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B R E V E T D ' I N V E N T I O N .il Boggie pour chemins de fer
La présente invention a trait à des boggies moteurs pour véhicules sur rails ou analogues et concerne plus particubièrement certaines dispositions de montage des essieux et des moteurs proprement dits sur le châssis du boggie.
Pendant très longtemps, le matériel roulant des chemins de fer était caractérisé par une construction extrêmement lourde et par l'emploi de moteurs de locomotive puissants, susceptibles de remorquer des convois de grande longueur. Plus récemment, on a trouvé plus pratique, pour réduire les frais et pour accélérer le trafic, de recourir à du matériel plus petit et plus léger et fonctionnant à des vitesses relativement élevées. Pour le
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trafic voyageurs notamment, on a constaté qu'il y avait avantage à donner à chaque véhicule son propre moteur, ou de constituer des convois composés d'un petit nombre de véhicules dont un ou. plusieurs comportent un équipement moteur complet.
Conformément à cette nouvelle tendance, on a eu. recours à des véhicules dont les boggies recevaient un équipement moteur.
La présente invention a pour objet une construction perfectionnée des boggies pour véhicules de chemins de fer appartement au type général ci-dessus indiqué, présentant des particularités de fonctionnement et de réalisation avantageuses, équipés de moteurs à haut rendement et très accessibles, ces moteurs appartenant préférablement au type dit à chambre de volume variable.
L'invention vise donc plus particulièrement un boggie- meneur pour véhicules ferrés dans lequel se trouvent les parti- cularités ci-après, prises soit isolément, soit en combinaison:
Le boggie comporte des moteurs de propulsion fonctionnant économiquement avec la vapeur à haute pression produite dans une chaudière montée dans le véhicule que porte le boggie;
néanmoins, il y a lieu de noter que l'invention s'étend également à l'emploi de tout autre moteur à chambre de volume variable, par exemple de ceux utilisant de la vapeur à pression ordinaire, ou encore des moteurs à combustion interne;
Le poids non suspendu est minimum et les paliers d'essieu moteur sont articulés par rapport au châssis du boggie, de sorte que le véhicule porté par le boggie puisse fonctionner avec un minimum de vibrations et de claquements dans la botte d'essieu, aussi bien aux faibles qu'aux grandes vitesses;
Plusieurs moteurs de propulsion placés symétriquement sont monés en des points relativement peu élevés du châssis et directement reliés au maneton solidaire des extrémités de l'essieu du boggie ;
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Chaque moteur comporte un carter de vilbrequin, étanche à l'huile et d'une seule pièce avec le châssis du véhicule, les pièces mobiles des moteurs et les organes de liaison aux essieux restant néanmoins accessibles pour faciliter la surveillance et la réparation.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront de la description détaillée, donnée ci-après, de divers modes de réalisation, pris à titre d'exemples aucunement limitatifs, et représentés aux dessins annexes dans lesquels: la fige 1 est une vue en plan et en coupe partielle d'un boggie à deux essieux et à quatre roues conforme à l'invention; la fige 2 est une vue en élévation latérale du boggie vu fig. 1; la fig. 3 est une coupe verticale suivant l'axe III-III de la fige 1; la fige 4 est une coupe verticale suivant l'axe IV-IV de la fige 1 qui montre des liaisons motrices directes entre un mo- teur et l'essieu voisin; la fige 5 est une coupe verticale d'une variante de réali- sation du dispositif vu fige 4; la fig. 6 est une demi-vue en bout du boggie;
la fig. 7 est une vue en élévation du joint du carter de moteur des fige 4 et 5; la fig. 8 est une vue en plan et en coupe partielle d'une variante de réalisation du boggie vu fige 1 ; la fig. 9 est une vue perspective d'un mode de construc- tion préféré de la oage de tête de bielle, et la fig. 10 est une vue perspective, en pièces détachées, des éléments de la cage de la fig. 9.
Les dessins montrent, à titre d'exemple, l'application des principes généraux de l'invention à un boggie de véhicule com- portant deux essieux et quatre roues; pais il va de soi que l'in- @
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vention s'applique également aux boggies ayant plus de deux:es- sieux, comme le montre la description ci-après, quoique le boggie à deux essieux entraînes individuellement par un ou plusieurs moteurs à disposition symétrique, présente certains avantages et constitue un mode de réalisation préféré.
Le châssis du boggie, désigné par la référence générale 1, comporte des longerons 2 reliés par des traverses d'extrémité 3 et par des traverses médianes 4. Ce châssis est préférablement du type rigide et constitué par une seule pièce en acier coulé, comme dans le cas figuré, mais il peut également être constitue par assemblage d'éléments indépendants, reliée pour former soit une pièce rigide, soit une pièce non rigide. Pour réduire le poids, les éléments du châssis sont préférablement creur et leur section transversale est préférablement rectangulaire pour concilier une solidité maxima avec un poids minimum.
Une plaque transversale de suspension 5 est reliée au châssis par des biellettes du type habituel telles que 6 suspendues aux traverses médianes 4. Cette plaque 5 porte les ressorts de suspension 7 du boggie ainsi que la traverse du pivot 8, la masse du véhicule, non figuré, reposant sur les supports central ou latéral de cette traverse.
Dans les boggies représentés, les essieux 9 munis de roues 10 tournent dans des bottes à rouleaux 11 du type sphérique et à alignement automatique, ces bottes étant elles-mêmes portées par des bras longitudinaux 12. Ces bras comportent du côté de leur extrémité antérieure des paliers 13 pour le montage pivotant sur les arbres transversaux 14.
Ceux-ci sont fixés rigidement dans le châssis au moyen de chapeaux ou de supports bou- lonnés sur le châssis. L'un des paliers 13 des bras-supports de roulement d'essieux de chacune des pièces 14 est préférablement du type à galets et à alignement. automatique, comme il est in-
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diqué en 16 (voir fig. 1 et 8) pour permettre ainsi de légers déplacements, en vue de faciliter les mouvements de torsion ou les mouvements latéraux de l'un des bras de chaque essieu en cas d'inégalité de la voie, ou pour des raisons analogues.
Les extrémités extérieures des bras-support 12 comportent des alvéoles 17 ou analogues situés en face d'alvéoles semblables 18 dans les traverses d'extrémité 3. Des ressorts hélicoi- daux 19 sont montés entre et dans les alvéoles 18 pour assurer le soutien élastique du châssis et la transmission du poids de celui-ci aux dits bras. Des garnitures 20 peuvent être disposées dans les alvéoles 17,, au-dessous des ressorts, pour faciliter le cas échéant le réglage ou la compensation de la tension des ressorts. Les ressorts hélicoïdaux figurés peuvent être rempla- cés par des ressorts à lames et quel que soit le système de ressort employé, on pourra prévoir des dispositifs appropriés pour former amortisseur.
Les bras-support articulés 12 comportent, au voisinage des extrémités supérieures, des surfaces portantes ou plaques de guidage parallèles 21 situées dans des plans verticaux, en contact avec des surfaces ou portées semblables sur les joues de guidage 22 du châssis du boggie. Pour permettre un léger déplaoement latéral du bras-support, qui pivote sur le roulement sphérique 16 à alignement automatique, il y a avantage à ne pas prévoir de plaques de guidage 21 à l'autre extrémité du bras.
L'emploi des plaques de guidage 21 pour l'un des bras de chaque essieu: limite les déplacements transversaux des roues et de l'essieu par rapport au châssis, tout en permettant au brassupport de pivoter librement sur son arbre 14 dans un plan vertical. Chacun des bras peut par ailleurs comporter des brides verticales portant une broche horizontale 44 qui limite un abaissement excessif du bras, par rapp'ort aux plaques de guidage 22 du châssis.
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La rig. 8 montre une construction avantageuse caractérisée par l'emploi, de bras-support soutenant les roulements dtessietz 11 à l'extérieur des roues. Cette construction est semblable à celle de la fig. 1, sauf que les roulements d'essieu 11 sont disposés sur les essieux 9 à l'extérieur des roues 10, au lieu d'être à l'intérieur de celles-ci.
Le montage articulé de l'essieu tel que décrit donne au boggie un excellent roulement; le claquelent dû aux boites d'essieu et les vibrations sont sérieusement réduits et la proportion de poids non suspendu est relativement faible. L'emploi de roulements à alignement, automatique et d'un bras-support pour chaque roue facilite les déplacements individuels de la roue et de l'essieu et sert en même temps à éviter la transmission, au châssis du boggie, des efforts de torsion trop élevés.
Les moteurs de propulsion du boggie sont placés à l'extérieur des roues au lieu d'être entre celles-ci. Dans le boggie à. deux essieux tel que figuré, les deux extrémités de chaque essieu comportent un groupe moteur présentant des cylindres opposés à 180 et légèrement décalés dans le sens transversal, comme le montrent les figurés 1 et 3. Chaque moteur est monté sur et en partie dans le châssis, placé horizontalement et directement relié à l'extrémité de l'essieu voisin, comme il sera dit en déail plus loin. Les moteurs fonctionnent préférablement à la vapeur sous pression (haute ou basse pression) produite dans une chaudière montée sur le véhicule, la vapeur 'tant amenée de ladite chaudière au boggie par des liaisons et des tuyauteries flexibles appropriées.
Il va de soi qu'au moteur à vapeur représenté, on pourra substituer tout autre type de moteur à chambre de volume variable, par exemple des moteurs fonctionnant par comoustion d'essence, ou d'huile, à pression plus ou moins élevée.
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La fig. 3 montre un moteur de propulsion avec deux cylin- dres 23 et 24 boulonnés sur les longerons 2 du châssis. Ce mo- teur peut fonctionner en moteur oompound, le cylindre 23 cons- tituant le cylindre à haute pression et le cylindre 24 le ey- lindre à basse pression. Chaque cylindre comporte un tiroir de distribution et des ouvertures d'admission et d'échappement du type courant, dont l'ensemble est désigné par la référence 25.
Une partie 26 du longeron creux 2 sur lequel sont fixés les cylindres 23 et 24 constitue le carter de vilbrequin du moteur. La paroi intérieure du carter comporte une ouverture 27 (voir fig. 3) à travers laquelle le maneton 28 calé sur l'ex- trémité de l'essieu 9 pénètre dans le carter. Les bielles 29 sont articulées par une extrémité sur la maneton 28, préféra- blement au moyen de papiers 30 à;alignement automatique. L'autre extrémité de chacune des bielles 29 est reliée à une crosse 31, préférablement au moyen d'un papier du même type² comme indiqué fig. 9 et 10. Les demi-paliers 48 et 49 entourent un axe porté par la crosse 31. Les faces externes 54 et 55 des pièces 48 et 49 respectivement sont cylindriques et se trouvent en contact avec une aes surfaces complémentaires prévues respectivement sur les pièces 50 et 51.
Ces pièces 50 et 51 sont montées dans une ouverture de l'extrémité de la bielle 29. La pièce 51 est préfet rablernent en forme de coin pour permettre le réglage de la pres- sion d'application au moyen d'un boulon tel que 52 traversant l'extrémité de la bielle et pénétrant dans l'alvéole 53 de la pièce 51. La crosse 31 est reliée au piston 32 par une tige de piston 33 qui traverse un presse-étoupe.
Le maneton 28 est fixé sur l'extrémité 34 de l'essieu 9 de telle sorte que le maneton, i'essieu et la roue tournent solidai- rement. Comme le montre la fig. 4, le maneton 28 est d'une seule pièce avec un disque 39, rigidement fixé sur la roue 10, mais
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pouvant être séparé de celle-ci grâce à un montage par boulons.
Le moyeu- de la roue est rendu solidaire de l'essieu. 9 par des moyens courants, par exemple par frottage à chaud, Dans la variante de la fig. 5, le maneton 28 est d'une seule pièce avec un manchon 40 qui se prolonge au-delà. de l'extrémité de l'essieu 9 et pénètre dans le moyeu de la roue 10. Dans la variante de la fige 8n le disque 56 portant le maneton 28 est fixé sur le bout d'essieu 9 à l'extérieur du palier 11 et les roues sont fixées sur l'essieu à l'intérieur du dit palier.
Quel que soit le mode de réalisation employé, le maneton 28 comporte à son extrémité extérieure une portée dédalée 35 pour l'axe @ qui commande par l'intermédiaire d'un embiellage approprié, muni de roulements à alignement automatique, le tiroir de distribution de chaque cylindre @.Cet embiellage 36 est articulé sur des portées 37 montées sur la paroi du carter. Un système de leviers, non figuré, peut être prévu pour assurer la commande du tiroir et pour permettre la marche arrière.
Le maneton calé sur une extrémité d'un essieu est préférablement dácalé de 90 par rapport au maneton calé sur l'autre extrémité du même essieu, de manière à répartir également les impulsions motrices.
L'ouverture 27 de la paroi du carter à travers laquelle le maneton 28 pénètre dans celui-ci, permet à la roue et à l'essieu de se déplacer par rapport au moteur et au châssis. Si la roue 10 est soulevée, par exemple par suite d'une inégalité dans la voie, l'essieu 9 peut se déplacer suivant un arc de cercle dont le centre se trouve sir l'axe de l'arbre 14. L'ouverture 27 du carter est fermée par une garniture déformable en cuir ou analogue.
Les bords externes de cette garniture 41 sont fixés sur la paroi du carter, tandis que les bords intérieurs sont fixés sur une bague 42 en bronze ou analogue entourant de très près le support
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39 ou 40 du maneton (suivant qu'il s'agit du montage de la fig. 4 ou de la fige 5). La bague 42 est empêchée de tourner avec le maneton pour éviter la détérioration de la garniture déformable, grâce à. l'emploi d'une biellette 43 articulée à la fois sur la bague 42 et sur la paroi du carter (voir fig. 7).
La paroi extérieure du carter comporte des ouvertures adé- quates munies de couvercles amovibles 38 pour faciliter les véri- fications et les réglages des différents éléments du- moteur à l'intérieur du carter fermé 26. Lorsque les couvercles 38 sont mis en place, le carter est entièrement fermé, et s'oppose ainsi à la.pénétration de la poussière et de l'hunidité qui ne peuvent de ce fait plus atteindre les éléments mobiles du moteur. La partie inférieure du carter peut former réservoir à lubrifiant et des dispositifs à pression peuvent être utilisés pour distri- buer le lubrifiant aux différents paliers, aux crosses et aux articulations fonctionnant à l'intérieur du carter.
Parmi les avantages importants du montage ci-desaus décrit, il y a lieu de noter l'aocessibilité de toutes les parties du moteur. En cas d'usure, les cylindres ou. distributions sont fa- ciles à démonter et à remplacer par des éléments neufs, sans avoir à enlever le véhicule de la voie ni à démonter les roues et¯.les essieux. Les différents paliers des moteurs et des em- biellages de commande des tiroirs sont faciles à atteindre, en cas de réparation, à travers les ouvertures prévues de part et d'autre du boggie dans la paroi du carter.
Un autre avantage de la disposition du châssis et du moteur à l'extérieur des roues réside dans le fait que cette construc- tion permet de rapprocher la caisse du véhicule des essieux, le centre de gravité de l'ensemble pouvant ainsi être plus bas qu'avec les boggies moteurs de construction courante.
L'invention présente encore l'avantage d'une simpld@@ité @
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notable due au fait que le châssis du boggie constitue également le carter du moteur; le nombre d'éléments est donc réduit et il n'y a pas lieu de prévoir ni pignons, ni,paliers principaux spéciaux pour le moteur. Les bras-supports articulés aident à l'élimination des jeux dans le montage de l'essieu, et oonstituent des organes pratiques et efficaces pour la transmission des efforts de traction du moteur au châssis du. boggie.
Enfin,il y a lieu de noter que l'invention s'étend également au cas où l'on aurait recours à des types de paliers, de roulements, d'embiellages et de liaisons autres que ceux décrits ci-desaus.
REVENDICATIONS.
1. Boggie moteur pour véhicules de chemins de fer, earac- térisé en ce qu'il comporte des longerons et des traverses, des essieux et des roues traversant le châssis, et, en combinaison avec ces éléments, un moteur alternatif monté sur le châssis et directement relié à l'extrémité voisine de l'essieu moteur, des organes articulés reliant'par ailleurs l'essieu moteur au. châssis pour transmettre à oelui-oi les poussées et pour permettre les déplacements du dit essieu par rapport au châssis, tandis que les bottes de roulement de 1 essieu moteur sont montées dans le dispositif de liaison précité et que des organes de suspension sont interpksés entre les organes de liaison articulés et le châssis.