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Booster de Locomotive.
Cette invention est relative aux "boosters" ou bissels moteurs de locomotives qui comportent un moteur à vapeur auxiliaire porté par le châssis du bissel et destiné à actionner l'essieu de celui-ci pour donner à certains mo- ments un appoint de puissance à la locomotive, en utilisant l'excès de vapeur de la chaudière. En marche normale, ce moteur auxiliaire ne travaille pas et doit donc pouvoir être débrayé de l'essieu du bissel pour ne pas tourner à vide et être embrayé seulement lorsque son intervention devient nécessaire.
Les embrayages à pignons dentés généralement employés à cet effet ont une action brutale qui se traduit par des
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chocs destructeurs lorsque les vitesses du pignon de l'essieu et du pignon du moteur ne correspondent pas au moment où le servo-moteur commandant les déplacements du pignon d'embraya- ge intercale celui-ci dans la transmission.
La présente invention a pour objet un booster.de locomotive dans lequel cet inconvénient est évitéet divers avantages sont obtenus.
Suivant une caractéristique. de cette invention, la commande de l'admission de vapeur .au moteur du booster et celle de l'embrayage entre ce moteur et l'essieu du bis- sel sont conjuguées de telle façon que la vapeur ne peut être admise au moteur que lorsque ce dernier est embrayé à fond avec l'essieu et tourne donc déjà à vide.
Cette double commande s'opère automatiquement, dans l'ordre voulu, au moyen du servo-moteur de l'embrayage fai- sant office de distributeur et d'un piston-valve intercalé dans la conduite d'admission du moteur, un robinet unique placé à portée du mécanicien provoquant, dans une position, l'embrayage puis l'admission de vapeur, et dans l'autre position, le débrayage et l'interruption de l'admission de vapeur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'embrayage entre le moteur et l'essieu du booster est double et comprend un embrayage à friction et un accouplement à griffes qui fonctionnent l'un après l'autre de manière à as- surer d'abord un entraînement progressif avant de passer à l'entraînement par accouplement positif. De préférence, l'embrayage à friction est du type à disques multiples tra- vaillant dans l'huile, et les griffes d'accouplement sont portées par les deux organes de l'embrayage entre lesquels ces disques sont serrés, de façon que ces griffes ne puissent
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entrer en prise que lorsque les disques sont serrés à fond, c'est-à-dire quand le moteur à vide et 1?essieu sont déjà embrayés et tournent à la même vitesseo Il ne peut donc pas se produire de choc au moment de l'embrayage.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaî- tront dans la description si-après de la forme d'exécution qui est représentée à titre d'exemple sur les dessins anne- xés. Dans ces dessins:
Fig. 1 est une vue en plan du bissel muni du booster, et des parties voisines de la locomotive;
Fig. 2 est une coupe longitudinale sensiblement par la ligne A-B de Fig. 1;
Fig. 3 est une coupe transversale par la ligne C-D de Fig. 1, montrant à plus grande échelle le mécanisme d'embrayage;
Fig. 4 est une vue schématique de l'ensemble de la commande de l'embrayage et de l'admission de vapeur du booster, et
Figs. 5 et 6 montrent deux détails de cette commande.
Le bissel de locomotive représenté sur les Figs. 1 et 2 comporte un châssis 1 qui est relié au châssis principal 2 de la locomotive, à l'avant par un pivot d'articulation 3 et à l'arrière par un dispositif de rappel à ressort à vo- lute 4. Ce châssis 1 ne supporte aucune charge et intervient seulement pour guider dans des glissières 5, fixées sur ses côtés, les boîtes à huile non représentées et supportant le châssis principal 2 qui font porter directement la charge de celui-ci sur les fusées de l'essieu 6 du bissel. Le châssis 1 lui-même est supporté sur l'essieu 6 par des pa- liers 7 qui portent sur le corps de l'essieu à l'intérieur
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des roues 8 et font partie d'un carter 9 boulonné au châs- sis 1 et occupant tout le milieu de celui-ci.
Le carter 9 contient, entre le pivot d'articulation
3 et l'essieu 6, le moteur à vapeur 10 du booster et tous les organes par l'intermédiaire desquels ce moteur peut ac- tionner l'essieu 6 lorsque le booster doit fournir à la loco- motive l'appoint de sa puissance. Grâce à cette disposition du moteur et de la transmission entre le pivot et l'essieu du bissel,on ne rencontre pas les inconvénients que présen- tent les boosters connus jusqu'à présent, dans lesquels le poids du moteur monté en porte-à-faux en arrière de l'essieu fatigue les bourrelets des roues dans les courbes prises à grande vitesse, tandis que les conduites d'admission et d'é- chappement de vapeur allant au moteur en porte-à-faux subis- sent de grands déplacements.
Dans la présente disposition, beaucoup plus compacte, les charges sont mieux réparties et les articulations 11, 12 des conduites de vapeur 13, 14 du moteur 10 sont placées au-dessus du pivot 3 du bissel où les déplacements sont minimes.
Le carter 9, complètement fermé, renferme un bain d'huile dans lequel plongent les crosses 15 et les bielles 16 du moteur 10 qui attaquent l'arbre-coudé 17, ainsi que l'embrayage 18 et les pignons 19 et 20 qui permettent de relier cet arbre coudé. à l'essieu 6. Ces organes sont ainsi constamment lubrifiés et de l'huile est envoyée aux paliers et autres éléments à graisser sous pression, par une pompe aspirante et foulante 21 noyée dans le bain d'huile.
La fig. 3 montre le détail de l'arbre coudé 17 et de l'embrayage 18 qui est monté sur cet arbre entre l'un de ses flasques de manivelles 17 et l'un de ses paliers 17b.
L'embrayage 18 (Fig. 1) est à double action, une action @
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progressive obtenue par friction et une action positive succédant à la première et obtenue par l'engagement de grif- fes ou clabots d'accouplement. Il comprend (Fig.3) un moyeu
22 claveté à glissement par une cale 23 sur l'arbre coudé
17, et une cloche 24 montée folle sur cet arbre et solidaire du pignon 19 qui engrène avec le pignon 20 calé sur l'essieu
6. Entre le moyeu 22 et la cloche 24 sont intercalés une série de disques de friction 25, 26, appartenant alternati- vement au moyeu et à la cloche et soumis à l'action de douze ressorts à boudin 27 qui sont logés dans les évidements du dernier disque de friction 25a appartenant au moyeu 22 et por- tent contre un rebord 22a de ce dernier.
En outre, les faces en regard du moyeu 22 et de la cloche 24 portent chacune une couronne de griffes d'accouplement 28,29 qui viennent en prise pour accoupler positivement le moyeu à la cloche après que les disques 25, 26 ont réalisé l'accouplement progres- sif de ces organes.
Ces deux accouplements successifs ont lieu lorsque le moyeu 22 est poussé vers la cloche 24 sous l'action d'un écrou 30 et d'une vis 31 disposés concentriquement au moyeu et portant d'une part contre le moyeu par une butée 32 et d'autre part contre un épaulement de l'arbre 17 par une butée 33. La vis 31 est fixe, étant retenue contre toute rotation par un bras 34 boulonné à un ratelier 35 du carter 9 qui pré- sente une série de trous 36 disposés en arc de cercles (Fig.2) On peut attacher le bras 34 à l'un ou l'autre de ces trous 36 pour faire varier lE. position relative initiale de la vis et de l'écrou et, par conséquent, du moyeu et de la cloche de l'embrayage, en vue de compenser l'usure de celui-ci.
L'écrou 30 comporte à sa partie inférieure une bride en forme de sec- teur 37; ce secteur est denté et engrène avec une crémaillère
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38 qui imprime-à l'écrou le mouvement de rotation limité nécessaire pour serrer ou desserrer l'embrayage.
La crémaillère 38 est commandée par le piston 39 d'un serve-moteur à vapeur 40 visible sur les Figs. 2 et 4.
Ses mouvements sont rendus progressifs par un dash-pot à huile 41 dont le piston 42, accouplé au piston 39, aspire ou refoule de l'huile dans le bain d'huile du carter à travers une soupape réglable 43 et une conduite 44, suivant le sens de déplacement de la crémaillère. La Fig. 4 montre le détail du sefvo-moteur 40 et, shcématiquement, l'ensemble des comman- des automatiques qui ont pour but de n'admettre la vapeur au moteur 10 du booster qu'après que ce moteur est embrayé à bloc avec l'essieu 6. On remarquera que ces commandes peu- vent être employées avec d'autres systèmes d'embrayage que celui décrit ci-dessus, en ayant pour effet de réduire les chocs sinon complètement comme c'est le cas avec l'embrayage progressif suivant l'invention, tout au moins dans une grande mesure.
Sur la Fig. 4, 45 désigne la conduite de vapeur commandée par le modérateur principal non représenté et par une vanne de sûreté 46 normalement ouverte. Cette conduite 45 aboutit à un modérateur automatique 47, pourvu d'un pis- ton-valve différentiel 48 dont la petite face intérieure 48a est constamment soumise à la pression de lâconduite 45, et qui est guidé dans une chambre 47a ouverte à l'atmosphère par la conduite 47b. Le piston valve 48 commande par son tirât, 48b la conduite d'admission 13 du moteur 10 dont la distri- bution seule est visible sur la Fig. 4.
Du modérateur 47 part aussi, en amont du piston-valve 48, une conduite de vapeur 49 de petit diamètre qui aboutit au centre de la ca-
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rotte 50a d'un robinet de manoeuvre à plusieurs voies
50 au moyen duquel le mécanicien de la locomotive peut com- mander à la fois le servo-moteur 40 pour embrayer ou débrayer le booster, et le modérateur 47 pour ouvrir ou couper l'ad- mission de vapeur du moteur 10. A cet effet, le boisseau de ce robinet 50 est relié au servo-moteur 40 par une condui- te d'embrayage 51 et une conduite de dé'rayage 52, à. l'at- mosphère par une conduite 53 et au cylindre du piston-valve 48 par une conduite 54 sur laquelle vient se brancher une con- duite 55 venant d'une soupape de renversement 56 accolée au servo-moteur 40.
Pour expliquer le fonctionnement du booster décrit ci-dessus dans son ensemble, on supposera que la locomotive . est en marche, le moteur 10 du booster étant débrayé et immo- bile, tandisque l'essieu 6 tourne avec les roues 8 et entra±- ne dans sa rotation la cloche 24 de l'embrayage 18. Le méca- nicien désirant augmenter la puissance de la locomotive par l'appoint de'celle du booster place le robinet de manoeuvre 50 dans la position d'embrayage représentée sur la Fig. 4.
Il permet ainsi à la vapeur de la conduite 45, arrêtée en amont du modérateur 47 par le piston-valve 48, de gagner par la conduite 49 constamment sous pression et la conduite d'embrayage 51 le cylindre du servo-moteur 40. La pression agissant sur la face de droite du piston 39 déplace celui-ci de droite à gauche vers la position qu'il occupe sur laFig. 4.
Le piston de dash-pot 42 empêche cedéplacement de se faire brutalement et la crémaillère 38 est lentement attirée vers la gauche en imprimant au secteur denté 37 et à l'écrou 30 de l'embrayage une rotation qui a pour effet de visser cet écrou sur la vis 31, e par conséquent, de pousser le moyeu @ --
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22 de l'embrayage vers la cloche 24 tournant avec l'essieu 6.
Pendant la première partie de ce mouvement, les disques d'en- brayage 25, 26 pressés par les ressorts 27 embrayent progres- sivement l'arbre coudé 17 à l'essieu 6, en provoquant ainsi le démarrage à vide du moteur 10. Le moyeu 22 continuant à avancer vers la cloche 24, les griffes d'accouplement 28, 29 entrent en prise à leur tour et accouplent positivement le moteur à l'essieu, ou plutôt verrouillent l'accouplement déjà réalisé par les disques d'embrayage.
A ce moment, le piston 39 du servo-moteur 40 a at- teint la position montrée sur la fig. 4 et il démasque une lumière 57 par laquelle la vapeur sous pression passe dans la soupape de renversement 56 dont elle repousse vers la gauche le piston 58 et avec lui la valve 58a, en dégageant ainsi l'entrée de la conduite de dérivation 55. Par celle-ci, la vapeur gagne le modérateur automatique 47 où elle agit sur la grande face extérieure du piston-valve 48 de manière à le déplacer vers la droite pour ouvrir la conduite d'admission de vapeur 13 du moteur 10 qui, alors seulement, commence à travailler en charge et actionne l'essieu 6 par l'intermé- diaire de l'embrayage 18 verrouillé.
Pour débrayer et arrêter le moteur du booster lorsque son intervention n'est plus nécessaire, le mécanicien de la locomotive amène la carotte 50a du robinet de manoeuvre 50 dans la position de débrayage montrée sur la Fig. 5. Dans cette position de la carotte, la conduite d'embrayage 51 et la conduite 54 du piston-valve 48 sont mises en communica- tion avec la conduite d'échappement à l'atmosphère 53, tandisque la vapeur de la conduite 49 constamment sous pres. sion à accès à la conduite de débrayage 52 par le passage
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central de la carotte.
La vapeur qui agissait précédemmeht sur la grande face du piston-valve 48, la soupape de ren- versement 56 et le piston 39 du servo-moteur, s'échappe à l'atmosphère par les conduites 54, 55 et 51, respectivement.
Sous l'effet de la pression de vapeur agissant sur sa peti- te face intérieure 48, le piston-valve 48 reprend alors sa position primitive et coupe l'admission de vapeur au moteur
10. En même temps, la vapeur arrivant par la conduite de débrayage 52 repousse de gauche à droite le piston 58 de la soupape de renversement 56 qui ferme l'entrée de la conduite
55, et le piston 39 du servo-moteur qui pousse la crémaillè- re 38 en faisant tourner le secteur denté 37 et l'écrou 30 en sens inverse de la première fois. Le moyen 22 s'écarte de la cloche 24, les griffes 28, 29 se dégagent et les disques 25, 26 se desserrent en débrayant complètement l'essieu 6 du moteur 10 qui s'arrête de lui-même, cependant que l'essieu peut continuer à tourner avec les roues 8.
Dans ce qui précède, le modérateur automatique 47 et le robinet de manoeuvre 50 ont été décrits comme deux , organes distincts, mais en pratique ils ne forment qu'un seul appareil comme c'est montré sur la Figo 6, le boisseau du robinet 50 étant accolé au boîtier du modérateur et communi- quant constamment avec lui par un passage 49a qui remplit l'office de la conduite 49 représentée sur la Figo 4. Cet appareil est placé à portée du mécanicien qui, au moyen de la seule manette 59, peut commander le fonctionnement de tous les organes du booster décrits ci-dessus.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux détails d'exécution ici décrits et représentés à titre d'exemples et l'on ne sortirait pas de son cadre en modifiant ces détails.