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"ROUE ELASTIQUE POUR VEHICULES ROUTIERS OU SUR RAILS, A BLOCS EN CAOUTCHOUC ET ORGANES D'ASSEMBLAGE CORRESPONDANTS". a (Inventeurs: A. BOSCHI et A. ANDANTI)
Dans les roues élastiques de type connu, dans lequel des éléments élastiques en caoutchouc en forme de blocs sont interposés et éventuelle- ment précomprimés entre des flasques, solidaires alternativement du moyeu et du bandage de la roue, les dits blocs travaillant au cisaillement sous les efforts agissant dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue, la connexion, en direction du dit axe,. entre les différentes parties de la roue ainsi que l'éventuelle précompression des éléments élastiques, sont généralement réalisées par le moyen de boulons ou autres organes méca- niques de connexion placés au dehors des dits blocs.
Cela exige une grande rigidité des flasques travaillant à la flexion, à cause de la distance qui existe entre le boulon (action) et le bloc de caoutchouc (réaction), et nécessite certaines précautions pour assurer le parallélisme et le centrage des flasqueso
Dans la roue qui constitue l'objet du présent brevet, ces incon- vénients ont été éliminés en faisant en sorte que les lignes d' action des organes de connexion axiale (qui agissent aussi pour l'éventuelle précom- pression axiale des éléments élastiques) coïncident avec les lignes de la réaction des blocs en caoutchouc, c'est-à-dire en appliquant la pression axiale exactement en correspondance de chaque bloc en caoutchouc.
De la sorte, on obtient plusieurs avantages. Tout d'abord les flasques externes deviennent moins lourds à cause de la réduction ("coete- ris paribus") des efforts de flexion agissant sur eux et, en plus du dit allègement qui par lui-même est un avantage, on réalise aussi une assez forte économie de construction.
En deuxième lieu, l'élimination des organes de connexion entre les divers blocs en caoutchouc, permet de former le flas- que central lien rayons" et de pourvoir le flasque latéral de saillies et de creux alternés, car en réalisant la connexion revendiquée par le présent brevet, les parties de flasque comprises entre les blocs adjacents ne sont pas nécessaires et peuvent être éliminées, de cet arrangement particulier
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dérive non seulement un allègement supplémentaire de la roue, mais aussi la possibilité d'enfiler les rayons du flasque central, éventuellement déjà pourvus des éléments élastiques, dans le flasque latéral à l'endroit des enfoncements de celui-ci, et d'amener ensuite le flasque central dans sa position finale par une rotation du dit flasque central par rapport aux flasques latéraux.
Cette connexion axiale en correspondance de chacun des blocs en caoutchouc et l'éventuelle précompression axiale de ces derniers peuvent être réalisées de plusieurs façons, dont nous allons par la suite donner des schémas. Dans le cas de roues légères qui doivent supporter des charges re- lativement limitées (surtout les roues pour véhicules routiers) et dans les- quelles l'épaisseur des flasques est relativement mince, cette fonction peut par exemple être remplie par simple serrage des flasques latéraux (voir les fige 1, 2 et 3, et 8 et 9)0
Pour des roues plus lourdes, comme c'est le cas des roues pour chemins de fer et tramways,
on peut par exemple atteindre ce but par une at- tache en baïonnette des petites oreilles dont sont pourvues les parties mé- talliques reliées aux blocs en caoutchouc et des cannelures adéquates pra- tiquées dans les flasques latéraux (voir les fig. 4, 5 et 15) ou bien on peut par exemple employer des boulons appliqués au centre de chaque bloc en caout- chouc (voir fig. 6 et 7, et 12 et 13).
Quelques exemples non limitatifs de réalisation de la roue formant l'objet du présent brevet sont représentés dans les dessins annexés, dans lesquels
La figo 1 montre en coupe diamétrale une forme d'exécution préfé- rée d'une roue pour application à des véhicules légers (spécialement véhicu- les routiers) représentée dans la position immédiatement préalable au serra- ge de l'organe de connexion axiale;
La figo 2 représente également en coupe diamétrale, la même roue déjà terminée, c'est-à-dire avec l'organe de connexion axiale dans sa posi- tion finale;
La fig. 3 montre, partiellement en coupe diamétrale et partielle- ment en vue frontale, la moitié supérieure de la roue terminée de la fig. 2, étant entendu que la moitié inférieure, non représentée au dessin, est éga- le et symétrique à la moitié représentée et forme un tout avec celle-ci;
La fige 4 représente en coupe diamétrale, une forme préférée de roue pour véhicules lourds (spécialement pour véhicules de chemins de fer et tramways);
La figo 5 représente, partiellement en coupe radiale et partielle- ment en vue frontale, la moitié supérieure de la roue représentée dans la fig. 4, étant entendu que l'autre moitié, non représentée, est égale et sy- métrique à la moitié représentée et forme un tout avec celle-ci;
Les fig. 6 et 7 montrent une variante de construction de la roue représentée dans les fig. 4 et 5 dont elle diffère par l'organe de connexion axiale ;
Les fig. 8 et 9 montrent une variante de construction de la roue des fig. 1, 2 et 3, dont elle diffère par la forme en couronne continue des flasques latéraux et par conséquent par leur position avant leur serrage contre les blocs en caoutchouc;
Les fig. 10 et 11 montrent un détail de la roue représentée dans les fig. 2 et 8, afin de montrer deux autres variantes de la connexion des blocs en caoutchouc avec le flasque central;
La fig. 12 représente une vue latérale d'une variante constructive de la roue de la fig. 6, dont la partie supérieure est coupée pour mettre en évidence -la forme en couronne circulaire du flasque.
La fig. 13 est une représentation, analogue à celle de la fige 7,
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de la même roue de la fig. 12; enfin
La fig. 14 représente un détail du flasque central de la roue des figo 4 et 5, et 6 et 7,et 10 et 11, afin de montrer la section ondulée de ce flasque central et sa connexion avec le moyeu, dans la roue montée sur l'axe de la voiture;
et la fige 15 représente une variante de construction des détails de la connexion des éléments élastiques avec les flasques en comparaison de celle représentée dans les fig. 4 et 50
S'en référant tout particulièrement à la fig. 1, laquelle, comme déjà mentionné, représente la forme d'exécution préférée d'une roue conve- nant spécialement pour véhicules routiers, les nombres de référence 1., 21.le désignent les éléments élastiques en caoutchouc respectivement compris entre le flasque central 2 et les flasques latéraux ou disques métalliques
3, 3'.
Dans cette roue le flasque central 2 doit être de préférence re- lié au moyeu et les disques ou flasques latéraux 3, 3' sont reliés à la jan- te de la roue, ou mieux encore forment une seule et même pièce avec la jante 4. Toutefois il n'est pas exclu d'adopter l'arrangement opposé., c'est-à-dire avec les flasques latéraux reliés au moyeu et les flasques centraux reliés à la jante ou bandage, surtout si la roue sert pour des véhicules de chemins de fer ou de tramways au lieu de véhicules routiers.
Les dits disques latéraux 3, 3' remplissent par eux-mêmes la fonc- tion d'organes de connexion axiale et éventuellement de précompression axia- le des éléments élastiques, comme il va être exposé par la suite. Cette fonction est réalisée par exemple au moyen d'une presse, par simple force- ment des disques latéraux eux-mêmes contre les éléments élastiqueso
Ce système de réaliser la connexion et l'éventuelle précompres- sion, entraine des avantages au point de vue de l'économie de construction, de la légèreté et de l'esthétique de la roue (élimination des boulons de serrage).
Les éléments élastiques 1. 1', sont préférablement des petits blocs cylindriques égaux, séparés et équidistants, comme on peut mieux voir sur la figo 3, disposés respectivement sur une première circonférence et sur une autre circonférence disposée symétriquement à la première, par rapport au flasque 2. Ce dernier présente des trous que traversent les boulons pour la connexion rigide de la roue au moyeu, comme c'est le cas dans les roues ordinaires de véhicules routiers.
Les disques 1, 3', ont la forme ondulée indiquée sur la fig. 3, c'est-à-dire qu'ils sont constitués par des saillies radiales 6 dirigées vers le centre de la roue et qui ren- ferment les enfoncements radiaux 7. et respectivement par des saillies ra- diales analogues 6' qui renferment les enfoncements radiaux 7'; de même le flasque 2 est constitué par des saillies radiales ou rayons 8, dirigés vers l'extérieur et qui renferment les enfoncements 9.
Les blocs élastiques 1, 1' sont reliés au flasque 2 et chacun d'eux porte à l'extrémité opposée un pivot 10, 10' qui doit s'enfiler dans le trou correspondant des disques 3, 3'.
Un des disques, par exemple celui qui est désigné par 3' dans la fige 1, est prévu déjà fixé dans sa position définitive, qui est celle qu'on a indiqué dans la fig. 1 et dans la fig. 2, tandis que l'autre disque, par exemple celui qui est désigné par 3, dans la fig. 1, est prévu légèrement soulevé, de façon à permettre pendant le montage de la roue, l'introduction à leur place des éléments élastiques.
Le montage est-fait comme suit : Leflasque 2, pourvu des éléments élastiques 1, 1', est introduit axialement entre les disques 3, de telle façon que les rayons 8 du flasque 2 pénètrent dans les parties rentrantes 7 du disque 3, puis en faisant tourner le flas- que 2 et les éléments élastiques dont il est pourvu jusqu'à ce que les rayons 8 se trouvent en face des saillies 6' du disque 3', on introduit les pivots 10' dans les trous correspondants du disque 3' tandis que le disque 3
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se trouve encore en position soulevée comme indiqué à la fige 1.
La forme en saillies et enfoncements radiaux des disques et du flas- que rend donc facile le montage de la roue, et il permet de réduire l'incli- naison du disque soulevé 3, laquelle n'a que pour but de permettre la libre rotation du flasque et des éléments élastiques par rapport aux flasques
3, 3'.
Ensuite, au moyen d'une presse ou d'un autre moyen approprié, on complète le pliage du disque 3. de façon que les pivots des blocs en caout- chouc pénètrent dans les trous correspondants 11 du disque 1, et on pousse
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le pliage du disque jusqu'à ce que les blocs en caoutchouc 1, l' soient sou- mis à la précompression axiale reconnue nécessaire pour le service. Ainsi la roue est terminée telle qu'indiqué à la fig. 2.
Par 12, 12' on a désigné des éventuelles nervures de renforcement
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des disques le 1: et par 11, 1l!., les armatures métalliques des blocs 1, 1', collées au caoutchouc par un des systèmes déjà connus. Par 14, enfin, est in- diqué en traits interrompus, le pneu dont la roue est généralement pourvue dans ses applications aux véhicules routiers.
Dans le cas où la roue est destinée à des véhicules lourds, une épaisseur sensiblement supérieure est nécessaire pour les flasques latéraux et leur pliage à la presse ou par des moyens analogues, présenterait dans la roue montée, de trop grandes difficultés.
Aussi dans ces cas, la connexion des différents éléments de la roue et l'éventuelle précompression axiale des blocs en caoutchouc sont réa- lisées d'une autre façono Les fig. 4 et 5 montrent un premier exemple de ce cas. Dans la figo 4 les blocs en caoutchouc,qui sont placés d'une manière symétrique par rapport au flasque central (d'une manière analogue à ce qui
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a été illustré pour la roue de la fig. 1) sont désignés par les numéros 15.
15'.
Par une méthode connue, ils sont collés vers l'intérieur, à des
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armatures métalliques oc, 16' pourvues d'une bague 17. 17'p et vers l'exté- rieur aux blocs métalliques 18. z pourvus de petites oreilles 19, 191. Les bagues 17. in assurent la liaison avec le flasque central 20, et les pe- tites oreilles 1 19' sont enfilées dans les ouvertures 21. 21' obtenues dans les flasques latéraux 22. 3g± qui sont constitués en une seule pièce avec l'organe de la roue (bandage ou moyeu) auquel ils sont reliés; dans le cas de la fig. 4 les flasques latéraux sont reliés au bandage 23 et le flasque central est relié au moyeu 24.
Dans les flasques latéraux il y a
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des siêges ''&2, 25' pour les petites oreilles 1, z' qui y sont engagées en comprimant d'abord axialement les blocs en caoutchouc par un quelconque moyen auxiliaire déjà connu, et en faisant ensuite tourner.les blocs en caoutchouc et les petits disques métalliques, jusqu'à ce que les petites
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oreilles bzz 12e se trouvent en présence des sièges 25., 25'. (connexion à baïonnette).
En supprimant l'action du moyen auxiliaire, la liaison entre les différentes parties de la roue demeure par l'effet de la réaction axiale des blocs en caoutchouc, dont la compression axiale peut être calculée se- lon les exigences du service.
Comme indiqué à la fig. 5, le flasque central 20 a une forme qui comprend des saillies radiales ou rayons 26 alternant avec des évidements radiaux 27, et de façon analogue les flasques latéraux 22, 22' présentent des saillies radiales 28, respectivement 28', alternant avec des évidements
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radiaux 29. respectivement 29'. comme il a été prévu pour la roue des fig.
1, 2 et 3, soit pour alléger la roue soit pour permettre d'enfiler ou de dégager axialement les flasques suivant n'importe quel ordre de succesion, après avoir imprimé une rotation relative entre les flasques, comme il a été mentionné dans le cas de la roue représentée aux fige 1, 2 et 3.
Le bandage 23 présente en regard des blocs en caoutchouc, une concavité désignée par 30, afin de permettre la libre déformation des blocs
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en caoutchouc,, sous l'action de la charge.
Le flasque central a une section de forme spéciale telle que re- présentée dans les figso 4, 5 et 14, sous forme de cloche et est éventuelle- ment pourvue des ondulations 31 de manière à obtenir une résistance mécani- que supérieure moyennant une très petite épaisseur, ce qui permet encore d'alléger la roue.
La roue est montée en réalisant une fixation très rigide du flas- que central sur le moyeu 24 au moyen des boulons 32, pourvus de la tête 33 et de l'écrou 34, et elle est réunie au moyeu par le collier en cornière 35 qui est rigidement relié au moyeu, et par les dites ondulations 31 du flas- que même qui s'introduisent dans le siège correspondant pratiqué dans le collier 35 du moyeu (voir fige 14).
Enfin 36 désigne un disque central de finissage, qui est fixé au flasque 20 et au prolongement 35 par les dits boulons 32.
La figo 5 est une vue frontale partiellement en coupe, de la moi- tié supérieure de la même roue. Les différentes pièces de la roue sont dé- signées par des numéros correspondants à ceux de la fige 4.
Une variante de construction de la roue des fig. 4 et 5 est re- présentée dans les fige 6 et 7. Dans cette variante l'organe de connexion axiale des différentes parties de la roue et d'éventuelle précompression axi- ale des blocs en caoutchouc est constitué par les boulons 37, pourvus des têtes 38 et des écrous 39, placés suivant l'axe des blocs en caoutchouc 40, 40', lesquels pour cela ont une forme torique ou autre quelconque et sont pourvus d'un trou central.
Ils sont munis sur leur face intérieur d'une armature métallique 16, 16' pourvue de la bague 17, 17' analogue à celles représentées à la figo 4, et, sur leur face extérieure, d'autres armatures qui trouvent leur siège dans les ouvertures circulaires 42, 42' pratiquées dans les flasques latéraux 22, 22' rigidement reliés au bandage 23; dans de telles ouvertures circulaires trouvent également leur siège, les disques métalliques 18, 18' (semblables à ceux 18, 18' de la fige 4, mais non pour- vus de petites oreilles et ayant des trous centraux). Dans cette roue les flasques peuvent être facilement montés de la manière déjà mentionnée pour la roue de la fige 4.
Quant aux blocs en caoutchouc, ils peuvent être en- filés axialement dans les ouvertures 42, 42' des flasques externes ; il suf- fira pour cela de graduer les diamètres des diverses parties des éléments élastiques, c'est-à-dire de faire le diamètre du caoutchouc et celui de ses armatures intérieures 16, 16' un peu plus petit que le diamètre des arma- tures extérieures 41,41', De la même façon ils peuvent être retirés de la roue, rendant ainsi leur rechange facile.
Les boulons de connexion 37 sont engagés chacun dans un manchon limiteur métallique 43, qui par ses épaulements 44 règle le rapprochement des disques métalliques 18, 18' au moment du montage, et conséquemment la valeur de l'éventuelle précompression axiale des blocs en caoutchouc.
Le trou 45 des blocs en caoutchouc et les trous correspondants du flasque central ont un diamètre de préférence plus large que le diamètre extérieur du manchon limiteur, afin d'éviter tout contact direct entre ce- lui-ci et le flasque central et entre le manchon et les blocs en caoutchouc, même quand ces derniers se déforment sous l'action des forces externes agissant sur la roue.
Les autres parties de la roue sont les mêmes que celles de la roue représentée aux fig. 4 et 5, et sont aussi désignées par des nombres correspondants.
Il doit cependant être entendu que même dans la roue des fige 6 et 7 les armatures métalliques externes 41, 41' des blocs en caoutchouc peu- vent manquer, et ceux-ci peuvent être collés directement sur les disques mé- talliques 18, 18'; dans ce cas aussi rien ne change quant au montage et au démontage des blocs en caoutchouc.
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Bien que la conformation en rayons du flasque central et en sail- lies et évidements radiaux du flasque latéral donne plusieurs avantages com- me spécifié ci-dessus et constitue donc la forme d'exécution préférée, cette conformation n'est cependant pas indispensable, ni dans la roue pour véhicu- les légers ni dans les roues pour véhicules lourds. Au contraire on peut monter également la roue.si les flasques ont la forme d'une couronne circu- laire continue, c'est-à-dire sans saillies ni évidements radiaux comme re- présenté dans les fig. 8 et 9 pour la roue de véhicules légers et dans les fige 12 et 13 pour la roue de véhicules lourds.
En s'en référant à la fig. 8, celle-ci est semblable à la fig. 1 de laquelle elle diffère par le fait qu'un des flasques, par exemple celui désigné par 3, est soulevé davantage, afin de laisser passer librement en direction axiale le flasque pourvu des éléments élastiques et de réaliser ainsi le montage de la roue.
Aussitôt que les diverses parties de la roue se trouvent toutes dans leur position réciproque exacte, au moyen d'une presse ou autre moyen convenable, on finit le pliage du flasque 3, donnant ainsi en même temps l'éventuelle précompresion axiale aux blocs en caoutchouc; on obtient ain- si la roue finie avec les flasques dans la position indiquée dans la fig. 2.
Dans la fig. 9, qui représente la moitié supérieure de la roue de la fig. 8, partiellement en vue et partiellement en coupe, apparait la forme du flasque constitué en couronne circulaire et non en saillies et évidements.
Les différentes parties de la raae sont indiquées dans les fig.
8 et 9 par les mêmes références que les parties correspondantes des fig.
1, 2 et 3.
Dans'les fig. 1, 2 et 8 les blocs en caoutchouc sont représen- tés directement collés sur le flasque 2. Les fig. 10 et 11 représentent deux variantes dans la construction de ce cas particulier; dans celles-ci tous les blocs en caoutchouc 1, 1' portent sur leurs deux faces, les arma- tures métalliques 13, 13' et 6 46' collées au caoutchouc par un système bien connu. Les armatures !.il, 46' sont ensuite reliées au flasque 2, par exemple au moyen des rivures ±, comme représenté dans la variante de la fig. 10, ou bien en introduisant les pivots 48, 48', dont sont pourvues les armatures intérieures 46, 46', dans des sièges correspondants et trous pra- tiqués dans le flasque 2, comme représenté dans la fige 11.
Une autre variante de construction non représentée dans les des- sins, consiste à pourvoir les flasques latéraux 3, 3' de pivots semblables à ceux 10, 10' de la fig. l, au lieu des trous 11 ; on pratique, au contrai- re des trous semblables aux trous 11 dans les armatures métalliques exté- rieures 13, 13' des blocs en caoutchouc. C'est-à-dire qu'on a quant à ces particularités, une construction inverse à celle de la fige 1.
Quant à la roue pour véhicules lourds, le flasque en forme de couronne circulaire est représenté dans les fige 12 et 13. Pour toutes les autres parties, la roue est semblable à celle des fig. 6 et 7 et les diver- ses parties correspondantes sont désignées par les mêmes références. Il suf- fit seulement de remarquer que dans le cas des roues pour véhicules lourds, pourvues de flasques en couronne circulaire, un des flasques latéraux doit nécessairement être construit séparément de l'organe (bandage ou moyeu) de la roue auquel les flasques latéraux sont reliés, ce afin de laisser passer le flasque central pendant le montage et le démontage de la roue.
Dans les fig. 12 et 13 est représenté constructivement séparé du bandage, le flasque latéral 22, qui s'emboite dans le siège 49 pratiqué dans le bandage 23, tandis que l'autre flasque latéral 22 est supposé fa- briqué d'une seule et même pièce que le bandage
Quant aux blocs en caoutchouc 40, 40', ils peuvent être en ce cas reliés au flasque central 20 avant d'être montés sur la roue, ou bien ils peuvent être' successivement enfilés axialement au travers des ouvertures
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circulaires des flasques latéraux comme dans le cas de la roue représentée aux figo 6 et 70
La fige 14 est une coupe limitée à la zone de connexion entre le flasque central et le moyeu, suivant le plan X - Y de la fig.
5, et sert à mettre en évidence la section ondulée du flasque central 20 et l'emboite- ment de l'ondulation 31 du flasque dans le siège correspondant du collier 35 qui, comme indiqué dans la fige 4, est soudé au moyeu, ou réuni rigide- ment à celui-ci par un moyen quelconque,
Cet encastrement forme une fixation du flasque pour sa connexion avec le moyeu ; au surplus il décharge sensiblement du couple de torsion les boulons de connexion 2 (voir les fig. 4, 6 et 12), permettant ainsi de réduire la section et par conséquent le poids de ces boulons ±±. Enfin 6 désigne le disque central dé finissage représenté aussi dans les fig. 3, 6 et 12.
Enfin dans la fige 15 est montrée une variante de construction des particularités de la connexion entre les éléments élastiques et les flasques, moyennant les petites oreilles décrites sur les fig. 4 et 5.
Cette variante a pour but de simplifier le montage des éléments élastiques, en comparaison des procédés de montage déjà connus, et de mieux assurer la position de ces derniers au service, surtout pour éviter qu'ils puissent tourner par rapport au flasque. Selon la fig. 5 les blocs en caoutchouc 15, 15' sont percés au centre et les trous des armatures internes 17, 17' por- tent un filet 50, 50'. Cette conformation pèrmet d'obtenir séparément, d'une manière très simple et efficace, le forcement préalable des blocs et de les monter sur la roue, déjà dans la condition de précompression. A éet- te fin on emploie deux mandrins filetés 51, 51' qui sont introduits dans les dits filets 50, 50', au moyen des volants 52, 52'.
En fixant l'armature 17, 17', au fur et à mesure que le mandrin..21, 51' se visse, le bloc de pression 53, 53', en agissant sur les disques métalliques 18, 18' consti- tuant les armatures extérieures du caoutchouc et pourvues des petites oreil- les 19, 19', provoque la compression des blocs en caoutchouc 15, 15'. Cette opération peut être exécutée séparément, c'est-à-dire avant de monter les blocs en caoutchouc sur la roue.
Après' avoir obtenu la.valeur de compression désirée, chaque assemblage constitué par un bloc en caoutchouc avec ses ar- matures et par le mandrin métallique avec son volant et le bloc de pression, est enfilé dans un des trous pratiqués dans les flasques latéraux 22, 22', d'une manière analogue à celle mentionnée dans le cas des fig. 4 et 5, en faisant attention d'enfiler en même temps, la paire des blocs en caoutchouc qui dans la roue finie doivent se faire vis à vis et de les rendre solidaires l'un de l'autre au moyen des pivots 54, 54' qui s'engagent dans les trous correspondants 55, 55' pratiqués dans les armatures internes opposées.
En faisant tourner tout l'ensemble, l'assemblage à baionnette déjà décrit dans le cas des fig. 4 et 5, permet de porter les blocs en caoutchouc et les armatures correspondantes dans la position exacte, et les disques métalli- ques 18, 18' sont ensuite fixés aux flasques latéraux 22, 22' au moyen de vis 56 et des vis correspondantes 56', non représentées dans la figure; après cela on dévisse les mandrins 51, 51' et ainsi les blocs en caoutchouc restent comprimés et se trouvent avec leurs armatures dans la position ex- acte. Les dites vis 56, 56' ont pour fonction d'empêcher toute possibilité de rotation des blocs en caoutchouc et de leurs armatures pendant le ser- vice.
Tout ce qui est décrit et représenté dans les dessins est donné à titre d'exemple non limitatif et partant il va de soi que des variations ultérieures peuvent être apportées à la roue, dans les particularités de construction, 'quant à la forme des diverses parties, à leur connexion., etc.... tout en restant dans le cadre du présent brevet. On peut ainsi va- rier soit le nombre, soit la forme qui peut être par exemple en secteurs d'une couronne circulaire ou bien en blocs tron-côniques, etc.., soit encore les dimensions et même la disposition des blocs en caoutchouc;
qui peuvent par exemple constituer non pas une seule, mais deux ou plusieurs séries ou,
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couronnes concentriques situées de chaque côté du flasque central, les blocs d'une couronne travaillant en parallèle ou en série avec ceux de l'autre couronne.
De même, par exemple, dans la roue pour véhicules lourds décrite ci-dessus, peuvent être omises les armatures métalliques des blocs en ca- outchouc, du côté du flasque central, auquel les blocs en caoutchouc seront donc collés directement.
REVENDICATIONS.
1. - Roue élastique pour véhicules routiers ou véhicules sur rails, du type dans lequel les éléments élastiques sont compris et éventuellement précomprimés entre un flasque métallique central solidaire du moyeu ou res- pectivement du bandage et deux flasques métalliques latéraux solidaires du bandage ou respectivement du moyeu, les éléments élastiques étant constitués par des blocs ou secteurs en caoutchouc travaillant au cisaillement lorsque la charge agit dans un plan perpendiculaire à l'axe de la roue caractérisée par le fait que la ligne d'action des organes de connexion axiale des diffé- rentes parties de la roue ou d'éventuelle précompression axiale des éléments élastiques se situe en correspondance de chacun des éléments élastiques en caoutchouc.
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"ELASTIC WHEEL FOR ROAD VEHICLES OR ON RAILS, WITH RUBBER BLOCKS AND CORRESPONDING ASSEMBLIES". a (Inventors: A. BOSCHI and A. ANDANTI)
In elastic wheels of known type, in which elastic rubber elements in the form of blocks are interposed and optionally pre-compressed between flanges, alternately secured to the hub and to the tire of the wheel, said blocks working in shear under the forces acting in a plane perpendicular to the axis of rotation of the wheel, the connection, in the direction of said axis ,. between the different parts of the wheel as well as the possible precompression of the elastic elements, are generally carried out by means of bolts or other mechanical connection members placed outside said blocks.
This requires great rigidity of the flanges working in bending, because of the distance that exists between the bolt (action) and the rubber block (reaction), and requires certain precautions to ensure the parallelism and the centering of the flanges.
In the wheel which is the subject of the present patent, these drawbacks have been eliminated by ensuring that the lines of action of the axial connecting members (which also act for the possible axial precompression of the elastic elements) coincide with the lines of the reaction of the rubber blocks, that is, applying the axial pressure exactly in correspondence of each rubber block.
In this way, several advantages are obtained. First of all, the external flanges become less heavy because of the reduction ("coeteris paribus") of the bending forces acting on them and, in addition to the said lightening which in itself is an advantage, a reduction is also achieved. fairly strong construction economy.
Secondly, the elimination of the connecting members between the various rubber blocks makes it possible to form the central flange "spokes link" and to provide the lateral flange with alternating projections and hollows, because by making the connection claimed by the present patent, the flange parts between the adjacent blocks are not necessary and can be eliminated, from this particular arrangement
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derives not only an additional lightening of the wheel, but also the possibility of threading the spokes of the central flange, possibly already provided with the elastic elements, in the side flange at the place of the depressions of this one, and then bringing the central flange in its final position by a rotation of said central flange relative to the side flanges.
This axial connection in correspondence of each of the rubber blocks and the possible axial precompression of the latter can be achieved in several ways, of which we will subsequently give diagrams. In the case of light wheels which have to withstand relatively limited loads (especially wheels for road vehicles) and where the thickness of the flanges is relatively thin, this function can for example be fulfilled by simply tightening the side flanges. (see figs 1, 2 and 3, and 8 and 9) 0
For heavier wheels, as is the case with wheels for railways and tramways,
this can be achieved, for example, by a bayonet attachment of the small ears with which the metal parts connected to the rubber blocks are provided and by suitable grooves made in the side flanges (see fig. 4, 5 and 15) or, for example, bolts applied to the center of each rubber block can be used (see fig. 6 and 7, and 12 and 13).
Some non-limiting examples of the embodiment of the wheel forming the subject of the present patent are shown in the accompanying drawings, in which
Fig. 1 shows in diametrical section a preferred embodiment of a wheel for application to light vehicles (especially road vehicles) shown in the position immediately prior to the tightening of the axial connection member;
Fig. 2 also shows in diametral section the same wheel already completed, that is to say with the axial connection member in its final position;
Fig. 3 shows, partially in diametrical section and partially in front view, the upper half of the completed wheel of FIG. 2, it being understood that the lower half, not shown in the drawing, is equal and symmetrical to the half shown and forms a whole therewith;
Fig 4 represents in diametral section, a preferred form of wheel for heavy vehicles (especially for railway and tramway vehicles);
Fig. 5 shows, partially in radial section and partially in front view, the upper half of the wheel shown in fig. 4, it being understood that the other half, not shown, is equal and symmetrical to the half shown and forms a whole with the latter;
Figs. 6 and 7 show an alternative construction of the wheel shown in FIGS. 4 and 5 from which it differs by the axial connection member;
Figs. 8 and 9 show an alternative construction of the wheel of FIGS. 1, 2 and 3, from which it differs by the continuous crown shape of the lateral flanges and consequently by their position before their clamping against the rubber blocks;
Figs. 10 and 11 show a detail of the wheel shown in figs. 2 and 8, in order to show two other variants of the connection of the rubber blocks with the central flange;
Fig. 12 shows a side view of a constructive variant of the wheel of FIG. 6, the upper part of which is cut to highlight -the circular crown shape of the flange.
Fig. 13 is a representation, similar to that of fig 7,
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of the same wheel of FIG. 12; finally
Fig. 14 shows a detail of the central flange of the wheel of figs 4 and 5, and 6 and 7, and 10 and 11, in order to show the corrugated section of this central flange and its connection with the hub, in the wheel mounted on the axis of the car;
and the rod 15 shows an alternative construction of the details of the connection of the elastic elements with the flanges compared to that shown in figs. 4 and 50
With particular reference to FIG. 1, which, as already mentioned, represents the preferred embodiment of a wheel especially suitable for road vehicles, the reference numbers 1, 21 denote the elastic rubber elements respectively included between the central flange 2 and side shields or metal discs
3, 3 '.
In this wheel, the central flange 2 should preferably be connected to the hub and the side discs or flanges 3, 3 'are connected to the rim of the wheel, or better still form one and the same part with the rim 4. However, it is not excluded to adopt the opposite arrangement., That is to say with the side flanges connected to the hub and the central flanges connected to the rim or tire, especially if the wheel is used for vehicles. railways or streetcars instead of road vehicles.
Said lateral discs 3, 3 'fulfill by themselves the function of axial connection members and possibly of axial precompression of the elastic elements, as will be explained below. This function is performed, for example, by means of a press, by simply forcing the side discs themselves against the elastic elements.
This system of making the connection and any pre-compression, brings about advantages from the point of view of economy of construction, lightness and aesthetics of the wheel (elimination of tightening bolts).
The elastic elements 1.1 ', are preferably small equal cylindrical blocks, separated and equidistant, as can best be seen in figo 3, respectively disposed on a first circumference and on another circumference disposed symmetrically to the first, relative to the flange 2. The latter has holes through which the bolts pass for the rigid connection of the wheel to the hub, as is the case in ordinary road vehicle wheels.
The discs 1, 3 ', have the wavy shape shown in fig. 3, that is to say that they are constituted by radial projections 6 directed towards the center of the wheel and which contain the radial recesses 7. and respectively by similar radial projections 6 'which contain the radial recesses 7 '; similarly, the flange 2 is formed by radial projections or spokes 8, directed outwards and which contain the recesses 9.
The elastic blocks 1, 1 'are connected to the flange 2 and each of them carries at the opposite end a pivot 10, 10' which must be threaded into the corresponding hole of the discs 3, 3 '.
One of the discs, for example the one designated by 3 'in fig 1, is provided already fixed in its final position, which is that indicated in FIG. 1 and in fig. 2, while the other disc, for example the one designated by 3, in fig. 1, is provided slightly raised, so as to allow, during assembly of the wheel, the introduction in their place of the elastic elements.
The assembly is done as follows: The flange 2, provided with elastic elements 1, 1 ', is introduced axially between the discs 3, so that the spokes 8 of the flange 2 penetrate the re-entrant parts 7 of the disc 3, then in rotating the flange 2 and the elastic elements with which it is provided until the spokes 8 are in front of the projections 6 'of the disc 3', the pins 10 'are introduced into the corresponding holes of the disc 3' while disk 3
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is still in the raised position as shown in fig 1.
The radial protruding and recessed shape of the discs and of the flange therefore makes it easy to assemble the wheel, and it makes it possible to reduce the inclination of the raised disc 3, which is only intended to allow free rotation. of the flange and elastic elements in relation to the flanges
3, 3 '.
Then, by means of a press or other suitable means, the folding of the disc 3 is completed so that the pivots of the rubber blocks enter the corresponding holes 11 of the disc 1, and one pushes
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folding the disc until the rubber blocks 1, 1 'are subjected to the axial precompression recognized as necessary for service. Thus the wheel is finished as indicated in fig. 2.
By 12, 12 'are designated any reinforcing ribs
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discs 1: and by 11, 11!., the metal reinforcements of the blocks 1, 1 ', bonded to the rubber by one of the systems already known. Finally, 14 is indicated in broken lines, the tire with which the wheel is generally provided in its applications to road vehicles.
In the case where the wheel is intended for heavy vehicles, a substantially greater thickness is necessary for the side flanges and their folding in the press or by similar means, would present too great difficulties in the mounted wheel.
Also in these cases, the connection of the different elements of the wheel and the possible axial precompression of the rubber blocks are carried out in another way. 4 and 5 show a first example of this case. In figo 4 the rubber blocks, which are placed symmetrically with respect to the central flange (in a manner analogous to what
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has been illustrated for the wheel of FIG. 1) are designated by the numbers 15.
15 '.
By a known method, they are glued inwards, at
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metal reinforcements oc, 16 'provided with a ring 17. 17'p and towards the outside with metal blocks 18. z provided with small ears 19, 191. The rings 17. in ensure the connection with the central flange 20 , and the small ears 1 19 'are threaded into the openings 21. 21' obtained in the side flanges 22. 3g ± which are made in one piece with the member of the wheel (tire or hub) to which they are connected; in the case of fig. 4 the side flanges are connected to the tire 23 and the central flange is connected to the hub 24.
In the side shields there is
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seats " & 2, 25 'for the small ears 1, z' which are engaged therein by first axially compressing the rubber blocks by some auxiliary means already known, and then rotating the rubber blocks and the small metal discs, until the small
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bzz 12e ears are in the presence of seats 25., 25 '. (bayonet connection).
By eliminating the action of the auxiliary means, the connection between the different parts of the wheel remains by the effect of the axial reaction of the rubber blocks, the axial compression of which can be calculated according to the requirements of the service.
As shown in fig. 5, the central flange 20 has a shape which comprises radial projections or spokes 26 alternating with radial recesses 27, and similarly the lateral flanges 22, 22 'have radial projections 28, respectively 28', alternating with recesses
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radials 29. respectively 29 '. as has been provided for the wheel of FIGS.
1, 2 and 3, either to lighten the wheel or to allow the flanges to be inserted or disengaged axially in any order of suction, after having printed a relative rotation between the flanges, as was mentioned in the case of the wheel shown in figs 1, 2 and 3.
The tire 23 has, opposite the rubber blocks, a concavity designated by 30, in order to allow the free deformation of the blocks.
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rubber, under the action of the load.
The central flange has a specially shaped section as shown in Figs. 4, 5 and 14, in the form of a bell and is optionally provided with corrugations 31 so as to obtain a higher mechanical resistance with a very small thickness, which further lightens the wheel.
The wheel is mounted by making a very rigid fixing of the central flange on the hub 24 by means of the bolts 32, provided with the head 33 and the nut 34, and it is joined to the hub by the angle collar 35 which is rigidly connected to the hub, and by said corrugations 31 of the flange itself which are introduced into the corresponding seat made in the collar 35 of the hub (see fig. 14).
Finally 36 designates a central finishing disc, which is fixed to the flange 20 and to the extension 35 by said bolts 32.
Fig. 5 is a front view, partially in section, of the upper half of the same wheel. The various parts of the wheel are designated by numbers corresponding to those in fig 4.
An alternative construction of the wheel of FIGS. 4 and 5 is shown in figs 6 and 7. In this variant, the member for axial connection of the various parts of the wheel and for any axial precompression of the rubber blocks is formed by bolts 37, provided with heads 38 and nuts 39, placed along the axis of the rubber blocks 40, 40 ', which for this have a toroidal or any other shape and are provided with a central hole.
They are provided on their inner face with a metal frame 16, 16 'provided with the ring 17, 17' similar to those shown in figo 4, and, on their outer face, other frames which find their seat in the circular openings 42, 42 'made in the side flanges 22, 22' rigidly connected to the tire 23; in such circular openings also find their seat, the metal discs 18, 18 '(similar to those 18, 18' of fig 4, but not provided with small ears and having central holes). In this wheel the flanges can be easily mounted in the way already mentioned for the wheel in fig 4.
As for the rubber blocks, they can be threaded axially into the openings 42, 42 'of the outer flanges; it will suffice for this to graduate the diameters of the various parts of the elastic elements, that is to say to make the diameter of the rubber and that of its internal reinforcements 16, 16 'a little smaller than the diameter of the reinforcements. external tures 41,41 ', They can also be removed from the wheel, making their replacement easy.
The connection bolts 37 are each engaged in a metal limiting sleeve 43, which by its shoulders 44 regulates the approach of the metal discs 18, 18 'at the time of assembly, and consequently the value of the possible axial precompression of the rubber blocks.
The hole 45 of the rubber blocks and the corresponding holes in the central flange have a diameter preferably larger than the outer diameter of the limiting sleeve, in order to avoid any direct contact between the latter and the central flange and between the sleeve. and rubber blocks, even when the latter deform under the action of external forces acting on the wheel.
The other parts of the wheel are the same as those of the wheel shown in fig. 4 and 5, and are also designated by corresponding numbers.
It should be understood, however, that even in the wheel of the pins 6 and 7 the outer metal reinforcements 41, 41 'of the rubber blocks may be missing, and these may be glued directly to the metal discs 18, 18'. ; in this case also nothing changes with regard to the assembly and disassembly of the rubber blocks.
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Although the conformation in radii of the central flange and in radial projections and recesses of the lateral flange gives several advantages as specified above and therefore constitutes the preferred embodiment, this conformation is however not essential, nor in the wheel for light vehicles and in the wheels for heavy vehicles. On the contrary, the wheel can also be mounted. If the flanges have the shape of a continuous circular crown, that is to say without protrusions or radial recesses as shown in figs. 8 and 9 for the wheel of light vehicles and in figs 12 and 13 for the wheel of heavy vehicles.
With reference to FIG. 8, this is similar to FIG. 1 from which it differs by the fact that one of the flanges, for example that designated by 3, is raised further, in order to allow the flange provided with the elastic elements to pass freely in the axial direction and thus to mount the wheel.
As soon as the various parts of the wheel are all in their exact reciprocal position, by means of a press or other suitable means, the bending of the flange 3 is finished, thus giving at the same time the possible axial precompression to the rubber blocks. ; we thus obtain the finished wheel with the flanges in the position indicated in fig. 2.
In fig. 9, which represents the upper half of the wheel of FIG. 8, partially in view and partially in section, appears the shape of the flange consisting of a circular crown and not of projections and recesses.
The different parts of the raae are shown in figs.
8 and 9 by the same references as the corresponding parts of FIGS.
1, 2 and 3.
In fig. 1, 2 and 8, the rubber blocks are shown glued directly to the flange 2. Figs. 10 and 11 represent two variants in the construction of this particular case; in these all the rubber blocks 1, 1 'carry on their two faces the metal reinforcements 13, 13' and 6 46 'bonded to the rubber by a well known system. The reinforcements! .Il, 46 'are then connected to the flange 2, for example by means of the rivets ±, as shown in the variant of FIG. 10, or else by introducing the pivots 48, 48 ', with which the internal frames 46, 46' are provided, in corresponding seats and holes made in the flange 2, as shown in fig 11.
Another alternative construction, not shown in the drawings, consists in providing the side flanges 3, 3 'with pins similar to those 10, 10' of FIG. l, instead of holes 11; on the contrary, holes similar to holes 11 are made in the outer metal frames 13, 13 'of the rubber blocks. That is to say that we have as for these particularities, a construction opposite to that of fig 1.
As for the wheel for heavy vehicles, the flange in the form of a circular crown is shown in figs 12 and 13. For all other parts, the wheel is similar to that of FIGS. 6 and 7 and the various corresponding parts are designated by the same references. It suffices only to notice that in the case of wheels for heavy vehicles, provided with circular crown flanges, one of the side flanges must necessarily be constructed separately from the member (tire or hub) of the wheel to which the side flanges are. connected, in order to allow the central flange to pass during assembly and disassembly of the wheel.
In fig. 12 and 13 is shown constructively separated from the tire, the side flange 22, which fits into the seat 49 made in the tire 23, while the other side flange 22 is assumed to be made in one and the same part as the bandage
As for the rubber blocks 40, 40 ', in this case they can be connected to the central flange 20 before being mounted on the wheel, or they can be' successively threaded axially through the openings.
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circular side shields as in the case of the wheel shown in figs 6 and 70
The pin 14 is a section limited to the connection zone between the central flange and the hub, along the X - Y plane of FIG.
5, and serves to highlight the corrugated section of the central flange 20 and the engagement of the corrugation 31 of the flange in the corresponding seat of the collar 35 which, as shown in figure 4, is welded to the hub, or rigidly joined to it by any means,
This embedding forms a fixing of the flange for its connection with the hub; moreover, it significantly relieves the connection bolts 2 of the torque from the torque (see fig. 4, 6 and 12), thus making it possible to reduce the section and consequently the weight of these bolts ± ±. Finally 6 denotes the central finishing disc also shown in FIGS. 3, 6 and 12.
Finally in fig 15 is shown an alternative construction of the particularities of the connection between the elastic elements and the flanges, by means of the small ears described in FIGS. 4 and 5.
The purpose of this variant is to simplify the assembly of the elastic elements, in comparison with the assembly methods already known, and to better ensure the position of the latter in service, above all to prevent them from being able to rotate relative to the flange. According to fig. 5 the rubber blocks 15, 15 'are drilled in the center and the holes of the internal frames 17, 17' carry a thread 50, 50 '. This conformation makes it possible to obtain separately, in a very simple and efficient manner, the prior forcing of the blocks and to mount them on the wheel, already in the precompression condition. Finally, two threaded mandrels 51, 51 'are used which are introduced into said threads 50, 50', by means of handwheels 52, 52 '.
By fixing the frame 17, 17 ', as the mandrel..21, 51' is screwed, the pressure block 53, 53 ', by acting on the metal discs 18, 18' constituting the The outer reinforcements of the rubber and provided with the small ears 19, 19 ', cause the compression of the rubber blocks 15, 15'. This operation can be carried out separately, i.e. before mounting the rubber blocks on the wheel.
After having obtained the desired compression value, each assembly consisting of a rubber block with its armatures and of the metal mandrel with its handwheel and the pressure block, is threaded into one of the holes made in the side flanges 22 , 22 ', in a manner analogous to that mentioned in the case of FIGS. 4 and 5, being careful to put on at the same time, the pair of rubber blocks which in the finished wheel must face each other and make them integral with each other by means of the pivots 54, 54 'which engage in the corresponding holes 55, 55' made in the opposing internal frames.
By rotating the whole assembly, the bayonet assembly already described in the case of FIGS. 4 and 5, allows to wear the rubber blocks and the corresponding reinforcements in the exact position, and the metal discs 18, 18 'are then fixed to the side flanges 22, 22' by means of screws 56 and the corresponding screws 56 ', not shown in the figure; after that the mandrels 51, 51 'are unscrewed and thus the rubber blocks remain compressed and are with their reinforcements in the exact position. Said screws 56, 56 'have the function of preventing any possibility of rotation of the rubber blocks and their reinforcements during service.
Everything which is described and shown in the drawings is given by way of non-limiting example and therefore it goes without saying that subsequent variations can be made to the wheel, in the construction features, as to the shape of the various parts. , at their connection., etc .... while remaining within the scope of this patent. It is thus possible to vary either the number or the shape which can be, for example, in sectors of a circular ring or else in truncated conical blocks, etc., or even the dimensions and even the arrangement of the rubber blocks;
which may for example constitute not one, but two or more series or,
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concentric rings located on each side of the central flange, the blocks of one ring working in parallel or in series with those of the other ring.
Likewise, for example, in the wheel for heavy vehicles described above, the metal reinforcements of the rubber blocks can be omitted, on the side of the central flange, to which the rubber blocks will therefore be glued directly.
CLAIMS.
1. - Resilient wheel for road vehicles or vehicles on rails, of the type in which the resilient elements are included and optionally pre-compressed between a central metal flange secured to the hub or respectively to the tire and two lateral metal flanges secured to the tire or respectively to the tire. hub, the elastic elements being constituted by blocks or sectors of rubber working in shear when the load acts in a plane perpendicular to the axis of the wheel characterized by the fact that the line of action of the axial connection members of the different rents parts of the wheel or possible axial precompression of the elastic elements is located in correspondence of each of the elastic rubber elements.