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Commande individuelle d'essieux par machines à vapeur' à piston pour véhicules roulant sur rails.
Par suite de 1'augmentation des vitesses de roulement des véhicules de chemin de fer notablement au-dessus de la limite de 100 Km., on a déjà fait des propositions pour Il emploi de machines à piston actionnant des essieux indi'- viduels pour produire une marche régulière du véhicule et @
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une préservation étendue de la superstructure. Les proposi- tions connues emploient ce qu'on appelle des machines en ran- gée, c'est à dire des machines dans lesquelles deux ou plusieurs cylindres sont placés l'un à côté de l'autre dans uh plan pas- sant par le milieu de l'arbre à manivelle.
Par un grand nom- bre de cylindres, par exemple de quatre à six par essieu, on peut produire de cette manière une bonne compensation des masses ; elle est acquise toutefois par l'emploi d'un grand nombre de pièces et par les inconvénients de la disposition au point de vue de la technique calorifique. Les propositions connues,plus simples, de construction à deux cylindres par essieu donnent au contraire encore de grandes forces d'inertie libres qui sollicitent moins fortement il est vrai la super- structure en cas de suspension de la machine dans le châssis préparé, mais qui agissent toujours par contre encore sur le châssis lui-même et peuvent déranger la tranquillité de marche.
La présente invention représente au contraire une toute autre voie vu qu'elle réunit l'avantage d'un petit nombre de cylindres à l'avantage d'une bonne compensation des masses.
La caractéristique principale de la nouvelle proposition con- siste en ce que deux cylindres de travail qui appartiennent à un groupe de cylindres agissant sur un essieu moteur, sont inclinés l'un par rapport à l'autre d'environ 90 , sont situés tout à fait ou approximativement dans un plan perpendiculaire à la voie et en ce que les bielles d'une semblable paire de cylindres attaquent un bouton de manivelle commun.
L'équili- brage des masses dans ce genre de machine est particulièrement avantageux lorsque le contrepoids servant à l'équilibrage des masses en mouvement dé va-et-vient est exactement ou appro- ximativement égal au poids des masses en mouvement de va-et- vient d'un cîté du cylindre tandis que la bielle est calculée, comme d'habitude, comme 2/3 à 3/5 pour les masses en mouvement
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de va-etvient. Dans le cas, de ce choix du contfepoids, on obtient -comme les calculs l'ont montre- que dans le sens d'une ligne de symétrie tracée entre les, deux cylindres , il ne reste pratiquement aucune force d'inertie libre et qu'en outre les forces d'inertie libres se présentant encore perpendiculairement à cette ligne de symétrie acquièrent une valeur minima.
La disposition est avantageusement telle que la ligne de symétrie est perpendiculaire à la voie, de sorte qu'aucune force d'inertie n'agit sur celle-ci. L'action des forces se produisant perpendiculairement à. la ligne de sy- métrie est encore réduite considérablement par le fait que le nombre de tours de la machine de commande individuelle d'essieu est plus grand, grâce à une multiplication à roune dentées ou à l'emploi de petites roues motrices, et que par conséquent le nombre de vibrations.par seconde des forces de choc se produisant et des moments de roulis est plus élevé que dans les locomotives à vapeur normales,.
Par'le choix suivant la présente invention du contrepoids, on obtient en outre un autre avantage consistant en ce que ce nombre de vibrations par seconde des forces d'inertie libre, est deux fois aussi élevé que le nombre de tours de la machine elle-mê- me de commande individuelle d'essieu. Pas la coopération de ces infuemces, tous les mouvements perturbateurs disparaissent pratiquement dans le véhicule. 'L'emploi de deux paires de cy- lindres par essieu, idée suivant laquelle la présente inven- tion peut éventuellement être.
étendue, vient seulement en considération lorsque la puissance del'essieu ne peut pas se placer dans deux cylindres¯pour des raisons d'encombrement ou lorsqu'une uniformité particulière du moment rdatif de commande est exigée, ce qui peut se réaliser très complète- ment, comme on l'expliquera plus tard, dans la construction suivant la présente invention.
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Dans les dessins annexés, on a représenté à titre d'exemple l'idée de l'invention.
Les fig. 1 et 2 montrent une vue de côté et une vue en plan d'une forme de réalisation en représentation schéma- tique.
La fig. 3 montre également schématiquement la vue de coté d'une machine individuelle.
La fig. 4 montre un détail correspondant en vue de dessus, tandis que la fige 5 montre ce détail sous une forme modifiée.
Les fige 6, 7 et 8 montrent une vue de côté, une vue en plan et une coupe transversale d'une autre forme de cons- truction.
Les fig. 9 et 10 montrent la coupe longitudinale ' diane et la coupe transversale pour une autre forme de réa- lisation.
La fig. 11 montre une autre forme de construction en vue de côté.
La fige 12 montre un essieu-moteur avec les machines de commande et l'accouplement élastique, en coupe longitudi- nale partielle et à plus grande échelle.
La fig. 13 montre une roue motrice à accouplement mobile, avec les machines de commande enlevées et en vue de côté.
La fige 14 représente le diagramme du décalage des manivelles dans le cas de la disposition de deux paires de cylindres par essieu.
La fige 15 montre l'allure de la courbe pour les lignes de force de rotation dans le cas d'un décalage des manivelles suivant la fig. 14.
La fige 16 montre schématiquement une vue de côté d'un autre exemple de réalisation.
Aux fige 1 et 2 on a désigné par 1 et 2 des cylin- drag à vapeur, par 3 le carter de manivelle, par 4 l'arbre à
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manivelle, qui n'est représenté plus clairement aux dessins que pour le troisième essieu à la fig.2. Les paires de cylindres 1,2 sont placées entre les'roues du véhicule dans des plans lon- gitudinaux parallèles au plan médian longitudinal du véhicule, alternativement sur les côtés différents. Ceci permet de courtes distances des roues. :Dans.le cas de machines suffisamment peti- tes; on peut, dans certaines circonstances, loger également tous les cylindres dans le plan lonitdinal du véhicule.
De chaque paire de cylindre à vapeur 1,2 le couple est transmis par 1'in- termédiaire dtune paire de roues droites 5,6 à un atbre creux 8 monté fixe dans le châssis 7 et qui agit par l'intermédiaire: d'un accouplement mobile 9 sur l'essieu 10. L'accouplement 9 est, pour des raisons d'encombrement, placé avantageusement toujours du côté opposé à celui occupé par la machine.
Un autre moyen pour la production de courtes distan- ces des roues, qui peut être employé également dans le cas de la construction suivant les fig. 1 et 2, est représenté à la fig, 16. Dans celle-ci la disposition est telle que le premier et le trouisième essieux 10 sont:.actionnés. par des unités de com- mande 1,2 dans lesquelles un cylindre est placé avec son axe longitudinal verticalement ou à peu près verticalement tandis que le second cylindre est à peu près horizontal et est, dans cet exemple de réalisation, tourné vers la machine du milieu 1, 2. On peut employer toutefois également la disposition inverse pour les. unités de commande du premier et du troisième essieux.
.Aux figures 3 4 et 5, on a représenté l'articulation co,nnue en elle-même des 'bielles à une manivelle commune 11 com:. portant un contrepoids 12 dont la participation à l'équilibrage des masses. en mouvement de va-et-vient est,, suivant les expli- cations qui précèdent, égale ou à peu près égale à la masse en mouvement de va-et-vient d'un côté du cylindre. La disposition suivant les figures'3 et, 4 s'emploie le plus avantageusement dans le cas d'étroites têtes de bielle 13 avec paliers à rou-
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leaux, car il faut alors seulement un minime décalage 14 des milieux des cylindres. Dans la disposition de la fig. 5, lune des bielles 15 attaque un oeillet particulier 16 de l'autre bielle 17 et cette dernière seule attaque la manivelle 11.
Dans ce cas, il n'y a aucun décalage des milieux des cylindres, au contraire les cylindres se trouvent exactement dans un plan.
Les seules forces d'inertie libres encore présentes agissent dans ce cas dans le sens du plan I-I .
La forme de réalisation suivant les fige 6 à 8 diffère de celle des figures 1 et 2 par le fait que l'on emploie des machines disposées transversalement dont le couple est transmis à l'essieu au moyen d'une multiplication à roues coniques 18,19. Cette forme de construction offre par rapport à la première mentionnée une meilleure accessibilité des ma- chines pour une bonne possibilité de démontage des pistons et des organes de distribution (voir principalement la fig.8).
La disposition représentée aux fig. 9 et 10 prévoit également l'emploi de machines disposées transversalement, à partir desquelles la commande est conduite au moyen d'arbres articulés 20 et de roues coniques 21,22 aux essieux correspon- dants. Cette forme de réalisation s'emploie avantageusement pour les bogies moteurs de wagons moteurs. aàais on trouvera particulièrement avantageuse les formes de réalisation suivant les fig. 11 et 12 dans lesquelles les machines sont montées extérieurement devant les roues, les cylindres 23 et le carter demanivelle 24 étant de nouveau fixés au châssis. Une liaison mobile 26 entre l'arbre à manivelle 27 et la roue 28 placée à proximité assure la transmission de la force .
Cette forme de construction se caractérise par une simplicité remarquable dans toutes les pièces, en particulier par la suppression de roues dentées. Elle présente en outre une accessibilité particulièrement bonne et une possibilité de démontage avantageuse. Dans l'exemple de réalisation suivant le
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dessin, on a prévu deux machines par essieu. Pour de grandes puissances par essieu, on peut employer la disposition suivant la fig. 12, dans laquelle une machine est placée chaque fois d'uh coté -alternativement à droite et à gauche ou également seulement d'un côté du véhicule-.
Comme on le voit encroeà la fig, 11, la disposition de l'unité de commande postérieure 23 avec la forme de construc- tion prévue offre des difficultés à cause de la boite à feu 34 faisant saillie assez fortement. On surmonte cette difficulté par une disposition telle de l'unité de commande que l'un de ses cylindres vient- se: placer; avec son axe longitudinal ver- ticalement et que ..) l'autre est placé en conséquence à peu près horizontalement.
Comme on peut le voir encore à la fige 12., cette, con- formation permet la possibilité de démontage de l'essieu mo- teur 35 sans enlèvement de l'unité de machine 23 du véhicule 25, par le fait qu'on termine l'arbre à manivelle 2 de la machine par un flasque 36 auquel est fixé de nouveau l'accou- plement à ressort 26 qui permet rapidement un démontage du train de roue 35,28 vers le bas après dégagement des organes de liai- son de l'accouplement, qui peuvent être constitués par exemple par des pots à ressort,
L'emploi de deux machines par essieu,, qui est naturel- lement possible également dans certaines circonstandes dans les modes de construction décrits précédemment, donne en cas d'emploi, suivant la présente invention, des machines en V,
des avantages particuliers pour la production d'un couple de rotation uniforme, ce qui est essentiel en considération d'un démarrage rapide de semblables véhicules,. Comme chaque sa chine en elle-même est bien équilibrée, le déoaage des manivelles des machines l'une par rapport à l'autre, peut être choisi de telle façon que les absences de force de traction d'une machine sont compensées au mieux par l'autre. Ceci se fait le plus avanta- /
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geusement par un décalage des manivelles des paires de cylindres d'un angle 0(, = environ 135 ou d'un angle 6 = environ 45 , comme le montre la fig. 14. La fig. 15 montre les diagrammes individuels des forces de rotation. Les lignes 29,30 représen- tent les courbes pour une machine, les lignes 31 et 32 celles pour l'autre machine.
La ligne 33 qui donne l'allure de la for- ce rotative résultante, a pratiquement une allure à peu près constante. On obtient de cette manière avec les machines en V employées suivant la présente invention, dans le cas de quatre cylindres par essieu, le diagramme de force de rotation d'une machine à huit cylindres. Par conséquent, au point de vue de la force de rotation, on obtient avec une plus petite vitesse des cylindres un avantage qui autrement ne serait réalisable qu'avec beaucoup plus de cylindres, c'est à dire avec des cy- lindres placés l'un à coté de l'autre ou l'un en face de l'autre.
R e v e n d i c a tiens.
1.- Commande individuelle d'essieux pour véhicules roulant sur rails, avec utilisation de-machines à piston montées fixes dans le châssis et dont le moment de rotation est tranmis avec ou sans roues dentées, au moyen d'accouplements mobiles, à l'essieu moteur, caractérisée en ce que deux cylindres de travail qui ap- partiennent à un groupe de- cylindres attaquant un essieu moteur sont inclinés l'un par rapport à l'autre d'environ 90 et sont situés exactement ou approximativement dans un plan perpendicu laire à la voie et en ce que les bielles d'une semblable paire de cylindres s'attachent à un bouton de manivelle commun pour chaque paire de cylindres.