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Mécanisme de renversement de marche pour locomotives à vapeur.
La présente invention concerne un mécanisme de renverse- ment' de marche pour locomotives à vapeur de tous types, dans lequel la marche, du moteur est renversée au mogen d'un méca- nisme de renversement actionne par force motrice comprenant un cylindre, actionné par la vapeur, l'air comprimé ou un autre fluide et un cylindre hydraulique dans le but d'immobiliser le mécanisme dans n'importe quelle direction désirée.
Les appareils de ce type, tels qu'ils sont construits actuellement, présentent deux défauts principaux et complémen- taires. Les cylindres hydrauliques de calage ont été diffi- oiles à remplir complètement de façon @ assurer que tout l'air est évacué dans l'opération de remplissage et en outre, même lorsqu'ils sont remplis complètement au début, on rencontre des difficultés à maintenir les cylindreshydrauliques remplis et exempts d'air vu que les fuites sont dans une certaine mesure inévitables et que dans les dispositions normales ac- tuellement connues, tout liquide qui fuit est remplacé par de l'air. Le résultat est que le calage positif n'est pas obtenu et que le mécanisme chemine.
Le but de la présente invention est de remédier à ces dé-
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fauts et d'assurer un calage positif pour toute position du mécanisme de renversement de marche, et la caractéristique principale de l'invention est 1' emploi, dans un mécanisme de renversement de marche actionné par force motrice, d'une pompe agissant automatiquement pour remplacer tout liquide qui fuit du cylindre hydraulique, de sorte que le cylindre une fois rempli est maintenu rempli dans toutes conditions.
Une autre caractéristique complémentaire de l'invention est le procédé pour remplir initialement le cylindre hydrau- lique de calage, procédé suivant lequel l'opération de rem- plissage est effectuée au moyen d'une pompe et a lieu par le bas du cylindre, de sorte que l'air se trouvant dans le cylindre est évacué à mesure que le niveau du liquide dans le cylindre s'élève. Par conséquent, si lé remplissage par le fond du cylindre est continué jusqu'à ce qu'il y ait un débordement de l'huile ou autre liquide par les évents au sommeton obtient un cylindre complètement rempli, exempt d'air.
Les facteurs essentiels nécessaires pour le bon résultat de l'invention en pratique peuvent être indiqués comme étant l'emploi d'un moyen par lequel le cylindre hydraulique de calage peut être rempli rapidement et complètement, d'un moyen par lequel le système hydraulique est instantanément et automatiquement rempli s'il se produit un échappement de li- quide de: celui-ci, et d'un moyen par lequel les deux extré- mités du cylindre hydraulique peuvent être reliés ensemble ou complètement isolés l'une de l'autre.
L'invention consiste d'une manière générale en un méca- nisme de renversement de marche pour locomotives à vapeur, comprenant un cylindre à force motrice pour effectuer les mouvements du mécanisme sous la commande à partir de la cabi- ne du mécanicien, et un cylindre hydraulique de calage pour immobiliser le mécanisme dans ses positions données, dans , lequel une arrivée de liquide sous pression est prévue et conduite au cylindre hydraulique de calage des deux côtés de son piston de sorte que dans le cas de fuite du cylindre de calage hydraulique,.le liquide qui fuit est automatique- ment remplacé par cette arrivée de liquide,
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Pour que l'invention puisse.être clairement comprise et mise en pratique, il sera fait référence ci-dessous aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en élévation de côté montrant la disposition générale de l'invention appliquée à un mécanisme de renversement de marche de locomotives d'un genre général connu.
La fig. 2 est une coupe par la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig.3 est une vue de côté en coupé de la pompe repré- sentée du côté droit de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en plan et la fig. 5 une vue en bout de la fig. 3.
' La fig. 6 est-une coupe du cylindre hydraulique décalage montrant une forme de soupape hydraulique de commande pouvant être employée.
La fig. 7 est une coupe transversale c@@@sapo@@@@
Les fig. 8 et 9 sont des vues semblables aux fig. 6 et 7 montrant une variante de la soupape hydraulique de commande.
Dans ces dessins, la fig. 1 montre la disposition géné- rale d'un mécanisme de renversement de marche actionné par force motrice, qui consiste en une unité A actionnée par for- ce motrice, en un cylindre hydraulique de calage B et en. un levier de commande C relié en D à un levier de manoeuvre L dans la cabine du mécanicien. Le levier de commande C est également relié en F par une bielle G à la crossette H de la tige de piston du mécanisme de renversement et en J, au moyen de bielles, à des leviers sur la soupape K de force motrice et la soupape hydraulique L respectivement.
Il y a évidemment d'autres dispositions connues de mécanismes de renversement de marche actionnés par force motrice comportant des cylindres hydrauliques, mais la fonction du cylindre hydraulique de calage dans toutes les dispositions est d'immobiliser le mé- canisme dans n'importe quelle position désirée.
Les fig. 3, 4 et 5 montrent en détail la pompe automati- que qui caractérise la présente invention et est indiquée par la lettre P à la fige 1.
Cette pompe automatique consiste en un plongeur M chargé par un ressort N et pouvant être actionné par un levier à main 0.
Lorsqu'on actionne le levier à main 0, du liquide est at-
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tiré du réservoir P, par la soupape de retenue Q dans la chambre de pompe R.
Le plongeur M; sous la charge du ressort N, exerce une pression sur le liquide qui est refoulé par la soupape de retenue S et de là par le tuyau T et les soupapes de retenue U (fig. 6) vers les deux extrémités du cylindre hydrauli- que B.
Les soupapes de retenue U sont représentées à la fig. 6 comme étant du type à billes mais il va de soi que l'on peut employer toute autre forme de soupape de retenue.
Un indicateur peut être prévu sur l' enveloppe de pompe et pourvu de marques appropriées pour montrer si le plongeur de pompe M est dans la position pleinement chargée ou dans une autre position. L'unité de pompe peut être située dans la cabine du mécanicien ou en toute autre position appropriée.
Pour le remplissage initial du cylindre hydraulique, on enlève d'abord les bouchons V des évents (fig. 6) et la sou- pape de commande hydraulique est placée dans la position "ouverte". Le réservoir P' de la pompe est rempli d'un li- quide approprié (habituellement de l'huile ou de l'eau), et la pompe est actionnée jusqu'à ce que le liquide entrant dans le cylindre B par le tuyau T et les branchements T1 et T2 s'écoule par les évents au sommet du cylindre hydraulique.
Le réservoir de pompe est rempli de temps en temps suivant les besoins,jusqu'à ce que cette opération préliminaire de remplissage scit achevée.
Les bouchons V des.évents sont alors remis en place et le réservoir de pompé P' est rempli et le levier de charge 0 amené dans la position "pleinement chargée".
Si des fuites se produisent dans la suite par les dis- positifs d'étanchéité de la tige de piston du cylindre hydrau- lique ou ailleurs, du liquide s'écoulera sous la pression exercée par le plongeur de pompe M agissant sous la charge du ressort N, vers le cylindre hydraulique, ce qui remplit le cylindre de liquide et empêche l'entrée d'air qui autrement se produirait.
La seule surveillance requise par l'appareil dans les conditions de marche est de maintenir le niveau du liquide
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dans le réservoir P' et d'amener occasionnellement le levi@@r à main 0 dans la position ''pleinement chargéë".
En vue de permettre la mise en communication ou l'iso- lement des extrémités du cylindre hydraulique B, ce dernier est pourvu d'un type perfectionné de soupape hydraulique de commande, représenté à la fig. 6. Cette soupape comprend deux soupapes a-plateaux W, chargées d'un ressorte qui sont action- .nées par une came X par l'intermédiaire de culbuteurs Y, cette disposition donnant la certitude que les deux extrémi- tés du cylindre hydraulique sont positivement isolées lorsque la came X est dans la position de fermeture.
Il est évident que plus est élevée la pression se produisant dans le cylin- dre hydraulique par l'action du mécanisme de soupape de la locomotive, plus les soupapes -1--7 se ferment de façon étanche ce qui élimine toute tendance au "cheminement" peur le méca- nisme de renversement de marche.
Une variante de la soupape de contrôle hydraulique est représentée aux fig. 8 et 9. Bile consiste en une soupape piston Z, glissant dans une chemise AA et capable d'être actionnée par le levier BB.
Des lumières appropriées sont prévues dans la soupape et dans la chemise et disposées de telle manière que le dépla- cement de la soupape dans l'une ou l'autre direction, à par- tir de la position centrale fermée, permet au liquide de s'é- couler d'une extrémité da cylindre hydraulique vers l'autre, ce qui permet au mécanisme de renversement de marche de se mouvoir jusqu'à ce que la soupape hydraulique soit ramenée dans la position centrale ou fermée.
Des mesures seront prises de préférence pour régler la vitesse de fonctionnement du mécanisme de renversement, par exemple au moyen d'un bouchon d'étranglement indiqué en CC et dont la fonction est de régler la vitesse (1.' écoulement du liquide passant d'un côté du piston hydraulique vers l'autre.
Le réglage se fait par modification des dimensions de la par- tie du bouchon d'étranglement qui s'avance dans la lumière du cylindre hydraulique.
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Reverse gear mechanism for steam locomotives.
The present invention relates to a reversing mechanism for steam locomotives of all types, in which the rate of the engine is reversed by means of a motive power operated reversing mechanism comprising a cylinder, operated by. steam, compressed air or other fluid and a hydraulic cylinder for the purpose of immobilizing the mechanism in any desired direction.
Apparatuses of this type, as they are currently constructed, have two main and complementary faults. The hydraulic timing cylinders have been difficult to fill completely so as to ensure that all air is exhausted in the filling operation and further, even when they are completely filled at the start, there are difficulties in maintaining. the hydraulic cylinders filled and free of air since leaks are to some extent inevitable and in the normal arrangements now known any leaking liquid is replaced by air. The result is that positive timing is not obtained and the mechanism is moving.
The aim of the present invention is to remedy these difficulties.
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failures and to ensure positive timing for any position of the reversing mechanism, and the main feature of the invention is the use, in a reversing mechanism actuated by motive force, of a pump acting automatically to replace any fluid that leaks from the hydraulic cylinder, so that the cylinder when filled is kept full under all conditions.
Another complementary feature of the invention is the process for initially filling the hydraulic wedging cylinder, a process according to which the filling operation is carried out by means of a pump and takes place from the bottom of the cylinder. so that the air in the cylinder is exhausted as the liquid level in the cylinder rises. Therefore, if the bottom filling of the cylinder is continued until there is an overflow of oil or other liquid from the top vents, a completely filled cylinder free of air is obtained.
The essential factors necessary for the good result of the invention in practice may be indicated as being the use of a means by which the hydraulic wedging cylinder can be filled quickly and completely, of a means by which the hydraulic system is instantly and automatically filled if an escape of liquid occurs from: this, and from a means by which the two ends of the hydraulic cylinder can be connected together or completely isolated from each other .
The invention generally consists of a reversing mechanism for steam locomotives, comprising a driving force cylinder for effecting the movements of the mechanism under control from the engineer's cabin, and a motor-driven cylinder. hydraulic timing cylinder for immobilizing the mechanism in its given positions, in which an inlet of pressurized liquid is provided and conducted to the hydraulic timing cylinder on both sides of its piston so that in the event of hydraulic timing cylinder leakage ,. the leaking liquid is automatically replaced by this liquid inlet,
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In order that the invention may be clearly understood and put into practice, reference will be made below to the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a side elevational view showing the general arrangement of the invention applied to a reversing mechanism of locomotives of a known general type.
Fig. 2 is a section taken along line 2-2 of FIG. 1.
Fig. 3 is a cutaway side view of the pump shown on the right side of fig. 1.
Fig. 4 is a plan view and FIG. 5 an end view of FIG. 3.
'Fig. 6 is a sectional view of the offset hydraulic cylinder showing one form of hydraulic control valve which may be employed.
Fig. 7 is a cross section of c @@@ sapo @@@@
Figs. 8 and 9 are views similar to FIGS. 6 and 7 showing a variant of the hydraulic control valve.
In these drawings, FIG. 1 shows the general arrangement of a power operated reversing mechanism, which consists of a power operated unit A, a hydraulic wedging cylinder B, and. a control lever C connected at D to an operating lever L in the mechanic's cabin. The control lever C is also connected in F by a connecting rod G to the crossette H of the piston rod of the reversing mechanism and in J, by means of connecting rods, to levers on the driving force valve K and the hydraulic valve L respectively.
There are, of course, other known arrangements of power operated reversing mechanisms having hydraulic cylinders, but the function of the hydraulic wedging cylinder in all arrangements is to immobilize the mechanism in any position. desired.
Figs. 3, 4 and 5 show in detail the automatic pump which characterizes the present invention and is indicated by the letter P in fig 1.
This automatic pump consists of a plunger M loaded by a spring N and which can be actuated by a hand lever 0.
When the hand lever 0 is actuated, liquid is
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drawn from the reservoir P, by the check valve Q in the pump chamber R.
The diver M; under the load of the spring N, exerts a pressure on the liquid which is discharged by the check valve S and from there by the pipe T and the check valves U (fig. 6) towards the two ends of the hydraulic cylinder B .
The check valves U are shown in fig. 6 as being of the ball type but it goes without saying that any other form of check valve can be used.
An indicator may be provided on the pump casing and provided with suitable markings to show whether the pump plunger M is in the fully loaded position or in another position. The pump unit can be located in the mechanic's cabin or in any other suitable position.
For the initial filling of the hydraulic cylinder, first the plugs V of the vents (fig. 6) are removed and the hydraulic control valve is placed in the "open" position. The reservoir P 'of the pump is filled with a suitable liquid (usually oil or water), and the pump is operated until the liquid entering cylinder B through pipe T and the connections T1 and T2 flow through the vents at the top of the hydraulic cylinder.
The pump reservoir is refilled from time to time as required, until this preliminary filling operation is completed.
The vent plugs V are then replaced and the pumped tank P 'is filled and the load lever 0 brought into the "fully loaded" position.
If any leaks subsequently occur from the sealing devices of the hydraulic cylinder piston rod or elsewhere, liquid will flow out under the pressure exerted by the pump plunger M acting under the spring load. N, to the hydraulic cylinder, which fills the cylinder with liquid and prevents the ingress of air that would otherwise occur.
The only monitoring required by the device under operating conditions is to maintain the liquid level.
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in the tank P 'and occasionally bring the levi @@ r to hand 0 in the "fully loaded" position.
In order to allow the communication or the isolation of the ends of the hydraulic cylinder B, the latter is provided with an improved type of hydraulic control valve, shown in FIG. 6. This valve comprises two plate valves W, loaded with a spring which are actuated by a cam X via rocker arms Y, this arrangement giving the certainty that the two ends of the hydraulic cylinder are positively isolated when cam X is in the closed position.
It is evident that the higher the pressure produced in the hydraulic cylinder by the action of the locomotive valve mechanism, the more tightly the valves -1--7 close, which eliminates any tendency to "slip". "fear the reversal mechanism.
A variant of the hydraulic control valve is shown in figs. 8 and 9. Bile consists of a Z piston valve, sliding in an AA jacket and capable of being actuated by the BB lever.
Appropriate lumens are provided in the valve and in the jacket and so arranged that movement of the valve in either direction from the central closed position allows the liquid to flow out. 'flow from one end of the hydraulic cylinder to the other, allowing the reversing mechanism to move until the hydraulic valve is returned to the center or closed position.
Preferably, measures will be taken to regulate the operating speed of the overturning mechanism, for example by means of a throttle plug indicated at CC and whose function is to regulate the speed (1. 'flow of liquid passing from one side of the hydraulic piston towards the other.
The adjustment is made by modifying the dimensions of the part of the throttle plug which projects into the lumen of the hydraulic cylinder.