Claims (1)
**ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **.
** ATTENTION ** start of field CLMS can contain end of DESC **.
L'alimentation en énergie électrique des voitures ferroviaires modernes destinées au transport de voyageurs est assurée en général par une batterie d'accumulateurs qui, lorsque la vitesse de la voiture est suffisante, est chargée par une génératrice électrique entraînée mécaniquement en rotation par des engrenages lui transmettant le mouvement, de l'extrémité de l'axe de l'essieu. La transmission mécanique peut comprendre, par exemple, un renvoi angulaire agissant souvent aussi en multiplicateur de vitesse, ainsi qu'une transmission à cardans disposée entre l'extrémité de l'axe et la génératrice.
The supply of electric energy to modern rail cars intended for passenger transport is generally provided by an accumulator battery which, when the speed of the car is sufficient, is charged by an electric generator driven mechanically in rotation by gears on it. transmitting motion, from the end of the axle pin. The mechanical transmission can comprise, for example, an angular transmission often also acting as a speed multiplier, as well as a cardan transmission arranged between the end of the axis and the generator.
Dans le cas des véhicules équipés de roues folles, c'est-à-dire de roues tournant librement autour d'un essieu, une telle solution constructive n'est pas possible, puisque la prise de mouvement doit se faire en partant de la roue elle-même et ne peut plus se faire en bout d'axe. Une solution mécanique de même nature que celle utilisée dans le cas des essieux à roues fixes est donc beaucoup plus délicate et onéreuse à réaliser.
In the case of vehicles equipped with idle wheels, that is to say wheels turning freely around an axle, such a constructive solution is not possible, since the power take-off must be made starting from the wheel itself and can no longer be done at the end of the axis. A mechanical solution of the same nature as that used in the case of axles with fixed wheels is therefore much more difficult and expensive to achieve.
L'invention concerne une solution constructive avantageuse pour fournir l'énergie électrique nécessaire au véhicule ferroviaire équipé de roues folles.
The invention relates to an advantageous constructive solution for supplying the electrical energy necessary for the railway vehicle equipped with idle wheels.
L'invention a pour objet une installation génératrice de courant pour véhicule ferroviaire muni de roues montées tournantes sur un essieu, caractérisée en ce qu'un espace annulaire est ménagé entre au moins une roue et l'essieu, cet espace contenant l'inducteur et l'induit d'une génératrice dont le rotor est solidaire de la roue et le stator solidaire de l'essieu, I'inducteur de la génératrice comprenant au moins un aimant permanent.
The subject of the invention is a current-generating installation for a railway vehicle provided with wheels mounted to rotate on an axle, characterized in that an annular space is provided between at least one wheel and the axle, this space containing the inductor and the armature of a generator, the rotor of which is integral with the wheel and the stator integral with the axle, the inductor of the generator comprising at least one permanent magnet.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution et deux variantes d'une génératrice de courant faisant partie de l'installation objet de l'invention.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, one embodiment and two variants of a current generator forming part of the installation which is the subject of the invention.
La fig. 1 est une coupe axiale d'une roue folle d'un véhicule ferroviaire à écartement variable.
Fig. 1 is an axial section of an idler wheel of a variable gauge railway vehicle.
La fig. 2 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la fig. 1.
Fig. 2 is a view on a larger scale of a detail of FIG. 1.
La fig. 3 est une coupe selon la ligne III-III de la fig. 2.
Fig. 3 is a section along the line III-III of FIG. 2.
Les fig. 4 et 5 sont des vues analogues à la fig. 3 illustrant deux variantes d'exécution.
Figs. 4 and 5 are views similar to FIG. 3 illustrating two variant embodiments.
Les pièces qui se retrouvent sans modification dans les différentes figures sont désignées par les mêmes signes de références.
The parts which are found without modification in the various figures are designated by the same reference signs.
La fig. 1 montre en coupe axiale une roue I d'un essieu à écartement variable, cette roue pouvant être déplacée axialement sur un essieu 5 attaché au châssis d'un véhicule ferroviaire ou d'un bogie d'un tel véhicule. Les déplacements axiaux de la roue 1 par rapport à l'essieu 5 sont commandés par un mécanisme, non représenté, qui permet le verrouillage de ladite roue dans au moins deux positions axiales déterminées. Des dispositifs de ce genre sont, par exemple, décrits dans les brevets suisses
N' 499417, N 502913 et N 517612.
Fig. 1 shows in axial section a wheel I of an axle with variable spacing, this wheel being able to be displaced axially on an axle 5 attached to the frame of a railway vehicle or of a bogie of such a vehicle. The axial displacements of the wheel 1 relative to the axle 5 are controlled by a mechanism, not shown, which enables said wheel to be locked in at least two determined axial positions. Devices of this kind are, for example, described in Swiss patents
N '499417, N 502913 and N 517612.
La roue I présente un axe de rotation 2 qui est coaxial à l'essieu 5 et est montée tournante sur ce dernier par l'intermédiaire de roulements à rouleaux 3 et 4. Les rouleaux 3 et 4 sont en contact, d'une part, avec des bagues 3a et 4a solidaires de l'essieu 5 et, d'autre part, avec des douilles 3b et 4b solidaires du moyeu 7 de la roue 1. De cette façon, un déplacement axial relatif est possible entre les douilles 3b et 4b et les rouleaux 3 et 4.
The wheel I has an axis of rotation 2 which is coaxial with the axle 5 and is rotatably mounted on the latter by means of roller bearings 3 and 4. The rollers 3 and 4 are in contact, on the one hand, with rings 3a and 4a integral with the axle 5 and, on the other hand, with bushes 3b and 4b integral with the hub 7 of the wheel 1. In this way, a relative axial displacement is possible between the bushes 3b and 4b and rollers 3 and 4.
Un espace annulaire est ménagé entre le moyeu 7 et l'essieu 5, cet espace contenant une génératrice dont le rotor est solidaire de la roue 1 et le stator 13 solidaire de l'essieu 5.
An annular space is formed between the hub 7 and the axle 5, this space containing a generator, the rotor of which is integral with the wheel 1 and the stator 13 integral with the axle 5.
L'inducteur de cette génératrice est constitué par un aimant permanent 8 en forme d'anneau, dans lequel l'induction magnétique est dirigée perpendiculairement à son plan principal, c'està-dire parallèlement à l'axe 2. Chacune des faces opposées de cet élément 8 est en contact avec une couronne 9 et respectivement 10 en matière ferromagnétique. Chaque couronne se prolonge vers l'intérieur par une série de pôles 11 pour la couronne 9, et 12 pour la couronne 10. Chaque pôle 1 1 est intercalé entre deux pôles 12 de façon que la série de pôles 1 1 et 12 présente une polarité magnétique alternée.
The inductor of this generator is formed by a permanent magnet 8 in the form of a ring, in which the magnetic induction is directed perpendicular to its main plane, that is to say parallel to the axis 2. Each of the opposite faces of this element 8 is in contact with a ring 9 and 10 respectively made of ferromagnetic material. Each ring is extended inwards by a series of poles 11 for the ring 9, and 12 for the ring 10. Each pole 1 1 is interposed between two poles 12 so that the series of poles 1 1 and 12 has a polarity alternating magnetic.
Le stator 13, constitué par un empilage de tôles magnétiques, est fixé sur l'essieu 5 par une douille 6. Ce stator comprend des bobines 14 logées dans des rainures 15.
The stator 13, formed by a stack of magnetic sheets, is fixed to the axle 5 by a bush 6. This stator comprises coils 14 housed in grooves 15.
L'inducteur est fixé dans le moyeu 7 de la roue par une masse 16 en matière non magnétique, ou de préférence paramagnétique, d'épaisseur suffisante pour limiter le plus possible les lignes de fuites magnétiques se refermant par le moyeu 7 qui est le plus souvent en fonte de fer. Toujours dans le but de limiter la dispersion magnétique, ce moyeu 7 présente deux évidements annulaires 17 destinés à augmenter la réluctance du circuit magnétique parasitaire comprenant ledit moyeu.
The inductor is fixed in the hub 7 of the wheel by a mass 16 of non-magnetic material, or preferably paramagnetic, of sufficient thickness to limit as much as possible the magnetic leakage lines closing by the hub 7 which is the most often made of cast iron. Still with the aim of limiting magnetic dispersion, this hub 7 has two annular recesses 17 intended to increase the reluctance of the parasitic magnetic circuit comprising said hub.
Il est clair que, lors de la rotation de la roue, le rotor qui est constitué par l'inducteur tourne autour du stator et induit dans les bobines 14 une tension dont la valeur est sensiblement proportionnelle à la vitesse de rotation du véhicule, au nombre de pôles du réducteur et à l'induction magnétique. Ainsi, à basse vitesse, la tension de la génératrice peut être insuffisante, et dans le cas où l'installation comprend plusieurs génératrices placées sur diverses roues du véhicule, il est intéressant de prévoir un dispositif de commutation qui permet de brancher les génératrices en série lorsque la tension délivrée par chaque génératrice est faible, et en parallèle lorsque cette tension est élevée. Si l'installation comprend plus de deux génératrices, il est évidemment possible de prévoir des branchements série-parallèle intermédiaires.
It is clear that, during the rotation of the wheel, the rotor which is formed by the inductor rotates around the stator and induces in the coils 14 a voltage whose value is substantially proportional to the speed of rotation of the vehicle, to the number poles of the reducer and magnetic induction. Thus, at low speed, the voltage of the generator may be insufficient, and in the case where the installation comprises several generators placed on various wheels of the vehicle, it is advantageous to provide a switching device which makes it possible to connect the generators in series. when the voltage delivered by each generator is low, and in parallel when this voltage is high. If the installation includes more than two generators, it is obviously possible to provide intermediate series-parallel connections.
Comme cela ressort bien de la fig. 1, I'induit qui est constitué par le stator 13 est plus long que l'inducteur, de façon que le flux magnétique de la génératrice reste sensiblement le même pour les différentes positions axiales que peut prendre la roue. De cette façon, le fonctionnement électrique de la génératrice reste identique quelle que soit la position axiale de la roue I sur l'essieu 5.
As is evident from FIG. 1, the armature which is formed by the stator 13 is longer than the inductor, so that the magnetic flux of the generator remains substantially the same for the different axial positions that the wheel can take. In this way, the electrical operation of the generator remains the same regardless of the axial position of the wheel I on axle 5.
La fig. 4 illustre une variante dans laquelle l'inducteur est formé par une série d'aimants permanents 18 en forme de fer à cheval et disposés les uns à la suite des autres.
Fig. 4 illustrates a variant in which the inductor is formed by a series of permanent magnets 18 in the shape of a horseshoe and arranged one after the other.
Il est clair que la forme des aimants permanents peut être choisie de façon variée, et la fig. 5 illustre sur sa partie de droite un inducteur formé par des bâtonnets rectangulaires 19 et sur la gauche par des bâtonnets cylindriques 20.
It is clear that the shape of the permanent magnets can be chosen in a variety of ways, and FIG. 5 illustrates on its right part an inductor formed by rectangular rods 19 and on the left by cylindrical rods 20.
On peut, bien entendu, prévoir de nombreuses modifications, et il est clair que l'inducteur pourrait aussi être constitué par la partie fixe de la génératrice, I'induit étant alors sur la partie tournante. De même, la génératrice de courant décrite à la fig. 1 est très avantageuse dans le cas des essieux à écartement variable, mais il est clair qu'une disposition analogue peut sans autre être utilisée pour des essieux à écartement fixe dans lesquels la roue est montée folle sur un essieu non tournant. Dans ce dernier cas, il n'est évidemment pas nécessaire de prévoir une différence de longueur entre le stator et le rotor, puisque la roue occupe toujours une même position axiale par rapport à l'essieu.
One can, of course, provide many modifications, and it is clear that the inductor could also be formed by the fixed part of the generator, the armature then being on the rotating part. Likewise, the current generator described in FIG. 1 is very advantageous in the case of axles with variable spacing, but it is clear that a similar arrangement can without other be used for axles with fixed spacing in which the wheel is mounted idle on a non-rotating axle. In the latter case, it is obviously not necessary to provide a difference in length between the stator and the rotor, since the wheel always occupies the same axial position with respect to the axle.
REVENDICATION
CLAIM
Installation génératrice de courant pour véhicule ferroviaire muni de roues montées tournantes sur un essieu, caractérisée en ce qu'un espace annulaire est ménagé entre au moins une roue et l'essieu, cet espace contenant l'inducteur et l'induit d'une génératrice dont le rotor est solidaire de la roue et le stator solidaire de l'essieu, I'inducteur de la génératrice comprenant au moins un aimant permanent.
Current-generating installation for a railway vehicle fitted with wheels mounted to rotate on an axle, characterized in that an annular space is provided between at least one wheel and the axle, this space containing the inductor and the armature of a generator the rotor of which is integral with the wheel and the stator integral with the axle, the inductor of the generator comprising at least one permanent magnet.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Installation selon la revendication pour un essieu à écartement variable, caractérisée en ce que la roue est déplaçable axialement sur l'essieu, I'induit étant plus long que l'inducteur, de façon que le flux magnétique de la génératrice reste sensiblement le même pour les différentes positions axiales de la roue.
SUB-CLAIMS
1. Installation according to claim for an axle with variable spacing, characterized in that the wheel is movable axially on the axle, the armature being longer than the inductor, so that the magnetic flux of the generator remains substantially the same. even for the different axial positions of the wheel.
2. Installation selon la revendication, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux génératrices de courant et un dispositif de commutation assurant leur mise en série ou en parallèle suivant que la tension délivrée est au-dessous ou au-dessus d'une valeur déterminée.
2. Installation according to claim, characterized in that it comprises at least two current generators and a switching device ensuring their connection in series or in parallel depending on whether the voltage delivered is below or above a value. determined.
3. Installation selon l'une des sous-revendications précédentes, caractérisée en ce que l'inducteur comprend un aimant permanent en forme d'anneau dans lequel l'induction magnétique est dirigée perpendiculairement à son plan principal, une couronne en métal magnétique étant appliquée contre chaque face de l'anneau, chaque couronne se prolongeant vers le stator par un nombre égal de dents de forme judicieuse, les dents d'une couronne étant intercalées avec espacement entre les dents de l'autre couronne, la face utile de ces dents réalisant ainsi une succession de pôles magné
tiques de polarité alternée.
3. Installation according to one of the preceding sub-claims, characterized in that the inductor comprises a permanent magnet in the form of a ring in which the magnetic induction is directed perpendicularly to its main plane, a magnetic metal ring being applied. against each face of the ring, each crown extending towards the stator by an equal number of judiciously shaped teeth, the teeth of one crown being interposed with spacing between the teeth of the other crown, the useful face of these teeth thus achieving a succession of magnetic poles
ticks of alternating polarity.