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Il ACCOUPLEMENT ELASTIQUE, EN PARTICULIER POUR VEHICULES AVEC COMMANDE ELASTIQUE A LA CARDAN"
Dans toute une série de systèmes de commande, l'accouplement entre le moteur de traction et l'essieu moteur, que l'on utilise en particulier sur les véhicules de chemins de fer, est réalisé à l'aide de ressorts disposés tangentiellement ou radialement en un point quelconque de la. commande, ou bien au moyen d'accouplements articulés.
Tous ces systèmes de commande ont toutefois l'inconvénient de présenter, par
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suite de la liberté de mouvement en tous sens entre les organes servant à la transmission et l'essieu moteur, des surfaces sujettes à usure, ou d'exposer leurs ressorts, sous l'effet de la force centrifuge, à des efforts supplémentaires très défavorables. De plus, ces ressorts subissent l'influence des ressorts porteurs du véhicule, ce qui fait que dans le cours d'un tour complet de l'essieu moteur, les divers ressorts sont inégalement chargés pour la transmission du couple.
Dans d'autres systèmes de commande avec arbre de Cardan, on utilise soit des accouplements articulés faits d'organes rigides, soit des disques rigides,qui permettent bien des déplacements relatifs dans la position des arbres, mais non dans le sens d'une transmission élastique du couple, et qui possèdent de nouveau des parties sujettes à usure, ou qui, s'il s'agit de disques, sont soumis à des contraintes très défavorables et à peine accessibles au calcul.
En vue de pouvoir éliminer complètement ces incon- vénients, la présente invention propose l'emploi d'un nouvel accouplement qui diffère entièrement des réalisations connues jusqu'ici du fait que, tout en permettant une grande souplesse en tous sens et en même temps une transmission élastique du couple moteur, ,il. ne présente ni surfaces sujettes à usure, ni organes sujets à des contraintes défavorables, exposés à une destruction rapide et devant par suite être remplacés.
L'invention a dès lors pour objet un accouplement élastique,, en particulier pour véhicules de traction avec commande élastique à la Cardan, dans lequel des éléments élastiques d'accouplement sont intercalés aux points de Cardan de façon telle que l'accouplement, en évitant l'emploi d'organes travaillant au frottement, se présente comme un
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seul corps élastique, solide et fermé sur lui-même.
La caractéristique constructive essentielle de l'invention consiste en ce que les points de Cardan sont constitués en accouplement élastique avec un groupe de ressorts annulaires coaxiaux ayant leurs points d'attaque disposés symétriquement par rapport à l'axe des arbres à accoupler, et que, la, section rectangulaire des ressorts annulaires, étant placée sur champ, c'est-à-dire ayant son côté le plus étroit disposé dans le sens de l'axe des dits ressorts, assure une grande souplessedans des limites étendues, tandis que le plus grand côté, étant dans le sens de la transmission élastique du couple, permet de donner aux ressorts des dimensions largement suffisantes.
L'invention sera décrite ci-après en référence au dessin annexé. Les Figs. 1 à 4 montrent, à titre d'exemples, quelques modes de réalisation de l'accouplement élastique, tandis que la Fig. 5 montre l'application de cet accouplement à un véhicule pourvu d'une commande à la Cardan.
Aux Fige. 1 et 2, les arbres à accoupler sont désignés par 1 et 2; sur ces arbres sont emmanchés des plateaux rigides d'accouplement 3,4 pourvus. d'évidements 5 dans lesquels sont logés coaxialement des ressorts annulaires 6-dont les points d'attaque 7 sont diamétralement opposés et placés symétriquement par rapport aux arbres, à accoupler 1 et 2.
L'une des extrémités de chacun des deux ressorts 6' set reliée rigidement aux points d'attaque 7 du plateau 4. Les deux ressorts 6 sont mutuellement en prise à la manière d'une vis à plusieurs filets ; chacun d'eux possède une spire active et la longueur totale de chacun est d'une spire un quart. A la Fig. 2, l'extrémité du ressort 6 dont le commencement se voit en haut, est à droite, et l'extrémité du ressort 6 dont le conmencement se voit en bas, est à gauche. La fixation des
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extrémités de ces ressorts aux points d'attaque 7 et 8 dans les évidements 5 s'effectue au moyen des manchons coniques 9, ce qui donne aux dits ressorts dans leur logement une certaine tension préalable.
Les manchons coniques 9 peuvent être prévus, soit dans la ligne neutre de la section encastrée du ressort, comme indiqué au dessin pour les points d'attaque 7, ou bien dans la surface intérieure de l'encastrement, comme indiqué pour les points d'attaque 8 du plateau 4.
La Fig. 3 montre comment les extrémités des ressorts annulaires 6, au lieu d'aboutir à un encastrement, peuvent aussi se recourber radialement vers l'intérieur et se terminer chacune par un oeil 10 pour être emmanchée à chaud sur leurs arbres respectifs 1 et 2.
A la Fig. 4 est représenté un exemple d'exécution pour une faible course des ressorts dans le sens de la transmission du couple et pour une moindre flexibilité dans le sens axial. Les ressorts annulaires, dont la longueur est de moins d'une spire, consistent en des secteurs élastiques 11 dont l'une des extrémités 12 est rigidement reliée au plateau d'accouplement 3 et l'autre extrémité 13, rigidement reliée au plateau 4. Les secteurs élastiques 11 sont tous trois dans le même plan.
La Fig. 5 montre la disposition de l'accouplement dans un véhicule avec commande à la Cardan. Le moteur 22, fixé rigidement dans le châssis 21, attaque par son pignon dentée 23 la roue dentée 24 montée sur l'arbre creux 25. Ce dernier repose dans deux paliers 26 fixés au châssis 21 ou au moteur 22 et entoure l'arbre de Cardan creux 27 dont chaque extrémité est reliée rigidement par une bride à un accouplement élastique 28. L'accouplement élastique 28 du coté droit de la commande est en outre rigidement relié à l'arbre creux 25 et l'accouplement élastique du coté gauche de la commande,
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relié de même. à la roue motrice 29. Lorsque l'essieu moteur 30 subit du côté droit de la commande un déplacement, l'accou- plement élastique 28 situé du côté gauche cède et se déforme élastiquement.
En combinant ainsi la transmission élastique du couple moteur dans l'accouplement avec un arbre de Cardan, on obtient dans un véhicule cet avantage que cette transmis** sion élastique du couple travaille sans aucune influence sur les ressorts de suspension du véhicule et que dès lors pen- dant un tour entier de la roue l'effort agissant sur les res- sorts est constant et uniforme. Dans les commandes à la Cardan, on obtient de plus le grand avantage que la prise en spirale des divers ressorts groupés dans l'accouplement élas- tique à la manière d'une vis à plusieurs filets, équivaut à un montage en parallèle des ressorts, c'est-à-dire assure la répartition des forces de rotation entre plusieurs ressorts.
On peut introduire dans le système autant de ressorts ainsi montés en parallèle que l'on peut loger de points d'encastre- ment à la périphérie de l'accouplement. Les ressorts peuvent travailler dans les deux sens de rotation indifféremment, ce qui donne dans les véhicules avec arbre de Cardan, et avec deux accouplements élastiques un montage en série des deux groupes de ressorts et par suite, une grande course pour une transmission élastique idéale du couple moteur.
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It ELASTIC COUPLING, IN PARTICULAR FOR VEHICLES WITH ELASTIC CONTROL TO THE CARDAN "
In a whole series of control systems, the coupling between the traction motor and the driving axle, which is used in particular on railway vehicles, is achieved by means of springs arranged tangentially or radially. at any point of the. control, or by means of articulated couplings.
However, all these control systems have the drawback of having, by
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due to freedom of movement in all directions between the components used for the transmission and the drive axle, surfaces subject to wear, or to expose their springs, under the effect of centrifugal force, to very unfavorable additional forces . In addition, these springs are influenced by the carrier springs of the vehicle, so that in the course of a complete revolution of the drive axle the various springs are unevenly loaded for the transmission of torque.
In other control systems with Cardan shafts, either articulated couplings made of rigid members or rigid discs are used, which indeed allow relative movements in the position of the shafts, but not in the direction of a transmission. elastic torque, and which again have parts subject to wear, or which, in the case of discs, are subject to very unfavorable stresses and hardly accessible to calculation.
In order to be able to completely eliminate these drawbacks, the present invention proposes the use of a new coupling which differs entirely from the embodiments known hitherto in that, while allowing great flexibility in all directions and at the same time high flexibility. elastic transmission of engine torque,, il. does not have any surfaces subject to wear, nor parts subject to unfavorable stresses, exposed to rapid destruction and therefore needing to be replaced.
The object of the invention is therefore an elastic coupling, in particular for traction vehicles with resilient cardan control, in which elastic coupling elements are interposed at the cardan points in such a way that the coupling, avoiding the use of organs working by friction, is presented as a
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only elastic body, solid and closed on itself.
The essential constructive characteristic of the invention consists in that the Cardan points are formed in elastic coupling with a group of coaxial annular springs having their attack points arranged symmetrically with respect to the axis of the shafts to be coupled, and that, the rectangular section of the annular springs, being placed on the field, that is to say having its narrowest side disposed in the direction of the axis of said springs, ensures great flexibility within extended limits, while the more large side, being in the direction of the elastic transmission of the torque, makes it possible to give the springs largely sufficient dimensions.
The invention will be described below with reference to the accompanying drawing. Figs. 1 to 4 show, by way of example, some embodiments of the elastic coupling, while FIG. 5 shows the application of this coupling to a vehicle provided with a Cardan control.
At the Fige. 1 and 2, the shafts to be coupled are designated by 1 and 2; on these shafts are fitted rigid coupling plates 3,4 provided. of recesses 5 in which are housed annular springs 6 coaxially, the points of attack 7 of which are diametrically opposed and placed symmetrically with respect to the shafts, to be coupled 1 and 2.
One of the ends of each of the two springs 6 'is rigidly connected to the points of attack 7 of the plate 4. The two springs 6 are mutually engaged in the manner of a screw with several threads; each of them has an active turn and the total length of each is a quarter turn. In Fig. 2, the end of the spring 6, the beginning of which is seen at the top, is on the right, and the end of the spring 6, the beginning of which is seen at the bottom, is on the left. The fixing of
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ends of these springs at the points of attack 7 and 8 in the recesses 5 is effected by means of the conical sleeves 9, which gives said springs in their housing a certain preliminary tension.
The conical sleeves 9 can be provided either in the neutral line of the recessed section of the spring, as indicated in the drawing for the points of attack 7, or else in the internal surface of the embedment, as indicated for the points of attack 8 of board 4.
Fig. 3 shows how the ends of the annular springs 6, instead of ending in a recess, can also curl radially inwards and each end with an eye 10 to be hot-fitted on their respective shafts 1 and 2.
In Fig. 4 is shown an exemplary embodiment for a short stroke of the springs in the direction of torque transmission and for less flexibility in the axial direction. The annular springs, the length of which is less than one turn, consist of elastic sectors 11, one of the ends 12 of which is rigidly connected to the coupling plate 3 and the other end 13, rigidly connected to the plate 4. The elastic sectors 11 are all three in the same plane.
Fig. 5 shows the arrangement of the coupling in a vehicle with cardan control. The motor 22, rigidly fixed in the frame 21, attacks by its toothed pinion 23 the toothed wheel 24 mounted on the hollow shaft 25. The latter rests in two bearings 26 fixed to the frame 21 or to the motor 22 and surrounds the drive shaft. Hollow cardan shaft 27, each end of which is rigidly connected by a flange to an elastic coupling 28. The elastic coupling 28 on the right side of the control is also rigidly connected to the hollow shaft 25 and the elastic coupling on the left side of the control. ordered,
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similarly connected. to the driving wheel 29. When the driving axle 30 undergoes displacement on the right side of the drive, the elastic coupling 28 on the left side yields and deforms elastically.
By thus combining the elastic transmission of the engine torque in the coupling with a Cardan shaft, we obtain in a vehicle this advantage that this elastic transmission of the torque works without any influence on the vehicle's suspension springs and that therefore during a whole revolution of the wheel the force acting on the springs is constant and uniform. In cardan drives, we also obtain the great advantage that the spiral engagement of the various springs grouped in the elastic coupling in the manner of a screw with several threads, is equivalent to a parallel mounting of the springs, that is to say ensures the distribution of the rotational forces between several springs.
As many springs thus mounted in parallel can be introduced into the system as there are mounting points on the periphery of the coupling. The springs can work in both directions of rotation indifferently, which gives in vehicles with Cardan shaft, and with two elastic couplings a series connection of the two groups of springs and consequently, a long stroke for an ideal elastic transmission of the engine couple.