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Véhicule de traction sur rails, en particulier locomo- tive à turbines, à commande individuelle des essieux.
L'invention a pour objet des véhicules de traction sur rails avec au'moins deux essieux commandés chacun par un moteur indépendant à sens de rotation irréversible; elle se.réfère en particulier à des locomotives à turbines à commande individuelle des essieux. Elle a pour but d'ob- tenir un véhicule de ce genre qui soit en mesure de pousser en marche arrière, à faible vitesse, la même charge que celle qui doit être tirée en marche avant, c'est-à-dire, le cas échéant, le train tout entier. La solution du problème consiste essentiellement en ce que les mécanismes de trans-
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mission des groupes moteurs, indépendants l'un de l'autre pendant la marche avant, sont, pour la marche arrière, reliés impérativement entre eux et commandés ensemble, par exemple au moyen d'un arbre longitudinal.
Pour cette commande commune qui, en soi, est d'ailleurs connue dans la commande par groupes avec machines à pi- ston, il peut être prévu pour la marche arrière, par exemple, une machine spéciale de commande reliée à l'arbre longitudinal par l'intermédiaire d'un mécanisme de trans- mission multiplicateur de vitesse à engrenages, ou bien, la turbine d'un des groupes moteurs peut actionner direc- tement son propre train de roues motrices et être reliée, par exemple par l'intermédiaire de l'arbre longitudinal, aux autres trains de roues motrices, qui sont autrement actionnés individuellement, mais dont les turbines tour- nent dès lors à vide.
Le dessin ci-joint montre trois exemples d'exécution du véhicule faisant l'objet de la présente invention:
La fig. 1 montre, comme premier exemple d'exécution, la vue en coupe longitudinale d'une locomotive à turbines construite selon la présente invention.
La fig. 2 montre, à plus grande échelle, une vue en coupe transversale d'un groupe moteur de la locomotive selon la fig. 1.
La fig. 3 représente une variante d'un détail du pre- mier exemple de réalisation, variante essentielle pour le deuxième exemple.
Les fig. 4 et 5 expliquent le troisième exemple : la fig. 4 est une vue correspondant à la fig. 1, tandis que la fig. 5 représente, à plus grande échelle, un détail de la fig. 4 en une vue en plan.
Dans le premier exemple, quatre trains de roues 1 de la locomotive sont commandés individuellement. Chacun de ces trains de roues 1 (cf. également la fig. 2) comporte donc sa propre turbine de commande 2, sur l'arbre 3 de laquelle se trouve une petite roue dentée 4, qui engrène avec une grande roue dentée 6, montée sur un arbre de renvoi 5.
Sur ce dernier est montée, à côté de la roue dentée 6, une petite roue dentée 7, qui est constamment en prise avec une grande roue dentée 8. Celle-ci est montée sur un arbre creux 10, qui est tourillonné dans des paliers 9 du châs-
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sis du véhicule et qui, par l'intermédiaire d'accouple- ments élastiques connus 11 destinés à absorber les os- cillations des ressorts de suspension, est relié aux roues 13 fixées sur l'essieu 12 de chaque train de roues motri- ces. Les autres groupes moteurs, constitués par les élé- ments 1 à 13, sont de construction identique entre eux.
Pendant la marche avant, chacune des turbines 2, dont le sens de rotation est irréversible, assure la commande d'un train de roues motrices.
Pour pouvoir utiliser, pendant la marche arrière, l'ad- hérence de tous les trains de roues motrices l, c'est-à- dire pour pouvoir pousser en arrière un train lourd, les trains d'engrenages 4 à 8 de chaque groupe moteur peuvent être reliés entre eux par l'intermédiaire d'un arbre longi- tudinal 14 disposé à l'intérieur du châssis du véhicule et situé au même niveau que l'arbre de'renvoi 5 de chaque groupe moteur. Dans ce but, à chaque groupe moteur corres- pond un tronçon de l'arbre longitudinal 14, et ce tron- con est relié impérativement au mécanisme de transmission 4 à 8 par l'intermédiaire d'un pignon conique 15, monté sur l'arbre 14 (voir également la fig. 1) et engrenant avec une roue conique 16 montée sur l'arbre de renvoi 5.
Chacun de ces tronçons de l'arbre longitudinal 14 porte à ses extrémités un élément d'accouplement 17 et 18, respectivement; seul le dernier tronçon, correspondant au quatrième groupe moteur et se terminant à l'endroit de la portée du pignon conique 15, porte un seul élément d'accou- plement 18. En face de l'élément d'accouplement 18 du pre- mier groupe moteur se trouve un élément d'accouplement, qui est de construction identique à celle des éléments d'accou- plement 17 et qui est monté sur l'extrémité arrière du tronçon ,situé le plus en avant de l'arbre longitudinal 14, tronçon sur lequel est également montée une roue den- tée 19. Celle-ci est constamment en prise avec un pignon 20, fixé sur l'arbre 21 d'une turbine additionnelle 22, utilisée lors de la marche arrière (turbine de marche arrière).
Pendant la marche avant de la locomotive, les accouple- ments 17, 18 sont débrayés et chaque essieu moteur est ac- tionné par sa turbine de marche avant 2, par l'intermédiaire des roues dentées 4,6, 7,8. La turbine de marche arrière 22 est pendant ce temps au repos. Pour la marche arrière,
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l'arrivée de vapeur aux turbines de marche avant 2 est coupée, les accouplements 17,18 sont reliés entre eux, et la vapeur est admise dans la turbine de marche arrière 22. La turbine de marche arrière 22 actionne alors,-par l'intermédiaire du mécanisme démultiplicateur à engrenages 20,19, de l'arbre longitudinal 14 et des accouplements 17, 18, - tous les quatre trains de roues motrices 1, de manière que la totalité de l'adhérence de tous les trains de roues peut être utilisée.
Pendant ce mouvement, les turbines 2 marchent à vide. La vitesse de marche arrière étant en général bien plus petite que celle de marche arant, les pertes, occasionnées par la marche à vide des turbines 2, se maintiennent dans des limites admissibles.
Le deuxième exemple (voir fig. 3) ne diffère du pre- mier qu'en ce que la turbine de marche arrière 22 peut éga- lement être utilisée pour la marche avant à vitesse réduite, comme par exemple dans le triage en marche avant, ainsi que pendant le démarrage en service normal, la turbine 22 étant dans ce dernier cas utilisée en plus des turbines principales 2. A cette fin, la roue dentée 19, qui engrène avec le pignon 20 monté sur l'arbre 21 de la turbine 22, est disposée sur l'arbre longitudinal 14 de manière pouvoir être déplacée suivant son axe sur celui-ci. Sur l'arbre 21 de la turbine est fixé en outre un deuxième pig- non 23, qui est constamment en prise avec une roue dentée 25 montée sur un arbre intermédiaire 24.
En faisant subir à la roue dentée 19 un déplacement axial sur l'arbre longi- tudinal 14 (vers la gauche sur la fig. 3), elle peut être mise en prise avec la roue de changement de marche 25, de manière 1 relier la turbine auxiliaire 22 à l'arbre longi- tudinal 14 par l'intermédiaire d'un mécanisme de renverse- ment du sens de marche, ce qui la met à même de venir en aide à la turbine principale 2 soit lors du triage en marche avant, soit lors du démarrage en service normal.
Le troisième exemple diffère du premier principale- ment en ce que la turbine du premier groupe moteur fournit la force motrice, tant pour la marche arrière que pour le triage en marche avant, pour tous les trains de roues mo- trices 1, dont les mécanismes de transmission 4, 6,7,8, sont alors, comme dans le premier exemple, reliés entre eux
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par l'intermédiaire de l'arbre longitudinal 14. Dans ce que qui va suivre, on n'expliquera plus le fonctionnement du premier groupe moteur, étant donné que celui des autres, dont les turbines 2 marchent à vide pendant la marche arrière, concorde en tout avec celui des groupes moteurs du premier exemple. La fig. 5 est une vue partielle en plan de ce premier groupe moteur.
Sur l'arbre 3 de la turbine 2 est monté fou un pignon 4 qui, de même que le pignon 4 des autres groupes moteurs, est constamment en prise avec la roue dentée 6 calée sur l'arbre de renvoi 5. Sur le même arbre 3 de la turbine 2 est en outre mon- tée folle une roue dentée 26, qui est un peu plus grande que le pignon 4 et qui est constamment en prise avec une roue dentée 27, également folle sur un arbre 28 parallèle à l'arbre 3 de la turbine. Sur l'arbre 3, et entre les deux roues dentées 4 et 26, est disposé, de manière à pou- voir coulisser mais à ne pas pouvoir tourner, un manchon d'accouplement 29, muni/griffes qui peuvent venir en pri- se avec des griffes correspondantes des roues dentées 4 et 26.
Sur l'extrémité libre de l'arbre 3 de la turbine est en outre fixé rigidement un pignon 30, de même diamètre que le pignon 4 et en prise permanente avec une roue dentée 32 de renversement du sens de marche, fixée sur un arbre intermédiaire 31. ette roue dentée 32 est, de son côté, constamment en prise avec une roue dentée 33, montée folle sur l'arbre 28. Un manchon d'accouplement 34, disposé entre les roues dentées 27 et 33 de manière à pouvoir coulisser, mais non tourner, sur l'arbre 28, peut venir en prise, par ses griffes, avec les griffes correspon- dantes de l'une ou de l'autre des roues 33 et 27, de ma- nire à relier ainsi, d'une manière rigide, l'une ou l'autre de ces roues dentées à l'arbre 28.
Sur celui-ci est en outre fixé un pignon 35, qui est constamment en prise avec la roue dentée de renvoi 6, placée au-dessous.
Pendant le service normal en marche avant, les élé- ments d'accouplement 17,18 sont, ici comme dans le pre- mier exemple, débrayés et chaque turbine 2 actionne,in- dépendamment des autres, son train de roues motrices 1 par l'intermédiaire du train d'engrenages 4,6, 7, 8; le manchon d'accouplement 29 du premier groupe moteur (fig.5) est amené en prise avec le pignon 4, tandis que le man-
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chon d'accouplement 34 n'est amené en prise avec aucune des roues dentées 27 et 33. Les roues dentées 30, 32 et 33 tournent alors à vide.
Pour réaliser une force de traction suffisante, ainsi qu'un nombre de tours élevé des turbines, pour la vitesse réduite de la marche arrire, et, pour atteindre ainsi un bon rendement, le train d'engrenages 26,27, est dimen- sionné de manière à fournir entre l'arbre de turbine 3 et le train de roues motrices 1 un rapport de démultipli- cation plus grand que celui fourni par la roue dentée 4, qui est utilisée pendant le service normal. Pour la marche arrière, les manchons d'accouplement 29 et 34 sont amenés en prise avec les roues dentées 26 et 27, respective- ment.
La force motrice de l'arbre 3 de- la première turbine 2 est alors transmise, par l'intermédiaire du manchon d'ac- couplement 29, à la roue dentée 26, de cell&ei par l'inter- médiaire de la roue dentée 27 et du manchon d'accouple- ment 34, à l'arbre 28, et de là, par l'intermédiaire du pignon 35, à la roue dentée 6 montée sur l'arbre de ren- voi 5. Le mouvement de l'arbre de renvoi 5 est ensuite transmis par l'intermédiaire des roues dentées 7,8, au train de roues motrices. De plus, les éléments d'accouple- ment 17, 18 sont embrayés, de sorte que la première tur- bine 2 transmet, par l'intermédiaire de l'arbre de renvoi 5 et des roues coniques 16, 15, une partie de la force mo- trice à l'arbre longitudinal 14, et, par conséquent, aux autres trains de roues motrices 1.
Les turbines 2, corres- pondant à ces trains de roues motrices, tournent à nouveau à vide pendant ce temps.
Si la locomotive doit marcher lentement en ayant, comme c'est le cas, par exemple, lors du triage, il suffit d'ame- ner le manchon d'accouplement 34 en prise avec la roue den- tée 33, tandis que le manchon d'accouplement 29 n'est en prise avec aucune des roues 4 et 26. La turbine du premier groupe moteur transmet alors la force au premier train de roues motrices 1 par l'intermédiaire de l'arbre 3, du pig- non 30, de la roue de renversement du sens de marche 32, de la roue dentée 33, de l'arbre 28, du pignon 35, de la roue dentée 6 et des roues dentées 7 et 8.
Comme, grâce aux roues dentées 30, 32, 33 et 35, le rapport de transmission entre
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l'arbre de turbine 3 et l'arbre de renvoi 5 se trouve notablement augmenté, comparativement à la marche normale avant, la locomotive avance plus lentement, sans que la turbine 2 doive pour cela travailler dans des conditions plus défavorables. Lors de la marche avant, ralentie, de même que lors de la marche arrière, les trains restants de roues motrices sont actionnés par l'intermédiaire de l'arbre longitudinal 14, tandis que les turbines 2 corres- pondant à ces trains de roues motrices, ne recevant pas de vapeur, tournent à vide.
Au lieu d'être obtenue à l'aide de l'arbre longitudinal 14, la liaison'impérative des différents groupes moteurs, pour la marche arrière ou pour la marche avant ralentie peut également être réalisée, par exemple, en intercalant, entre les roues'dentées 7 de chaque groupe moteur, une ou trois roues dentées intermédiaires qui restent hors de prise pendant la marche avant normale. Au lieu de turbines à vapeur, il pourrait également être prévu des turbines à gaz. La machine axiliaire: 22 peut également être une machi- ne à vapeur à piston.
Revendications :
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Rail traction vehicle, in particular a turbine locomotive, with individual axle control.
The invention relates to traction vehicles on rails with at least two axles each controlled by an independent motor with irreversible direction of rotation; it refers in particular to locomotives with turbines with individual axle control. Its object is to obtain a vehicle of this type which is able to push in reverse, at low speed, the same load as that which must be pulled in forward gear, that is to say, the if applicable, the entire train. The solution of the problem consists essentially in that the mechanisms of trans-
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The task of the motor units, independent of one another during forward travel, are, for reverse travel, imperatively linked together and controlled together, for example by means of a longitudinal shaft.
For this common control, which in itself is moreover known in group control with piston machines, a special control machine can be provided for reverse gear, for example, connected to the longitudinal shaft by through a gear-multiplying transmission mechanism, or alternatively, the turbine of one of the power units can directly actuate its own set of driving wheels and be connected, for example by means of the longitudinal shaft, to the other driving wheel sets, which are otherwise actuated individually, but whose turbines therefore run empty.
The attached drawing shows three exemplary embodiments of the vehicle which is the subject of the present invention:
Fig. 1 shows, as a first exemplary embodiment, the longitudinal sectional view of a turbine locomotive constructed according to the present invention.
Fig. 2 shows, on a larger scale, a cross-sectional view of a power unit of the locomotive according to FIG. 1.
Fig. 3 represents a variant of a detail of the first embodiment, an essential variant for the second example.
Figs. 4 and 5 explain the third example: FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 1, while FIG. 5 shows, on a larger scale, a detail of FIG. 4 in a plan view.
In the first example, four sets of wheels 1 of the locomotive are individually controlled. Each of these wheel sets 1 (see also fig. 2) therefore has its own control turbine 2, on the shaft 3 of which is a small toothed wheel 4, which meshes with a large toothed wheel 6, mounted on a countershaft 5.
On the latter is mounted, next to the toothed wheel 6, a small toothed wheel 7, which is constantly in engagement with a large toothed wheel 8. This is mounted on a hollow shaft 10, which is journaled in bearings 9 of the cha-
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sis of the vehicle and which, by means of known elastic couplings 11 intended to absorb the oscillations of the suspension springs, is connected to the wheels 13 fixed to the axle 12 of each set of driving wheels. The other motor units, made up of elements 1 to 13, are of identical construction to each other.
During forward travel, each of the turbines 2, the direction of rotation of which is irreversible, controls a set of driving wheels.
In order to be able to use, during the reverse gear, the adhesion of all the driving wheel sets l, that is to say to be able to push a heavy train backwards, the gears 4 to 8 of each group engine can be interconnected by means of a longitudinal shaft 14 disposed inside the vehicle frame and located at the same level as the transmission shaft 5 of each engine group. For this purpose, each motor group corresponds to a section of the longitudinal shaft 14, and this section is imperatively connected to the transmission mechanism 4 to 8 by means of a bevel pinion 15, mounted on the shaft 14 (see also fig. 1) and meshing with a bevel gear 16 mounted on the countershaft 5.
Each of these sections of the longitudinal shaft 14 carries at its ends a coupling element 17 and 18, respectively; only the last section, corresponding to the fourth motor unit and ending at the seat of the bevel pinion 15, carries a single coupling element 18. Opposite the coupling element 18 of the first The motor unit is a coupling element, which is identical in construction to that of the coupling elements 17 and which is mounted on the rear end of the section, located most forward of the longitudinal shaft 14, section on which is also mounted a toothed wheel 19. The latter is constantly in engagement with a pinion 20, fixed on the shaft 21 of an additional turbine 22, used during reverse gear (reverse turbine).
During the forward motion of the locomotive, the couplings 17, 18 are disengaged and each driving axle is actuated by its forward gear turbine 2, via the toothed wheels 4,6, 7,8. The reverse turbine 22 is during this time at rest. For reverse gear,
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the steam supply to the forward gear turbines 2 is cut off, the couplings 17,18 are interconnected, and the steam is admitted into the reverse gear turbine 22. The reverse gear turbine 22 then operates, by the intermediary of the reduction gear mechanism 20,19, of the longitudinal shaft 14 and of the couplings 17, 18, - all four sets of driving wheels 1, so that the full grip of all the sets of wheels can be used.
During this movement, the turbines 2 operate empty. Since the reverse speed is generally much lower than the reverse speed, the losses caused by the idling of the turbines 2 remain within acceptable limits.
The second example (see fig. 3) differs from the first only in that the reverse turbine 22 can also be used for forward travel at reduced speed, as for example in forward sorting, as well as during start-up in normal service, the turbine 22 being in the latter case used in addition to the main turbines 2. For this purpose, the toothed wheel 19, which meshes with the pinion 20 mounted on the shaft 21 of the turbine 22 , is disposed on the longitudinal shaft 14 so that it can be moved along its axis thereon. On the shaft 21 of the turbine is further fixed a second pin 23, which is constantly in engagement with a toothed wheel 25 mounted on an intermediate shaft 24.
By causing the toothed wheel 19 to undergo an axial displacement on the longitudinal shaft 14 (to the left in fig. 3), it can be brought into engagement with the shift wheel 25, so as to connect the gear. auxiliary turbine 22 to the longitudinal shaft 14 by means of a mechanism for reversing the direction of travel, which enables it to come to the aid of the main turbine 2 either during sorting in forward motion , or when starting up in normal service.
The third example differs from the first mainly in that the turbine of the first power unit supplies the driving force, both for reverse and for sorting in forward motion, for all the driving wheels 1, including the mechanisms transmission 4, 6,7,8, are then, as in the first example, linked together
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via the longitudinal shaft 14. In what follows, the operation of the first motor group will no longer be explained, given that that of the others, whose turbines 2 run empty during reverse gear, agree. in all with that of the engines of the first example. Fig. 5 is a partial plan view of this first motor unit.
A pinion 4 is mounted on the shaft 3 of the turbine 2 which, like the pinion 4 of the other motor units, is constantly engaged with the toothed wheel 6 fixed on the countershaft 5. On the same shaft 3 of the turbine 2 is also mounted idle a toothed wheel 26, which is a little larger than the pinion 4 and which is constantly in mesh with a toothed wheel 27, also idle on a shaft 28 parallel to the shaft 3 of the turbine. On the shaft 3, and between the two toothed wheels 4 and 26, is arranged, so as to be able to slide but not to be able to turn, a coupling sleeve 29, provided with claws which can come into engagement. with corresponding claws of the toothed wheels 4 and 26.
On the free end of the shaft 3 of the turbine is also rigidly fixed a pinion 30, of the same diameter as the pinion 4 and in permanent engagement with a toothed wheel 32 for reversing the direction of travel, fixed on an intermediate shaft 31. This toothed wheel 32 is, for its part, constantly in engagement with a toothed wheel 33, mounted loose on the shaft 28. A coupling sleeve 34, disposed between the toothed wheels 27 and 33 so as to be able to slide, but not turning, on the shaft 28, can come into engagement, by its claws, with the corresponding claws of one or the other of the wheels 33 and 27, so as to connect thus, of rigidly, one or the other of these gears to the shaft 28.
A pinion 35 is further attached thereto, which is constantly in engagement with the return toothed wheel 6, placed below.
During normal service in forward gear, the coupling elements 17, 18 are, here as in the first example, disengaged and each turbine 2 actuates, independently of the others, its drive wheel set 1 by l 'intermediate gear train 4,6, 7, 8; the coupling sleeve 29 of the first motor unit (fig. 5) is brought into engagement with the pinion 4, while the sleeve
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The coupling chon 34 is not brought into engagement with any of the toothed wheels 27 and 33. The toothed wheels 30, 32 and 33 then run empty.
To achieve a sufficient traction force, as well as a high number of revolutions of the turbines, for the reduced speed of the reverse gear, and, thus to achieve a good efficiency, the gear train 26,27, is dimensioned so as to provide between the turbine shaft 3 and the driving wheel train 1 a gear ratio greater than that provided by the toothed wheel 4, which is used during normal service. For reverse gear, the coupling sleeves 29 and 34 are brought into engagement with the toothed wheels 26 and 27, respectively.
The driving force of the shaft 3 of the first turbine 2 is then transmitted, through the intermediary of the coupling sleeve 29, to the toothed wheel 26, from the latter through the intermediary of the toothed wheel 27 and from the coupling sleeve 34, to the shaft 28, and thence, via the pinion 35, to the toothed wheel 6 mounted on the idler shaft 5. The movement of the shaft return 5 is then transmitted by means of the toothed wheels 7,8, to the drive wheel train. In addition, the coupling elements 17, 18 are engaged, so that the first turbine 2 transmits, via the countershaft 5 and the bevel wheels 16, 15, part of the driving force to the longitudinal shaft 14, and consequently to the other sets of driving wheels 1.
The turbines 2, corresponding to these sets of driving wheels, again run empty during this time.
If the locomotive has to run slowly while having, as is the case, for example, during sorting, it suffices to bring the coupling sleeve 34 into engagement with the toothed wheel 33, while the sleeve coupling 29 is not engaged with any of the wheels 4 and 26. The turbine of the first power unit then transmits the force to the first set of driving wheels 1 by means of the shaft 3, of the pin 30, of the reversing wheel of the direction of travel 32, of the toothed wheel 33, of the shaft 28, of the pinion 35, of the toothed wheel 6 and of the toothed wheels 7 and 8.
As, thanks to the toothed wheels 30, 32, 33 and 35, the transmission ratio between
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the turbine shaft 3 and the countershaft 5 are significantly increased, compared to normal forward motion, the locomotive moves more slowly, without the turbine 2 having to work in more unfavorable conditions for this. During forward motion, slowed down, as well as during reverse gear, the remaining sets of driving wheels are actuated by means of the longitudinal shaft 14, while the turbines 2 corresponding to these sets of driving wheels , not receiving steam, run empty.
Instead of being obtained with the aid of the longitudinal shaft 14, the imperative connection of the various engine groups, for reverse gear or for slow forward gear can also be achieved, for example, by interposing, between the wheels 'toothed 7 of each engine group, one or three intermediate toothed wheels which remain out of engagement during normal forward travel. Instead of steam turbines, gas turbines could also be provided. The axiliary machine: 22 can also be a piston steam machine.
Claims: