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Roues directrices pour vehicules
L'invention se rapporte à des roues directrices pour véhicules, particulièrement pour véhicules sur rails.
Elle oonsiste à faire déplacer @ des roues orientables par les courbes de la voie, de manière que la distanoe suivant la normale entre les deux plans de roule- ment des roues d'un même essieu directeur reste constante, o'est-à-dire égale à l'écartement de la voie, tandis que la distance entre les contres virtuels de rotation augmente en fonction de l'angle d'orientation.
Dans ce but, les roues orientables sont déplacées en dépendance impérative l'une de l'autre à l'aide d'une commande cinématique en antagonisme à l'aotion d'un ressort qui est détendu dans la position normale des roues et sous l'action additionnelle d'un amortisseur de manière qu'à un certain braquage corresponde toujours une augmentation correspondante de l'écartement des rouas, et que, néanmoins les plans de roulement restent parallèles et parpendiuculai-
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res au plan de la voie.
Ce résultat peut être obtenu par deux groupes différents de moyens, tout en conservant les principes essentiels de l'invention
Dans ce cas, chaque roue est tourillonnée dans un cadre orientable qui peut pivoter autour de Pila ou l'autre de deux axes symériques
Par suite, dans .une courbe, chaque roua se place per- pendiculairement au. rayon de courbure instantané grâce à 1'$augmentation produite impérativement dans la distance entre les oentres des roues, et par suite, la distance sui- vant la normale entre les plans des roues correspondant à l'écartement de la voie reste à peu près constante.
De cet- te manière, il est possible de maintenir les variations de la distanoe entre les plans de roulement des roues dans les limites admissibles pour le rayon de courbure considéré.
Pour assurer uns orientation uniforme des roues juxta- posées, leurs cadres pivotés sont relias par des parai- - lélogrammes articulés. De plus, les rouss sont ramenées de leur position braquée à leur position originelle par la dé- tente d'un seul ressort en antagonisme à la traction du- quel les roues ont dévié.
Un autre avantage de la nouvelle construction réside en ce que le poids non suspendu de la voiture est considéra- blement rôdait.
Dans tn autre mode d'exécution, on emploie, pour rédui- re davantage le poids non suspendu-, des roues sans essieu, o'est-à-dire des roues qui ne sont pas traversées par un essieu et sans fusée. Des essieus directeurs munis de telles roues s'appliquent particulièrement bien aux tramways à plancher bas ininterrompu..
La liaison des deux renés d'un même essieu directeur ou desdeux groupes de roues se fait, dans ce mode d'exécution
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à l'aide d'une commande à plateau manivelle.
La dessin ai-joint représente les deux modes d'exéou- tion dans leurs applications principales. la figure 1 est une vue schématique en perspective ; la figure 2 est un plan schématique du parallélogram- me dêformable.
Ces deux figures serapportent au mode d'exécution dans lequel les roues sont montées dans un osdre
Les figures 3, 4 et 5 montrent un mode de guidage sim- plifié des roues individuelles; la figure 6 montre un essieu ou chariot directeur complet aveo roues indépendantes sans essieu dans la posi- tion normale; la figure 7 montre le même dans une position orientée (sur unecourbe) ; les figures 8 à 10 montrent des détails des figures
6 et7; la figure 11 montre un essieu ou chariot directeur avec deux groupes de roues en tandem.
Les figures 1 et 2 montrent que la caisse de la voitu- re repose aux points k sur deux ressorts à lames par essieu.., Ces ressorts reposent sur un châssis AT' AT' dont les en- tretoises intérieures T sont reliées par deux tiges D, ces entretoises étant symétriques par rapport à l'axe médian du chariot. Les parties médianes de ces tiges D sont paral- lèles, mais les deux extrémités forment un certain angle entre elles.
Le châssis AT' AT' porte à chacune de ses deux extré- mités trois chemins de roulement B pour les galets des oa- dres oscillants R. Das l'entre-voie les cadres oscillants sont articulée en deux points P1 P2 ou P3, P4 avec les tiges D,D. Cette liaison est telle que suivant le sens du braquage un seulement des deux points d'articuliation est par relativement fixe, et c'est se point que passe l'axe de pi-
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vêtement. Par exemple, comme il est représenté au dessin.
Les extrémités des tiges D peuvent être oreuses et des coulisseaux articulés sur le cadre oscillant glissent dans cas tiges creuses, mais ne peuvent pas y pénétrer plus loin que la position correspondant à la position m'oyenne des roues.
Si la roue dévie, lTun des coulisseaux sort et l'axe d'articulation de l'autre sert de pivot pour le cadre oscillant. De plus, les cadres oscillants R en forme d'é- peron portent deux. tiges verticales sur lesquelles deux traverses G peuvent se déplacer verticalement, ces traver- ses portant les paliers et la commande des roues directri- ces. Ce mouvement est amorti par des ressorts F2 Les deux cadras oscillants R sont reliés entre eux par des parallélogrammes articulés V1 V2 articulés en O1 O2 sur le châssis AT' AT'
Entre les points W1, W2 de ce parallélogramme sont planés un ressort de rappel F3 ainsi qu'un amortisseur à huile avec on robinet de réglage pour empêcher le mouve- ment de laoet des roues.
Il résulte de la possibilité d'orientation que les chemins de roulements B sont par instants composés respec- tivement de doux chemins courbes différents, dont les contres sont P1 P2 pour la roue située en avant dans le dessin, et P3 P4 pour la roua située en arrière. Comme le montre le dessin, à part les roues et les traverses G, tous les éléments du dispositif sont suspendus par les quatre ressorts F2 alors que la caisse propromont dito est supportée en outre par une deuxième suspension formée par les ressorts à lames. M sont dès butées fixées sur la cais- se pour limiter le soulèvement.
De la construction décrite résulte le mode d'action solvant: Quand la voiture roulant dans le sens de la flèohe s'engage dans une courbe dirigée vers la droite, la -roue
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de droite roule aveo son boudin contre le boarrslet du rail et la roue de gauche suit la tête de ce rail.
La roue de gauche se trouve ainsi braquée vers la droite avec son cadre pivotant autour du point P1.la roue de droite autour du point P . Dans un rail vignole la roue de droite se trouve inclinée indirectement de la même façon par l'intermédiaire du parallélogramme V1V2 car la roue de gau- che dans son mouvement repousse vers la droite le systè- me articulé V1 qui tourne autour du point fixe O1 et tire vers l'intérieur la roue de droite, laquelle tourne autour du point P4 D'autre part, la roue de gauche, par sa rota- tion autour de P1 a tire vers la gauche le système V2 toux- nant autoar du point C2, et par là a incliné la roue de droite dans la direction de la marche autour du point P4 vers la droite ;
lesdsux rouss se 'braquent ainsi obligatoi- rement d'une façon uniforme. Comme on le voit sar le dessin le point W1 du système V1 et le point W2 du système V ont des courses différentes; en d'autres termes, le ressort F3 se trouve tendu. Cette tension devient active aussitôt que la réaotion en courbe des rails contre les roues cesse, c'est-à-dire aussitôt qu'on atteint la ligne droite. A ce moment, les roues retournent autommatiquement à leur position initiale.
Si les roues s'engagent dans une courbe dirigée vers la gauche, elles se braquent naturellement autour des points P3 et P2
Dans ce mode d'exécoution les traverses G sont suspen- dues sur le cadre en forme d'éperon R par des ressorts à boudin F2; à cet effet, le cadre est muni de deux prolonge- ments verticaux parallèles, sur lesquels les traverses G tout en restant automatiquement parallèles!, peuvent coulis- ser vertioalement. Ce dispositif ne peut être employé que lorsqu'il ne s'exerce pas de couple de rotation sur les traverses G.
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Toutefois, ceci n'ost pas le cas dans une voiture où le frein ou le mécanisme de commande se trouve sur les traverses G.
Dans au tel dispositif, le parallélisme des roues doit être obtenu de façon à permettre Bon seulement un déplace- ment vertical par rapport au cadre R, mais aussi à absor- ber le couple de rotation sus-mentionné, Ceci est obtenu suivant les figures 3 et 5, en effectuant la liaison entre le tambour de roue d'une part, et le cadre de roue d'autre part, à l'aide de trois bielles à rotule L qui permettent au tambour de roue d'effectuer tous les mouvements néces- saires par rapport au cadre de roue, Ces mouvements rela- tifs peuvent avoir lien, aussi bien verticalement (suspen- sion) qu'horizontalement (accélération ou retardation dans la limite permise par les butées) ou peuvent être des mouvements de rotation (absorption des moments de rota- tion dus au démarrage et au freinage).
Ces déplacements se font toujours contre l'aotion du ressort à boudin F2
Les figures 6 à 10 montrent un essieu ou chariot direo- teur ou orientable avec commande par plateau-manivelle et une paire de roues, La figure 11 montre une application évidente de ce système de roue directrice avec commande par plateau-manivelle, à un mode d'exécution dans lequel chaque cadre oscillant commande non pas deux roues indé- pendantes, mais deux paires de roues en tandem.
Comme les braquages de telles roues en tandem restent dans des limites relativement faibles, ces roues peuvent être placées respectivement sous un siège, de manière que même de longues, voit aras, qui, autrement ne pourraient être établies qu'avec quatre essieux et un planoher élevé, peuvent avec ce système de direction,, que lton peut con- sidérer comme une sorte de bogie sectionnée être réalisées sous la forme de veitures à plancher surbaissé.
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Le ohâssis de l'essieu. directeur se composa de deux traverses 1 manies de chemins de roulement horizontaux et verticaux 2 et de prolongements 3 pour recevoir des ressorts à lames, qui ne sont pas représentés pour plus de clarté, et sur lesquels repose la caisse de la voiture. Les doux traverses 1 sont reliées rigidement entre elles par des en- tretoises supérieure 4, médiane 5 et inférieure 6 (figure 6). Des boîtes à vis sans fin 7, 7' sont fixées rigidement sur les traverses extrêmes 4 et 6 et les vis sont reliées aux moteurs d'entraînement pa- des arbres à cardan 8 8', ces moteurs étant fixés de manière connus dans la caisse de la voitura.
Dans la réalisation pratique les ressorts à lames non représentés, stappuyant en 3 ne permettent à l'essieur directeur et par conséquent à la vis sans fin, à la roue hélicoïdale et à la boite de la vis, qu'un mouvement rela- tif vertical par rapport aux moteurs d'entraînement, oor- respondant à l'élasticité de la suspension. Sur l'entre- toise médiane 5 des deux traverses 1, 1 de l'essieu di- recteur pivote, au.tour du point central 9, placé dans l'axe médian, un plateau-manivelle 10.
Sur ce plateau-mani- velle 10, s'attaohent en quatre points 11, 12, 13 et 14 quatre bielles symétriques 11' à 14' qui s'attachent à leurs autres extrémités sur les cadres 15, 15'. Doux d'en- tre elles par exemple 11' et 12' s'attachent sur les axes 11" et 12" du cadre 15 qui entoure la roue et porte dans le plan de la roue deux tiges verticales 16 et 16' munies de cuvettes de ressorts.
Ces tiges 16 et 16' servent d'axes à des galets 17 et 17' montés fous à la hauteur de l'axe de la roue. En outre, ce cadre 15 est muni, dans le plan de la roue, de
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deux autres galets 18 et 18' à axe horizontal dont les pi- vots tourillonnent en 19 et 20 ou 19t et 20'. Les galets
18 et 18' supportent la poids de l'essieu. directeur ou. de toute la caisse par appui sux la surface inférieure des joues 2 sur lesquelles ils roulent. Les galets 17 et 17t s'appuient contre les chemins courbes 21 et 21' placés sur les joues 2 et servent d'entraîneurs.
Le cadre entoure, comme dans le cas d'un essieu à boite à graisse ordinaire la flasque 22 disposée de manière à pouvoir coulisser verticalement surlui avec ses surfaces d'entraînement 23 et 23' Cette flasque 22 est munie de deux pattes alésées 24, 24' entourant les tiges 16 et 16' et pressant les ressorts à boudin 25, 25' contre la cuvette des tiges 16 et 16' 26 et 26' sont des bielles à rotule qui pivotent sur la flasque 22 eh 27 et 27' et qui pivotent en outre aux points 28 et 28' sur des secteurs dentés 29 et 29', lesquels de leur coté pivotent autour des points 30 et 30' placés l'un au. dessus de l'autre sur l'entretoi- se 6.
A la place de ce dispositif, le maintien en position droite des roues peut se faire évidemment à l'aide de trois bielles à rotule dont deux seraient dans un plan vertical.
La flasque 22 comporte une saillie cylindrique 31 sur laquelle est prévu un palier comme pour les roues avant des camions automobiles, en vue de supporter la roue 32. La roue 32 elle-même est munie d'une cavité cylindrique 33 si- tuée dans le plan de la roue. Un même évidement cylindrique 33' se trouve dans la soue hélicoïdale 34 située ordinai- rement au point opposé.
La liaison entre la cavité cylindri- que 33 de la roue 32 et la cavité cylindrique 33' de la roue hélicoïdale 34 est faite par une articulation à cardan connus permettant à la roue, par rapport à la roue gélicoï- dale ;
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a) de se déplacer verticalement; b) de se rapprocher de son centre 36; c0 de pivoter autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure, cet axe étant également parpendiculaire à l'axe médian commun de l'essieu directes et des roues fol- les,et se déplaçant vers la boite de la vis sans fin.
Entre la boite 7' de la vis sans fin et la partie oylin- drique 38 de la flasque 22 se trouve un soufflet de cuir 39 qui empêche l'entrêe de la boue dans la transmission à cardan.
Entre les points 11" et 14" d'une part,12" et 13" d'autre part, sont placés des ressorts de rappel 40 et 40', représentés à la figure 6. sous leur longueur minima, tan- dis qu'ils sont représentés allongés sur la figure 7. S'il y a lieu, on peut également monter à cet endroit un disposi- tif amortisseur approprié.
Dans la figure 11, qui représente un système à roues directrices, à deux roues pour chaque rail (roues en tandem) les cadres 15 et 15' sont prolongés d'une façon oorrespon- dante afin de pouvoir entourer deux roues placées l'une derrière l'autre; ces cadres ont dono également quatre points d'appui, etc.. Les articulations des cadres avec les bielles reliées au plateau-manivelle restent naturelle- ment les mêmes, oomme dans le cas d'en chariot directeur à deux roues seulement. D'ailleurs, il résulte de la figure 11 qu'en principe la disposition reste exactement la même, qu'il y ait deux roues ou quatre roues à commander par chariot pivotant; Pour plus de coarté, le mécanisme de oom- mande n'est pas représenté sur la figure 1.
Quand, dans la dernière partie de la description, il est q,uestion de l'emploi d'au moins deux bielles, il faut comprendre que l'on peut employer trois, ou plus de ces bielles, lesquelles peuvent également être disposées en croix, n
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La commande par plateau-manivelle peut aussi se composer de plusieurs plateaux ou organes analogues.
Bien que, dans la description, on ait décrit de préfé- rence l'emploi des nouvelles roues directrices pour les véhicules devant se déplacer sur rails, il ressort des explications données que ce dispositif peut s'appliquer aussi à d'autres véhicules se déplaçant sur routes pour transporter des fardeaux ou. des personnes: autobus à trol- leys camions, autobus et véhicules analogues,, Suivant les cas, les nouvelles roues directrices devront être adaptées, ainsi que leur commande, aux exigences particulières des différents cas d'espèce.
En général, il est avantageux avec les nouvelles xoues directrices de supprimer l'essieu continu, et, dans beau-coup de oas, de supprimer môme les fusées. On obtient ainsi la'- vantage considérable que l'on a désiré jusqu'à présent pour beaucoup de voitures sans pouvoir le réaliser et qui consis- te en ce qu'on peut munir les véhicules construits suivant l'invention de planchers s'étendant horizontalement à la hauteur d'une marche au-dessus de la surface de la rue, ce qui réduit en même temps à un minimum le poids non suspendu de la voiture. On réalise donc immédiatement un progrès technique important.
Par rapport aux procédés de construc- tion employés jusqu'à, présenta on peut cependant obtenir des progrès techniques deportants même si les nouvelles roues directrices et Jour mécanisme sont employés dans des véhicules à essieu, continu.. Dans ce cas, on pourra surtout utiliser des essieux telescopiques Même avec cette dispo- sition, il est possible également de maintenir un minimum la résistance de frottement des roues sur les rails par suite du contrôle toujours positif abtenu dans les courbes.
De plus l'invention est avantageuse, soit que le mécanisme soit commande à la main, par l'intermédiaire d'un servo-
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moteur ou de tout autre moyen quelconque et quel que soit le genre d'essieu, employé.
Bien entendu, les divers éléments du nouveau disposi- tif, tel que le guidage parallèle des roues folles ou le mécanisme de liaison ou encore des combinaisons partielles des différents dispositifs décrits,, offrent de nombreux avantages.
REVENDICATIONS
1 - Système de roues directrice pour véhicules carac- térisé en ce qu'il comprend un mécanisme de liaison commande par le braquage des roues et destiné à augmenter la distan- ce des points de pivotement virtuels des roues en fonction de l'angle de braquage tout en maintenant constants la dis- tance suivant la normale entre les plans des renés (entre- voie ).
2 - Système de roues directrices pour vehicules sui- vant 1 caractérisé en ce que des cadres articulés à chaque roue servent en courbe à maintenir positivement l'égalité entre la distanoe des plans des roues et l'écartement de la voie, peuvent osciller suivant le cas autour d'un de deux axes disposés symétriquement et sont accouplée par paires à l'aide de parallélogrammes articulés.
3 - Système de roues directrices pour véhicules sol- vant 1 et 2 caractérisé en ce que deux pivots de braqua- ge sont reliés de façon mobile aux chemins de roulement de manière que, selon la direction du braquags, l'un des pivots soit maintenu fixe et l'autre pivote.
4 - Système de roues directrices pour véhicules sui- vant 1 à 3 , caractérisé en ce que les roues sont ramenées de la position braquée dans un sens ou dans l'autre à la position normale par un ressort, qui est tendu au maximum dans la position normale.
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