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Système de commande pour locomotives électriques.
Il existe des systèmes de commande pour locomotives électriques à moteurs surélevés, dans lesquels l'espacement entre l'essieu commandé et l'arbre du moteur est comblé en
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intercalant entre les pignons des moteurs et la roue réceptrice de l'essieu moteur une roue intermédiaire dite roue de renvoi. Cette roue travaille dans des conditions très défavorables, surtout dès qu'il s'agit de transmettre des moments de torsion considérables à de grandes vitesses péri- phériques des roues à engrenages. La transmission de moments de torsion importants oblige à donner aux dents des dimensions en conséquence pour qu'elles puissent supporter les efforts auxquels elles sont soumises.
Or des dentures grossières produisent un bruit indésirable pendant la marche de la loco- motive et ce bruit est d'autant plus fort que la vitesse pé- riphérique des roues à engrenages doit être choisie grande. Le rapport d'engrenages limite est déterminé par le diamètre de la roue motrice, le profil de délimitation et la distance entre l'essieu moteur et l'arbre du moteur. La démultiplication avec l'emploi d'une roue intermédiaire est par conséquent étroitement limitée.
Dans le dispositif dont il vient d'être parlé la roue intermédiaire travaille sur deux ou plusieurs roues a engre- nages de diamètres différents ce qui doit être considéré comme un gros inconvénient. Cet inconvénient se traduit par une usure beaucoup plus rapide des dents de la roue intermédiaire que celle des autres roues engrenant avec elle, provoquée par le double engrènement et la différence entre les diamètres des roues. En cas de remplacement d'une roue intermédiaire une denture neuve devra par conséquent travailler en combinaison avec deux ou plusieurs dentures usagées, à moins qu'on ne
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préfère remplacer toutes les roues dentées, a la rors, ce qui exige une dépense considérable.
A défaut de ce remplacement intégral la marche des engrenages est défectueuse sous tous les normale rapports et aggrave très considérablement l'usure/ des dentures.
Le pignon attaquant la roue intermédiaire et la roue commandée par la roue intermédiaire impriment, par suite de la diffé- rence de leurs diamètres aux dents de la roue intermédiaire deux surfaces de travail qui ont pour conséquence une marche très bruyante et une usure anormale de la roue. Il a été constaté effectivement sur des engrenages ayant un certain temps de service qu'il s'était produit sur les flancs des dents de la roue intermédiaire une aggravation surprenante des bavures.
Le mode de transmission au moyen d'une roue intermé- diaire ne convient par conséquent pas pour des engrenages tournant à de grandes vitesses. Les inconvénients de ce mode de transmission sont supprimés par l'emploi d'engrenages à double démultiplication comme en montre la présente invention.
Dans les constructions connues les moteurs attaquant la roue intermédiaire sont déportés par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, dans le but de pouvoir utiliser pour chaque pignon la largeur totale de la roue intermédiaire.
Le système de commande qui fait l'objet de la présente invention supprime tous les inconvénients mentionnés ci-dessus et présente an outre une série d'autres avantages. Sa caractéristique principale est la substitution de la double démultiplication à la transmission au moyen d'une roue inter-
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médiaire. Chacun des deux moteurs ou chacune des deux paires de moteurs afférents à un même essieu et placés symétriquement par rapport au plan médian longitudinal du véhicule, travaille par l'intermédiaire d'un engrenage de démultiplication sur l'arbre de renvoi commun qui est monté sur le châssis suspendu.
Entre les deux engrenages de réduc- tion qui sont placés symétriquement l'un par rapport à l'autre, est montée sur l'arbre de renvoi encore une roue dentée engrenant avec la roue dentée qui entoure, comme un arbre creux, concentriquement à l'essieu moteur et à l'in- térieur de laquelle est monté un accouplement permettant un mouvement dans tous les sens. Cette dernière roue d'engre- nages est également suspendue au châssis. Par ce dispositif le poids non suspendu se trouve réduit à un minimum et chaque roue n'est en prise qu'avec une seule roue ce qui réduit l'usure des dents également à un minimum. A l'encontre de la transmission au moyen d'une roue intermédiaire qui oblige à adopter une denture uniforme, on a le libre choix de la denture à appliquer et n'importe quel rapport d'engrenages pratiquement nécessaire est possible.
Les roues d'engrenages de la première démultiplication tournant à une grande vitesse peuvent recevoir une denture plus fine que les roues de la deuxième démultiplication dont la vitesse est moindre, ce qui permet d'obtenir une marche douce et silencieuse. La roue d'engrenages renfermant l'essieu moteur peut recevoir une couronne montée élastiquement.
Le montage à ressort des pignons des moteurs est
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ainsi rendu inutile et leur diamètre peut être diminué.
Si pour la première démultiplication on adopte une denture oblique les deux arbres des moteurs placés l'un vis-à-vis de l'autre peuvent être réunis au moyen d'un accouplement fixe, dans le but d'absorber la poussée latérale résultant de la denture oblique.
Touteses roues d'engrenages sont renfermées dans une enveloppe commune et les dentures, aussi bien que l'accoup- lement mobile dans tous les sens peuvent être lubrifiés à l'huile sous pression.
Au dessin annexé est représentée, à titre d'exemple et schématiquement une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre l'élévation d'une commande d'un essieu.
La fig. 2 est une vue en plan correspondante, et, la fig. 3 montre une variante de la première démultiplication.
Les moteurs 1, 11 sont placés directement l'on vis-à- vis de l'autre et sont montés par exemple perpendiculairement au plan longitudinal médian A-A du véhicule. Le moteur 1 attaque par l'intermédiaire du pignon 2 la roue 3 de l'arbre de renvoi 4, et le moteur 11 attaque par l'intermédiaire du pignon 21 la roue 31 de l'arbfe de renvoi 4 qui est commun aux deux moteurs. Sur cet arbre 4 est clavetée entre les roues 3, 31 la roue de démultiplication 5 qui engrène avec la roue 6. Cette dernière constitue un manchon creux qui s'emboîte autour de l'essieu moteur 7 et renferme le dis- positif d'accouplement mobile dans tous les sens 8 d'une
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construction connue.
Le bâti 9 qui constitue un entretoise- ment du châssis et qui sert en même temps de carter aux engrenages contient les paliers de l'arbre de renvoi 4 et la roue d'engrenage 6, lesquels reposent ainsi élastiquement sur l'essieu moteur. La partie supérieure du carter enve- loppant les engrenages a une forme telle qu'il reste entre les pignons 8,2 un couloir dans lequel se trouve la passe- relle 10.
Dans la variante représentée à la fig. 3 les pignons 2, 2 et les premiers engrenages de réduction reçoivent une denture oblique, et les arbres moteurs des deux moteurs placés l'un vis-à-vis de l'autre sont reliés entre eux par exemple au moyen de l'accouplement fixe 11.
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Control system for electric locomotives.
There are control systems for electric locomotives with raised motors, in which the spacing between the driven axle and the motor shaft is bridged by
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interposing between the pinions of the motors and the receiving wheel of the driving axle an intermediate wheel called the return wheel. This wheel works in very unfavorable conditions, especially when it comes to transmitting considerable torsional moments at high peripheral speeds of the gear wheels. The transmission of large torsional moments makes it necessary to give the teeth dimensions accordingly so that they can withstand the forces to which they are subjected.
However, coarse teeth produce an undesirable noise during the running of the locomotive and this noise is all the stronger as the peripheral speed of the gear wheels must be chosen high. The limit gear ratio is determined by the diameter of the driving wheel, the boundary profile and the distance between the driving axle and the motor shaft. The reduction with the use of an intermediate wheel is therefore closely limited.
In the device just mentioned, the intermediate wheel works on two or more wheels with gears of different diameters, which must be regarded as a major drawback. This drawback results in a much faster wear of the teeth of the intermediate wheel than that of the other wheels meshing with it, caused by the double meshing and the difference between the diameters of the wheels. In the event of replacement of an intermediate wheel, a new toothing must therefore work in combination with two or more used toothings, unless one does not
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prefers to replace all cogwheels, at the rors, which requires considerable expense.
In the absence of this complete replacement, the operation of the gears is defective in all normal ratios and considerably aggravates the wear / toothing.
The pinion driving the intermediate wheel and the wheel controlled by the intermediate wheel imprint, as a result of the difference in their diameters to the teeth of the intermediate wheel, two working surfaces which result in very noisy running and abnormal wear of the wheel. wheel. It was indeed observed on gears having a certain service time that there had been a surprising aggravation of the burrs on the sides of the teeth of the intermediate wheel.
The transmission mode by means of an intermediate wheel is therefore not suitable for gears rotating at high speeds. The drawbacks of this mode of transmission are eliminated by the use of double reduction gears as shown by the present invention.
In known constructions, the motors driving the intermediate wheel are offset with respect to the longitudinal axis of the vehicle, in order to be able to use the total width of the intermediate wheel for each pinion.
The control system which is the object of the present invention eliminates all the drawbacks mentioned above and presents in addition a series of other advantages. Its main characteristic is the substitution of the double reduction for the transmission by means of an inter-
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mediary. Each of the two motors or each of the two pairs of motors related to the same axle and placed symmetrically with respect to the longitudinal median plane of the vehicle, works by means of a reduction gear on the common countershaft which is mounted on the suspended chassis.
Between the two reduction gears which are placed symmetrically with respect to each other, is mounted on the countershaft still a toothed wheel meshing with the surrounding toothed wheel, like a hollow shaft, concentrically to the drive axle and inside which is mounted a coupling allowing movement in all directions. This last gear wheel is also suspended from the frame. By this device the unsprung weight is reduced to a minimum and each wheel is only engaged with one wheel, which also reduces tooth wear to a minimum. Unlike the transmission by means of an intermediate wheel which makes it necessary to adopt a uniform toothing, one has the free choice of the toothing to be applied and any practically necessary gear ratio is possible.
The gear wheels of the first reduction rotating at a high speed can receive a finer toothing than the wheels of the second reduction having less speed, which makes it possible to obtain a smooth and silent operation. The gear wheel enclosing the drive axle can receive a resiliently mounted crown wheel.
The spring mounting of the motor gears is
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thus rendered unnecessary and their diameter can be reduced.
If for the first reduction an oblique toothing is adopted, the two motor shafts placed one opposite the other can be joined by means of a fixed coupling, in order to absorb the lateral thrust resulting from oblique toothing.
All the gear wheels are enclosed in a common casing and the teeth, as well as the coupling movable in all directions, can be lubricated with oil under pressure.
In the accompanying drawing is shown, by way of example and schematically an embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 shows the elevation of an axle control.
Fig. 2 is a corresponding plan view, and, FIG. 3 shows a variant of the first reduction.
The motors 1, 11 are placed directly one vis-à-vis the other and are mounted for example perpendicular to the median longitudinal plane A-A of the vehicle. The motor 1 drives through the pinion 2 the wheel 3 of the countershaft 4, and the motor 11 drives through the pinion 21 the wheel 31 of the deflection shaft 4 which is common to the two motors . On this shaft 4 is keyed between the wheels 3, 31 the reduction wheel 5 which meshes with the wheel 6. The latter constitutes a hollow sleeve which fits around the driving axle 7 and contains the coupling device. movable in all directions 8 of a
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known construction.
The frame 9 which constitutes a spacer for the chassis and which at the same time serves as a gear housing contains the bearings of the countershaft 4 and the gear wheel 6, which thus rest resiliently on the driving axle. The upper part of the casing enclosing the gears has a shape such that there remains between the pinions 8,2 a passage in which the catwalk 10 is located.
In the variant shown in FIG. 3 the pinions 2, 2 and the first reduction gears receive an oblique toothing, and the drive shafts of the two motors placed one opposite the other are connected to each other, for example by means of the fixed coupling 11.