté 8S
repose sur la traverse porteuse 14P de 1"anneau porteur 8P
par l'intermédiaire de l'articulation 9.
La commande de l'inclinaison des véhicules 2, 3
s'effectue à partir de leurs propres charpentes.
En d'autres termes, le bogie médian 4 ne reçoit aucune
spécificité liée à la pendulation.
Un premier dispositif de commande 5S de l'inclinaison
du bout supporté S du véhicule 3 peut être disposé entre
l'extrémité de caisse du véhicule 3 et l'anneau supporté 8S
associé à ce véhicule 3.
De même, un second dispositif de commande (non
représenté) de l'inclinaison du bout porteur P du véhicule 2
peut être disposé entre l' extrémité de caisse du véhicule 2
et l'anneau porteur 8P associé à ce véhicule 2.
Chaque caisse de véhicule comprend donc un anneau
supporté 8S, un anneau porteur 8P, un premier dispositif de
commande 5S et un second dispositif de commande, le bout
supporté S comportant l'anneau supporté 8S et le premier
dispositif de commande 5S associé, le bout porteur P
comportant l'anneau porteur 8P et le second dispositif de
commande associé.
Une même commande (non représentée) agit sur les deux
dispositifs de commande associés à un même véhicule.
Le véhicule pendule sur ses deux anneaux associés
autour d'un axe horizontal X passant par les centres de
rotation R de pendulation.
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Les centres de rotation R de pendulation des vêhicules
dans le premier mode de réalisation et dans le second mode
de réalisation sont de préférence situés à la même altitude.
La figure 5 est une vue latérale d'un véhicule
5 ferroviaire comportant à chaque extrémitê un dispositif de
përidul~tiôn ët un dispositif d'intercirculation.
La communication des voyageurs pour aller d'un
véhicule à l'autre s'effectue au travers de l'anneau
supporté 8S, éventuellement de l'anneau porteur 8P, du
10 dispositif de pendulation 1. L'anneau supporté 8S et son
système de rotation lOS sont suffisamment rigides pour
entraîner une rame de plusieurs véhicules.
I1 est clair que le dispositif de pendulation pour
véhicule ferroviaire de l'invention peut être mis en oeuvre
sur un train à grande vitesse, sur un autorail, sur un métro
ou encore sur un tramway et sur tout véhicule nécessitant
une pendulation.
Le dispositif de pendulation de l'invention est tel
que son centre de rotation est positionné à une altitude
permettant de ne pas diminuer la largeur des véhicules
existants.
Le dispositif de pendulation de l'invent.ion augmente
la caractéristique "heures de confort" voyageurs assis du
fait du positionnement du centre de rotation proche de celui
du niveau des têtes des voyageurs assis.
Un tel avantage n'existe pas dans un véhicule non
pendulé ou dans un véhicule dont le système de pendulation
serait situé sous le niveau du châssis.
Comme indiqué précédemment, le dispositif de
pendulation de l'invention ne sollicite pas les structures
dans tous les cas de fonctionnement.
En effet, chaque véhicule reste indépendant l'un de
l'autre du fait que l'extrémité de structure à la
possibilité de tourner dans le plan vertical sur son appui.
I1 est possible, conformément à un mode de réalisation
non représenté, d'associer le dispositif autorisant une
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différence angulaire de pendulation entre deux véhicules à
un bogie médian mais également à un bogie non médian.
