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La présente invention est relative aux dispositifs pour la conduite automatique du feu dans les foyers de lo- comotives que nous appellerons plus simplement chauffeurs mécaniques et a pour principaux objets:de réduire le poids de ces appareils qui sont portéâ par la locomotive; de réduire l'encombrement occupé par le chauffeur mécanique sur la locomotive, en particulier en ce qui concerne le mé- canisme de commande de ce mécanisme d'obtenir un courant continu de combustible vers le foyer; de faciliter le mon- tage initial et l'enlèvement et le remplacement des pièces élémentaires; et, d'une façon générale, d'apporter des per- fectionnements destinés à rendre plus pratique l'emploi d' un chauffeur mécanique.
D'autres objets et avantages del'invention apparai- tront dans la description qui va suivre en se référant aux dessins annexés qui représentent à titre d'exemple, un mode préféré de réalisation de l'invention. Dans ces dessins:
La figure 1 est une coupe longitudinale du chauffeur mécanique et des portions avoisinantes du tender et de la locomotive.
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La figure 2 est une vue en plan du chauffeur mécanique et d'une partie du foyer vu en coupe.
La figure 3 est une vue en élévation arrière du chauffeur mécanique, certaines parties des enveloppes étant arrachées pour montrer l'intérieur du dispositif.
La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 3.
La figure 5 est une coupe fragmentaire suivant la ligne 5-5 de la figure 3.
La figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 3, la partie supérieure du tube de l'élévateur étant enlevée.
La figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 3.
La figure 8 représente à plus grande échelle la por- tion de la figure 1 qui montre le montage de la palette dis- tributrice. '
La figure 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la figure 8.
La figure 10 est une élévation arrière du bloc moulé D.
La figure 11 est une vue en plan de ce bloc.
La figure 12 est une section transversale passant par les trous des élévateurs.
La figure 13 est une vue latérale de ce bloc vue de la droite de la fig. 10.
La figure 14 est une vue en élévation arrière par- tielle d'une locomotive munie du chauffeur mécanique.
La figure 15 représente schématiquement unevariante de construction du mécanisme de commande dans lequel l'ar- bre transversal est disposé en avant par rapport aux vis élévatrices et
La figure 16 est une coupe analogue à celle de la fig. 8 et représentant la variante correspondante de la base du bloc D,
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Bien que ces dessins et que la description correspon- dante soient très détaillés afin de rendre l'exposé plus clair, l'invention n'est pas limitée à ces détails de cons- truction qui peuvent.subir de nombreuses modifications sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Dans son ensemble, le chauffeur mécanique comprend un transporteur K monté au-dessous du tender 10 et servant à amener le charbon vers l'avant sur la locomotive 11 et deux élévateurs B et C qui élèvent le charbon en deux courants séparés et le délivrent aux tubes distributeurs 12, qui servent à répandre le charbon sur la surface de grille 13 comme on le voit à la fig. 1.
Le transporteur consiste essentiellement en un auget 14 disposé au-dessous d'une rainure 15 à la base du tender mais sans être rigidement fixée à ce dernier; cet auget renferme une vis 16 destinée à faire avancer le charbon le long de l'auget et à réduire les morceaux de charbon à la dimension voulue pour obtenir une bonne combustion lors- qu'ils passent au niveau du broyeur 17. Chacun des éléva- teurs comprend une enveloppe à peu près cylindrique 18 et une vis 19 pouvant tourner à l'intérieur et servant à élever le charbon pour le délivrer aux tubes distributeurs 12.
La jonction entre l'extrémité avant ou de sortie du transporteur et les extrémités inférieures ou d'entrée des élévateurs est constituée par un bloc moulé D, qui forme à la fois la base du mécanisme chauffeur et une enveloppe ou plusieurs enveloppes pour un grand nombre de ses éléments. Dans la portion intermédiaire de ce bloc se trouve une chambre 20 dans laquelle pénètre le charbon, forcé par les vis 16. De chaque coté de la chambre 20 est disposée une chambre ou cylindre incliné vers le haut et vers l'extérieur 21 et constituant la partie inférieure des enveloppes des élévateurs, ces chambres étant en communica- tion avec la chambre intermédiaire 20 par un seuil ou.
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passage 22.
Au voisinage de la partie supérieure de chaque chambre 21 le bloc D forme une feuillure ou embase constituant un siège 23 destiné à recevoir le cylindre ou enveloppe 18 de l'élévateur, cette enveloppe étant fixée sur son siège ou moyen de boulons de serrage 24.
L'extrémité supérieure de chaque enveloppe 18 s'épanouit de façon à former un siège, analogue au siège 23 qui reçoit un coude 26, formant le prolongement de l'en- veloppe de l'élévateur et servant à infléchir le courant de charbon vers l'avant pour l'amener au tube distributeur 12. La portion supérieure arrière 27 de ce coude est sen- siblement sphérique, alors que sa-portion avant est cylin- drique et se termine par une collerette 28 pourvue d'un siège 29 pour recevoir l'extrémité postérieure du tube distributeur 12, lequel est maintenu en place au moyen de boulons à crochets 30.
La colerette 28 du coude est munie d'un injecteur de vapeur 31 destiné à laisser passer un jet de vapeur pour projeter le charbon à travers le tube et lui donner la force vive suffisante pour qu'il se répande sur la surface de la grille.
La partie supérieure du coude porte un bossage 32, dans lequel est disposé un palier pour l'extrémité 33 de la vis 19. Immédiatement au-dessous du palier, la vis porte des bras ou palettes 34 qui' sont destinées à amener le charbon vers l'avant dans les tubes distribu- teurs 12.
Le bloc moulé D, est pourvu d'une partie cylindri- que arrière 35 en communication avec la chambre inter- médiaire 20 et reliée avec l'extrémité antérieure de l'auget 14 par un joint universel, de sorte que,le transporteur se trouve en communication constante avec la chambre 20, tout en permettant à la locomotive et au
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tender de prendre des déplacements relatifs limités à peu près dans toutes les directions.
La paroi antérieure de la chambre 20 porte une oreille 36 percée dans l'axe d'une ouverture 37 pratiquée dans le fond de la chambre, de façon à recevoir un pi- vot ou charnière 38 servant à attacher la palette 39 sur la partie avant de la chambre. Cette palette sert à divi- .ser le courant de charbon qui s'avance en deux courants qui s'écartent latéralement pour pénétrer dans les extrémités d'entrée des élévateurs.
Sur l'un des côtés de la chambre 20, le bloc moulé est pourvu d'une aile 41 (fig. 9) disposée à une certaine distance de la paroi latérale et percée dans l'axe d'une ouverture pratiquée dans une partie en surépaisseur 42 de cette paroi latérale, afin de livrer passage à un levier 43 muni à son extrémité intérieure d'une ouverture allon- gée 44 qui coopère avec un ergot 45 de la palette distribu- trice.
L'extrémité extérieure du levier 43 est filetée en 46 ce filetage coopérant avec une roue 47 disposée dans l'es- pace 48 qui sépare @ l'aile de la paroi et qui traverse, à la partie supérieure, une rainure pratiquée dans le plancher 49 de la locomotive (fig. 1); la périphérie de la roue est garnie.de dents 50, ce qui permet de la faire tourner facilement par une pression du pied, ou en utili- sant une barre, de façon à faire pivoter lapalette dis tributrice.
D'une façon générale, le mécanisme de commande consiste en un train d'engrenages à vis et roues hélicoï- dales entrainé par un,petit moteur polycylindrique à grande vitesse. La pièce moulée D sert de support à ce train d'engrenages et porte des ouvertures qui lui servent de logement.
A sa partie inférieure, le bloc D est muni d'une
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partie cylindrique 51 (figs. 1, 3 et 4) dans laquelle sont montées des vis 52, 53 et 54 reliées entre elles par un dispositif d'embrayage de sorte que l'ensemble de ces vis constitue un arbre transversal par rapport à la locomotive et tangent aux extrémités inférieures des élévateurs; ces vis engrènent avec des roues hélicoïdales 55, 56 et 57 mon- tées sur les vis 19, 19 des élévateurs et avec la vis 16 du transporteur. Les vis 52 et 53 sont munies de portions cylindriques 57 et de portions polygonales 58 à chacune de leurs extrémités.
Une douille 59, pouvant tourner dans des paliers en métal mou 60, montés dans le cylindre 51 présente à l'intérieur la forme correspondant aux extrémi- tés polygonales et cylindriques des vis et permet par con- séquent, de relier ces vis pour obtenir la rotation de l'ensemble. Une douille d'embrayage 61,.pouvant glisser dans le cylindre 51, est munie de surfaces cylindriques et polygonales destinées à recevoir les .parties correspon- dantes de la vis 53 et présente également une partie cy- lindrique réduite 62 qui reçoit le pivot 63 de l'extrémité gauche de la vis 54. Les faces adjacentes de la douille 61 et de la vis 54 sont munies de dents d'embrayage 64, de sor- te que la vis 54 peut être amenée à tourner avec les vis 53 et 52 ou, au contraire, être amenée dans une position de repos alors que les autres vis continuent à tourner.
La douille d'embrayage peut être déplacée au moyen d'un doigt 65 calé sur un axe 66 actionné par un mécanisme à levier 67 dont la manette de commande 68 se trouve sur le côté de l'élévateur C.
Une douille 69 relie la vis 52 avec l'axe 70 d'une roue 71 engrenant avec un pignon 72 monté sur l'arbre- vilebrequih 73 du moteur 74.
Les vis 52 et 53 ont des filets à pas contraires de façon à compenser à peu près exactement la poussée
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produite par l'entraînement des vis 19 des élévateurs, l'élévateur de gauche tournant dans la direction des ai- guilles d'une montre et celui de droite tournant dans la direction contraire.
Les coussinets anti-frictions 75 et 76 sont destinés à absorber la poussée de la vis 54 et toute poussée addition- nelle, due aux autres vis , et qui ne serait pas absorbée complètement par suite de la rotation en sens contraire de ces vis.
L'extrémité de droite de la partie cylindrique 51 s'épanouit pour former un siège 77 dans lequel est monté le rebord 78 d'un chapeau 79 boulonné sur le bloc moulé D en 80, et qui maintient le coussinet anti-friction 75 en position. L'extrémité opposée de la partie cylindrique 51 est également pourvue d'un siège analogue 51 qui reçoit une plaque de poussée 82 interposée entre le bloc D et le bâti du moteur 74, et qui maintient en position le coussinet 76. Toute poussée due à la vis 54 et agissant vers la gauche, aux figures 3 et 4, sera transmise par l'intermédiaire du tourillon 63 à la vis 53,.à la douille 59, à la vis 52, à la douille -59 et, de là au coussinet 76.
Une poussée dans la direction opposée sera transmise par l'épaulement 83 de la vis 54 au coussinet 75.
Les roues hélicoïdales 55 et 56 sont montées sur des portées 84 (fig. 6) à l'extrémité inférieure des vis d'élé- vateur 19. l'extrémité inférieure de chacune de ces portées repose dans un coussinet anti-friction 85 disposé à l'in- térieur d'une cuvette 86 formée à la base d'une cage 87 montée dans une ouverture du fond du bloc D,comme on le voit à la figure 6. Cette cage a la forme générale d'une cuvette et reçoit à sa partie supérieure un disque 88 por- tant une cuvette 89 servant de logement pour un coussinet anti-friction 90 sur lequel porte une partie latérale du
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moyeu 91 de la roue hélicoïdale.
Le disque 88 porte égale- ment une douille 91a s'étendant vers le haut et munie intérieurement d'un coussinet 92 en métal mou et de rainu- res hélicoïdales ou d'anneaux 93 destinés à rassembler la poussière, ces rainures ou anneaux coopérant avec le cha- peau 94, monté sur la partie inférieure de la vis 19 et destiné à empêcher la poussière de pénétrer.
Chaque chambre 21 porte près de sa partie inférieure un épaulement 95 coopérant avec un rebord 96 de la cage 87. Un anneau- fendu 97 s'ouvre à l'intérieur d'une rainure 98 de la chambre 21 et repose sur le disque 88 de façon à fixer la cage 87, et;, en même temps, l'ensemble de la vis d'élévateur 19, à l'intérieur du bloc moulé D. Au-dessus de l'anneau 97 est disposé un anneau à rebord 99 qui sert à protéger le joint contre la poussière pendant la marche.
A droite de l'élévateur C, le bloc D, porte une cham- bre ou cavité 100 (fig. 7) servant de logement pour la roue hélicoïdale 57 qui entraine la vis du transporteur. Cette roue hélicoïdale est calée sur un axe 101 muni à son ex- trémité d'une portion de diamètre réduit 102, montée dans un palier anti-friction 103, disposé à l'intérieur d'un cha- peau à cuvette 104 ; l'autre côté de la roue hélicoïdale l'axe porte une portion de plus grand diamètre 105 montée dans un palier anti-friction 106 disposé dans un couvercle à cuvette 107, boulonnée sur la face arrière du bloc D.
L'arbre 101 est relié opérativement à lrextrémité arrière de la vis de transport 16 par un engrenage 108, un arbre 109, et des joints à cardan ou universels 110 reliés par une tige liai. La chambre 100 communique à sa partie in- férieure avec la portion cylindrique 51 comme représenté à la fig. 7 pour permettre son engrènement avec la roue hélicoïdale 57.
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Les cages 87 portent une fente sur l'une de leurs faces comme indiqué en 112(fig. 6) pour permettre aux roues hélicoïdales 55 et 56 d'engrener avec les vis 52 et 53.
Le volant 113 (fig. 5)est monté à friction sur le vilebrequin 73 de façon à. tourner librement sur le palier 114. Un moyeu 115 fixé sur le vilebrequin porte un disque de friction 116 qui s'appuie contre une sur- face de friction 117 du volant.
Les élévateurs sont pourvus de moyens destinés à. localiser les coincements le long des faces postérieures des enveloppes et dans ce but sont munis de portes 118 attachées de façon amovible au moyen d'organes de fixation 119, afin de permettre un accès facile à l'intérieur et l'enlèvement des matières nuisibles.
Le fond de la chambre 20 a la forme générale d'une cuiller comme représenté en 119 (figs. 10 et 11) pour aider le charbon dans son mouvement depuis le fond du transporteur vers le haut et latéralement par les passa- ges ou seuils 22 qui s'étendent depuis la ligne 120 (fig. 11) vers l'arrière et l'extérieur jusqu'à la ligne 121 et de- puis l'arête 122 du fond en forme de cuiller jusqu'à la ligne 123 (fig. 12), de façon à soumettre le charbon con- tenu dans la chambre 20 à l'action de la vis, pendant un tour presque complet de celle-ci.
Les ailes des vis étant inclinées, le charbon a ten- dance à rouler vers le bas et la force centrifuge tend à le repousser latéralement. Par suite, il est nécessaire d'amener le combustible par les seuils 22 avec une pres- sion suffisante pour vaincre cette tendance sinon le charbon roulerait sans monter. La vis du transporteur continuant d'alimenter le charbon dans la chambre 20 donne une pression suffisante pour faire avancer le charbon à travers les seuils 22 et contre-balance la tendance qu'à
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le charbon de tomber des élévateurs vers les dits seuils, de sorte que le charbon qui se trouve sur les ailes des vis est maintenu par le charbon qui arrive au-dessous.
Le bloc moulé D est muni d'une patte 124 à la partie avant (figs. 1 et 8) et de deux pattes 125 (figs. 10 et 14) à la partie arrière pour fixe le dispositif automatique de conduite du feu sur le bâti 126 de la locomotive. Les proportions varient suivant les types de locomotives et les supports 127 interposés entre les pattes 124 et 125 et le bâti 126 peuvent varier suivant les cas, afin de dis- poser le mécanisme chauffeur dans la position voulue par rapport au foyer.
En règle générale, le moteur sera maintenu suffisam- ment par les boulons qui fixent le bâti du moteur sur le bloc moulé du mécanisme chauffeur mais, bien entendu, cet- te .fixation peut être complétée par des- supports appro- priès si cela est reconnu nécessaire.
Le plancher 49 est découpé de façon à former une porte s'ouvrant au-dessus de la chambre 20 du bloc D, qui est normalement ouverte à sa partie supérieure. Des barres profilées en "Z" 130, fixées au bloc D, s'étendent sur les parties antérieure et postérieure de l'ouverture et sup- portent le plancher. Une porte 140 faite en deux pièces qui s'articulent l'une sur l'autre en 141 est montée à charnière sur le plancher en 142, En position normale, elle, se trouve dans la position représentée à la fig. 8, mais si on désire avoir accès dans la chambre 20, la porte peut être repliée sur elle-même vers l'arrière sur le plancher, comme on le voit aisément au dessin.
Lorsque, pour une raison quelconque, le transporteur ne fonctionne pas, cette porte peut être ouverte et le combustible amené à la pelle directement dans la chambre 20, ce qui permet au
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buer le charbon sans qu'il soit nécessaire d'ouvrir les portes de foyer et par suite de laisser pénétrer des cou- rants d'air froid nuisible à la bonne combustion.
Dans certaines locomotives il existe un espace suffi- sant pour permettre de disposer la partie cylindrique trans- versale du bloc moulé en avant des enveloppes d'élévateurs, comme indiqué schématiquement à la fig. 15, dans laquelle 131, 131 indiquent les roues hélicoïdales disposées sur les vis des élévateurs, 132 les vis correspondantes, 133 la vis de commande du transporteur, 134 le démultiplicateur de vitesse et 135 le moteur.
Dans ce cas, le bloc moulé D, D peut être modifié comme indiqué à la fig. 16, dans laquelle la partie cylindrique 136, servant de logement à l'arbre 137, se trouve à peu près sur la partie avant du bloc moulé. Ce-ci permet de donner au fond 138 en forme de cuiller de la chambre 139 une pente progressive et si cela est nécessaire, on peut réduire de cette façon les dimensions générales du bloc moulé.
En faisant tourner les vis d'une façon continue, il est possible de réduire considérablement les dimensions des conduits tout en conservant la possibilité de fournir à la locomotive la quantité maximum de charbon requise.
Cette réduction de dimensions permet une réduction considérable du poids, en particulier des parties du mécanisme chauffeur qui sont portées par la locomotive.
Dans ce cas, un moteur à quatre cylindres tournant à environ 800 tours par minute,, peut être disposé sur le. côté de la locomotive, près de la jonction entre les vis de l'élévateur et la vis du transporteur, de sorte qu'il peut être relié à ces vis par un mécanisme de commande di- rect de faible longueur. Grâce au démultiplicateur de vitesse monté a l'extrémité du vilebrequin et à la réduc- tion de vitesse par l'engrenage à vis et roues hélicoïdales,
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la vitesse des vis d'élévateur peut être abaissée jusquTà 80 tours par minute. Avec un tel rapport de vitesse et une vitesse assez grande, un moteur de petite dimension peut fournir une puissance suffisante pour broyer le charbon dans le transporteur et assurer son mouvement dans le transporteur et dans les élévateurs.
Dans certaines locomotives, le réducteur de vitesse ne sera pas nécessaire, mais, étant donné la disposition des différentes pièces sur beaucoup de locomotives, sinon sur toutes, on ne disposera pas d'un espace suffisant à cet endroit particulier pour loger un engrenage de dimension suffisante.
L'ensemble constitué par un moteur disposé sur l'un des côtés de la locomotive à peu près au niveau de l'espace qui sépare le châssis du plancher, et qui commande un arbre disposé transversalement par rapport à la locomotive, dans ledit espace, le long des extrémités des vis d'élévateur et par un petit engrenage reliant l'arbre et les vis est très compact, de faible poids et d'encombrement si réduit quTil peut être monté sur de petites locomotives (aussi bien que sur des grandes) au voisinage de son point d'utilisation, sans nuire aux conditions normales de construction de la locomotive, et il peut fournir une puissance suffisante pour alimenter les foyers les plus vastes.
Les proportions normales sont représentées aux figs. 1 et 4, dans lesquelles on voit que le volant 113 se trouve à l'intérieur du coté de la cabine 128 de la locomotive. L'ensemble du mécanisme de commande est dis- posé entre le châssis 126 et le plancher 49, très près des vis à commander et près de la face 129 de la cabine. Il peut arriver incidemment que le fond du carter et la partie inférieure du volant s'étendent au-dessous de la surface
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supérieure du châssis, mais il n'est pas nécessaire d'ap- porter pour cela des modifications essentielles dans la construction de la locomotive pour y monter ce dispositif, aussi bien dans les locomotives construites aux Etats-Unis que dans les autres pays.
Dans la plupart des locomotives, cet espace est si petit qu'il n'y a pas assez de place pour enlever la partie inférieure de l'enveloppe pour les engrenages et permettre leur inspection ou leur remplacement. Pour cette raison le logement pour les vis est constitué par un trou cylindrique dans le bloc moulé, et les vis d'engrenage formedes élé- ments séparés pour faciliter leur assemblage initial et leur remplacement lorsqu'elles sont usées en service.
La vis 52 peut être facilement montée ou démontée à la partie droite du mécanisme lorsqu'on a enlevé le chapeau 79. lors- que ces vis ont le même rayon et le même pas,il n'est pas nécessaire d'enlever la roue hélicoïdale 57 pour monter ou démonter la vis 53: d'ailleurs dans le cas contraire, la roue hélicoïdale 57 peut être facilement démontée en enle- vant d'abord le couvercle 107.
Les vis d'élévateurs avec ou sans les enveloppes 18 peuvent être facilement démontées et remplacées en desser- rant les écrous à crochet 30 en retirant l'anneau de pro- tection 99 vers le haut (fig. 6) et en enlevant l'anneau fendu 97. le mécanisme de commande du pivotement de la palette distributrice 39 permet à cet élément important d'être déplacé suivant toutes les circonstances de marche.
Etant donné que la vis de transport tend à alimenter davantage l'un des élévateurs plutôt que l'autre, et que cette,ten- dance varie suivant ltêtat physique du charbon employé, cette .possibilité de changer la position de la palette dis-. tributrice de façon à contrôler d'une façon plus précise
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l'alimentation des élévateurs est très avantageuse.
La commande par friction entre le vilebrequin et le volant permet d'absorber, les efforts excessifs sur le mé- canisme lorsqu'un morceau de charbon trop gros pénètre dans le broyeur, ou lorsqu'une matière étrangère quelconque vient , à coincer l'une des vis. L'énergie emmagasinée dans le volant peut donc se dépenser sans inconvénient.
REVENDICATIONS :
1 ) Un dispositif pour la conduite automatique du feu pour locomotives, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur du type polycylindrique disposé sur l'un des côtés de la locomotive et entrainant un arbre transversal par rapport à celle-ci et disposé tengentiellement aux extrémités infé- rieures d'élévateurs à vis, situés au voisinage de la face avant de la cabine et destinés à élever le charbon pour le délivrer au foyer, ledit arbre se trouvant d'un coté de l'axe desdits élévateurs à vis et les commandant au moyen d'un engrenage.
2 ) Un dispositif suivant 1 caractérisé en ce que les élévateurs à vis se composent de deux vis disposées sensi- blement dans un même plan transversal par rapport à la loco- ' motive et tournent de préférence dans des directions opposéea,
3 ) Un dispositif suivant 2 caractérisé en ce que les deux vis d'élévateur ont leur extrémité d'entrée contenue dans une enveloppe disposée à l'extrémité de sortie d'une vis de transport contenue- dans cette même enveloppe, cette enveloppe formant une chambre en communication avec les extrémités desdites vis et servant en même temps de logement à l'arbre commandé par le moteur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.