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" Perfectionnements aux locomotives électriques "
La présente invention se rapporte aux locomtives élec- triques et eile a principalement pour but d'obtenir une loco- motive de ce genre, qu'on peut faire travailler avec un meil- leur rendement et de f'açon plus économique et qui peut démar- rer sous des charges plus fortes et tirer des trains plus lourds.
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Il est bien connu qu'un 'moteur électrique donné travail- le avec son rendement maximum entre certaines limites de vites- se, et que si cette vitesse est sensiblement plus petite ou plus grande, le rendement est notablement abaissé; l'invention est basée sur ce principe et elle concerne une locomotive élec- trique, qui comprend un moteur principal ou une série de mot teurs principaux construits de façon à présenter leur rende- ment maximum à des vitesses relativement élevées, par exemple dans le voisinage de 50 à 100 kilomètres à l'heure et qui est munie d'un ou plusieurs moteurs auxiliaires ou moteurs de ren- fort, qui ont leur rendement maximum entre des limites de vi- tesse beaucoup plus faibles et qui développeront un couple de démarrage très élevé.
Il est en outre prévu un dispositif pour débrayer ou mettre hors de marche complètement ces moteurs de renfort, de façon à éviter l'usure sur leurs organes et sur les organes y reliés lorsque leurs services ne sont pas néces- saires et à débarrasser les moteurs principaux de la charge qui serait autrement nécessaire pour les faire marcher à oes moments.
En référence à ce dernier point, il est également prévu des moteurs de renfort à un iseul sens de marche, qui sont en temps normal complètement débrayés de l'essieu ou des roues qu'ils commandent et qui peuvent être embrayés avec cet essieu ou ces roues pour produire la marche avant ou arrière de la locomotive. Il est également prévu de préférence des roues, destinées à être commandées par ces moteurs de renfort, qui sont d'un diamètre inférieur à celui des roues commandées par les moteur principaux.
L'invention a également pour but d'obtenir un mécanisme de contrôle commun pour tous les moteurs, de sorte que le mé- canicien ne sera pas surchargé de travail pour surveiller des dispositifs à manipuler séparément, étant donné qu'il est
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extrêmement important de ne'pas compliquer le fonctionnement d'une locomotive à un degré quelconque plus [rand qu'il n'est nécessaire pour obtenir le plus grand facteur possible de sé- curité.
A cet effet, conformément à l'invention, il est prévu un mécanisme de contrôle, qui est d'un fonctionnement essen- tiellement automatique et qui est placé sous le contrôle di- rect du mécanisme habituel de contrôle d'une locomotive élec- trique ; la seule chose laissée à l'appréciation du mécanicien dans la locomotive suivant l'invention, réside dans la possi- bilité qu'il a de choisir si le ou les moteurs de renfort doi- vent être ou non mis en action.
Par conséquent, si le mécani- cien décide d'utiliser le ou les moteurs de renfort, il manoeu -vre simplement un interrupteur qui les met en circuit et il manoeuvre ensuite son dispositif principal de contrôle de la manière habituelle, le ou les moteurs de renfort étant automa- tiquement embrayés pour permettre à la locomotive de démarrer et pour l'aider à travailler à des vitesses, relativement fai- bles, ce ou ces moteurs de renfort étant automatiquement mis hors circuit et débrayés lorsque la locomotive atteint des vitesses sensiblement plus élevées.
Plus particulièrement, il est prévu, dans les circuits des moteurs de renfort, un inter- rupteur qui est ouvert en temps normal et qui est fermé par un solénoïde intercalé dans le circuit des moteurs principaux, de sorte que les moteurs de renfort seront mis en marche lors- que la charge appliquée sur les moteurs principaux dépasse une valeur déterminée d'avance, et seront automatiquement mis hors de marche lorsque la charge appliquée sur les moteurs princi- paux descend en-dessous de cette valeur.
L'invention est décrite ci-après en détail, en référence à une forme de réalisation préférée de l'invention, représen- têe sur le dessin ci-joint , dans lequel :
La figure 1 est une vue en élévation de côté d'une loco- motive élactrique suivant l'invention;
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La figure 2 est une vue en plan d'un 'beugle avec des roues plus petites, sur lequel le moteur de renfort est monté ; la figure 3 est une demi-vue en plan, semblable à celle de la figure 2, mais à échelle agrandie, montrant en coupe certaines parties du mécanisme,d'embrayage pour le moteur de renfort; la figure 4 est une vue, partie en élévation de côté et partie en coupe verticale longitudinale, du dispositif repré- senté sur la figure 3 ;
la figure 6 représente schématiquement un mécanisme de contrôle destiné à étre utilisé avec la locomotive suivant l'invention;-
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, telle que représentée sur le dessin ci-joint, la locomotive électrique 5 comporte quatre essieux moteurs principaux, por- tant les roues motrices principales 6, 7, 8 et 9, les essieux portant chaque paire de ces roues étant munis des moteurs principaux de commande habituels 10, 11, 12, 13.
A chaque extrémité de la locomotive est disposé un bo@gie 14, comportant une paire d'essieux 15. Il est prévu un moteur 16 pour commander l'essieu intérieur de l'un de , ces bogies 14, et un moteur 17 pour commander l'essieu intérieur de 1' autre de ces bogies 14;.
Les figures 3 et 4 représentent plus particulièrement la construction du bogie de gauche, et la description donnée ci- après se réfère plus particulièrement à ce bogie de gauche, mais il est bien entendu que le bogie de droite est essen- tiellement identique au bogie de gauche, sauf que le moteur de renfort 17 et tous les organes coopérant avec celui-ci sont disposés dans une position relative inverse.
Comme on le verra sur la figure 1, les roues 18 sur les bogies 14 sont d'un diamètre plus petit que les roues princi- pales de la locomotive, et le moteur 16 est disposé de façon
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à entraîner l'essieu intérieur 15 de son bogie 14 par l'inter- médiaire du pignon de commande 19, des roues dentées intermé- diaires folles 20 et 21 et de la roue dentée 22, portée par l'essieu 15. Cette roue dentée 22 est naturellement fixée à cet essieu 15, et le pignon de commande 19 est monté sur l'ar- bre transversal de renvoi 23, qui est commandé par le moteur 16 par l'intermédiaire de la liaison flexible 24, de l'arbre de commande 25 et des pignons d'angle 26 et 27.
Il est toute- fois bien entendu que ce genre particulier de liaison entre le moteur 16 et le pignon de commande 19 n'est en aucune ma- nière essentiel, et qu'on peut adopter toute autre dispositim pour assurer cette liaison, ou que le moteur 16 pourrait être disposé de façon à commander directement les pignons 19.
Les roues dentées Intermédiaires ou folles 20 et 21 sont montées sur une pièce à mouvement pivotant 28, qui est dis- posée de façon à pouvoir pivoter autour de l'arbre 23 comme axe ou pivot. La roue dentée 20 est toujours en prise avec le pignon de commande 23, et la roue dentée 21 est toujours en prise avec la roue dentée 20, et dans la position de non- fonctionnement, les deux roues dentées 20 et 21 sont hors de prise avec la roue dentée 22, solidaire de l'essieu 15,comme représenté sur la figure 4.
Comme le moteur 16 (et aussi le moteur 17) sont des mo- teurs à un seul sens de marche, on verra que l'essieu 15 sera entraîné d'un mouvement de rotation dans un' sens lorsque la roue dentée 20 est en prise avec la roue dentée 22, et dans le sens opposé lorsque la roue 21 est en prise avec la roue 22. l'engrènement des roues dentées 20 et 21 avec la roue dentée 22 est effectué au moyen d'un dispositif moteur 29, actionné par un fluide sous pression, comprenant un piston à mouvement alternatif 30 relié par la tige 31, la coulisse
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32 et le goujon 33 à la pièce à mouvement oscillant 28, comme représenté clairement sur'la figure 4.
Lorsqu'on admet du fluide sous pression sur la face supérieure du piston 30, la pièce à mouvement pivotant 28 recevra un mouvement angulaire en sens inverse des aiguilles d'une montre, et la roue dentée 21 sera amenée en prise avec' la roue dentée 22; au contraire lorsque du fluide sous pression sera admis sur la face infé- rieure du,piston 30, la pièce à mouvement pivdtant 28 recevra un mouvement angulaire dans le sens des aiguilles d'une mon- tre, et la roue dentée 20 sera amenée en prise avec la roue dentée 22. La roue dentée 21 est disposée de façon à ne pas gêner dans ce cas le pignon de commande 19.
Une disposition analogue des roues dentées pour un moteur de renfort actionné par de la vapeur est représentée et décrite dans le brevet français N 631.653 du 1er ,février 1927. La disposition parti- culière du système d'engrenages, telle que représentée, ne fait pas partie de la présente invention, et n'a été représen tee et décrite en détail que pour faire comprendre claire- ment le fonctionnement
Les moteurs 16 et 17 sont supportés par le châssis des bogies 14 au moyen de la poutrelle ou profilé 34, les biel- les 35 dirigées vers le bas et la barre transversale 36.
En référence à la figure 5, on verra que le fluide sous pression, servant à actionner le piston 30 du dispositif moteur 29, est admis par la conduite 37, qui est raccordée au réservoir d'air, (non représenté) ou à toute autre source appropriée de fluide sous pression. La conduite 37 se divise en deux branchements 38 et 39, le branchement 38 conduisant à la face supérieure du piston 30 et le branchement 39 à la face inférieure.
Sensiblement au milieu du cylindre dans le- quel peut se déplacer le piston 30 est disposée une condui- te 40 d'échappement d'air, aboutissant sur l'une des faces
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du piston 41 dans le cylindre 42, ce piston 41 servant à dé- placer l'interrupteur 43 pour fermer le circuit entre les con- tacts 44 et 45, lorsque cela devient nécessaire, comme il sera expliqué ci-après.
L'écoulement du fluide sous pression à travers les con- duites 38 et 39 est contrôlé au moyen d'un dispositif à soupa- pes 46, actionné électriquement. Lorsque ce dispositif à sou- papes 46 est déplacé vers la gauche, la soupape 47 est appli- quée sur son siège et interrompt la communication entre les conduites 37 et 38. Dans cette position, le fluide sous pres- sion, au-dessus du piston 30, peut s'échapper par la conduite 38, au de là de la soupape 48 du dispositif à soupapes 46 et l'orifice d'échappement 49.
La soupape 47 est en temps normal maintenue dans la posi- tion de fermeture, soit par la pression du fluide, soit au moyen d'un dispositif à ressort (non représenté).
Pour ouvrir la soupape 47 et fermer la soupape 48, il est nécessaire de déplacer le dispositif à soupapes 46 vers la droite; ceci est obtenu électriquement au moyen du solénoïde 50, dont le noyau 51 est,relie au dispositif à, soupapes 46.
Lorsque le solénoïde 50 est alimenté de courant, le noyau 51 est attiré de façon à se déplacer vers la droite, pour fermer la soupape 48 et ouvrir la soupape 47, et ainsi admettre du fluide sous pression à partir de la conduite 37 dans la con- duite 38 qui aboutit à la face supérieure du piston 30. Comme il a été décrit précédemment, la roue dentée 21 sera ainsi amenée en prise avec la roue dentée 22 solidaire de l'essieu 15.
Il est prévu un mécanisme exactement semblable, avec dis- positif à soupapes et solénoïde, 46 à 51, pour contrôler la
Lorsque ce mécanisme entre en action, le piston 30 conduite 39 qui aboutit à la face inférieure du piston 30. est déplacé vers le haut et c'est la roue dentée 20 qui est ame- née en prise avec la roue/dentée 22 de façon à entraîner l'es- sieu 15 dans l'autre sens.
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Le courant d'excitation des solénoïdes 50 passe par les conducteurs 52 et 53, la conducteur 52 venant du contacteur principal du controller pour la marche arrière de la locémo- tive par exemple, et le conducteur 53 venant du contacteur principal du controller pour la marche avant de la locomotive.
Le circuit passant par le conducteur 52 est en temps normal interrompu par l'interrupteur à solénoïde 54, et le circuit passant par le conducteur 53 est en temps normal interrompu par l'interrupteur à solénoïde 55.
Les solénoïdes 54 et 55 sont actionnés par un,circuit- relais 56, qui est branché, sur la ligne principale 57 condui- sant du controller aux moteurs de renfort 16 et 17. En d'au- tres mots, lorsque les moteurs de renfort entrent en action, les circuits des interrupteurs à solénoïde 54 et 55 sont fer- més, de sorte que les circuits passant par les conducteurs 52 et 53 seront fermés.
Il est prévu des interrupteurs à commande à la main,58 et 59, dans les circuits des conducteurs 52 et 53, respecti- vement; en fermant l'un ou l'autre de ces interrupteurs, ou les deux, le mécanicien peut utiliser l'un ou l'autre des le moteurs de renfort, ou les deux, comme;!' désire. s'il manoeuvre llînt @ telle Par exemple, s'il manoeuvre l'interrupteur 58 de telle sorte que le contact 60 ferme le corcuit par le contact 61, le moteur de renfort 17, à l'extrémité de droite de la loco- motive, sera seul mis en marche. Mais si on amène l'interrup- teur 58 dans la position médiane, de sorte que le circuit soit fermé, par les contacts 60 et 62, avec les contacts 63 et 64, les deux moteurs de renfort 16 et 17 seront mis en marche.
Enfin, si on déplace l'interrupteur 58 jusque dans sa position extrême de droite, le circuit du moteur de ren- fort de gauche sera seul fermé par les contacts 60 et 65.
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Une disposition semblable à celle qui vient d'être décri- te est possible avec l'interrupteur 59. En outre, l'interrup- teur 59 peut, si on le désire, être relié à l'interrupteur 58 de telle sorte que le mouvement de l'un produi se un mouvement semblable de l'autre, le sens dans lequel les/moteurs de ren- fort 16 et 17 marcheront dépendant de la direction de passage du courant vers les moteurs principaux 10, 11, 12 et 13. Si les moteurs principaux entraînent la locomotive dans une direc- tion, le courant passera par le circuit 52, tandis qu'il ne passera pas de courant par le circuit 53, mais si la locomoti- par le circuit 53 et il ne passera pas decourant ve est entraînée dans l'autre direction, le courant passer par le circuit 52.
Lorsque la locomotive se déplace dans direction, les circuits correspondant aux deux moteurs seront établis'par les conducteurs 52 et 52a, et, lorsque la locomo- tive se déplace dans la direction opposée, par lesconducteurs 53 et 53a .
Pour empêcher un choc entre les dents des roues dentées 20 et 21 avec la roue dentée 22 pendant une opération d'em- brayage, il est nécessaire que les roues dentées 20 et 21 tournent à une vitesse relativement faille; ceci est obtenu par le mécanisme suivant. Dans le circuit 57 allant aux mo- teurs de renfort sont intercalées des résistances 66, qui ont une valeur suffisante pour ne permettre qu'un lent mouvement de rotation du pignon de commande 19. Lorsque le piston 30 est déplacé, les roues dentées 20 et 21 seront par conséquent animées d'un mouvement de rotation, à une faible vitesse, jusqu'après que l'engrènement se sera produit;'à ce moment le piston 30 découvrira la conduite 40 allant àu piston 41 men- tionné précédemment.
Ce piston 41 sera alors déplacé de façon à fermer le circuit entre les contacts 44 et,45, après quoi le conducteur 67 mettra en court-circuit les résistances 66 et permettra aux moteurs de renfort d'agir comme facteurs de commande.
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Comme les moteurs de renfort 16 et 17 sont destinés à ai- des à entraîner la locomotive seulement lors du démarrage ou à des vitesses relativement faibles, ces moteurs sont placés sous la dépendance de la charge appliques sur les moteurs prin- cipaux 10-13. Ceci est obtenu en intercalant l'interrupteur à solénoïde 68 dans la ligne d'alimentation 57 des moteurs de renfort.
La bobine de l'interrupteur à solénoïde 68 est pla- cée sous la dépendance directe de la charge sur les moteurs principaux en passant par la ligne 69, de sorte que lorsque cette charge dépasse une valeur déterminée d'avance, comme ce- la se produit lors du démarrage ou lorsque la locomotive/tire le train sur une forte montée, l'interrupteur 68 sera fermé et les moteurs de renfort seront mis en marche; mais, lorsque la locomotive est bien lancée et marche à une vitesse assez éle- vée, par,exemple dans le voisinage de 50 kilomètres à l'heure ou davantage, la charge sur les moteurs principaux sera insuf- fisante pour maintenir fermé l'interrupteur 68, de sorte que les moteurs de renfort seront automatiquement mis hors de marche.
Pour protéger les moteurs de renfort et leur mécanisme d'embrayage dans le cas où le système à fluide sous pression ne fonctionne pas convenablement, on intercale également dans la ligne 57 un second interrupteur 70, qui est destiné à être en temps normal maintenu dans la position de fermeture contre les contacts 71 au moyen du piston 72 actionné par le fluide sous pression, dont le cylindre est raccordé à la source de fluide sous pression par la conduite 73.
Dans la description du mécanisme de contrôle des moteurs de renfort, cette description a été dans la plupart des cas limitée au moteur de renfort 16, mais il est bien entendu que le moteur de renfort 17 est contrôlé exactement de la même ma- nière par des organes qui sont simplement la reproduction des organes décrits jusqu'ici, de sorte qu'il est inutile d'expli-
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quer plus complètement le foncitonnement de l'autre moteur de renfort 17.
Un système type de contrôle pour les moteurs principaux
10-13 est représenté sur la figure 5 par la partie de l'appa- reil désignée par 74, et un système collecteur type est repré- senté par la partie de la figure 5 désignée par 75. Ces par- ties de l'appareil ne constituent toutefois pas un élément de la présente invention par elles-mêmes; c'est pourquoi elles n'ont pas été décrites en détail. Le dessin sera toutefois bien compris par tout homme de métier.
Comme il a été mentionné, les deux moteurs de renfort 16 et 17 sont disposés de façon à tourner dans des sens opposés, de sorte que pour que leur'effort d'entraïnement s'exerce dans la même direction sur la lacomotive. il est nécessaire d'em- brayar un moteur par l'intermédiaire de la roue dentée 20, tandis que l'autre moteur est embrayé par l'intermédiaire de la roue dentée 21, et inversement. Ceci constitue encore un détail qui ne fait pas partie de la présente invention et est indiqué uniquement pour éviter une confusion possible.
Une locomotive électrique équipée de cette manière peut travailler avec un meilleur rendement et plus économiquement, pour la raison que les moteurs 10-13 peuvent être construits de façon à fournir leur service le plus efficace à des vites- ses moyennes de marche comprises entre 50 et 100 kilomètres à l'heure, par exemple. A ces moments, les moteurs de ren- fort 16 et 17 sont mis hors de marche et sont, en fait, entriè -rement séparés des essieux qu'ils commandent, de sorte que toute usure inutile sur les organes de liaison est supprimée et que les moteurs principaux ne doivent pas entraîner la charge qui en résulterait si les moteurs de renfort étaient laissés embrayés avec leurs essieux.
En outre, des moteurs très puissants peuvent être utilisés pour entraîner les es- sieux 15, et un couple très élevé de démarrage peut être pro-
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duit en raison du fait que'les roues 18 ont un diamètre plus petit que les roues principales 6 - 9.
Un autre avantage résulte du fait que les moteurs de ren- fort peuvent être construits plus économiquement, car ils sont de dimensions plus petites que les moteurs principaux, en four- nissant toutefois la'puissance nécessaire pour permettre le démarrage d'un train lourdement chargé. Une fois que le train a démarré, les moteurs principaux suffisent pour tirer la char- te, et les moteurs de renfort (qui à ce moment ne sont pas ca- pables de travailler de façon aussi efficace que les moteurs principaux) sont mis hors de marche et complètement débrayés de leurs essieux.
REVENDICATIONS.
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1. Une locomotive électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend un moteur principal et un moteur de renfort, et en ce que le circuit du moteur de renfort est fermé lorsque la con- sommation de courant par le moteur principal dépasse une valeur déterminée d'avance.