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"Perfectionnements aux véhicules de tous types, et plus particulièrement aux voitures de chemin de fer "
La présente invention a pour objet des perfectionnements apportés aux voitures de chemin de fer ou autres véhicules, dans le but d'en améliorer la suspension, la propulsion lorsqu'il s'agit d'un véhicule automoteur, tout en permettant, lorsqu'il s'agit d'une voiture de chemin de fer, d'en assurer de façon très simple le guidage sur rails et son passage rapide de la circulation sur rails à la circulation sur route.
Dans le véhicule suivant l'invention, des
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trains de roues indépendants supportent respectivement des parties distinctes du véhicule, par exemple le cadre du châssis et le plancher supportant soit les sièges, soit le moteur, ces deux parties étant mobiles verticalement l'une par rapport à l'autre.
S'il s'agit d'un véhicule de chemin de.fer par exemple, l'un de ses trains de roues sera direo- teur, et comportera des boudins assurant le guidage sur les rails, tandis que l'autre train de roues sera simplement porteur, et ne comportera pas de boudin.
Si ce véhicule est automoteur, les roues motrices pourront être, selon les cas, celles de l'un ou l'autre train de roues.
Cette disposition est particulièrement avantageuse lorsqu'on veut réaliser, pour une des parties de ce véhicule soit un entraînement par roues souples, soit une suspension particulièrement confortable. Dans le cas ci-dessus mentionné par exemple, ' elle permet de monter le plancher sur des roues garnies de pneumatiques ou de bandages souples en acier, ces roues étant éventuellement à moyeu suspendu.
Les roues supportant le cadre du chassis, pouvant être à moyeu suspendu, sont munies de boudins de guidage, et celles supportant le plancher peuvent n'être pas directrices, étant dirigées par les autres.
La possibilité de supprimer le boudin de guidage dans ces dernières offre le très grand avantage que la flexion du pneumatique ou du bandage souple n'est pas limitée comme elle le serait par un boudin qui, en se déplaçant verticalement contre le rail en
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suivant les mouvements de l'essieu., viendrait rapidement toucher le fond du rail, par exemple dans un aiguillage.
En outre, si des roues souples présentent des qualités supérieures aux autres roues quand elles sont motrices, le dispositif permet de régler exacte= ment le poids maximum qu'elles peuvent avoir à porter parce que, au-delà de ce point, le ohassis du train moteur viendra reposer sur le chassis du train direc= teur, l'indépendance des trains restant assurée pour toute charge inférieure à ce poids.
Un autre objet de l'invention est un dispositif permettant de reporter une fraction réglable du poids de l'un des chassis sur l'autre.
Un autre objet de l'invention est d'agencer les essieux ou bogies appartenant respectivement à des trains de roues différents de façon à leur permettre de subir des déplacements latéraux relatifs permettant les passages en courbes, de telle manière que l'exis= tence de ces courbes de la voie n'impose pas, à l'écartement des essieux, un maximum relativement restreint.
Divers modes de réalisation de l'objet de l'invention vont être décrits, à titre d'exemple seulement, en référence au dessin annexé dans lequel :
La fig. 1 est une coupe longitudinale schématique de l'ensemble d'une voiture de chemin de fer.
Les figs. 2 à 7 sont relatives à des dispositifs permettant de reporter une fraction réglable du poids d'un des châssis sur l'autre.
La fige 2 est une coupe verticale longitudi=
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nale d'un premier mode de réalisation.
La fige 3 est une vue analogue d'une variante.
La fig. 4 est une coupe verticale partielle d'un mode de réalisation comportant une commande par fluide sous pression.
La fig. 5 est une coupe verticale partielle d'un mode de réalisation comportant une liaison pneumatique entre les châssis.
La fige 6 est une coupe verticale transver= sale d'une commande automatique du dispositif.
La fig. 7 est une coupe verticale partielle d'un autre mode de réalisation.
Les figs. 8-9, 10-11, 12-13, 14-15, 16-17 représentent respectivement divers modes de réalisation de dispositifs permettant le déplacement latéral des essieux :
Les figs. 8, 10, 12, 14,16 sont des élévations latérales partielles.
Les figs. 9, 11, 13, 15,17 sont des vues en plan correspondantes.
La voiture représentée à la fige 1 est montée sur un chassis dont le cadre 1 est porté par des roues 2, par l'intermédiaire d'essieux 3 et de ressorts de suspension 4 ; ces organes, à moyeu suspendu ou non, sont analogues à ceux des voitures de chemin de fer ordinaires et, en particulier, les roues 2 sont munies de boudins 2a qui assurent le guidage de la voiture sur les rails 5 suivant lesispositions habi= tuelles.
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Le plancher 6, sur lequel on a représenté les banquettes 7 destinées aux voyageurs, et qui peut recevoir la partie motrice, est porté par l'intermédiaire de montants 8, de ressorts de suspension 9 et d'essieux
10, par un train de roues 11, complètement indépendantes des roues 2. Ces roues 11, que l'on peut munir de tous dispositifs destinés à assurer une suspension très souple, par exemple de rais élastiques, de bandages pneumatiques 12, ne sont pas directrices, ce qui présente de grands avantages, du fait qu'elles ne sont pas munies de boudins de guidage lesquels frottent dangereusement contre le rail lorsque le profil du chemin de roulement du bandage n'a pas la forme réglementaire.
L'ensemble est agencé de façon que le plancher 6 puisse librement se déplacer par rapport au châssis 1 dans le sens vertical, de façon à conserver toute la souplesse de sa suspension, mais non dans le sens longitudinal ni dans le sens trans= versal.
Ce résultat peut être obtenu en faisant glisser des tiges3 des segments ou des guidages à rouleaux fixés sur un de ces deux organes dans des . douilles ou glissières fixées sur l'autre.
. La liaison entre les chassis ou entre essieux et chass'is sera assurée par exemple au moyen de bielles articulées, ces bielles formant, dans le mode de réalisation représenté, une série de losanges
13, 14; les premiers sont parallèles au plan médian longitudinal de la voiture et ont leurs sommets
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inférieurs et supérieurs articulés respectivement sur les longerons ou essieux du châssis et sur le plancher, tnadis que les seconde sont orientés transversalement, et articulés sur les traverses ou essieux du chassie et sur le plancher.
Tout en permettant les déplacements relatifs verticaux du plancher et du chassis et des essieux, ces losanges 13, 14 assurent respectivement la liaison longitudinale et la liaison transversale de ces organes.
Les deux trains de roues 2, 12 sont ainsi rendus parfaitement indépendants l'un de l'autre, et chacun d'eux porte uniquement la partie de la voiture à laquelle il est affecté.
On pourra naturellement réaliser ces trains de roues sous toutes formes appropriées, par exemple sous forme de bogies ou de roues directrices à la manière des roues d'automobiles.
Dans le mode de réalisation représenté, le plancher reposant sur les seules roues du milieu, à flexibilité maxima et sans boudins de guidage, sera chargé dans les conditions les meilleures si les roues sont flexibles et motrices. Tout les autres organes, dont une suspension très souple est mons nécessaire, seront montés sur le châssis, de façon que leur poids porte uniquement sur les roues extérieures; la caisse
15, par exemple; sera montée sur le chassis.
S'il s'agit d'un véhicule automoteur, et si l'on juge avantageux de faire porter le poids le plus important sur le planoher, les roues correspon- dantes -celles du milieu par exemple- seront munies,
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s'il est nécessaire, de boudins de guidage, tandis que les roues motrices peuvent être celles du chassis, celui-ci étant éventuellement allégé et ces roues motrices étant dépourvues de boudins.
Dans les divers cas envisagés, le passage d'un véhicule, automoteur ou non, de la circulation sur rails à la circulation sur route est rendu plus facile du fait que les roues motrices n'ayant pas de boudin de guidage restent les mêmes,- il suffit de substituer le second roulement au premier dans les roues à boudin, devant rouler sur bandages de route, par remplacement, superposition ou juxtaposition de l'un à l'autre.
Il n'est naturellement pas nécessaire que les trains de roues indépendants supportant respectivement chacune des parties du véhicule soient disposés de telle manière que l'un d'eux, le plus souple par exemple, soit encadré par deux autres :on pourra aussi bien, sans s'écarter de l'invention, agencer le véhicule de telle manière qu'un train de roues soit suivi ou précédé d'un autre, par exemple, et réaliser de toutes façons appropriées l'indépendance des divers trains de roues, lesquels pourront être en nombre quelconque, dans les conditions énoncées plus haut, de façon que chacun d'eux puisse être seulement porteur, directeur ou moteur, ou bien remplisse à la fois deux de ces fonctions, ou bien toutes les trois simultanément, on pourra par exemple utiliser la disposition connue sous le nom de "Train Renard",
suivant laquelle chaque roue est astreinte à suivre la trace de la précédente.
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On va maintenant décrire un dispositif applicable aux véhicules de ce type, et permettant de reporter en partie, soit à volonté, soit automatiquement, le poids de l'un des châssis sur l'autre.
Ce dispositif permet ainsi de tirer parti, dans les meilleures conditions, des particularités avantageuses du véhicule suivant l'invention, notamment de la possibilité de faire porter par les roues motrices le poids correspondant à l'adhérence optima de ces roues, eu égard à la nature de leur bandage.
Dans le mode de réalisation représenté à la fig. 2, supposé appliqué à la voiture de chemin de fer décrite ci-dessus, les traverses 16 du châssis 1 de cette voiture situées au droit des essieux 10 sont percées de trous filetés dans lesquels se vissent des tiges verticales 17 munies de volants de manoeuvre 18.
Au-dessous de chacune de ces tiges se trouve un ressort 19, relié à ses extrémités, par deux jumelles 20, à deux des montants 8 qui supportent le plancher, ou à tous autres organes solidaires de celui-ci.
En vissant les tiges 17 dans les traverses 16, on peut les faire porter sur les ressorts correspondants 19, lesquels transmettront ainsi, selon qu'on vissera plus ou moins ces: tiges 17, une fraction plus ou moins importante du poids du châssis 1 aux roues 11-12 portant le plancher.
Le dispositif représenté à la fig. 3 comporte, outre les ressorts 19 ci-dessus, d'autres ressorts 21, portés également par les montants 8, et intercalée entre le plancher 6 et les tiges 17.
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Si on dévisse ces dernières, elles viennent ainsi porter sous les ressorts 21 et les comprimer, 'et, selon qu'o n les dévisse plus ou moins, une fraction plus ou moins importante du poids supporté par le plancher et les roues 11-12 est reportée sur le chas- sis 1.
Si on suppose par exemple que le véhicule soit établi pouf que le plancher supporte normalement une charge de trois tonnes, dont une tonne correspon- dant au poids des voyageurs transportés, on peut monter quatre dispositifs analogues à celui décrit, et disposés pour transmettre aux quatre roues 11-12 une charge unitaire inférieure ou égale à 250 kgs. soit une tonne au total.
Il est ainsi possible d'assurer constamment la meilleure adhérence des roues 11-12, même lorsque le véhicule ciroule à vide.
Naturellement, on pourra réaliser, de ce dispositif, des modes d'exécution variant à l'infini :
Suivant la fig. 4 l'un des deux chassis -le chassis de plancher 6, par exemple- porte, sur ses faces supérieure et inférieure, deux pistons 24,25, glissant respeotivement dans deux cylindres 23, 26, portés par le châssis 1; au-dessus et au-dessous du plancher 6, avec interposition de ressorts 21a, 19a.
Un fluide sous pression réglable est admis dans ces cylindres par deux conduites 28,29 et le réglage de la pression de ce fluide a le même effet que le vissage ou le dévissage des tiges 17 ci-dessus,
On conçoit que le fonctionnement d'un tel
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dispositif peut être aisément rendu automatique.
Les variations de la charge du plancher 6 entraînent une flexion plus ou moins grande des ressorts 9, et, par suite, modifient la distance entre le plancher 6 et les essieux 10.
On peut utiliser cette variation de distance pour commander automatiquement le dispositif ci-dessus, ou tout autre équivalent, de telle façon qu'en toutes circonstances, la charge sur les essieux tels que 10 soit constamment oelle qui correspond à la meilleure adhérence des roues motrices, si le véhicule est automoteur.
Bien entendu, on pourra, sans s'écarter du domaine de l'invention, prévoir tous autres modes de réalisation appropriés que ceux qui ont été décrits ci-dessus à titre purement indicatif, et nullement limitatif. On pourra par exemple remplacer la vis ver- tioale 17 par un piston poussant un ressort à boudin ou à lames, l'ensemble étant agencé pour prendre appui sur un des éléments du véhicule et transmettre un effort déterminé à un autre élément; la commande du piston pourra être mécanique, comme celle d'un vérin, ou pneumatique, le dispositif fonctionnant alors comme un ballon avec chambre à air, ou hydraulique, grâce à une pompe convenablement agencée, ou hydro-pneumatique, le dispositif comportant un réservoir à air comprimé qui agit sur un liquide.
Suivant la fig. 5, par exemple, entre le-, chassis 1 et le plancher 6 sont intercalés des boudins 40, 41, placés au-dessus et au-dessous du plancher, et
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remplis d'air comprimé. Des moyens appropriés quelcon- ques (non figurés) permettent de faire varier automati- quement ou à volonté la pression de l'air dans ces boudins pour régler les charges respectives des deux trains de roues.
Le dispositif pourra être agencé pour que les efforts qu'il développe s'exercent en tous points convenablement choisis, éventuellement réglables ; cespoints pourront être jumelés grâce à des transmissions appropriées quelconques, balanciers, plans inclinés, canalisation de fluide, etc.
La commande automatique prévue pour être actionnée par les déplacements relatifs du plancher 6 et des essieux qui le portent pourra être réalisée de façon très simple : lorsque l'organe de poussée est soumis à l'action d'un fluide sous pression par exem- ple, on pourra prévoir un dispositif tel que les dépla- cements du plancher eu-deçà, ou au-delà de sa position correspondant à la charge optima des essieux 10 ouvrent une communication avec la source de fluide ou pression ou avec un organe de détente, grâce à un système de distribution approprié.
La fige 6 représente un mode de réalisation de cette commande automatique :
Suivant ce mode de réalisation, l'un des deux châssis, 6 par exemple, porte un cylindre 31, dans lequel glisse un piston 32 solidaire de deux tiges 32a, 32b, dont les extrémités 32'a, 32'b, coulissent verticalement dans des orifices pratiqués dans le chas- sis 1. Des ressorts 21a, 19a, analogues à ceux déjà
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décrits, sont comprimés entre ce chassis et les dites extrémités.
Des conduits 35, 36 aboutissent, d'une part, aux extrémités du cylindre 31, de part et d'autre du piston 32, d'autre part, à celles d'un cylindre de distribution 34 solidaire du plancher 6. Dans ce cylindre glisse une extrémité d'une tige 33 munie de deux épaulements 33a, 33b.
L'autre extrémité de la tige 33 repose sur un des essieux 3 portant le châssis 1, et est maintenuetappuyée sur cet essieu par un ressort de rappel 330.
Enfin, un conduit d'admission de fluide moteur sous pression 39 débouche dans la partie médiane du cylindre 34, entre les deux épaulements 33a, 33b, et deux conduits d'échappement 37, 38 débouchent à ses extrémités.
L'ensemble occupe, en service normal, la position représentée, dans laquelle les épaulements 33a, 33b obturent respectivement les orifices des conduits 35, 36.
Si, par exemple, le plancher 6 s'abaisse par rapport au chassas 1, la tige 33 monte par rapport au cylindre 34, et les orifices des conduits 35, 36 se trouvent démasqués; le conduit 35 est à l'admission, et le conduit 36 à l'échappement.
Il s'ensuit qu'une partie du poids du plancher 6 est reportée sur le chassis 1, et que l'ensemble revient à sa position normale.
Si on utilise une commande mécanique, le
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déplacement du plancher par rapport aux essieux pourra commander des contacts électriques, ou des transmissions mécaniques mettant en jeu des organes de soulèvement du plancher quand la charge ne sera pas suffisante, ou abaissant ces organes quand la charge optima est dépassée.
Le fonctionnement automatique du dispositif pourra être également assuré par des ressorts ou autres organes élastiques appropriés de flexibilité différentes, ces organes étant interposés entre les deux châssis, ou entre des éléments solidaires respectivement de chacun d'eux, de façon à maintenir à une valeur sensiblement oonstante (ou, tout au moins, constamment maintenue entre deux limites déterminées) la charge supportée par l'un des deux trains de roues portant ces châssis, en transmettant à l'autre les variations de cette charge.
Suivant la fig. 7 par exemple, ce résultat est obtenu par l'emploi de ressorts 19b, 21b placés de part et d'autre du plancher 6 par exemple, et inter- cales entre lui et le chassie 1.
Les jumelles d'attache de ces ressorts sont portées par des boulons 30 fixés sur les chassis 1 et 6 au moyen d'écrous 30a, de sorte qu'en vissant et dévissant convenablement ces éorous, on peut déplacer longitudinalement les boulons et régler la tension des ressorts, c'est-à-dire les charges respectives des deux châssis.
La liaison qui assure l'entraînement de l'un des deux chassis par l'autre, ou la conjugaison des
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efforts de propulsion fournis par ces deux chassis, peut être assurée par tous moyens appropriés :bielles articulées, jambes de force, ou encore plaques de garde, Dans l'exemple représenté à la fig. 3, ce résultat est obtenu au moyen de plaques de garde 22 fixées au ohassis 1 et assujettissant les extrémités des essieux 10, sans s'opposer aux déplacements verticaux de ceux-ci.
Les figs. 8 à 17 sont relatives à des perfectionnements apportés à ces véhicules, dans le but de permettre, à des essieux ou bogies appartenant respectivement à des trains de roues différents, de subir des déplacements latéraux relatifs permettant les passages en courbes, sans que ces essieux cessent de remplir les rôles qui leur sont dévolus, o'est-àdire de porter, dans.les conditions désirées, l'un le chassis de la voiture, l'autre, le chassis de planoher.
Ces perfectionnements permettent de tirer le meilleur parti des caractéristiques avantageuses des véhicules décrits ci-dessus, et, notamment, de ne pas limiter la longueur d'empattement permis entre les essieux porteurs du châssis de voiture.
En effet, si les roues du train portant le châssis de voiture sont, comme il a été dit, munies de boudins de guidage, la voiture suit normalement les courbes de la voie, mais, par contre, les roues du train portant le chassis de plancher doivent, dans les courbes, glisser latéralement sur le rail. Il en résulte que, pour une largeur donnée du bandage de ces dernières roues et pour un rayon de courbure minimum donné
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de la voie, il existe, entre les essieux, un écartement maximum à ne pas dépasser : au-delà de cet écartement, le déplacement latéral relatif du rail et des roues non guidées au passage de la dite courbe de rayon minimum serait en effet tel que ces roues ne porteraient plus sur le rail.
L'écartement maximum entre essieux est donc en raison directe de la largeur du bandage de ces roues, largeur qui a nécessairement une limite.
Lorsque cet écartement maximum est compatible avec la longueur et la capacité de la voiture, il n'y a pas d'inconvénient utiliser des roues non munies de boudin de guidage, mais il n'en est pas de même lorsqu'on désire réaliser un écartement plus important.
Le présent dispositif permet, sans augmenter la largeur du bandage, d'augmenter l'écartement entre essieux. Il supprime le glissement latéral, en courbe, des roues portant le chassis de plancher sur les rails, si c'est le train de roues portant le chassis de voiture qui est muni de boudins de guidage -ou inversement-.
Dans le premier cas par exemple, chacun des essieux du train correspondant au chassis de plancher, tout en portant ce chassis, est monté de façon à pouvoir se déplacer latéralement par rapport aux essieux munis de roues-guides.
Ce mouvement latéral peut être obtenu par montage du dit essieu par manchons coulissants pivotant sous le plancher. On peut par exemple relier cet
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essieu au plancher par des dispositifs de suspension comprenant soit des ressorts montés sur menottes allongées, soit des ressorts à boudin dont la flexibilité latérale permet ce mouvement sans interposition d(organea frottants ou glissants; cette flexibilité rend possible une légère déformation du ressort à boudin, dont l'extrémité inférieure, qui s'appuie sur l'essieu, suit ce dernier, tandis que son extrémité supérieure suit le plancher qui s'appuie sur elle.
Le déplacement latéral de l'essieu peut être commandé par une transmission mécanique appropriée qui le relie à un essieu muni de roues-guides, cette transmission étant telle que ce second essieu, en se déplaçant pour suivre la courbure de'la voie, entraîne le premier de telle façon qu'il suive également cette courbure.
On pourra encore, préférablement, munir les roues de,l'essieu à commander de boudins de guidage tels qu'il suive de lui-même la courbure de la voie.
Il est à remarquer que de tels boudins de guidage n'ont pas les inconvénients, mentionnés cidessus, des boudins ordinaires . Ces derniers doivent en effet être très robustes et rigides, car ils ont à guider tout le véhicule, et subissent, du fait de l'inertie de celui-ci, des efforts considérables; les boudins du présent dispositif n'ont à entraîner que l'essieu, graêe à sa mobilité latérale par rapport au chassis qu'il porte, obtenue comme il a été dit ci-dessus, et le guidage du véhicule est assuré par les essieux des roues-guides.
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Si un essieu mobile ainsi agencé est moteur, un dispositif de poussée approprié quelconque sera prévu pour assurer la transmission au reste du véhicule de l'effort produit par cet essieu, par exemple des biellettes à rotules entre cet essieu et le chassis de plancher, le châssis de voiture, ou un essieu à roues-guides, ces biellettes étant convenablement agencées pour permettre les déplacements latéraux de l'essieu moteur.
Cet essieu pourra encore être logé dans un fourreau qui, s'il porté le châssis de planoher par exemple, sera guidé entre des plaques de garde solidaires du châssis de voiture, les ressorts de suspension étant placés entre ce fourreau et une traverse du chassis de plancher guidée elle-même verticalement par rapport au chassis de voiture.
Le fourreau présente, par rapport aux plaques de garde qui le guident, un jeu latéral suffisant pour permettre à l'essieu de se déplacer suivant la courbe de la voie. On peut en outre prévoir un dispositif de rappel tendant constamment à ramener l'essieu et son fourreau dans leur position moyenne, et agissant sur eux, à cet effet, perpendiculairement à l'axe de la voie, ce dispositif de rappel comportant par exemple des ressorts placés entre le fourreau d'essieu et le châssis de voiture.
Si la voiture est montée sur bogies, des dispositions analogues à celles décrites peuvent être utilisées : le pivot du bogie ou le bogie lui-même sera dans ce cas monté comme il a été dit pour permettre
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ses déplacements latéraux.
Les roues à bandages de chemin de fer et les roues à pneumatiques peuvent être remplacées, sui- vant les besoins, par des roues à moyeu suspendu soit par rayons de caoutchouc, soit par pneumatiques, interposés entre le moyeu et le bandage, ce dernier pouvant être en acier ou en caoutchouc.
Suivant le mode de réalisation représenté aux figs. 8, 9, le châssis de voiture 1 est porté et guidé par des roues 2 à boudins 2a, par l'intermédiaire des ressorts 4 et des essieux 3.
Le châssis du plancher 6 est porté par des essieux 10 à roues 11 munies de bandages pneumatiques 12. Il peut également porter en partie sur les essieux 3 par l'intermédiaire de pots de presse 31, suivant une disposition décrite ci-dessus.
Suivant l'invention, les essieux 3 sont agencés de la façon suivante :
Chaque essieu 10 est logé dans un fourreau 42, sur lequel le châssis 6 repose par l'intermédiaire de ressorts à boudin 43 dont la déformabilité permet les déplacements latéraux de l'essieu pendant les passages en courbe. Les roues sont guidées sur les rails par des boudins 12a portés par les bandages 12. Ces boudins 12a, qui n'ont à guider que l'essieu, peuvent être construits de façon à ne pas nuire à la souplesse de la suspension du châssis 6.
Dans le présent mode de réalisation, l'essieu 12 est supposé moteur : la poussée est alors transmise à une traverse 44, solidaire du chassis 6 et guidée
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verticalement entre des plaques de garde 45 solidaires du châssis 1, par des biellettes 46 à rotules 46a qui permettent les déplacements latéraux de l'essieu 10 tout en transmettant la poussée motrice au véhicule.
Suivant la variante représentée aux figs.
10, 11, la transmission de l'effort moteur au chassis 1 est assurée par des plaques de garde 47, solidaires de ce châssis, et entre lesquelles le fourreau 42 est mobile verticalement. Ce fourreau a en outre, par rapport aux dites plaques, un jeu latéral 1 permettant les déplacements nécessaires aux passages en coirbe.
L'entraînement du ohassis 6 est assuré par des glissières verticales 48, entre lesquelles se déplace la traverse 49 de ce châssis qui porte sur les ressorts de suspension 43. Cette liaison assure l'entraînement du chassis de plancher tout en le laissant libre de se déplacer verticalement par rapport au chassis de voiture.
Les figs. 12, 13, représentent une autre variante suivant laquelle la suspension du chassis 6, au lieu d'être assurée par des ressorts à boudin 43, l'est par des ressorts à lames 50. Les déplacements latéraux de l'essieu 10 sont permis par l'emploi de longues menottes 51 de liaison entre les ressorts 50 et des attaches 52 solidaires du châssis 60 Le rappel de l'essieu 10 dans l'axe de la voie est assuré par ces menottes.
Dans les modes de réalisation représentés aux fig.s 14,15, 16,17, ce rappel de l'essieu 10 dans l'axe de la voie est assuré par des ressorts spé-
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cieux agencés de la façon suivante :
Suivant les figs. 14,15 des ressorts à boudins transversaux 53 sont comprimés entre des plaques 54, par l'intermédiaire desquelles ils s'appuient sur les plaques de garde 47, et d'autres plaques 55, par l'intermédiaire desquelles ils s'appuient sur les fourreaux 42 et les repoussent vers l'axe de la voie.
Suivant les figs. 16, 17, le rappel est assuré par des ressorts à lames 56, par exemple du type semi-cantilever, fixés, à une extrémité, au chassis 1, en 57, et s'appuyant à l'autre extrémité sur une butée 58 de chaque fourreau 42.
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"Improvements to vehicles of all types, and more particularly to railway cars"
The present invention relates to improvements made to railway cars or other vehicles, with the aim of improving their suspension and propulsion in the case of a self-propelled vehicle, while allowing, when it is a self-propelled vehicle, It is about a railway car, to ensure in a very simple way the guiding on rails and its rapid passage from the circulation on rails to the circulation on road.
In the vehicle according to the invention,
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Independent wheel sets respectively support separate parts of the vehicle, for example the chassis frame and the floor supporting either the seats or the engine, these two parts being movable vertically with respect to each other.
If it is a railroad vehicle, for example, one of its wheel sets will be director, and will include flanges guiding the rails, while the other set of wheels will simply be carrier, and will not include a sausage.
If this vehicle is self-propelled, the driving wheels may be, as the case may be, those of one or the other set of wheels.
This arrangement is particularly advantageous when it is desired to achieve, for one of the parts of this vehicle, either a drive by flexible wheels, or a particularly comfortable suspension. In the case mentioned above for example, it makes it possible to mount the floor on wheels fitted with tires or flexible steel tires, these wheels possibly having a suspended hub.
The wheels supporting the frame of the chassis, which may be with a suspended hub, are provided with guide flanges, and those supporting the floor may not be steering, being directed by the others.
The possibility of eliminating the guide flange in the latter offers the very great advantage that the bending of the tire or of the flexible tire is not limited as it would be by a flange which, by moving vertically against the rail in
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following the movements of the axle., would quickly touch the bottom of the rail, for example in a switch.
In addition, if flexible wheels have qualities superior to other wheels when they are driving, the device makes it possible to precisely adjust the maximum weight that they may have to carry because, beyond this point, the chassis of the motor train will come to rest on the frame of the steering train, the independence of the trains remaining assured for any load less than this weight.
Another object of the invention is a device making it possible to transfer an adjustable fraction of the weight of one of the frames to the other.
Another object of the invention is to arrange the axles or bogies belonging respectively to different wheel sets so as to allow them to undergo relative lateral movements allowing passages in curves, such that the existence of these curves of the track do not impose a relatively restricted maximum on the axle spacing.
Various embodiments of the object of the invention will be described, by way of example only, with reference to the appended drawing in which:
Fig. 1 is a schematic longitudinal section of the assembly of a railway car.
Figs. 2 to 7 relate to devices making it possible to transfer an adjustable fraction of the weight of one of the frames to the other.
Fig 2 is a vertical section longitudi =
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end of a first embodiment.
Fig 3 is a similar view of a variant.
Fig. 4 is a partial vertical section of an embodiment comprising a pressurized fluid control.
Fig. 5 is a partial vertical section of an embodiment comprising a pneumatic connection between the frames.
Fig 6 is a vertical cross section = dirty of an automatic control of the device.
Fig. 7 is a partial vertical section of another embodiment.
Figs. 8-9, 10-11, 12-13, 14-15, 16-17 respectively represent various embodiments of devices allowing the lateral displacement of the axles:
Figs. 8, 10, 12, 14,16 are partial side elevations.
Figs. 9, 11, 13, 15,17 are corresponding plan views.
The car shown in fig 1 is mounted on a chassis whose frame 1 is carried by wheels 2, via axles 3 and suspension springs 4; these members, with a suspended hub or not, are similar to those of ordinary railway cars and, in particular, the wheels 2 are provided with flanges 2a which ensure the guiding of the car on the rails 5 according to lesispositions habi = tuelles.
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The floor 6, on which there is shown the benches 7 intended for travelers, and which can receive the driving part, is carried by means of uprights 8, suspension springs 9 and axles
10, by a set of wheels 11, completely independent of the wheels 2. These wheels 11, which can be fitted with any devices intended to ensure a very flexible suspension, for example with elastic spokes, pneumatic tires 12, are not guiding, which has great advantages, owing to the fact that they are not provided with guide flanges which rub dangerously against the rail when the profile of the rolling track of the tire does not have the regulatory shape.
The assembly is arranged so that the floor 6 can move freely relative to the frame 1 in the vertical direction, so as to retain all the flexibility of its suspension, but not in the longitudinal direction or in the transverse direction.
This result can be obtained by sliding rods3 segments or roller guides fixed on one of these two members in. bushings or slides fixed on the other.
. The connection between the chassis or between axles and chass'is will be ensured for example by means of articulated connecting rods, these connecting rods forming, in the embodiment shown, a series of diamonds.
13, 14; the former are parallel to the longitudinal median plane of the car and have their vertices
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lower and upper articulated respectively on the side members or axles of the chassis and on the floor, tnadis that the second are oriented transversely, and articulated on the cross members or axles of the chassis and on the floor.
While allowing the relative vertical movements of the floor and of the chassis and of the axles, these diamonds 13, 14 respectively provide the longitudinal connection and the transverse connection of these members.
The two sets of wheels 2, 12 are thus made perfectly independent of one another, and each of them carries only the part of the car to which it is assigned.
These wheel sets can naturally be produced in any suitable form, for example in the form of bogies or steered wheels in the manner of automobile wheels.
In the embodiment shown, the floor resting on only the middle wheels, with maximum flexibility and without guide flanges, will be loaded under the best conditions if the wheels are flexible and drive. All the other components, of which a very flexible suspension is not necessary, will be mounted on the chassis, so that their weight bears only on the outer wheels; the box
15, for example; will be mounted on the frame.
If it is a self-propelled vehicle, and if it is considered advantageous to carry the greatest weight on the planoher, the corresponding wheels - those in the middle for example - will be fitted,
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if necessary, guide flanges, while the driving wheels can be those of the chassis, the latter possibly being lightened and these driving wheels being devoid of flanges.
In the various cases envisaged, the passage of a vehicle, self-propelled or not, from rail traffic to road traffic is made easier because the driving wheels not having a guide flange remain the same, - it suffices to substitute the second bearing for the first in the flanged wheels, having to run on road tires, by replacement, superposition or juxtaposition of one to the other.
It is of course not necessary for the independent wheel sets respectively supporting each of the parts of the vehicle to be arranged in such a way that one of them, the most flexible for example, is flanked by two others: it is also possible, without departing from the invention, arrange the vehicle in such a way that one set of wheels is followed or preceded by another, for example, and in any appropriate way achieve the independence of the various sets of wheels, which may be in any number, under the conditions set out above, so that each of them can be only carrier, director or motor, or else fulfill two of these functions at the same time, or all three simultaneously, we can for example use the layout known as the "Renard Train",
according to which each wheel is required to follow the trail of the preceding one.
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We will now describe a device applicable to vehicles of this type, and making it possible to transfer in part, either at will or automatically, the weight of one of the chassis on the other.
This device thus makes it possible to take advantage, under the best conditions, of the advantageous features of the vehicle according to the invention, in particular the possibility of making the driving wheels bear the weight corresponding to the optimum grip of these wheels, having regard to the nature of their bandage.
In the embodiment shown in FIG. 2, assumed to be applied to the railway car described above, the cross members 16 of the chassis 1 of this car located to the right of the axles 10 are pierced with threaded holes in which are screwed vertical rods 17 provided with handwheels 18 .
Below each of these rods is a spring 19, connected at its ends, by two binoculars 20, to two of the uprights 8 which support the floor, or to any other members integral with the latter.
By screwing the rods 17 into the cross members 16, they can be made to bear on the corresponding springs 19, which will thus transmit, depending on whether these rods 17 are screwed more or less, a greater or lesser fraction of the weight of the frame 1 to the wheels 11-12 carrying the floor.
The device shown in FIG. 3 comprises, in addition to the springs 19 above, other springs 21, also carried by the uprights 8, and interposed between the floor 6 and the rods 17.
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If we unscrew the latter, they thus come to bear under the springs 21 and compress them, 'and, depending on whether they are more or less unscrewed, a greater or lesser fraction of the weight supported by the floor and the wheels 11-12 is transferred to frame 1.
Assuming, for example, that the vehicle is set up so that the floor normally supports a load of three tons, one ton of which corresponds to the weight of the passengers transported, four devices similar to that described can be fitted, and arranged to transmit to the four wheels 11-12 a unit load less than or equal to 250 kgs. or one tonne in total.
It is thus possible to constantly ensure the best grip of the wheels 11-12, even when the vehicle circulates empty.
Naturally, we can realize, from this device, execution modes varying ad infinitum:
According to fig. 4 one of the two chassis -the floor frame 6, for example- carries, on its upper and lower faces, two pistons 24,25, respectively sliding in two cylinders 23, 26, carried by the frame 1; above and below the floor 6, with the interposition of springs 21a, 19a.
An adjustable pressurized fluid is admitted into these cylinders via two pipes 28,29 and the pressure adjustment of this fluid has the same effect as the screwing or unscrewing of the rods 17 above,
It is understood that the operation of such
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device can be easily made automatic.
The variations in the load of the floor 6 cause a greater or lesser bending of the springs 9, and, consequently, modify the distance between the floor 6 and the axles 10.
This variation in distance can be used to automatically control the above device, or any other equivalent, so that in all circumstances, the load on the axles such as 10 is always that which corresponds to the best grip of the driving wheels. , if the vehicle is self-propelled.
Of course, it is possible, without departing from the scope of the invention, to provide any other suitable embodiments than those which have been described above purely as an indication, and in no way limiting. The vertical screw 17 could for example be replaced by a piston pushing a coil or leaf spring, the assembly being arranged to bear on one of the elements of the vehicle and to transmit a determined force to another element; the control of the piston can be mechanical, like that of a jack, or pneumatic, the device then functioning like a balloon with an air chamber, or hydraulic, thanks to a suitably arranged pump, or hydro-pneumatic, the device comprising a reservoir compressed air which acts on a liquid.
According to fig. 5, for example, between the-, frame 1 and the floor 6 are interposed struts 40, 41, placed above and below the floor, and
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filled with compressed air. Any suitable means (not shown) make it possible to vary automatically or at will the pressure of the air in these flanges in order to adjust the respective loads of the two sets of wheels.
The device can be arranged so that the forces that it develops are exerted at all suitably chosen points, possibly adjustable; these points can be twinned using any appropriate transmissions, balances, inclined planes, fluid piping, etc.
The automatic control intended to be actuated by the relative movements of the floor 6 and of the axles which carry it can be carried out very simply: when the thrust member is subjected to the action of a pressurized fluid, for example. , it is possible to provide a device such that the movements of the floor below or beyond its position corresponding to the optimum load of the axles 10 open a communication with the source of fluid or pressure or with an expansion member, through an appropriate distribution system.
Fig. 6 represents an embodiment of this automatic control:
According to this embodiment, one of the two frames, 6 for example, carries a cylinder 31, in which slides a piston 32 secured to two rods 32a, 32b, the ends 32'a, 32'b of which slide vertically in orifices made in the chas- sis 1. Springs 21a, 19a, similar to those already
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described, are compressed between this frame and said ends.
Ducts 35, 36 lead, on the one hand, to the ends of the cylinder 31, on either side of the piston 32, on the other hand, to those of a distribution cylinder 34 secured to the floor 6. In this cylinder slides one end of a rod 33 provided with two shoulders 33a, 33b.
The other end of the rod 33 rests on one of the axles 3 carrying the frame 1, and is maintained and supported on this axle by a return spring 330.
Finally, a pressurized working fluid inlet duct 39 opens into the middle part of the cylinder 34, between the two shoulders 33a, 33b, and two exhaust ducts 37, 38 open at its ends.
The assembly occupies, in normal service, the position shown, in which the shoulders 33a, 33b respectively block the orifices of the conduits 35, 36.
If, for example, the floor 6 is lowered relative to the chassas 1, the rod 33 rises relative to the cylinder 34, and the orifices of the conduits 35, 36 are unmasked; the duct 35 is at the intake, and the duct 36 at the exhaust.
It follows that part of the weight of the floor 6 is transferred to the frame 1, and that the assembly returns to its normal position.
If a mechanical control is used, the
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displacement of the floor relative to the axles may control electrical contacts, or mechanical transmissions involving floor lifting members when the load is not sufficient, or lowering these members when the optimum load is exceeded.
The automatic operation of the device may also be ensured by springs or other appropriate elastic members of different flexibility, these members being interposed between the two frames, or between elements secured respectively to each of them, so as to maintain a value substantially constant (or, at least, constantly maintained between two determined limits) the load supported by one of the two sets of wheels carrying these frames, transmitting to the other the variations of this load.
According to fig. 7 for example, this result is obtained by the use of springs 19b, 21b placed on either side of the floor 6 for example, and interposed between it and the chassis 1.
The attachment binoculars of these springs are carried by bolts 30 fixed to the frames 1 and 6 by means of nuts 30a, so that by properly screwing and unscrewing these eyes, the bolts can be moved longitudinally and the tension adjusted. springs, that is to say the respective loads of the two frames.
The link that ensures the drive of one of the two frames by the other, or the combination of
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propulsion forces provided by these two frames, can be ensured by any appropriate means: articulated connecting rods, struts, or even guard plates, In the example shown in FIG. 3, this result is obtained by means of guard plates 22 fixed to the chassis 1 and securing the ends of the axles 10, without opposing the vertical displacements thereof.
Figs. 8 to 17 relate to improvements made to these vehicles, with the aim of allowing axles or bogies belonging respectively to different wheel sets, to undergo relative lateral movements allowing passages in curves, without these axles ceasing to fulfill the roles which are devolved to them, that is to say to carry, under the desired conditions, one the chassis of the car, the other, the planoher chassis.
These improvements make it possible to make the most of the advantageous characteristics of the vehicles described above, and, in particular, not to limit the length of the wheelbase allowed between the carrying axles of the car chassis.
Indeed, if the wheels of the train carrying the car frame are, as has been said, provided with guide flanges, the car normally follows the curves of the track, but, on the other hand, the wheels of the train carrying the frame of floor should, in curves, slide sideways on the rail. It follows that, for a given width of the tire of these latter wheels and for a given minimum radius of curvature
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of the track, there is a maximum spacing between the axles which must not be exceeded: beyond this spacing, the relative lateral displacement of the rail and of the unguided wheels when passing the said minimum radius curve would in fact be such that these wheels would no longer carry on the rail.
The maximum spacing between axles is therefore a direct result of the width of the tire of these wheels, a width which necessarily has a limit.
When this maximum spacing is compatible with the length and capacity of the car, there is no disadvantage in using wheels not provided with a guide flange, but it is not the same when it is desired to achieve a greater spacing.
The present device makes it possible, without increasing the width of the tire, to increase the spacing between axles. It eliminates the lateral sliding, in curve, of the wheels carrying the floor frame on the rails, if it is the wheelset carrying the car frame which is provided with guide flanges - or vice versa.
In the first case for example, each of the axles of the train corresponding to the floor frame, while carrying this frame, is mounted so as to be able to move laterally with respect to the axles provided with guide wheels.
This lateral movement can be obtained by mounting said axle by sliding sleeves pivoting under the floor. We can for example connect this
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axle to the floor by suspension devices comprising either springs mounted on elongated handcuffs, or coil springs, the lateral flexibility of which allows this movement without the interposition of (friction or sliding organea); this flexibility makes possible a slight deformation of the coil spring, the lower end of which, which leans on the axle, follows the latter, while its upper end follows the floor which leans on it.
The lateral displacement of the axle can be controlled by a suitable mechanical transmission which connects it to an axle provided with guide wheels, this transmission being such that this second axle, by moving to follow the curvature of the track, drives the first in such a way that it also follows this curvature.
It is also possible, preferably, to provide the wheels of the axle to be controlled with guide flanges such that it itself follows the curvature of the track.
It should be noted that such guide tubes do not have the disadvantages, mentioned above, of ordinary tubes. The latter must indeed be very robust and rigid, because they have to guide the entire vehicle, and undergo, due to the inertia of the latter, considerable efforts; the flanges of the present device only have to drive the axle, due to its lateral mobility with respect to the chassis which it carries, obtained as has been said above, and the guidance of the vehicle is provided by the axles of the guide wheels.
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If a moving axle thus arranged is driving, any suitable pushing device will be provided to ensure the transmission to the rest of the vehicle of the force produced by this axle, for example ball-and-socket links between this axle and the floor frame, the car chassis, or an axle with guide wheels, these links being suitably arranged to allow lateral movements of the driving axle.
This axle could also be housed in a sleeve which, if it carried the planoher chassis for example, will be guided between guard plates integral with the car chassis, the suspension springs being placed between this sleeve and a cross member of the chassis. floor guided itself vertically with respect to the car chassis.
The sleeve has, with respect to the guard plates which guide it, sufficient lateral play to allow the axle to move along the curve of the track. It is also possible to provide a return device constantly tending to return the axle and its sleeve to their middle position, and acting on them, for this purpose, perpendicular to the axis of the track, this return device comprising for example springs placed between the axle sleeve and the car frame.
If the car is mounted on bogies, arrangements similar to those described can be used: the pivot of the bogie or the bogie itself will in this case be mounted as has been said to allow
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its lateral movements.
Wheels with railway tires and wheels with pneumatic tires may be replaced, as required, by wheels with a hub suspended either by rubber spokes or by tires, interposed between the hub and the tire, the latter being able to be steel or rubber.
According to the embodiment shown in Figs. 8, 9, the car chassis 1 is carried and guided by the flanged wheels 2a, via the springs 4 and the axles 3.
The floor frame 6 is carried by axles 10 with wheels 11 fitted with pneumatic tires 12. It can also bear in part on the axles 3 by means of press pots 31, according to an arrangement described above.
According to the invention, the axles 3 are arranged as follows:
Each axle 10 is housed in a sleeve 42, on which the frame 6 rests by means of coil springs 43, the deformability of which allows the lateral movements of the axle during passages in curves. The wheels are guided on the rails by flanges 12a carried by the tires 12. These flanges 12a, which only have to guide the axle, can be constructed so as not to impair the flexibility of the suspension of the chassis 6 .
In this embodiment, the axle 12 is assumed to be driving: the thrust is then transmitted to a cross member 44, integral with the chassis 6 and guided.
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vertically between guard plates 45 integral with the frame 1, by rods 46 with ball joints 46a which allow lateral movements of the axle 10 while transmitting the driving thrust to the vehicle.
According to the variant shown in Figs.
10, 11, the transmission of the driving force to the frame 1 is ensured by guard plates 47, integral with this frame, and between which the sleeve 42 is movable vertically. This sheath also has, with respect to said plates, a lateral play 1 allowing the movements necessary for the passages in coirbe.
The drive of the chassis 6 is ensured by vertical slides 48, between which moves the cross member 49 of this chassis which bears on the suspension springs 43. This connection ensures the drive of the floor chassis while leaving it free to move. move vertically in relation to the car chassis.
Figs. 12, 13, show another variant according to which the suspension of the frame 6, instead of being provided by coil springs 43, is provided by leaf springs 50. Lateral movements of the axle 10 are permitted by the use of long handcuffs 51 connecting the springs 50 and fasteners 52 integral with the frame 60 The return of the axle 10 in the axis of the track is provided by these handcuffs.
In the embodiments shown in fig.s 14,15, 16,17, this return of the axle 10 in the axis of the track is provided by special springs.
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skies arranged as follows:
According to figs. 14,15 transverse coil springs 53 are compressed between plates 54, by means of which they rest on the guard plates 47, and other plates 55, by means of which they rest on the sleeves 42 and push them back towards the axis of the track.
According to figs. 16, 17, the return is provided by leaf springs 56, for example of the semi-cantilever type, fixed at one end to the frame 1, at 57, and resting at the other end on a stop 58 of each sleeve 42.