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CA 02391566 2002-06-25
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BOGIE MOTEUR POUR VÉHICULE FERROVIAIRE A PLANCHER BAS INTÉGRAL
L'invention se rapporte à un bogie moteur pour véhicule ferroviaire à plancher
bas
intégral et plus particulièrement à un bogie comportant un châssis reposant
sur quatre
roues par l'intermédiaire d'une suspension primaire, le châssis supportant au
moins
un moteur disposé sur un câté du châssis et relié à au moins une roue par des
moyens
de transmission.
L'invention convient notamment aux tramways pour lesquels un plancher bas
permet
de faciliter l'accès et la sortie aux enfants, personnes âgés et handicapés.
Il est connu, de la demande de brevet FR 2 637 861 déposée par la
demanderesse, un
bogie moteur pour véhicule ferroviaire à plancher bas comportant un châssis
reposant
sur deux essieux par l'intermédiaire d'une suspension prirnaire, le châssis
supportant
des moteurs de tractions disposés latéralement sur le bogie et reliés aux
roues par des
moyens de transmission disposés à l'extérieur des roues. Un tel bogie présente
toutefois l'inconvénient de posséder des essieux et des boites d'essieu qui
encombrent
l'espace entre les roues et obligent donc à disposer le plancher au-dessus des
essieux.
Le document EP-B1-0 698 540 divulgue un bogie moteur pour véhicule ferroviaire
à
plancher bas comportant un châssis rèposant sur quatre roues montées
individuellement, sans liaison par arbre d'essieu, et supportant deux moteurs
disposés
latéralement sur le bogie. Chaque moteur comporte deux arbres de sortie
directement
reliés à un réducteur disposé à l'extérieur des roues et relié à l'une des
roues par un
accouplement de type arbre creux autorisant un débattement vertical de la
roue. Un
tel bogie présente l'avantage de ne pas posséder de liaison par arbre d'essieu
entre les
roues individuelles, ce qui permet d'abaisser d'avantage le plancher, mais
présente
toutefois l'inconvénient de comporter des arbres des roues qui sont guidés par
des
boites d'essieu disposées à l'intérieur des roues, ce qui encombre l'espace â
intérieur
des roues et limite donc la largeur disponible pour le plancher au niveau des
bogies.
Un tel bogie présente également l'inconvénient de comporter des organes de
freinage
qui sont placés au niveau des réducteurs et qui sont donc spécifiques au bogie
moteur, ce qui conduit à avoir sur un véhicule ferroviaire des organes. de
freinage qui
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sont différents sur les bogies moteurs et sur les bogies porteurs ce qui
complique les
opérations de maintenance.
Un but de la présente invention est donc de remédier à ces différents
inconvénients
en proposant un bogie moteur pour véhicule ferroviaire à plancher bas intégral
qui
permette d'avoir un plancher au niveau du bogie s'étendant à une très faible
hauteur
et sur une largeur proche de l'écartement des roues. Un autre but de la
présente
invention est de proposer un bogie moteur pour véhicule ferroviaire qui
comporte des
organes de freinages facilement accessibles et qui puissent indifféremment
équiper
des bogies porteurs ou moteurs.
L'invention a pour objet un bogie moteur pour véhicule ferroviaire à plancher
bas
intégral comportant un châssis reposant sur quatre roues par l'intermédiaire
d'une
suspension primaire, le châssis supportant au moins un moteur disposé sur un
côté du
châssis et relié à au moins une roue par des moyens de transmission,
caractérisé en ce
que chaque roue comporte un arbre de roue individuel supporté par une boite
d'essieu
et en ce que les moyens de transmission comportent un réducteur couplé
directement
à l'arbre de la roue et une transmission télescopique, de type à double joint
de cardan,
disposée entre le réducteur et le moteur, le réducteur étant placé à
l'extérieur de la
roue et comportant un carter intégrant la boite d'essieu de l'arbre de la
roue, le carter
du réducteur servant également d'élément support à un organe de suspension
primaire sur lequel s'appuie le châssis.
Selon des modes particuliers de réalisation, le bogie moteur selon l'invention
peut
comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément
ou
selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- deux moteurs sont fixés sur le châssis et disposés longitudinalement de
chaque côté
du châssis, chaque moteur entraînant les deux roues, disposées l'une derrière
l'autre
sur le côté du châssis, au moyen d'une transmission télescopique de type à
double
joint de cardan placée entre le moteur et un réducteur couplé directement à
l'arbre de
la roue, chaque réducteur comportant un carter intégrant la boite d'essieu de
la roue et
servant d'élément support à un organe de suspension primaire ;
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- au moins une roue comporte un arbre traversant le carter du réducteur vers
l'extérieur du bogie, l'arbre de la roue étant solidaire d'un disque de frein
monté à
l'extérieur du réducteur ;
- chaque côté du bogie comporte une roue munie d'un arbre traversant le carter
du
réducteur et solidaire d'un disque de frein, ce dernier étant monté à
l'extérieur du
réducteur et du coté extérieur à la roue ;
- les moteurs comportent un seul rotor muni de deux arbres de sortie
débouchant
respectivement sur deux faces opposées ;
- les organes de suspensions primaires sont constitués d'un sandwich de
plaques
métalliques et de matériau élastomère et sont interposés entre une surface
d'appui de
la face extérieure des carters des réducteurs et une surface d'appui du
châssis ;
- le châssis est constitué de deux longerons longitudinaux disposés à
l'extérieur des
roues et reliés entre eux par des traverses possédant une partie centrale
abaissée
s'étendant en dessous du niveau de l'axe des roues.
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention,
d'après
la description donnée ci-après d'un mode particulier de réalisation de
l'invention,
présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés,
dans
lesquels :
- la figure 1 est une vue de dessus, d'un bogie moteur pour véhicule
ferroviaire à
plancher bas selon un mode particulier de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective du bogie moteur de la figure 1.
Pour faciliter la lecture du dessin, seuls les éléments nécessaires à la
compréhension
de l'invention ont été représentés. Les mêmes éléments portent les mêmes
références
d'une figure à l'autre.
Les figures 1 et 2 représentent un bogie moteur de tramway comportant un
châssis 1
reposant sur quatre roues 2 par l'intermédiaire d'une suspension primaire 3
autorisant
un débattement vertical de l'ordre de +/- 15 mm. Les quatre roues 2 sont
réparties de
manière classique suivant deux trains de roulement destinés chacun à venir sur
un
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rail de la voie ferrée, les roues 2 comportant chacune un arbre de roue
individuel
monté sur une boite d'essieu et n'étantpas reliées entre elles par un arbre
d'essieu.
Conformément à la figure 2, le châssis 1 comporte une structure constituée
principalement par deux longerons longitudinaux 11 reliés entre eux par deux
traverses 12, les longerons longitudinaux 11 étant disposés à l'extérieur des
roues 2 et
s'étendant à une hauteur supérieure à l'axe des roues 2. Les traverses 12
s'étendent
perpendiculairement aux longerons longitudinaux 11 et possèdent une partie
centrale
abaissée, disposée à l'intérieure de la zone délimitée par les quatre roues 2,
s'étendant
à une hauteur inférieure à l'axe des roues 2 et permettant de libérer le
maximum
d'espace entre les roues 2 pour la mise en place d'un plancher.
Les longerons longitudinaux 11 supportent, sur leur face supérieure, des
organes de
suspensions secondaires 4 destinés à recevoir la caisse du tramway par
l'intermédiaire d'une traverse de charge, non représentée.
Chaque longeron longitudinal 11 supporte également un moteur de traction 5 qui
est
disposé latéralement sous le longeron 11 de telle sorte que l'axe du moteur 5
soit
extérieur au plan longitudinal des deux roues 2 du train de roulement. Ces
moteurs 5
comportent un rotor muni de deux arbres de sortie, chacun des arbres de sortie
étant
relié à la roue 21a plus proche par l'intermédiaire d'une transmission
télescopique 6 à
double joint de cardan, elle-même reliée à un réducteur 7 à engrenages
coniques
monté directement sur l'arbre de la roue 2.
Chaque réducteur 7 est monté à l'extérieur du plan de la roue 2 et comporte un
carter
intégrant la boite d'essieu de la roue 2, le carter du réducteur 7 servant
également
d'élément support à deux organes de la suspension primaire 3 de type connu, en
sandwich de plaques métalliques et de matériau élastomère, comme on peut le
voir
sur la figure 2.
Des traverses secondaires 8 relient entre eux les carters des réducteurs 7 des
deux
trains de roulement, ces traverses 8 étant disposées de part et d'autre de
chaque roue
2, à une hauteur sensiblement identique à la hauteur de la partie centrale
abaissée des
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traverses 12 du châssis 1. Ces traverses secondaires 8 assurent le maintien de
l'écartement et du parallélisme entre les roues 2 des deux trains de
roulement.
Chaque train de roulement comporte une roue 2 comprenant un arbre de roue
traversant le carter du réducteur 7 en direction de l'extérieur du bogie et
présentant
5 une extrémité solidaire d'un disque de frein 9, ce dernier coopérant avec un
étrier de
frein 10 fixé au longeron longitudinal 11 et au carter du réducteur 7. Ces
organes de
freinage, constitués par le disque 9 et l'étrier 10, permettent de freiner
l'ensemble des
deux roues 2 du train de roulement, ces dernières étant accouplées
mécaniquement
par le rotor commun du moteur de traction 5.
Le bogie moteur précédemment décrit, en intégrant les boites d'essieu dans les
carters des réducteurs et en utilisant ces carters comme élément d'appui pour
les
organes de la suspension primaire, présente l'avantage de posséder un espace
entre
les roues totalement libre jusqu'à hauteur des. traverses abaissées du
châssis, ce qui
permet de réaliser un plancher bas présentant, au niveau des bogies, une
largeur
proche de l'écartement entre les roues .
De plus, l'intégration des boites d'essieu dans les carter des réducteurs
assure non
seulement un encombrement réduit et un gain de masse, mais permet également de
libérer de la place pour l'installation d'organes de freinage à l'extérieur
des roues, ces
derniers présentant alors l'avantage d'une maintenance aisée. Une telle
installation de
freinage permet aussi d'utiliser des disques de frein et des étriers de
freinage
identiques à ceux utilisés sur les bogies simplement porteurs équipant le
véhicule
ferroviaire, ce qui permet de standardiser les organes de freinage entre les
bogies
moteurs 'et les bogies porteurs et donc de réduire le coût de fabrication et
de
maintenance des organes de freinage du véhicule ferroviaire.
Enfin, l'implantation d'un réducteur directement couplé à la roue et relié au
moteur
par une transmission télescopique a l'avantage de générer un plus faible
couple au
niveau de la transmission télescopique par rapport au couple transmis par le
réducteur à la roue, ce qui permet d'avoir des transmissions télescopiques peu
encombrantes.
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Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au, mode de réalisation
décrit et
illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent
possibles,
notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par
substitution
d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de
l'invention.
Ainsi, dans une variante de réalisation non représentée, le moteur de traction
à
double arbre de sortie des trains de roulement peut être remplacé par un
moteur de
traction à deux rotors mécaniquement indépendant et disposés l'un derriére
l'autre ou
par deux moteurs de traction. Dans un tel cas, chaque arbre de roue peut par
exemple
être équipé dh.in disque de frein de mani'ere à assurer le freinage sur
l'ensemble des
quatre roues.
