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" Perfectionnements aux véhicules ferroviaires à essieux com- mandés individuellement par un moteur fixé au châssis ".
La présente invention concerne les véhicules ferroviaires comportant des essieux commandés individuellement par un moteur solidaire du châssis, lequel est lui-même élastiquement suspendu sur les essieux, et elle a pour but de perfectionner les moyens utilisés pour le guidage des boites d'essieux dans le châssis et destinés à permettre les débat- tements verticaux relatifs résultant du jeu vertical de la suspension.
Quels que soient les dispositifs employés à cet effet, ils doivent assurer la liaison longitudinale qui permet
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à l'essieu d'entraîner le châssis malgré les variations de leur distance verticale, et, en outre, empêcher ou limiter les dé- placements latéraux relatifs de ces deux organes.
Les dispositifs usuels à glissières remplissent, simultanément ces deux fonctions, mais, en raison des efforts latéraux qui se produisent en marche, le coulissement vertical des boites d'essieux sur leurs glissières donne lieu à des frottements qui, malgré des graissages soigneux, provoquent une usure rapide, et , par suite, l'établissement de jeux nuisibles.
On a depuis longtemps proposé de remplacer ces dispositifs à guides et glissières conjugués, par des systèmes de bielles qui suppriment les frottements et les usures consé- cutives précités, combinés ou associés avec des moyens pour assurer la liaison transversale des essieux et du châssis.
C'est ainsi, par exemple, que dans le système décrit et re-
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présenté dans brevet 6n ':.8.6la'3 présenté dans brevet au même el.. "1;a "j v. ;IL' z"'1 et ayant pour titre : "Truck ou bogie pour véhicules ferroviaires", la liaison longitudinale des boites d'essieux et du châssis est assurée par une biellette, cependant que leur liaison laté- rale est réalisée au moyen d'une plaque de friction solidaire du châssis et disposée en bout d'essieu, contre la face ex- térieure de la boite correspondante.
On sait, d'autre part, que les dispositifs d'entraînement qui assurent la transmission du couple moteur aux roues motrices,comportent, dans le sens transversal du véhicule, un certain jeu ou une certaine souplesse pour évi- ter qu'ils soient soumis à la poussée latérale de l'essieu, dont les déplacements dans ce sens, par rapport au châssis, sont d'ailleurs limités comme on l'a vu plus haut.
En définitive, il existe donc habituellement, entre essieu moteur et châssis, outre le mécanisme de trans-
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mission du couple moteur, des dispositifs assurant leurs liai- sons longitudinale et latérale.
La présente invention apporte une solution plus simple au double problème du guidage de l'essieu (dans les deux sens longitudinal et transversal) et de la transmission à ce dernier du couple moteur.
Conformément à l'invention, la liaison longitu- dinale de l'essieu et du châssis étant assurée par un moyen quelconque, leur liaison transversale est réalisée exclusi- vement par l'intermédiaire du mécanisme même qui assure la trans mission du couple moteur à l'essieu moteur ou aux roues mo- trices du véhicule .
Suivant un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, le mécanisme de transmission précité est du type à arbre creux entourant l'essieu, les extrémités opposées de cet arbre étant reliées, chacune par un cardan de dimensions convenables, respectivement à la roue motrice ou à l'essieu moteur et à la roue dentée centrée sur la carcasse du moteur et entraînée par ce dernier.
On voit immédiatement que cette conception nou- velle de la transmission, qui assigne à cette dernière une fonction additionnelle, permet de supprimer les pièces habituel- lement utilisées pour limiter ou interdire les déplacements latéraux relatifs entre l'essieu et le châssis, par exemple, .dans le cas du truck ou bogie suivant la demande précitée, les plaques latérales de friction, et qu'il en résulte une simpli- fication importante de la construction et de l'entretien des bogies moteurs.
Pour bien faire comprendre l'invention, on a représenté sur le dessin annexé une transmission de type connu et qui, comme on l'a indiqué plus haut, convient particulière- ment bien pour la mise en oeuvre de ladite invention, les détails particuliers de réalisation de cette transmission
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adaptée à son nouveau rôle faisant partie de l'invention.
Dans ce dessin :
La fig. 1 est une coupe-élévation transversale schématique d'un châssis-moteur faite par un plan passant par l'axe de l'essieu;
La fig. 2 est une coupe faite par un plan ho- rizontal passant également par l'axe de l'essieu;
La fig. 3 est une coupe à plus petite échelle suivant III-III de la fig. 1, montrant le cardan correspondant.
Le moteur de traction 1, dont la carcasse est solidaire du châssis 2 du véhicule, entraine, par son pignon 3, une roue dentée 4, qui tourne autour d'un axe creux 5, solidaire de la carcasse du moteur, et à peu près coaxial avec l'essieu 6. La roue dentée précitée est empêchée de se déplacer suivant son axe par les brides 7 et 8 de son axe creux. Elle porte deux bras menants 9, diamétralement opposés, qui tourillonnent radialement dans une noix de cardan 10 concentrique à l'essieu. Le deuxième axe du cardan est cons- titué par deux bras 11 diamétralement opposés, formés à l'ex- trémité adjacente de l'arbre creux tronconique 12 entourant l'essieu, lesdits bras tourillonnant eux-mêmes radialement dans la noix 10, suivant un axe perpendiculaire à l'axe de tourillonnement des bras 9 de la roue dentée.
A son extrémité opposée, l'arbre creux 13 et la roue motrice 13 sont également reliés entre eux par un cardan analogue au précédent, et constitué par deux bras 14 diamètra- lement opposés, solidaires de l'arbre creux, qui tourillonnent radialement dans la noix de cardan 15, tandis que la roue motrice 13 porte deux bras opposés 16, tourillonnant radiale- ment dans ladite noix.
Les deux noix de cardan 10 et 15 de même que l'arbre creux 12 avec ses bras 11 et 14, les bras 9 de la roue @ 1
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dentée et les bras 16 de la roue motrice 13, doivent être assez robustes pour résister aux poussées latérales de l'essieu qui sont transmises au châssis par leur intermédiaire. Cette condition étant réalisée par construction, il n'est plus alors nécessaire de prévoir sur le châssis aucun organe destiné, par son contact ou sa rencontre avec un organe conjugué porté par lesboites d'essieu, à limiter ou à empêcher les dépla- tateraux cémente/relatifs du châssis et de l'essieu.
Bien entendu, ceci ne dispense pas d'assurer leur liaison longitudinale de même que le débattement vertical des boites d'essieu 17 par tous moyens appropriés, par exemple par deux glissières 18, dont une seule est représentée sur la fig. 1.
Comme il va de soi, le mode de réalisation de la transmission connue dans son principe, qui a été repré- senté à titre d'exemple, pourra subir toutes modifications de détail désirables.
C'est ainsi, entre autres, que les articulations des cardans peuvent être pourvues de roulements à billes, à rouleaux ou à aiguilles ou même garnies de caoutchouc ou de toute autre matière appropriée ; que l'arbre creux à cardans peut être cylindrique au lieu de tronconique ; les noix des cardans portant les articulations peuvent être disposées perpendiculairement à l'essieu en n'importe quels points de sa longueur ; les axes menés peuvent être fixés sur un plateau calé directement sur l'essieu et non sur une roue (par exemple dans le cas où les boites d'essieu seraient placées entre les deux roues); que le moteur de traction peut être disposé parallèlement ou perpendiculairement ou même oblique- ment à l'essieu en un endroit quelconque du châssis;
que l'axe creux sur lequel tourne la roue dentée, peut comporter des coussinets lisses ou à rouleaux.
On peut même concevoir qu'un système élastique dans le sens latéral soit intercalé en un point quelconque @
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de la transmission, par exemple entre les attaches des bras 16 et la roue motrice 13, dans le cas où il serait désirable que l'essieu puisse se déplacer lorsque l'effort transversal dépasse une certaine valeur ; ou encore, qu'un certain jeu latéral soit prévu dans un endroit quelconque du système de transmission, si l'on désire que l'effet de retenue latérale de ce système n'intervienne qu'au bout d'une certaine course.
Enfin, dans le cas où les écarts de hauteur entre essieu et châssis sont peu importants, les noix ou an- neaux des cardans pourraient être supprimés, et les bras qui sont fixés en nombre quelconque sur l'arbre creux à chacune de ses extrémités, pourraient attaquer directement et respec- tivement, d'une part,le corps de roue ou le plateau calé sur l'essieu, d'autre part,la roue dentée suspendue.
REVENDICATIONS
L'invention a pour objet des perfectionnements aux véhicules ferroviaires comportant des essieux commandés individuellement par un moteur fixé rigidement sur le châssis, lequel est lui-même élastiquement suspendu sur les essieux, l'invention étant caractérisée en ce que la liaison trans- versale entre le châssis et chacun des essieux moteurs est assurée par le mécanisme même qui assure la transmission du couple moteur à l'essieu moteur ou aux roues motrices.
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"Improvements to railway vehicles with axles individually controlled by an engine fixed to the chassis".
The present invention relates to railway vehicles comprising axles controlled individually by a motor integral with the chassis, which is itself elastically suspended on the axles, and its aim is to improve the means used for guiding the axle boxes in the chassis and intended to allow the relative vertical movements resulting from the vertical play of the suspension.
Whatever devices are used for this purpose, they must ensure the longitudinal connection which allows
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to the axle to drive the chassis despite the variations in their vertical distance, and, moreover, to prevent or limit the relative lateral movements of these two components.
The usual sliding devices simultaneously fulfill these two functions, but, because of the lateral forces which occur in motion, the vertical sliding of the axle boxes on their guides gives rise to friction which, despite careful lubrication, causes a rapid wear and tear, and consequently the establishment of harmful games.
It has long been proposed to replace these devices with combined guides and slides, by connecting rod systems which eliminate the aforementioned friction and consequent wear, combined or associated with means for ensuring the transverse connection of the axles and the chassis.
It is thus, for example, that in the system described and re-
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presented in patent 6n ': .8.6la'3 presented in patent at the same el .. "1; a" j v. ; IL 'z "' 1 and having the title:" Truck or bogie for railway vehicles ", the longitudinal connection of the axle boxes and the chassis is ensured by a connecting rod, while their lateral connection is made by means of 'a friction plate integral with the frame and disposed at the end of the axle, against the outer face of the corresponding box.
It is known, on the other hand, that the drive devices which ensure the transmission of the engine torque to the driving wheels have, in the transverse direction of the vehicle, a certain play or a certain flexibility in order to prevent them from being subjected. to the lateral thrust of the axle, the displacements of which in this direction, relative to the chassis, are moreover limited as we have seen above.
Ultimately, therefore, there usually exists between the driving axle and the chassis, in addition to the
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engine torque mission, devices ensuring their longitudinal and lateral links.
The present invention provides a simpler solution to the dual problem of guiding the axle (in both longitudinal and transverse directions) and of transmitting engine torque to the latter.
According to the invention, the longitudinal connection of the axle and the chassis being ensured by any means, their transverse connection is made exclusively by means of the mechanism itself which ensures the transmission of the engine torque to the engine. drive axle or the drive wheels of the vehicle.
According to a preferred embodiment of the invention, the aforementioned transmission mechanism is of the type with a hollow shaft surrounding the axle, the opposite ends of this shaft being connected, each by a cardan of suitable dimensions, respectively to the wheel drive or drive axle and toothed wheel centered on the motor frame and driven by the latter.
We immediately see that this new design of the transmission, which assigns the latter an additional function, makes it possible to do away with the parts usually used to limit or prohibit relative lateral movements between the axle and the chassis, for example, . in the case of the truck or bogie according to the aforementioned request, the side friction plates, and this results in a significant simplification of the construction and maintenance of the motor bogies.
In order to make the invention fully understood, there is shown in the accompanying drawing a transmission of known type and which, as indicated above, is particularly well suited for the implementation of said invention, the particular details of realization of this transmission
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adapted to its new role forming part of the invention.
In this drawing:
Fig. 1 is a schematic cross-sectional elevation of an engine frame taken through a plane passing through the axle of the axle;
Fig. 2 is a section taken through a horizontal plane also passing through the axis of the axle;
Fig. 3 is a section on a smaller scale along III-III of FIG. 1, showing the corresponding gimbal.
The traction motor 1, the carcass of which is integral with the frame 2 of the vehicle, drives, by its pinion 3, a toothed wheel 4, which rotates around a hollow axle 5, integral with the carcass of the motor, and approximately coaxial with the axle 6. The aforementioned toothed wheel is prevented from moving along its axis by the flanges 7 and 8 of its hollow axis. It carries two driving arms 9, diametrically opposed, which journal radially in a cardan nut 10 concentric with the axle. The second axis of the cardan joint is constituted by two diametrically opposed arms 11, formed at the adjacent end of the frustoconical hollow shaft 12 surrounding the axle, said arms themselves journaling radially in the nut 10, following a axis perpendicular to the journal axis of the arms 9 of the toothed wheel.
At its opposite end, the hollow shaft 13 and the driving wheel 13 are also interconnected by a cardan joint similar to the preceding one, and consisting of two diametrically opposed arms 14, integral with the hollow shaft, which journal radially in the shaft. cardan shaft 15, while the drive wheel 13 carries two opposed arms 16, journaling radially in said nut.
The two cardan nuts 10 and 15 as well as the hollow shaft 12 with its arms 11 and 14, the arms 9 of the wheel @ 1
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toothed and the arms 16 of the driving wheel 13, must be strong enough to withstand the lateral thrusts of the axle which are transmitted to the frame through them. This condition being achieved by construction, it is then no longer necessary to provide on the chassis any member intended, by its contact or meeting with a conjugate member carried by the axle boxes, to limit or prevent case-hardened displacements. / relative to the chassis and the axle.
Of course, this does not dispense with ensuring their longitudinal connection as well as the vertical movement of the axle boxes 17 by any suitable means, for example by two slides 18, only one of which is shown in FIG. 1.
As goes without saying, the embodiment of the transmission known in principle, which has been shown by way of example, may undergo any desirable modifications of detail.
Thus, among other things, the joints of the cardan shafts can be provided with ball, roller or needle bearings or even lined with rubber or any other suitable material; that the hollow cardan shaft can be cylindrical instead of frustoconical; the nuts of the cardan joints carrying the joints may be arranged perpendicular to the axle at any point along its length; the driven axles can be fixed on a plate wedged directly on the axle and not on a wheel (for example in the case where the axle boxes are placed between the two wheels); whereas the traction motor can be arranged parallel or perpendicular or even obliquely to the axle at any point on the chassis;
that the hollow axis on which the toothed wheel rotates, may include smooth or roller bearings.
It is even conceivable that an elastic system in the lateral direction is interposed at any point @
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of the transmission, for example between the attachments of the arms 16 and the driving wheel 13, in the event that it would be desirable for the axle to be able to move when the transverse force exceeds a certain value; or alternatively, that a certain lateral play be provided in any place of the transmission system, if it is desired that the lateral retention effect of this system occurs only after a certain stroke.
Finally, in the event that the height differences between axle and frame are not great, the nuts or rings of the cardan shafts could be omitted, and the arms which are fixed in any number on the hollow shaft at each of its ends, could attack directly and respectively, on the one hand, the wheel body or the plate clamped on the axle, and on the other hand, the suspended toothed wheel.
CLAIMS
The subject of the invention is improvements to railway vehicles comprising axles controlled individually by an engine rigidly fixed to the chassis, which is itself elastically suspended on the axles, the invention being characterized in that the transverse connection between the chassis and each of the driving axles is provided by the very mechanism which transmits the driving torque to the driving axle or to the driving wheels.
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