Dispositif de transmission de mouvement de rotation entre des corps rotatifs dont les axes de rotation sont au moins approximativement parallèles. La présente invention a pour objet un dis positif de transmission de mouvement de ro tation entre des corps rotatifs dont les axes de rotation sont au moins approximativement parallèles.
Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte un organe intermédiaire mo bile auquel sont articulées, d'une part, l'une des extrémités d'au moins deux premières bielles d'égale longueur qui sont articulées par leur autre extrémité à l'un des corps ro tatifs et qui sont disposées de manière à déterminer, avec le premier corps rotatif et l'organe intermédiaire, au moins un premier parallélogramme articulé;
et .auquel organe intermédiaire sont articulés, d'autre part, l'une des extrémités d'au moins deux se condes bielles d'égale longueur, qui sont ar ticulées par leur autre extrémité au second corps rotatif et qui sont disposées de manière à déterminer, .avec le deuxième corps rotatif et l'organe intermédiaire, au moins un seeon,cl.. pa.rallèlogramme articulé. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution -du disposi tif appliquée à une locomotive électrique.
Les fig. 1 et 2 sont des croquis explicatifs du fonctionnement -du dispositif suivant l'in vention; La fig. 3 est une vue de côté montrant seulement les parties principales du disposi tif; La fig. 4 est une coupe latérale -de, la fig. a, faite selon la ligne A-B-C-D-B-r-G. vue de la. gauche et montrant seulement la moitié droite à partir de la ligne centrale de la locomotive, les bielles étant enlevées; La fig. 5 est une vue latérale détaillé d'une roue motrice;
La fig. 6 est une vue latérale dkaïllk d'une roue d'engrenage; La fig. 7 est une vue latérale détaillée d'une première bielle de connexion qui relie une roue motrice à une bielle de connexion;
Lt fig. 8 est une vue de côté en coupe de la fig. 7, faite selon la ligne D----I--II de la fig. 3" -montrant en même temps -une partie 4e la roue motrice et une partie d'un organe intermédiaire qui sont reliés aux deux extrémités .d'une bielle de connexion selon la fig. 7, @et une partie de la roue d'engrenage;
La fig. 9 est- une vue latérale détaillée d'une seconde 'bielle .de connexion qui relie la roue d'engrenage avec l'organe intermé diaire; et La fig: 10 est une coupe horizontale de la fig. 9, faite selon la ligne brisée D--J- K-D,de la fig. 3, montrant en même temps une- partie - de la roue -d'engrenage et une partie. de -l'organe intermédiaire qui sont. reliés -aux deux extrémités d'une bielle de connexion -selon la fig. 9.
Dans les locomotives électriques ayant un moteur électrique fixé -à un châssis sup porté par des ressorts des paliers de l'essieu moteur., le mouvement de rotation fourni par le- moteur est transmis à l'essieu moteur par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur de vitesse.- Pour cela, on fait engrener un pignon calé sur l'arbre du moteur électrique avec une roue dentée fixée à l'essieu- moteur. Du fait de la suspension, à. ressort du châssis - donc aussi du moteur - il se produit que; pen dant la marche de la locomotive, la distance entre l'arbre du moteur électrique et l'essieu moteur varie, à cause des oscillations du châssis.
Il résulte de ceci que la vitesse an- gulaire,des roues motrices n'est pas constante, ce qui rend pratiquement impossible la trans mission -directe de la àçon indiquée. On a d'ordinaire recours à l'emploi d'un disposi tif de transmission flexible, lequel est placé entre la roue d'engrenage et l'essieu moteur ou entre la roue d'engrenage et la roue mo trice, en supportant l'arbre de la roue d'en grenage en prise avec le pignon fixé à. l'arbre du moteur électrique et-en le maintenant à une distance constante de l'arbre- du moteur électrique.
Parmi les types de dispositifs de transmission & mouvement inventés jus qu'ici. quelques-uns sont pourvus d'un essieu moteur creux à travers la cavité du- quel passe -un arbre intermédiaire, dont l'unc- des extrémités est reliée à une extrémité de l'essieu moteur et dont l'autre extrémité est reliée à la roue d'engrenage à l'aide respec tivement d'un accouplement universel d'un type quelconque. D'autres de ces disposi tifs sont pourvus d'un arbre de roue -d'en- ,(;renage creux dont le diamètre est un per plus grand. que celui de l'essieu de la roue.
ce dernier passant à. travers cet arbre creux. la roue d'engrenage et la roue-motrice sont reliées par des ressorts à boudin dans une direction tangentielle en plusieurs points. Il est possible, -grâce à ces dispositifs, de transmettre le mouvement de rotation, même lorsque la distance entre les deux axes varie. Dans quelques-uns de ces dispositifs, la. rouf d'engrenage .et la roue motrice sont reliée par deux leviers avec un segment denté à une extrémité pivoté au centre à. la roue d'engrenage et par une paire de bielles -pivo- tées à une extrémité à la roue motrice, les <B>î</B> autres extrémités des leviers et des bielle étant reliées les unes .aux ,autres.
Les dispositifs des deux premiers genre mentionnés offrent - l'inconvénient d'une grande :difficulté d'exécution. Les disposi tifs du dernier genre présentent l'incon vénient qu'ils ne permettent pas d'obtenir des vitesses égales pour la roue d'engrenage et pour la roue motrice, à moins que l'axe <B>de</B> la roue motrice coïncide exactement avec celui de la roue d'engrenage. Dans les der niers dispositifs, la présence de leviers. avec secteurs :dentés est aussi un inconvénient.
Le ,dispositif selon- la présente invention est établi dans le but d'obvier à ces incon v6nients des dispositifs similaires connus.- -,Sa construction est relativement simple et permet, comme on le verra plus loin, d'ob tenir que deux corps rotatifs entre lesquels il sert à transmettre un mouvement de rota tion, aient une vitesse angulaire toujours égale, même lorsque la distance entre les axes die rotation -de ces corps varie au cours de la marche,
pour autant que ces axes restent au moins approximativement paral lèles l'un à l'autre. Le principe -du fonctionnement du dis positif selon l'invention repose sur les deux considérations suivantes: 1) Soit un système d'au moins trois bielles articulées bout à , bout de façon à ce qui- lesegments de droite joignant les points d'articulation de ces bielles forment un contour polygonal ouvert. Dans un tel système, l'une des bielles extrêmes peut se déplacer, dans certaines limites, par rapport l'autre bielle extrême.
?) Soit quatre bielles égales deux à. ,leuz en longueur et articulées bout à bout (le façon à former un contour fermé dans le quel les bielles égales ne sont pas consécu tives. Dans ce cas, les segments de droites ,joignant les deux points d'articulation de chaque bielle, formeront toujours un paral lélogramme, même si leurs positions angu laires varient.
On peut aisément admettre le. premier point sans démonstration, il est évident. Le @eeond point pourrait également se pas- ser de démonstration, vu qu'il s'agit d'une propriété de géomotrice élémentaire, toutefois on l'examinera. afin de mieux faire comprendre la. suite.
Sur la fig. 1, 1 est un disque pouvant tourner .autour de 2 comme axe. 3 et 4 sont deux bielles de longueurs égales, articulées par leurs extrémités d'une part en 5, res pectivement en 6, sur le disque<B>1.</B> "et, d'autre part, aux extrémités 8, respectivement 9, d'une autre bielle 7. Les distances entre les points de pivotement 5 et 6 d'une part et $ et 9 d'autre part sont égales. Les quatre points 5, 6, 7 et 8 déterminent donc les som mets d'un parallélogramme, c'est-à-dire un quadrilatère dont les côtés non adjacents sont respectivement égaux et parallèles.
On peut assimiler le disque 1 à. une bielle de longueur égale à la bielle 7 et dire que l'on a, dans le cas (le la fie. 1. un sys tème de bielles articulées correspondant à, uelui considéré au point 2) ci-dessus.
Dans une telle construction. il n'est pas nécessaire de prouver que la ligne 8 et 9 est toujours parallèle à. la, ligne reliant 5 et 6, même lorsque 3 et 4 tournent en prenant respectivement 5 et 6 comme centres. (Les traits mixtes indiquent une autre position de la bielle 7, effectuent le même déplacement angulaire lorsqu'ils tournent, parce que si le disque 1. tourne vers la droite en prenant comme centre l'axe 2, la. valeur -de l'angle a que 1a.
droite 5, 6 et la droite 8, 9 font toutes cieux avec une ligne horizontale ?Vl, i1' passant par le centre de l'axe 2 variera au cours de la rotation du disque 1, mais comme les deux -droites doivent toujours être paral lèles l'une à ,l'autre, les angles a que les .deux droites en question font avec la ligne hori zontale Vil. N restent toujours égaux entre eux.
En d'autres termes, la ligne droite re liant 5 et 6 et la ligne droite reliant 8 et 9 effectuent :le -même déplacement angulaire et elles n'exécutent jamais entre elles n'im porte quel déplacement angulaire relatif.
Par analogie, les bielles 3 et d n'effec tuent pas de déplacement .angulaire relatif. La figure théorique 1 est relative au cas de quatre bielles situées dans un même plan, donc au cas .de mouvements relatifs :de trans lation à deux dimensions .des droites 8. 9 et 5, 6.
On peut également envisager, comme variante, le cas où les quatre bielles ne se raient pas situées dans un même plan, à la condition, pour rester dans le cadre de l'in vention que la bielle 7 (c'est-à-dire la droite théorique 8, 9) se -déplace toujours parallèle ment à un certain plan contenant les points 5 et 6. Il s'agirait donc d'un mouvement re latif à trois dimensions. N'importe quels moyens appropriés pourraient être adaptés pour la construction des articulations des bielles.
Le cas où l'on aurait plus de deux bielles telles que 3 et d- (c'est-à-dire ayant même longueur) pivotées par une de leurs extré- mités sur le disque 1, en un point situé sur la droite passant par les points 5 et 6, et par leur autre extrémité en un point de la, bielle 7 situé sur la droite. 8, 9 (ces bielles étant dans ces conditions toujours parallèles à 3 et 4), est théorique ment le même que celui de la fig. 1, en ce sens que le fonctionnement de cette disposi tion est le même qu'indiqué plus haut.
Ce cas est donc aussi une variante de celui se lon la. fig, 1.
La fig. 2 représente schématiquement une forme d'exécution -du -dispositif selon la présente invention, utilisée pour trans mettre un mouvement -de rotation entre deux corps rotatifs 10 et 14.
10 est un .grand disque tournant autour de son axe géométrique.
14 est un petit disque tournant autour de son axe 0 (perpendiculaire au plan du dessin). L'axe 0 est parallèle à l'axe de ro tation du disque 10.
11 est un corps .annulaire relié d'une part au disque 10 par deux bielles 12 et 13 et, d'autre part, .au disque 14 par deux autres bielles 15 et 16. Les bielles 12 et 13 sont de même longueur.
Elles sont iarticulées en n, b, respectivement c, d, au disque 10 et .au corps 11, de telle sorte que les quatre points de pivotement ou tourillons <I>a,</I> b, c et<I>d</I> dé terminent les quatre sommets d'un parallélo- gramme (c'est-à-dire que a c est égal à b d et<I>a b</I> égal à<I>c d).</I> Les portions a c !de 10 et <I>b d</I> de 11 sont donc assimilables à deux bielles 12 et 13, un système @articulé selon fig. 1.
Dans ce qui suit, on appellera le corps annulaire 11 l'organe intermédiaire, car, comme il sera -vu plus loin, il sert d'inter médiaire entre 10 et 14.
Les deux autres bielles-<B>15</B> et 16 sont de même longueur et pivotées en des points e, <I>f,</I> respectivement g, <I>la,</I> formant les quatre sommets d'un deuxième parallélogramme (c'est-à-dire que l'on a:<I>e. g</I> égal<I>f h</I> et<I>e f</I> égal<I>à g</I> h).
La portion<I>e g</I> @de l'organe intermédiaire et la partie<I>f h</I> du disque 1 sont assimilables à -deux bielles égales parallèles constituant, avec les bielles 15 et 16, un deuxième sys tème articulé selon la fig. 1.
Les corps 10 et-1-1 sont donc reliés par !'intermédiaire de deux systèmes .articulés selon fig. 1, :ayant un élément commun: l'organe intermédiaire 11. On peut dire que 10 et 14 sont réunis par deux systèmes ar- ticulés selon la fig. 1 disposés en série, par analogie à ce que l'on entend d'ordinaire par le mot "série".
D'après ce qui a été vu plus haut, on re marque les faits suivant: Lorsque le grand! disque 10 tourne au tour de son axe, l'organe intermédiaire ou anneau 11 tourne à une vitesse angulaire égale à celle -de ce grand disque, grâce aux propriétés du quadrilatère<I>a, b,</I> -c, <I>d.</I>
:En outre, le petit disque 14 tourne au tour de son axe 0, à une vitesse angulaire égale à celle -de l'organe intermédiaire 11. grâce aux bielles 15 et 16. Par conséquent, le petit disque 14 tourne à la, même vitesse angulaire que le grand! disque 10.
Il est évident qu'aucune différence de -vitesse angulaire ne se produit entre les -deux- disques, même lorsque l'axe de l'un d'eux sc déplace rapidement par rapport à celui -de l'autre,, c'est-à-dire lorsque la distance entre ces axes varie, ces derniers restant parallèles.
Le mouvement de translation de l'un des disques n'influence (pour autant que le mou vement ne dépasse pas certaines limites dé pendant de la disposition relative des bielles) pas le mouvement de l'autre disques, en raison: de ce que dit .au point 1 sus-in- diqué. En effet, le système articulé selon la fig. 2 correspond au cas indiqué au point 1 ci-dessus: le système est assimilable à un système de cinq bielles articulées bout à bout selon un contour polygonal ouvert; à savoir: 1 le grand disque (portion a c); 2 les bielles 12- et 13;
3 l'organe intermé diaire 11 (portion b-d-g-e); 4 les bielles 15 et 16; 5 le petit -disque 14 (por tion<I>f</I> h).
Les disques constituent donc les bielles d'extrémité du contour en question.
Ce qui précède est une explication du cas dans lequel les deux axes de rotation sont parallèles l'un à l'autre, mais si les articu- lations aux points de jonction entre les bielles sont établies dans ce but, le disposi tif selon la présente invention peut produire pratiquement<B>lé</B> même effet, même dans le cap où les deux axes de rotation ne sont qu'approximativement parallèles l'un à l'autre.
Les fig. 3 à 10 sont relatives à une ap plication de la forme d'exécution du disposi- iif selon la fig. 2, appliquée à une locomo tive électrique. Certaines parties seulement de cf#tte locomotive sont visibles.
17 est une roue motrice fixée à une ex trémité d'un essieu moteur 18; 19 est un palier, 20 est un châssis supporté par un ressort 21 du palier 1.9. Le châssis 20 ne peut se déplacer seulement de haut en bas relativement au palier 19, et par conséquent a a ussi par rapport à l'essieu moteur et à la roue motrice. 22 est un moteur électrique supporté par le châssis 20. 23 est l'arbre de <I><U>2</U></I>2. ?4 est un pignon fixé à une extrémité de l'arbre du moteur, et 25 est un palier fixé au châssis 20.
226 est une roue d'encre- nage engrenant engrenant. avec le pignon 24 et peut tourner librement autour d'un tourillon 27. Le tourillon 2 7 est supporté à la partie in férieure d'une console ?8 fixée à. la partie inférieure du palier ?5 solidaire du châssis 20, La. distance entre -)7 et l'arbre 23 du moteur électrique est donc constante.
29 est un organe intermédiaire correspondant à l'organe 11 de la fig. 2 et relié par une paire de biellettes de connexion 30 et 31 avec la roue d'engrenage 26 au moyen des goupilles 32 et 34 et -des manetons 33 et 35, de manière à. former un système articulé équi valent à. quatre biellettes formant un paral lélogramme. Dans ce cas, les biellettes 30 et 31 constituent deux côtés opposés du pa rallélogramme et la partie de 29 comprise entre 32 et 34, -d'une part, et la. partie de 26 comprise entre 33 et 35, d'autre part, con stituent les deux autres côtés :du parallélo gramme.
L'organe intermédiaire 29 est relié de la même façon par une autre paire de biellettes de connexion 36 et 3 7 à la. roue motrice 17 au moyen des tourillons 38, et 40 et des manetons 39. et 41 de façon à former un deuxième système articulé équivalent à quatre biellettes formant un parallélo gramme. Les quatre articulations sont sphé riques, afin ,de transmettre le mouvement d'une façon parfaite, même lorsque l'essieu moteur 18 se déplace légèrement axialement et de manière à éviter -des efforts du méca nisme lorsque l'arbre 2.3 du moteur<B>élec-</B> trique et l'essieu moteur 1,8 de la, roue ne sont pas parallèles l'un à. l'autre.
42 et 43 sont des trous ménagés dans la roue d'engrenage 26 pour laisser passer les axes -39 et 41. La rotation du moteur élec trique est transmise du pignon 24 à la roue d'engrenage 26 et à la roue motrice 17 au moyen .du système de bielles articulées.
De petites .différences entre les vitesses angulaire de 1a roue d'engrenage et,de la roue motrice peuvent se produire lorsque les deux axes de rotation ne sont plus parallèles. l'un à. l'autres mais ces différences sont si petites qu'elles sont pratiquement négligeables. Un choc n'est jamais transmis à la roue d'engre nage par le dispositif. même lorsque la roue motrice oscille verticalement rapidement.
Comparativement aux dispositifs simi laires utilisées jusqu'à. maintenant sur les locomotives électriques, le dispositif décrit présente donc bien l'avantage de permettre une transmission du mouvement de rotation entre :deux corps rotatifs sans courroie ou engrenage, sans différence de vitesse angu laire entre ces corps pour autant que leurs axes de rotation restent parallèles.
Le dispositif pourrait naturellement être utilisé ailleurs que sur des locomotives élec triques.