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.-Mécanisme de transmission de force motrice destiné aux véhicules et surtout aux véhicules de chemin de fer.
La présente invention a pour objet un mécanisme de transmission de force motrice qui trouve son application dans la commande des roues motrices de véhicules et plus spécialement encore dans celle des roues motrices de véhicules de chemin de fer.
De la contrainte imposée par les rails aux roues des véhicules de chemin de fer découle l'apparition
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d'efforts et de chocs s'exerçant sur les roues notamment dans le sens vertical et dans le sens transversal à la voie.
Il en résulte que les roues sont soumises à des vibrations et des trépidations ainsi qu'à un martelage périodique provenant du passage sur les joints des rails. Lorsqu'entre la surface de roulement de la roue et le corps de cette roue sont interposés des organes élastiques tels que pneumatiques ou garnitures élastiques pleines, les vibrations, trépidations etc... transmises au corps de roue ne sont pas éliminées mais se trouvent seulement atténuées d'autant plus qu'en raison des limitations imposées à la hauteur du boudin de guidage l'élasticité des organes intermédiaires doit nécessairement être réduite. D'ailleurs l'utilisation d'organes intermédiaires élastiques n'a été adoptée jusqu'ici dans l'industrie des chemins de fer que pour les véhicules légers du genre des automobiles.
On comprend donc que les éléments voisins des roues motrices et assurant la transmission de l'effort de commande à ces roues soient soumis à une fatigue excessive sous l'influence de ces vibrations, trépidations,etc...-, ce fait est pleinement confirmé par l'expérience. Lorsque l'on veut utiliser des paliers à billes ou à rouleaux pour les roues de véhicules de chemin de fer, il faut, pour les mêmes raisons, en choisir qui soient de grosses dimensions; dès lors, les vitesses linéaires le long des couronnes enserrant les ailles ou rouleaux deviennent excessives.
Ces mêmes inconvénients se font sentir dans les véhicules routiers où cependant l'on peut améliorer plus aisément la qualité de la suspension pneumatique.
Le mécanisme de transmission qui fait l'objet de l'invention a été conçu dans le but d'apporter un remède
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aux inconvénients exposés ci-dessus et s'applique donc dans tous les cas où des vibrations, trépidations, etc... imprimées à la surface de roulement ne doivent pas se propager au-delà de l'organe commandé c'est-à-dire ne doivent pas se faire sentir dans le ou les organes de commande.
La particularité essentielle de ce mécanisme de transmission de force raotrice réside dans le fait que la roue ou un élément capable d'actionner celle-ci est relié à son ou ses organes de commande, par exemple à un plateau ou à une couronne d'entraînement, par l'intermédiaire d'un accouplement élastique ; de préférence l'élasticité est fournie par une couronne épaisse ou une série de couronnes de caoutchouc ou matière analogue qui est ou qui sont fixées par un bord à l'organe de commande et par l'autre bord à la roue et qui est ou sont disposées dans un plan à peu près perpendiculaires à l'axe de l'essieu, afin que les vibrations, trépidations,etc... soient amorties dans toutes les directions.
Sous la forme de réalisation qui lui est donnée de préférence, l'invention consiste en un récepteur de force motrice comportant un plateau de commande et monté flottant sur la roue grâce à la liaison de ce plateau au voile de la roue par la simple entremise d'une couronne élastique placée comme il a été dit plus haut, le carter ou bâti du récepteur étant réuni au véhicule par une jambe de force articulée; par suite ae ce montage, le récepteur peut suivre la roue dans ses déplacements d'amplitude relativement grande mais les petits mouvements, les vibrations, trépidations etc... ne se transmettent pas jusqu'à ce récepteur ;
le récepteur représente d'ordinaire
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une masse relativement importante, partant difficile à ébranler, et ayant une période d'oscillation propre assez longue de sorte que, pour cette raison, jointe à la raison de son montage élastique, il est inapte à suivre le bandage de roue dans ses petits déplacements rapides et généralement désordonnés.
Le récepteur peut en particulier être un récepteur mécanique recevant un couple d'un arbre de commande et transmettant ce couple au plateau par l'intermédiaire d'engrenages intérieurs qui peuvent être ceux d'un changement de vitesse ou plus simplement ceux d'un dispositif de renversement de marche. Le récepteur ainsi réalisé peut comporter un arbre principal possédant ses paliers propres et actionnant des engrenages pourvus également de paliers particuliers, certains de ces engrenages pouvant consister en des couronnes dentées qui entourent l'arbre sans le toucher ; une telle disposition non seulement conduit à une diminution appréciable de l'encombrement mais évite une interréaction de l'arbre et des engrenages.
Dans une forme de réalisation le plateau de commande de la roue peut présenter en son centre un logement destiné à recevoir, avec interposition d'une douille élastique, une broche portée par la roue, ce qui complète l'accouplement élastique entre l'organe moteur et l'organe entraîné.
Une telle disposition offre de plus une sécurité par ce fait qu'ella empêche la chute du récepteur et les trouoles qui en seraient la conséquence si la liaison élastique principale venait à se rompre.
Pour les véhicules sur rails, suivant une àispo- sition déjà. recommandée, le récepteur est placé à l'exté-
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rieur ue la roue ce qui rend aisément accessible toute la transmission et notamment les organes intérieurs du récepteur lequel est fermé par un couvercle amovible.
Afin de mieux faire comprendre la manière dont l'invention peut être réalisée, on décrira ci-après un exemple d'application, celui dans lequel le récepteur de force motrice comprend un inverseur de marche.
La fig. 1 représente avec arrachement et partiellement une roue de véhicule de chemin de fer ainsi que son mécanisme de commande à inversion du sens d'entraînement.
La fig. 2 montre schématiquement et à échelle réduite un essieu de véhicule de chemin de fer muni dans sa partie médiane d'un mécanisme de transmission réalisé conformément à l'invention.
La fig. 3 donne le détail du montage.
Dans l'exemple choisi, on a supposé que la force motrice était fournie au récepteur par un arbre de transmission ; on comprendra immédiatement que le récepteur pourrait tout aussi bien être un récepteur électrique', hydraulique, pneumatique etc...
La roue que montre la fig. 1 peut être une roue élastique d'un type connu mais pour plus de simplicité elle a été représentée comme une roue rigide. Le voile 1 de cette roue est fixée de toute façon convenable à l'essieu 2 qui tourillonne, à la manière connue, dans des boîtes dont l'une a été indiquée simplement par un rectangle 3 en traits mixtes. La roue ainsi représentée est une roue motrice qui reçoit sa commande d'un récepteur dont le carter ou enveloppe est désigné dans son ensemble par 4 et qui reçoit lui-même la force motrice par l'intermédiaire d'un arbre de transmission non représenté, cet arbre venant se fixer
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au plateau d'entrée5.
Le plateau de sortie du récepteur est désigné par 6. Il est relié au voile de la roue par une couronne 7 en caoutchouc d'épaisseur convenable. Bien entendu, au en lieu d'une seule couronne on pourrait/utiliser plusieurs et la ou les couronnes pourraient être fragmentées en plu- sieurs segments distincts. La couronne 7 est serrée par son bord périphérique entre le voile 1 et un anneau 8 et l'as- semblage est complété par des boulons 9.
Elle est fixée de la même manière par son bord intérieur au plateau 6, c'est- à-dire qu'elle est serrée entre une bride 10 de ce plateau et un anneau 11 par des boulons 12. Dans la forme de réali- sation choisie à titre d'exemple, la liaison est complétée de la façon suivante :
L'essieu 2 ou le voile 1 comporte, centré sur son axe de révolution, un embout 13 qui pénètre dans une cavité
14 du plateau 6 et, dans l'intervalle, est disposée une garniture élastique réalisée par exemple sous la forme d'une douille 15.
Le plateau 6 comporte un bossage central 16, dans lequel est d'ailleurs ménagée pour partie la cavité 14, et ce bossage tourillonne dans un palier à rouleaux 17 que porte la partie tubulaire 18 du carter 4 du récepteur. Cette partie tubulaire 18 soutient, par l'intermédiaire d'un autre palier à rouleaux 19, une couronne dentée 20 qui est liée au oossage 16 de toute façon convenable; par exemple par l'intermédiaire de cannelures ou de clavettes ; la couronne dentée 20 est en prise avec deux pignons identiques 21-22.
Chacun de ces pignons, le pignon 22 par exemple, est -supporté
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par des paliers appropriés, en l'espèce les deux paliers à rouleaux 23 dans le cas de la figure. Les pignons 21-22 sont solidaires, respectivement, des pignons 24-25 dont l'un ou l'autre peut être accouplé à un arbre 26 par l'intermédiaire d'un balladeur 27 possédant deux dentures à ses extrémités.
L'arbre 26, auquel le balladeur est relié par une clavette 28 de manière à pouvoir coulisser sur lui, traverse les pignons 21-22 qui se présentent donc sous la forme de couronnes dentées et il possède des paliers propres tels que le palier 29 qui, dans l'exemple choisi, constitue le palier commun à cet arbre 26 et au plateau da réception de force motrice 5 signalé plus haut. Ce plateau est lié à l'arbre 26 par tout moyen approprié, par exemple par des cannelures 30.
Le carter 4 est fermé extérieurement, c'est-à-dire du côté opposé à la roue, par un couvercle amovible 31 qui permet l'inspection des organes intérieurs du récepteur 4.
Pour que ce dernier ne puisse pas tourner sous l'influence de la force motrice reçue, il est relié, par exemple au châssis du véhicule, par une jambe de force 32 convenablement articulée.
Il ressort clairement de la description donnée ci-dessus que le récepteur 4 pourrait contenir non seulement un inverseur de marche mais un changement de vitesse que l'on pourrait réaliser à la manière des changei.ients de vitesse utilisés habituellement en automobile en profitant de la particularité spécifiée plus haut et suivant laquelle des engrenages peuvent être enfilés sur l'arbre principal, ce qui réduit l'encombrement et évite des réactions, de même le récepteur pourrait, à titre de variante ou comme mesure complémentaire, comporter un embrayage tel qu'un embrayage hydraulique .
Evidemment, le mécanisme de commande décrit cidessus s'applique aussi bien à des roues susceptibles de
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tourner individuellement sur des fusées d'essieu qu'à des roues liées à un essieu rotatif selon la pratique usuelle des chemins de fer. comme le représente la fig. 2, le mécanisme décrit ci-dessus peut être appliqué à la commande d'un essieu 33.
Dans ce cas, les organes essentiels du récepteur peuvent être disposés comme l'indique la fig. 3 où les éléments correspondant à des éléments de la fig. 1 se retrouvent avec des références identiques mais affectées d'un accent.
La couronne dentée 34 équivaut à la couronne dentée 20 et on l'a supposée être fixée directement à l'équivalent du plateau 6 qui est ici un,anneau 6'. Les engrenages ou autres organes du récepteur sont abrités à l'intérieur du carter 4'. Le mécanisme peut évidemment comprendre deux couronnes élastiques 7', une de chaque côté du carter 4'. Un certain jeu doit exister entre ce carter et la bride l' portée par l'essieu. Le carter 4' peut être fermé herméti- quement par une couronne 35 empêchant l'entrée de la poussière, de l'eau etc... par tout moyen analogue.
Il va de soi que l'on peut apporter des modifications au mécanisme de transmission qui vient d'être décrit, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
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.-Driving force transmission mechanism intended for vehicles and especially for railway vehicles.
The present invention relates to a driving force transmission mechanism which finds its application in the control of the driving wheels of vehicles and more especially still in that of the driving wheels of railway vehicles.
From the stress imposed by the rails on the wheels of railway vehicles arises
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forces and shocks exerted on the wheels in particular in the vertical direction and in the direction transverse to the track.
As a result, the wheels are subjected to vibrations and tremors as well as to periodic hammering from the passage over the joints of the rails. When between the rolling surface of the wheel and the body of this wheel are interposed elastic members such as tires or solid elastic linings, the vibrations, tremors etc ... transmitted to the wheel body are not eliminated but are only found attenuated all the more so because because of the limitations imposed on the height of the guide rod, the elasticity of the intermediate members must necessarily be reduced. Moreover, the use of elastic intermediate members has hitherto been adopted in the railway industry only for light vehicles of the automobile type.
It is therefore understood that the neighboring elements of the driving wheels and ensuring the transmission of the control force to these wheels are subjected to excessive fatigue under the influence of these vibrations, trepidations, etc ... - this fact is fully confirmed. through experience. When it is desired to use ball or roller bearings for the wheels of railway vehicles, it is necessary, for the same reasons, to choose them which are of large dimensions; therefore, the linear speeds along the rings enclosing the wings or rollers become excessive.
These same drawbacks are felt in road vehicles where, however, the quality of the air suspension can be improved more easily.
The transmission mechanism which is the subject of the invention was designed with the aim of providing a remedy
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to the drawbacks exposed above and therefore applies in all cases where vibrations, trepidations, etc ... imparted to the running surface must not propagate beyond the controlled component, that is to say say must not be felt in the control unit (s).
The essential peculiarity of this raotor force transmission mechanism lies in the fact that the wheel or an element capable of actuating the latter is connected to its control member (s), for example to a plate or to a drive ring. , by means of an elastic coupling; preferably the elasticity is provided by a thick crown or a series of crowns of rubber or the like which is or which are fixed by one edge to the control member and by the other edge to the wheel and which is or are arranged in a plane approximately perpendicular to the axis of the axle, so that vibrations, trepidations, etc ... are damped in all directions.
In the embodiment which is preferably given to it, the invention consists of a motive force receiver comprising a control plate and mounted floating on the wheel by virtue of the connection of this plate to the web of the wheel simply by means of a resilient crown placed as stated above, the receiver housing or frame being joined to the vehicle by an articulated strut; as a result of this assembly, the receiver can follow the wheel in its movements of relatively large amplitude but small movements, vibrations, tremors, etc., are not transmitted to this receiver;
the receiver usually represents
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a relatively large mass, therefore difficult to shake, and having a period of oscillation of its own long enough so that, for this reason, together with the reason for its elastic mounting, it is unable to follow the wheel tire in its small movements fast and generally messy.
The receiver can in particular be a mechanical receiver receiving a torque from a control shaft and transmitting this torque to the plate by means of internal gears which can be those of a speed change or more simply those of a device. reversal. The receiver thus produced may comprise a main shaft having its own bearings and actuating gears also provided with particular bearings, some of these gears may consist of toothed rings which surround the shaft without touching it; such an arrangement not only leads to an appreciable reduction in the bulk but avoids inter-reaction of the shaft and the gears.
In one embodiment, the wheel control plate may have at its center a housing intended to receive, with the interposition of an elastic sleeve, a pin carried by the wheel, which completes the elastic coupling between the drive member and the driven organ.
Such an arrangement also offers security by the fact that it prevents the fall of the receiver and the disturbances which would be the consequence if the main elastic connection were to break.
For vehicles on rails, according to an already available. recommended, the receiver is placed outside
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laughter ue the wheel which makes the entire transmission easily accessible and in particular the internal parts of the receiver which is closed by a removable cover.
In order to better understand the manner in which the invention can be implemented, an example of application will be described below, that in which the motive force receiver comprises a gear reverser.
Fig. 1 shows with cutaway and partially a railway vehicle wheel as well as its control mechanism for reversing the direction of drive.
Fig. 2 shows schematically and on a reduced scale a railway vehicle axle provided in its middle part with a transmission mechanism produced in accordance with the invention.
Fig. 3 gives the detail of the assembly.
In the example chosen, it was assumed that the driving force was supplied to the receiver by a transmission shaft; it will be immediately understood that the receiver could just as easily be an electrical, hydraulic, pneumatic receiver, etc.
The wheel shown in fig. 1 may be an elastic wheel of a known type, but for simplicity it has been shown as a rigid wheel. The web 1 of this wheel is fixed in any suitable way to the axle 2 which pivots, in the known manner, in boxes, one of which has been indicated simply by a rectangle 3 in phantom. The wheel thus represented is a driving wheel which receives its command from a receiver whose casing or casing is designated as a whole by 4 and which itself receives the driving force via a transmission shaft, not shown, this tree coming to settle
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at the entrance plate 5.
The output plate of the receiver is designated by 6. It is connected to the web of the wheel by a ring 7 made of rubber of suitable thickness. Of course, instead of a single crown, several could be used and the crown (s) could be fragmented into several distinct segments. The crown 7 is clamped by its peripheral edge between the veil 1 and a ring 8 and the assembly is completed by bolts 9.
It is fixed in the same way by its inner edge to the plate 6, that is to say it is clamped between a flange 10 of this plate and a ring 11 by bolts 12. In the embodiment chosen as an example, the link is completed as follows:
The axle 2 or the web 1 comprises, centered on its axis of revolution, a tip 13 which penetrates into a cavity
14 of the plate 6 and, in the meantime, there is disposed an elastic insert produced for example in the form of a sleeve 15.
The plate 6 has a central boss 16, in which part of the cavity 14 is also formed, and this boss is journaled in a roller bearing 17 which the tubular part 18 of the housing 4 of the receiver carries. This tubular part 18 supports, by means of another roller bearing 19, a toothed ring 20 which is connected to the backing 16 in any suitable way; for example by means of grooves or keys; the toothed ring 20 is meshed with two identical pinions 21-22.
Each of these pinions, pinion 22 for example, is supported
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by appropriate bearings, in this case the two roller bearings 23 in the case of the figure. The pinions 21-22 are integral, respectively, with the pinions 24-25, one or the other of which can be coupled to a shaft 26 by means of a slider 27 having two teeth at its ends.
The shaft 26, to which the slider is connected by a key 28 so as to be able to slide on it, passes through the pinions 21-22 which are therefore in the form of toothed rings and it has its own bearings such as the bearing 29 which , in the example chosen, constitutes the bearing common to this shaft 26 and to the drive force reception plate 5 indicated above. This plate is linked to the shaft 26 by any suitable means, for example by splines 30.
The housing 4 is closed on the outside, that is to say on the side opposite the wheel, by a removable cover 31 which allows inspection of the internal parts of the receiver 4.
So that the latter cannot rotate under the influence of the driving force received, it is connected, for example to the chassis of the vehicle, by a strut 32 suitably articulated.
It is clear from the description given above that the receiver 4 could contain not only a reverser but a speed change that could be achieved in the manner of the speed changes usually used in cars, taking advantage of the peculiarity specified above and according to which gears can be threaded on the main shaft, which reduces the bulk and avoids reactions, likewise the receiver could, as a variant or as a complementary measure, include a clutch such as a hydraulic clutch.
Obviously, the control mechanism described above applies equally well to wheels liable to
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turn individually on stub axles only on wheels linked to a rotary axle in accordance with usual railway practice. as shown in fig. 2, the mechanism described above can be applied to the control of an axle 33.
In this case, the essential organs of the receiver can be arranged as shown in fig. 3 where the elements corresponding to elements of FIG. 1 end up with identical references but assigned an accent.
The ring gear 34 is equivalent to the ring gear 20 and it has been assumed to be attached directly to the equivalent of the plate 6 which is here a ring 6 '. The gears or other elements of the receiver are housed inside the housing 4 '. The mechanism can obviously include two elastic rings 7 ', one on each side of the housing 4'. There must be a certain clearance between this housing and the flange carried by the axle. The housing 4 'can be hermetically closed by a crown 35 preventing the entry of dust, water, etc. by any similar means.
It goes without saying that modifications can be made to the transmission mechanism which has just been described, without departing from the scope of the present invention.
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