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-COMMANDE DE VEHICULES DE CHEMINS DE FER.
Dans les motrices électriques pour grandes vitesses!) on a ém- ployé jusqu'à présent la commande par arbre creux avec cuvette de ressort.
Dans ce système, le moteur, dans lequel est monté l'arbre creux, est fixé au châssiso
L'essieu moteur est montée avec jeu radial en tous sens, dans l'arbre creux. Etant donné qu'en cours de marche,, les roues motrices ef- fectuent des mouvements verticaux par rapport à l'arbre creux, une liaison élastique est nécessaire pour la transmission du couple de l'arbre creux à l'essieu moteur. Elle se compose de ressorts hélicoïdaux qui sont logés dans des cuvettes de ressorto Les cuvettes de ressort elles=mêmes sont montées dans le carter en acier coulé vissé à 1?arbre creux, et sont- appuyées contre des plaques'de pression qui sont fixées aux rayons du centre de roueSui- vant l'espace disponible on prévoit cinq à six bras par côtéo
Les éléments mobiles de la commande par cuvette de ressort doi- vent effectuer des mouvements de glissement.
Malgré les graissages effec- tués pendant les arrêts.!) on ne peut pas éviter l'usure aux nombreux points de frottement. Les éléments de commande exigent en outre de l'entretien. Un graissage impeccable est également impossible parce que le lubrifiant est projeté au loin par la force centrifugée aux grandes vitesseso
En outre on a employés en tant que liaison élastique., des amor- tisseurs en caoutchouc qui cependant,, à cause de leur disposition, produisent une suspension dure et qui,, en outre, ne peuvent satisfaire complètement les conditions cinématiques. En plus.!! ils ne permettent pas, en cas de grand écar- tement des essieux moteurs, un déplacement latéral libre de ces derniers.
La présente invention se rapporte à une commande dans laquelle la liaison élastique nécessaire entre l'arbre creux et la roue motrice est
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réalisée par des éléments en caoutchouc, disposés de façon spéciale, soumis à des efforts de poussée, élastiques en tous sens et montés dans des carters.
Les figures 1 à 9 du dessin annexé représentent schématiquement quelques exemples de réaluisation. La figure 1 représente une vue en éléva- tion de la roue motrice et la figure 2 la coupe transversale correspondante.
Les figures 3,4 et 5 représentent en outre la liaison élastique en élévation, en plan et en coupe transversale.,
La figure 6 représente la déformation de l'élément en caoutchouc soumis à des efforts de traction et les figures 7 et 8 représentent la dé- formation en cas de saut de l'essieu.
La figure 9 représente un autre exemple de réalisation de la liaison élastique.
Les éléments en caoutchouc peuvent être disposés soit à l'extérieur des roues motrices, où ils sont facilement accessibles soit entre la roue mo- trice et la roue dentéeo Il est également possible de disposer ces éléments de la commande à l'intérieur en même temps qu'à l'extérieur. La disposition des éléments en caoutchouc à 1'extérieur des roues motrices présente l'avan- tage d'un plus grand espace dispondlbe pour le moteur entre les roues motrices,
Dans les figures 1 et 2 19 essieu moteur lest entouré concentrique- ment- par l'arbre creux 2, avec maintien d'un jeu suffisant. Les roues dentées 3 sont fixées aux deux extrémités de 1?arbre creux 2.
Les carters en caout- chouc 4 sont vissés à 1-'arbre creux 2 et les carters en caoutchouc 5 sont vissés à la roue motrice 12. On a prévu dans la roue motrice des évidements pour les carters en caoutchouc 4, pour permettre la mobilité nécessaire. Les carters 4 et 5 des éléments en caoutchouc se composent de deux parties pour permettre de remplacer facilement les éléments en caoutchouc 6, 6' avec les douilles y vulcanisées 7, 7' et 8,8' (figures 3,4,5) Les douilles 7,7' se composant de plusieurs parties sont montées dans des ouvertures des carters 4,5 de telle sorte que les vis de fixation 9 ne peuvent être cisaillées. Entre les deux éléments en caoutchouc 6,6' se trouve un tube d'écartement 10, dans lequel est logé le boulon d'accouplement 11.
Deux éléments en caoutchouc sont donc reliés chaque fois par le boulon d'ac- couplement. Le boulon d'accouplement peut également être fileté aux deux ex- trémités et être vissé dans les douilles en caoutchouc 8,8'. Cela permet de supprimer le tube d'écartement.
Dans'ce cas, il faudrait cependant prévoir un court écrou à six pans au milieu du boulon d'accouplement- en vue de serrer les deux éléments en caoutchouc 6,6'o
Les carters 4, 5 peuvent éventuellement être d'une pièce.Dans ce cas, il faut cependant que d'un côté ils aient un diamètre tel que les éléments en caoutchouc et les douilles y vulcanisées puissent être introduits facilement; la fixation des éléments en caoutchouc a lieu de ce côté, de préférence à 1' aide d'anneaux Seeger.
Les douilles reliées aux éléments en caoutchouc sont composées.de préférence de plusieurs parties. Les éléments en caoutchouc peuvent avoir une élasticité quelconque.Grâce à l'accouplement prévu de chaque paire d'é- léments en caoutchouc 6,6 à l'aide du boulon. d'accouplement 10, les deux éléments en caoutchouc sont montés en série. Il en résulte une plus grande amplitude d'oscillation et par conséquent une sus- pension plus douce que pour la commande par cuvette de ressort. Cet effet fa- vorable est particulièrement sensible en cas de saut d'essieu, ce terme dé- signant un déplacemènt vertical de l'essieu par rapport à l'arbre creux. Les ressorts de suspension 13 au-dessus des boites d'essieu (figure 2) sont montés en parallèle avec les ressorts de commande en cas de déplacement vertical de l'essieu.
Plus le coefficient de flexibilité des éléments en caoutchouc est modéré, moins l'essieu est chargé en cas de saut d'essieu.
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Les boulons d'accouplement prévus- permettent également un déplacement la- téral de l'essieu moteur dans le châssis, sans que des efforts notables soi- ent engendrés de ce fait.
Le couple du moteur est transmis uniformément par les roues den- tées'3 au carter 4, aux douilles extérieures 7, à Isolément en caoutchouc 6, à la douille 8 et par l'intermédiaire du boulon d9accouplement 11 aux douilles 8', à l'autre élément en caoutchouc 6', aux douilles 7' et finalement au carter 5 sur la roue motrice 120 Sous l'influence des efforts de traction ou d'autres efforts tangentiels, (en direction des boulons d'accouplement), les éléments en caoutchouc associés se déforment, comme le montre la figure 6,
Isolément en caoutchouc 6 se déformant de la quantité f et l'élément en a caoutchouc 6' de la même quantité f 0 Le déplacement total entre les carters a 4 et 5 est donc de 2 f a
Ce montage en série des éléments en caoutchouc est très favorable surtout en cas de saut d'essieu. Lorsque le boulon d'accouplement 11 occupe précisément la position perpendiculaire et que l'essieu saute de la distance a, chaque élément en caoutchouc n'est déformé que de la quantité a, comme l'indique la figure 8.
Si l'on considère le déplacement, lorsque le boulon d9accouplement supérieur et le boulon d'accouplement inférieur pooupent précisément la position horizontale comme 1?indique la figure 7, il en résulte ce qui suit :
L'élément en caoutchouc 5 fixé à la roue motrice se déplace en cas de saut d'essieu, de la distance a vers le hauto De ce fait le boulon d'accouplement vient occuper une position oblique, faisant un angle [alpha] avec l'horizontale. Cette déformation des éléments en caoutchouc disposés de façon spéciale, qui sont soumis surtout aux efforts de poussée, qui leur sont le plus favorable:, convient parfaitement pour satisfaire dans la mesure la plus complète les conditions cinématiques imposées à la commande de véhicules aux grandes vitesses.
Les efforts de contrainte et le frottement, tels que le présente le système de commande à cuvette de ressort, sont complètement sup- primés .
Une autre forme de réalisation de la liaison élastique suivant la présente invention est représentée par la figure 9.Dans cette figure le chiffre de référence 3 désigne à nouveau une partie de l'arbre creux, 12 dé- signant le centre de roue de la roue motrice. L'élément en caoutchouc 6 traverser un interstice dans le centre de roue,de la manière représentée, cet élément étant relié à un deuxième élément en caoutchouc 6' dans la couronne de la roue motrice à l'aide d'une tringle 11.
La nouvelle commande à l'aide d'éléments en caoutchouc présente par rapport aux commandes habituelles les avantages suivants:
Le graissage et l'entretien des éléments de commande sont complè- tement supprimés. Il s'ensuit que les frais d'entretien sont considérablement diminués. La locomotive n'est plus souillée par de 19 huile projetée sous l' influence de la force centrifuge.
Même en cas de saut d'essieu des roues motrices une suspension douce de la locomotive est assurée. La commutation du moteur de commande, particulièrement pendant le démarrage, est amélioréeEn effet lorsque de grands efforts de traction surviennent, il est souhaitable que le collecteur puisse déjà effectuer une rotation assez sensible lorsque la roue motrice est encore à l'arrêta Les balais peuvent alors se déplacer de quelques secteurs de col- lecteur. Les éléments en caoutchouc garantissent cette mobilité.
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Les conditions cinématiques en cas de saut d'essieu sont complè- tement satisfaites. Il est possible d'employer ce système de commande même lorsque le diamètre de la roue motrice est faible. La commande suivant 1' invention permet le déplacement latéral libre de l'essieu moteur dans le châssis et n'exige pas une grande précision pendant la fabrication. Le poids du système de commande est rendu plus petit. Le frottement de glissement des éléments de commande et les efforts de contrainte sont éliminés. Il en ré- sulte une absence d'usure des éléments de commande. Les éléments en caoutchouc sont facilement interchangeables. Par suite des caractéristiques d'amortisse- ment du caoutchouc les vibrations de résonance sont évitées.
REVENDICATIONS.
EMI4.1
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1.- Commande de véhicules de chemins de fer, dans laquelle le couple moteur est transmis aux roues motrices par 1'intermédiaire d'un ar- bre creux entourant avec jeu l'essieu du véhicule,, caractérisée en ce que la liaison élastique nécessaire est réalisée à l'aide d'éléments en caout- chouc disposés de façon spéciale, soumis à des efforts de poussée élastiques en tous sens et logés dans des carters.
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- ORDER OF RAILWAY VEHICLES.
In electric motors for high speeds!) The hollow shaft drive with spring cup has hitherto been used.
In this system, the motor, in which the hollow shaft is mounted, is fixed to the chassis.
The drive axle is mounted with radial play in all directions, in the hollow shaft. Since the driving wheels make vertical movements relative to the hollow shaft during operation, a resilient connection is necessary for the transmission of torque from the hollow shaft to the driving axle. It consists of coil springs which are housed in spring cups. The spring cups themselves are mounted in the cast steel housing screwed to the hollow shaft, and are pressed against pressure plates which are attached to the hollow shaft. wheel center spokes Depending on the space available, five to six arms are provided on each side.
The movable elements of the spring cup actuator must perform sliding movements.
Despite the lubrication carried out during stops.!) Wear at the numerous friction points cannot be avoided. The controls also require maintenance. Impeccable lubrication is also impossible because the lubricant is thrown away by centrifugal force at high speeds.
In addition, rubber shock absorbers have been employed as the elastic connection, which however, due to their arrangement, produce a hard suspension and which, moreover, cannot completely satisfy the kinematic conditions. More.!! they do not allow free lateral displacement of the latter in the event of a large gap between the powered axles.
The present invention relates to a control in which the elastic connection required between the hollow shaft and the drive wheel is
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produced by rubber elements, arranged in a special way, subjected to pushing forces, elastic in all directions and mounted in housings.
Figures 1 to 9 of the accompanying drawing schematically show some examples of realuisation. Figure 1 shows an elevational view of the drive wheel and Figure 2 the corresponding cross section.
Figures 3, 4 and 5 further show the elastic connection in elevation, plan and cross section.
Figure 6 shows the deformation of the rubber element subjected to tensile forces and Figures 7 and 8 show the deformation in the event of the axle jumping.
FIG. 9 represents another embodiment of the elastic connection.
The rubber elements can be placed either on the outside of the drive wheels, where they are easily accessible or between the drive wheel and the toothed wheel o It is also possible to have these control elements inside at the same time than outside. The arrangement of the rubber elements outside the drive wheels has the advantage of a larger space available for the engine between the drive wheels,
In figures 1 and 2 19 the driving axle is surrounded concentrically by the hollow shaft 2, with sufficient play maintained. The toothed wheels 3 are attached to both ends of the hollow shaft 2.
The rubber housings 4 are screwed to the hollow shaft 2 and the rubber housings 5 are screwed to the driving wheel 12. There are recesses in the driving wheel for the rubber housings 4, to allow mobility. necessary. The housings 4 and 5 of the rubber elements consist of two parts to allow easy replacement of the rubber elements 6, 6 'with the vulcanized bushings 7, 7' and 8.8 '(figures 3,4,5). Sockets 7,7 'consisting of several parts are mounted in openings of the housings 4,5 so that the fixing screws 9 cannot be sheared. Between the two rubber elements 6,6 'there is a spacer tube 10, in which the coupling bolt 11 is housed.
Two rubber elements are therefore connected each time by the coupling bolt. The coupling bolt can also be threaded at both ends and screwed into the rubber sleeves 8,8 '. This eliminates the spacer tube.
In this case, however, a short hexagon nut should be provided in the middle of the coupling bolt - in order to tighten the two rubber elements 6.6'o
The housings 4, 5 can optionally be in one piece. In this case, however, it is necessary on one side to have a diameter such that the rubber elements and the vulcanized bushings can be inserted easily; the fixing of the rubber elements takes place on this side, preferably by means of Seeger rings.
The sockets connected to the rubber elements are preferably composed of several parts. The rubber elements can have any elasticity. Due to the planned coupling of each pair of rubber elements 6,6 with the help of the bolt. coupling 10, the two rubber elements are mounted in series. This results in a greater amplitude of oscillation and therefore a smoother suspension than with the spring cup control. This favorable effect is particularly noticeable in the event of an axle jump, this term denoting a vertical displacement of the axle relative to the hollow shaft. The suspension springs 13 above the axle boxes (figure 2) are mounted in parallel with the control springs in the event of vertical displacement of the axle.
The more moderate the coefficient of flexibility of the rubber elements, the less the axle is loaded in the event of an axle jump.
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The coupling bolts provided also allow a lateral displacement of the driving axle in the frame, without significant forces being generated as a result.
The engine torque is transmitted evenly through the sprockets '3 to the housing 4, to the outer bushings 7, to the rubber insulator 6, to the bush 8 and through the coupling bolt 11 to the bushings 8', to the 'further rubber element 6', to the bushings 7 'and finally to the housing 5 on the drive wheel 120 Under the influence of tensile forces or other tangential forces, (in the direction of the coupling bolts), the rubber elements associated rubber deform, as shown in figure 6,
Rubber element 6 deforming by the quantity f and the rubber element 6 'by the same quantity f 0 The total displacement between the housings a 4 and 5 is therefore 2 f a
This series assembly of the rubber elements is very favorable especially in the event of an axle jump. When the coupling bolt 11 precisely occupies the perpendicular position and the axle jumps by the distance a, each rubber element is only deformed by the amount a, as shown in Fig. 8.
Considering the displacement, when the upper coupling bolt and the lower coupling bolt precisely punch the horizontal position as shown in Figure 7, the following results:
The rubber element 5 fixed to the drive wheel moves in the event of an axle jump, by the distance a upwards o The coupling bolt therefore takes up an oblique position, making an angle [alpha] with l 'horizontal. This deformation of the rubber elements arranged in a special way, which are subjected above all to the thrust forces, which are the most favorable to them :, is perfectly suited to satisfy to the fullest extent the kinematic conditions imposed on the control of vehicles at high speeds .
The stress forces and friction, as presented by the spring cup control system, are completely eliminated.
Another embodiment of the elastic connection according to the present invention is shown in figure 9. In this figure the reference numeral 3 again denotes a part of the hollow shaft, 12 denoting the wheel center of the wheel. motor. The rubber element 6 passes through a gap in the center of the wheel, as shown, this element being connected to a second rubber element 6 'in the crown of the driving wheel by means of a rod 11.
The new control with rubber elements has the following advantages over the usual controls:
Lubrication and maintenance of the control elements are completely eliminated. It follows that the maintenance costs are considerably reduced. The locomotive is no longer soiled by oil projected under the influence of centrifugal force.
Even in case of axle jump of the driving wheels a smooth suspension of the locomotive is ensured. The switching of the drive motor, particularly during starting, is improved In fact when great tensile forces occur, it is desirable that the collector can already perform a fairly sensitive rotation when the driving wheel is still stationary The brushes can then move around a few collector sectors. The rubber elements guarantee this mobility.
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The kinematic conditions in the event of an axle jump are fully satisfied. It is possible to use this control system even when the diameter of the driving wheel is small. The control according to the invention allows free lateral displacement of the drive axle in the frame and does not require great precision during manufacture. The weight of the control system is made smaller. The sliding friction of the control elements and the stress forces are eliminated. The result is no wear of the control elements. The rubber elements are easily interchangeable. Due to the damping characteristics of the rubber resonance vibrations are avoided.
CLAIMS.
EMI4.1
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1.- Control of railway vehicles, in which the driving torque is transmitted to the driving wheels by means of a hollow shaft surrounding the vehicle axle with play, characterized in that the necessary elastic connection is produced using specially arranged rubber elements subjected to elastic thrust forces in all directions and housed in housings.