Dispositif d'entraînement d'une roue de véhicule. La présente invention a pour objet un dispositif d'entraînement d'une roue de véhi cule, qui trouve son application principale ment, mais non exclusivement, dans la com mande 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 d'efforts et de chocs s'exerçant sur les roues, notamment dans le sens verti cal et dans le sens transversal de 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 sur face de roulement de la roue et le corps de cette roue sont interposés des organes élas tiques tels que pneumatiques ou garnitures élastiques pleines, les vibrations, trépidations, etc., transmises au corps de roue ne sont pas éliminées, mais se trouvent seulement atté nuées d'autant plus qu'en raison des limita tions imposées à la hauteur du boudin de gui- dage l'élasticité des organes intermédiaires doit nécessairement être réduite. D'ailleurs l'utilisation d'organes intermédiaires élasti ques n'a été adoptée jusqu'ici dans l'indus trie des chemins de fer que pour les véhicules légers du genre des automobiles.
On comprend donc que les éléments voi sins des roues motrices et assurant la trans mission 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'ex périence. Lorsque l'on veut utiliser des pa liers 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 li néaires le long des couronnes enserrant les billes 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 dispositif d'entraînement qui fait l'ob jet de l'invention a été conçu dans le but d'apporter un remède aux inconvénients expo sés ci-dessus et s'applique donc dans tous les cas où des vibrations, trépidations, etc., im primées à la surface de roulement de la roue ne doivent pas se propager au delà de l'or gane commandé, c'est-à-dire ne doivent pas se faire sentir dans le ou les organes d'entraî nement.
A cet effet, le dispositif d'entraînement comporte un organe d'entraînement qui est monté flottant par rapport à la roue, grâce au fait que sa suspension est assurée au moins en partie par un accouplement élas tique servant à la transmission des couples entre ledit organe et la roue.
La roue ou un élément capable d'action ner celle-ci peut être relié, par exemple, à un plateau ou à une couronne d'entraînement, par l'intermédiaire de l'accouplement élasti que; de préférence l'élasticité est fournie par une couronne épaisse on une série de cou ronnes de caoutchouc ou matière analogue qui peut ou qui peuvent être fixées par un bord à l'organe d'entraînement et par l'autre bord à la roue et qui peuvent être disposées dans un plan à peu près perpendiculaire à l'axe de l'essieu, afin que les vibrations, trépidations, etc. soient amorties dans toutes les directions.
Dans la forme d'exécution qui lui est don née de préférence, le dispositif d'entraîne ment présente un dispositif de commande comportant un plateau d'entraînement et monté flottant sur la roue grâce à la liaison de ce plateau au voile de la roue par la sim ple entremise d'une couronne élastique placée comme il a été dit plus haut, le carter ou bâti du dispositif de commande étant réuni au véhicule par une jambe de force articulée;
par suite de ce montage, le dispositif de com mande peut suivre la roue dans ses déplace ments d'amplitude relativement grande mais les petits mouvements, les vibrations, trépi dations, etc. ne se transmettent pas jusqu'à ce dispositif de commande; d'ailleurs le dis positif de commande représente d'ordinaire 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 clans ses petits déplacements rapides et généralement désordonnés.
Le dispositif de commande peut en parti culier être un dispositif mécanique recevant un couple d'un arbre de commande et trans- mettant ce couple au plateau par l'intermé diaire d'engrenages intérieurs qui peuvent être ceux d'un changement de vitesse ou plus simplement ceux d'un dispositif de renverse ment de marche.
Le dispositif de commande ainsi réalisé peut comporter un arbre princi pal possédant ses paliers propres et action nant 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 dans une certaine mesure une réac tion réciproque entre l'arbre et les engre nages.
Dans une forme d'exécution, le plateau d'entraînement de la roue présente en son centre un logement destiné à recevoir, avec interposition d'une douille élastique, une bro che portée par la roue, ce qui complète l'ac couplement élastique entre l'organe moteur et l'organe entraîné.
Une telle disposition offre de plus une sé curité par ce fait qu'elle empêche la chute du dispositif de commande et les troubles qui en seraient la conséquence si la liaison élas tique principale venait à se rompre.
Pour les véhicules sur rails, suivant une disposition déjà recommandée, le dispositif de commande est placé à l'extérieur de la roue, ce qui rend aisément accessible toute la transmission et notamment les organes inté rieurs du dispositif de commande, lequel est fermé par un couvercle amovible.
Le dessin représente, partiellement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution<B>du</B> dispositif selon l'invention, La fig. 1 représente avec arrachement et partiellement une roue de véhicule de chemin de fer ainsi que son dispositif de commande à inversion du sens d'entraînement: La fig. 2 montre schématiquement et à échelle réduite un essieu de véhicule de che min muni dans sa partie médiane d'un dis positif de commande; La fig. 3 donne le détail du montage de ce dernier dispositif.
Dans les exemples choisis, on a supposé que la force motrice était fournie au disposi tif de commande par un arbre de transmis sion, on comprendra immédiatement que le dispositif de commande pourrait tout aussi bien recevoir la force motrice par voie élec trique, hydraulique, pneumatique, etc., au lieu de la recevoir mécaniquement par un ar bre de transmission.
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 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 dispositif de commande dont le carter ou enveloppe est désigné dans son ensemble pa.r 4 et qui reçoit lui-même la force motrice par l'intermédiaire d'un arbre de transmis sion non représenté, cet arbre venant se fixer au plateau d'entrée 5.
Le plateau de sortie du dispositif de com mande, c'est-à-dire l'organe d'entraînement, est désigné par 6. Il est relié au voile de la roue par une couronne 7 en caoutchouc d'é paisseur convenable. Bien entendu, au lieu d'une seule couronne, on pourrait en utiliser plusieurs et la ou les courronnes pourraient être fragmentées en plusieurs segments dis tincts. La couronne 7 est serrée par son bord périphérique entre le voile 1 et un anneau 8 et l'assemblage 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.
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 la ca vité 14, et ce bossage tourillonne dans un palier à rouleaux 17 que porte la partie tubu laire 18 du carter 4 du mécanisme. Cette partie tubulaire 18 soutient, par l'intermé- diaire d'un autre palier à rouleaux 19, une couronne dentée 20 qui est fixée au bossage 16, par exemple par l'intermédiaire de can nelures 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 par les deux pa liers à rouleaux 23 dans la cas de la figure.
Les pignons 21, 22 sont solidaires respecti vement, des roues dentées 24, 25 à denture intérieure dont l'une ou l'autre peut être ac couplée à un arbre 26 par l'intermédiaire d'un balladeur 27 possédant deux dentures à ses extrémités. L'arbre 26, auquel le balla- deur est relié par une clavette 28, de manière à pouvoir coulisser sur lui, traverse, sans les toucher, les pignons 21, 22 qui se présentent donc sous la forme de manchons dentés et il possède des paliers tels que le palier 29 qui, dans l'exemple choisi, constitue le palier com mun à cet arbre 26 et au plateau de récep tion de force motrice 5 signalé plus haut.
Ce plateau est lié à l'arbre 26, 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'inspec tion des organes intérieurs du dispositif de commande 4. Pour que ce dernier ne puisse pas tourner sous l'influence de la force mo- trice reçue, il est relié, par exemple, au châs sis du véhicule, par une jambe de force 32 convenablement articulée, Il ressort clairement de la description donnée ci-dessus que le dispositif de com mande 4 pourrait comprendre non seulement un inverseur de marche,
mais un changement de vitesse que l'on pourrait réaliser à la ma nière des changements de vitesse utilisés ha bituellement dans les automobiles en profi tant de la particularité spécifiée plus haut et suivant laquelle des engrenages peuvent être enfilés sur l'arbre principal, ce qui ré duit l'encombrement et évite des réactions; de même, le dispositif pourrait, à titre de variante ou comme mesure complémentaire, comporter un embrayage tel qu'un embrayage hydraulique.
Evidemment, le dispositif de commande décrit ci-dessus s'applique aussi bien à des roues susceptibles de tourner individuelle ment 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 méca nisme décrit ci-dessus peut être appliqué à la commande d'un essieu 33. Dans ce cas, les or ganes essentiels du dispositif de commande peuvent être disposés comme l'indique la fig. 3 où les éléments correspondant à des éléments de la fig. 1 se retrouvent avec des signes de références identiques, mais affec tés d'un accent.
La couronne dentée 34 équivaut à la cou ronne dentée 20 et on l'a supposé être figée directement à l'équivalent du plateau 6 qui est ici un anneau 6'. Les engrenages ou au tres organes du dispositif sont abrités à l'in térieur du carter 4'. Le mécanisme peut évi demment comprendre deux couronnes élasti ques 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 hermétiquement par une couronne 35 empêchant l'entrée de la poussière, de l'eau, etc., par tout moyen analogue.
Device for driving a vehicle wheel. The present invention relates to a device for driving a vehicle wheel, which finds its application mainly, but not exclusively, in the control of the driving wheels of railway vehicles.
The stress imposed by the rails on the wheels of railway vehicles results in the appearance of forces and shocks exerted on the wheels, in particular in the vertical direction and in the transverse direction of 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 elastic members such as tires or solid elastic linings are interposed between the rolling surface of the wheel and the body of this wheel, the vibrations, tremors, etc., transmitted to the wheel body are not eliminated, but are only attenuated, all the more so since, owing to 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 railroad industry only for light vehicles of the automobile type.
It is therefore understood that the elements adjacent to 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 by experience. When one wishes 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: consequently, the linear speeds along the crowns enclosing the balls or rollers become excessive.
These same drawbacks are felt in road vehicles where however more can be improved. easily the quality of the pneumatic suspension, The drive device which forms the subject of the invention was designed with the aim of providing a remedy for the drawbacks explained above and therefore applies in all cases where vibrations, tremors, etc., impressed on the running surface of the wheel must not propagate beyond the controlled or ganity, that is to say must not be felt in the training bodies.
To this end, the drive device comprises a drive member which is mounted floating relative to the wheel, thanks to the fact that its suspension is provided at least in part by an elastic coupling serving to transmit the torques between said organ and wheel.
The wheel or an element capable of acting thereon may be connected, for example, to a chainring or to a drive ring, via the elastic coupling; preferably the elasticity is provided by a thick crown or a series of crowns of rubber or the like which can or which can be fixed by one edge to the driving member and by the other edge to the wheel and which can be arranged in a plane roughly perpendicular to the axis of the axle, so that vibrations, vibrations, etc. are damped in all directions.
In the embodiment which is preferably given to it, the drive device has a control device comprising a drive plate and mounted floating on the wheel by virtue of the connection of this plate to the web of the wheel by the sim ple through an elastic crown placed as has been said above, the casing or frame of the control device being joined to the vehicle by an articulated strut;
as a result of this assembly, the control device can follow the wheel in its movements of relatively large amplitude but small movements, vibrations, trepidation, etc. do not transmit to this control device; moreover, the control device usually represents a relatively large mass, hence 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 assembly, it is unable to follow the tire bandage in its small, rapid and generally disorderly movements.
The control device can in particular be a mechanical device receiving a torque from a control shaft and transmitting this torque to the plate by the intermediary of internal gears which can be those of a gear change or more. simply those of a reversing device.
The control device thus produced may include a main shaft having its own bearings and acting ning 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 size but to a certain extent avoids a reciprocal reaction between the shaft and the gears.
In one embodiment, the drive plate of the wheel has 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 motor unit and the driven unit.
Such an arrangement also offers safety by the fact that it prevents the fall of the control device and the disturbances which would be the consequence if the main elastic link were to break.
For rail vehicles, according to an arrangement already recommended, the control device is placed outside the wheel, which makes the entire transmission easily accessible and in particular the internal components of the control device, which is closed by a removable cover.
The drawing represents, partially and by way of example, two embodiments <B> of the </B> device according to the invention, FIG. 1 shows with cutaway and partially a railway vehicle wheel as well as its control device for reversing the direction of drive: FIG. 2 shows schematically and on a reduced scale a road vehicle axle provided in its middle part with a positive control device; Fig. 3 gives the detail of the assembly of the latter device.
In the examples chosen, it has been assumed that the driving force was supplied to the control device by a transmission shaft, it will be immediately understood that the control device could just as easily receive the driving force electrically, hydraulically or pneumatically. , etc., instead of receiving it mechanically by a transmission shaft.
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 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 control device whose housing or casing is designated as a whole by par 4 and which itself receives the driving force via a drive shaft. transmission not shown, this shaft being fixed to the input plate 5.
The output plate of the control device, that is to say the drive member, 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 or crowns 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 that it is clamped between a flange 10 of this plate and a ring 11 by bolts 12.
The connection 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, is placed an elastic lining produced, for example, in the form of a socket 15.
The plate 6 comprises a central boss 16, in which the cavity 14 is moreover provided, and this boss is journaled in a roller bearing 17 which the tubular part 18 of the casing 4 of the mechanism carries. This tubular part 18 supports, by means of another roller bearing 19, a toothed ring 20 which is fixed to the boss 16, for example by means of splines or keys; the toothed ring 20 is engaged with two identical pinions 21, 22. Each of these pinions, the pinion 22 for example, is supported by the two roller bearings 23 in the case of the figure.
The pinions 21, 22 are respectively integral with the toothed wheels 24, 25 with internal teeth, one or the other of which can be ac coupled to a shaft 26 by means of a slider 27 having two teeth at its ends. . The shaft 26, to which the balancer is connected by a key 28, so as to be able to slide on it, passes through, without touching them, the pinions 21, 22 which are therefore in the form of toothed sleeves and it has bearings such as bearing 29 which, in the example chosen, constitutes the bearing common to this shaft 26 and to the driving force receiving plate 5 indicated above.
This plate is linked to the shaft 26, for example by grooves 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 the inspection of the internal members of the control device 4. So that the latter cannot turn under the influence of the received motive force, it is connected, for example, to the frame of the vehicle, by a suitably articulated strut 32, It is clear from the description given above that the control device 4 could include not only a reversing switch,
but a speed change which could be achieved in the manner of speed changes usually used in automobiles by taking advantage of the feature specified above and according to which gears can be threaded on the main shaft, which reduces clutter and avoids reactions; likewise, the device could, by way of a variant or as a complementary measure, comprise a clutch such as a hydraulic clutch.
Obviously, the control device described above applies equally well to wheels capable of turning individually on stub axles as to wheels linked to a rotating axle according to 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 control device can be arranged as shown in FIG. 3 where the elements corresponding to elements of FIG. 1 are found with identical reference signs, but with an accent.
The toothed ring 34 is equivalent to the toothed ring 20 and it has been assumed to be fixed directly to the equivalent of the plate 6 which is here a ring 6 '. The gears or other components of the device are housed inside the casing 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.