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NOUVEL ESSIEU PARTICULIEREMENT APPLICABLE
AUX VEHICULES SUR RAILS
La présente invention se rapporte à un essieu nou- veau et perfectionné, particulièrement propre à tre utilisé dans le matériel roulant de chemin de fer.
La construction actuelle des essieux, particuliè- rement dans les voitures de chemins de fer, dont les roues sont montées rigidement sur un essieu tournant est peu pra- tique et peu désirable; elle constitue une source constante de danger, d'usure, ot de perte de puissance considérable.
Désossais ont été faits pour modifier cette construotion d'
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essieu tournant de diverses manières, mais aucune solution ne s'est montrée jusqu'ici ni satisfaisante, ni pratique. Cet échec provenait, dans certains cas, des nécessités de modifi- cation à faire subir au châssis, aux coussinets et aux bottes d'essieu, ou autres pièces analogue. 'En outre, de telles constructions étaient incapables de résister aux efforts et aux chocs transmis aux essieux et aux coussinets de cas es- sieux. Ceci est particulièrement vrai dans le cas du matériel roulant pour chemin de fer, qui transporte des charges énor- mes et où les chocs, efforts et posussées terminales et autres sont excessives.
Avec les essieux actuels, les frottements engendrés dans les courbes ou dans les rampes se traduisent par une augmentation notable de la puissance nécessaire pour vaincre ce frottement; ils nécessitent également une locomotive ou machine motrice plus puissante qu'il ne serait nécessaire, si l'on parvenait à éliminer ou à réduire ces frottements.
0'est dans ce but qu'a été établi le nouvel essieu conforme à la présente invention, qui est, on fait,, un essieu diffé- rentiel, permettant aux roues, montées aux extrémités oppo- sées d'un même essieu, de tourner indépendamment, c'est-à- dire que chaque roue tourne à une vitsjse déterminée par son propre diamètre et par la courbure de la voie, quelle que soit la vitesse de rotation de la roue opposée. De cette ma- nière, les roues d'un coté d'une voiture peuvent être pres- que immobiles à l'intérieur d'une courba et les roues du cô- té opposé, à l'extérieur de la courba peuvent tourner à une vitesse relativement plus élevée.
Il on résulte, en même temps, que le frottement causé par cette différence dans les vitesses relatives des roues sur deu côtés opposés de la voiture se trouve annihilé ou très réduit. Ainsi, par l'uti- lisation de la présente invention, une des principales dif- ficultés qu'on rencontre dans le trafic des chemins de fer est vaincue.
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Une autre caractéristique de la présente invention réside dans le fait que les châssis, coussinets, ou bottes d'essieu actuels, sont conservés intacts, et que les essieux actuels sont égal soient utilisés, bien que leur construction soit modifiée pour permettre une application plus efficace de l'invention.
Cette dernière comporte donc une nouvelle méthode de transformation de la construction actuelle des essieux, pour obtenir une disposition perfectionnée; cette méthode de transformation sera décrite plus complètement ci-après.
Dans le mode de réalisation de l'invention, tel qu' il est représenté au dessin annexé, on utilise un essieu ac- tuel, dont la partie centrale a été'tournée suivant une sur- face parfaitement cylindrique sur une longueur prédéterminée.
Cette portée parfaitement cylindrique, à la partie centrale de l'essieu, est ensuite complétée, de toute manière désirée, de préférence en appliquant un collier fendu, fixé à la nou- voile section tournée par des frettes emmanchées à chaud sur ce dit collier fondu. Une nervure périphérique est formée au centre du collier et porte des congés arrondis. Cette section, ainsi munie de préférence d'un collier fendu, est de diamè- tre égal ou légèrement supérieur à la partie la plus épaisse du reste de l'essieu, qui, près de la partie portant la roue, est également tourné à section un peu plus faible, sur une longueur prédéterminée, afin de permettre l'application et la réception d'un double palier à rouleaux. Le tourillon ac- tuel de l'essieu reste inchangé.
Avec l'essieu sous sa nouvelle forme, on utilise une paire de carters, un pour chaque coté de l'essieu, cha- cun de ces carters s'étendant sur l'essieu jusqu'aux environs du point indiqué par la nervure périphérique, sur le collier fendu posé au centre de l'essieu. A l'extrémité intérieure de chaoun de ces carters, dans une cavité ménagé'8 à cet ef- fet, est disposé un simple palier à rouleaux, dont la bague
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intérieure s'appuie contre les congés ou épau-1-oment±î de la nervure périphérique sur le collier fendu* .Le carter porte à
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sa partie extérieure une cavité appropriées pour permettre la mise en place du double palier à xou.:.,ax mentionné ci-dessus.
Dans une rainure ménagés à l'intérieur du carter, est placée
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une bagua fendue et de préférence éliqu.el reposant contre le bord extérieur du manchon du pâli or pour le maintenir en position et en alignement. Les rouas sont montées et fixées
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sur les carters eux-mÍ3rnesl et un obturateur anti-poussièl'e est fixé aux roues ou au carter à volonté.Un collier de butée fendu est loge dans une rainure de butée, pratiquée sur l'es- sieu dans ce but. Des dispositifs sont prévus pour canaliser la graisse ou tout autre lubrifiant vers chacun des paliors.
A chacune des extrémités intérieures des carters se trouve une bague assurant la protection contru la poussière, fixée à 1' un de ces carters et permettant la rotation de l'autre carter
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à Itintérieur de la dite bagua. Grrcc cette construction d'un dispositif difréran- tiol et à l'utilisation des nouveau:, paliers à rouleaux figu- rés, on obtient un essieu très perfectionné et à rondement élevé, permettant aux roues, montées d'un coté de l'essieu, de tourner indépendamment de celles de l'autre côte; on élimine
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ainsi pratiquement tout glissement, fa,.ttsmsn;
, perte de puis- sance, gaspillage de combustible, usure, etc..
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Un autre élément d'efficacit8, désirable dans le nouvel essieu, réside dans le fait que -coût en conservant les tourillons et bottes d'essieux actuels, si une rupture quel.
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conque survient à l'intérieur des ca.r'tar8, des paliers, ou de toutes autres parties, la rotation des roues sera transmise instantanément va ltessigut qui tourn(. alors dans les boites d'essieux ou paliers sans apporter do retard au transport de la charge. En même temps, l'action a.:".fL"érentialle des roues sera maintenue.. moins que ne se produisent'des dérangements
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âa palïers dans les deux 'carters du marne essieu.
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On pourrait utiliser un essieu entièrement nouveau, en le construisant à partir d'une pièce brute, mais il est préférable, par raison d'économie, d'utiliser les essieux existant déjà, en les tournant à un plus petit diamètre pour a leur donner la forme qui/été déorite plus haut.
D'autres oa- ractéristiques de l'invention, des combinaisons des parties nouvelles, et des avantages du dispositif' seront décrits plus complètement-ci-dessous, en référence aux dessins annexés représentant un mode de réalisation préféré de la présente invention, et dans lesquels:
La figura 1 est une vue en coupe longitudinale du nouvel essieu différentiel en position après assemblage;
La figure 2 est une vue partielle de détail de 1' essieu actuel montrant la manière dont cet essieu est prépa- ré à subir la transformation;
La figure 3 est une vue en coupa transversale sui- vant la ligne 3-3 de la figure 1 ;
La figure 4 est une vue en coupe transversale sui- vant la ligne 4-4 de la figure 1;
La figure 5 est une vue en élévation de côté de l'essieu complété appliqué à une voiture de chemin de fer.
Comme on le voit aux figures 1 et 2, on utilise de préférence un essieu de construction courante indiqué' gé- néralement en 1. Ce dernier est tourné dans sa partie cen- trale, sur une longueur déterminée à l'avance, suivant une surface parfaitement cylindrique 2, les traits pointillés 3 de la figure 2 représentant le tracé originel de l'es- sieu. Sur cette surface cylindrique 2 est appliqué un col- lier fendu 4, de préférence fixé rigidement à l'essieu par des frettes 5 au centre, et 6 à chaque extrémité, montées à chaud sur ledit collier. Telle est la méthode préférée d'application et de fixation du collier fendu 4, pour assu- fer la rigidité de la construction.
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Une nervure circonférentielle 7 forcée partiellement dans la matière du collier fendu 4 et partiellement par la frette 5 porte des congés ou épaulements. Au point 8, l'essieu originel ost tourné jusque ce qu'il ait atteint la dimension primitive de la partie la plus étroite 9 de l'essieu, sur la- quelle les anciennes roues étaient montées, la matière super- flue éliminée étant indiquée en trait pointillé en 10 à la fi- gure 2. Un congé est formé, pendant le travail au tour,au point indiqua en 8. Une rainure de poussée 11 est également formée dans l'essieu originel. Le tourillon originel 12 reste intact dans un but qui sera exposé plus loin.
Le point 8 de 1' essieu primitif est maintenant le point de diamètre maximum du dit essieu primitif, et le collier fendu 4 est de dimension prédéterminés ayant de préférence un diamètre légèrement su- péri eur à celui de la partie 8 de l'essieu. L'essieu étant ain- si préparé, on utilise maintenant deux carters 14 et 15, qui sont exactement semblables; dans la description détaillée qui suivra, on ne considérera et représentera complètement qu'un seul de ces carters.
L'extrémité intérieure du cartor est creu- sée d'une manière appropriée en 16 pour recevoir un palier à rouleaux unique,indiqué en 17, et un bord saillant ou épaule- ment 18 est formé avec un écatement juste suffisant entre 1' extrémité de l'épaulement 18 et le palier 17, pour permettre la rotation du carter au-delà de la partie intérieure ou che- min de roulement du palier. Un godet, du tube à graisse 19, est également prévu, pour fournir la graisse ou tout autre lu- brifiant au palier. Les roues 20 sont: rixées aux extrémités extérieures des carters 15 de préfér@@ce montées à la presse ou à chaud comme de coutume.
Une cavité appropriée 21 est pré- vue à l'extrémité extérieure de cha@@@ carter, pour recevoir des paliers à rouleaux 22. Un godet ou. bout do @uyau à graisse 23 est également prévu pour permettra j 'admission du lubri- fiant à la cavité 21. Lorsque le palier 22 a été mis en place @ dans ka cavités 21, une bagua fendue 24, de préférence élasti-
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qua, est introduite dans une rainure prévue à cet effet dans la cavité 21.
Lorsque cette bague 24 est en place, le palier à rouleaux 22 est maintenu contre tout déplacement, entre la bague 24 et l'épaulement 25 de la cavité, sur le manchon ex- térieur du palier, le manchon intérieur du palier reposant con- tre l'épaulement formé par la nouvelle section tournée en 8.
Une saillie ou épaulement 26 est aménagée dans la cavité 21, elle est semblable à la saillie 18 de la cavité 16. Un chapeau ou disque anti-poussière 27 est fixé, soit à la roue 20, soit au carter 15, par des vis ou des boulons 29 et des rondelles de calage 30. Chaque carter étant ainsi assemblé, c'est-à-dire avec les paliers 17 et 22 en position dans les cavités 16 et
21 respectivement, et avec l'anneau 24 et la plaque 27 mis en place, est ensuite appliqué à l'essieu en le glissant par son extrémité, jusqu'à ce que le palier 17 s'appuie contre les épaulements formés par la nervure circonférentielle 7.
L'espa- ce 31 entra les carters 14 et 15 est relativement petit, et pour empêcher l'entrée de poussières, ou autres matières étran- gères, on a prévu un chapeau ou anneau 32 anti-poussière, de préférence fixé à un carter et libre de tourner autour de 1' autre carter. Une rondelle ou bague pare-poussière en feutre
33 est insérée et maintenue en place par une bague élastique ou tout autre dispositif semblable 34, pour assurer une plus parfaite étanchéité oontre l'entrée des matières étrangères nuisibles.
Un collier de butée 35 est ensuite appliqué dans la nouvelle rainure de butée 11, ce collier de butée 35 étant de préférence fendu, ou formé de deux parties assemblées par des boulons ou autres 36. Les boîtes d'essieu ou paliers pri- mitifs 37, plus clairement représentés à la figure 5, sont laissés intacts, aussi bien que les tourillons 12, en disposi- tion de marche.
On voit, à l'examen des figures et plus particuliè- rament de la figure 1 que la charge unitaire sur chaque point ou surface de support sera très réduite, on raison du grand
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nr,3brc de points de support et de sryfaoes de contacta Le nou- voel essieu est encore particulièrEhl1Lfl.G pratiqua et ot'iace 'pour la résistance aux poussées axiales, en raison du nombre de paliers que cette poussée doit traverser, ot à cause, de ces nombreux paliers., un tel effort de poussée est distribue sur tous ces paliers, sur les carters et les essieux.
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Par exemple, si l'on oonL::.d.3re la figure 1 des des- sins, et si l'on suppose qu'une ous:=W axiale a été appliquée au boudin de la roue"20, cette pouF-,,5c sera distribuée à tra- vers le carter 15 au manchon sxtric¯^r 17 du palier, disposé à l'extrémité intérieure du carter 1 Cette poussée sera transmise par les bagues du manchcu ;xtérieur aux rouleaux et par ces derniers au manchon intériour et finalement à l'épau- lement 7. En mme temps, la poussée sera transmise et distri- buée du carter 15 adjacent à la roue 20, par le manchon exté- rieur 22, par les bagues de butée représentées et par les rou- leaux de support principaux au manchon intérieur de ce palier
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etj de là â l'épaulement 8 sur l'essiou 1.
La pousséo par les paliers extérieurs à l'extrémité de l'es@ieu portant la roue sera échelonnée, depuis la première bague de butée du cylindre extérieur, par le groupe de rouleaux adjacents, à la bague de butée centrale du cylindre intérieur, de là, par le groupa de rouleaux voisin, à la bague de butée du cylin-
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dre extérieur disposée diagonalom6,,,",- et de là, par le grou- pe de rouleaux suivant à la dernière bague de butéo du cy- lindre intérieur.
Il est ainsi évident que différentes li-
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gnes de distribution do la poussée sont r6alis,ées, ce qui se traduit par une dispersion et une absorption efficace de la poussée axiale*
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Les chocs reçus par la l'O'::: ou le carter da 1'es- sieu sont également reçus par de nombreux contacts ou sur- faces de support, et transmis dans tout le palier, de telle manière que les chocs ou heurts sont également dispersés..
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00 sont là des caractéristiques très importantes d'un es-
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sieu du nouveau type, en particulier lorsque de tels essieux sont utilisés dans le matériel roulant des chemins de fer, où les efforts, chocs et poussées sont énormes, et doivent être surmontés ou équilibrés, pour qu'un essieu ou un palier fournisse un service satisfaisant.
Le nouvel essieu remplit toutes ces conditions; il sera facilement compris par les spécialistes. On remarquera qu'il est possible d'utiliser d'autres types de paliers que ceux qui sont représentés dans le nouveau carter, tout en restant dans les limites de l'inventionô
La figure 4 représente le collier de butée 35, la plaque de fermeture 27 et la bague fendue 24, qui se ferme en un point représenté en général en 18, une vis ou autre organe semblable 39 étant vissée dans une cavité filetée d' une manière appropriée entre les surfaces de fermeture de la bague 24, pour empêcher tout déplacement de cette bague.
A la figure 5, le nouvel essieu est représenté com- me complètement assemblé et monté sur une voiture de chemin de fer 39a, ayant les bottes d'essieu primitives 37 en po- sition, prêtes à être utilisées. Une poulie 40 pour conduire les courroies des génératrices ou autres, est représentée appliquée au carter 15, cette poulie étant de type courant et ne nécessitant pas d'autre description..
Un autre avantage de l'essieu conforme à la pré- sente invention réside dans le fait que si, par un hasard quelconque, des rouleaux ou bagues ou autres pièces des pa- liers utilisés venaient à se rompre ou à tomber, coinçant ainsi un carter et empêchant son mouvement par rapport à l'essieu 1, la rotation serait ainsi transmise à l'essieu 1, qui tournerait alors sur son tourillon 12 dans la botte d' essieu 37, exactement de la même manière que cet essieu aurait tourné sans être muni des nouveaux dispositifs; le fonctionnement ou la marche de la voiture ou autre sur la-. quelle il est utilisé ne sera donc pas retardé.
De plus,
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même si l'un des carters était coinça sur son essieu; ot si le dit essieu tournait dans ses tourillons primitifs, l'indé- pendance de la rotation des roues @@@@ conservée aussi long temps que les paliers resteront intacts dans l'autre carter du même essieu. -,
On comprendra également que l'essieu:-'1 n'est pas dans l'impossibilité absolue de t@@@@r, car ce ne serait pas désirable. L'essieu 1 peut être con@ déré comme "relativement fixe" par rapport au carter 15 ou 14 pouvant tourner libre- ment.
Il est évident, également que le nouvel essieu présente une construction effectivement différentielle, ce qui n'avait encore jamais été obtenu dans des véhicules destinés au trans- port de charge aussi lourde.
Bien que l'invention ait été décrite assez on dé- tail, il est évident que l'on pourra -faire varier les dimen- siens: les formes ou la disposition dos parties dans d'assez larges limites, sans s'écarter de 1 esprit do l'invention.
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