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"Perfectionnements aux roues de véhicules"
La présente invention est relative aux roues élastiques pour véhicules et concerne plus spécialement les roues élastiques des véhicules roulant sur rails, tels que les tramways et les voitures de chemin de fer.
L'invention se prête spécialement aux applications mentionnées pour cette raison qu'elle
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augmente le confort des voyageurs et que, en outre, elle diminue les vibrations destructives qui interviennent dans tous les véhicules roulant sur rails à des vitesses élevées.
Les buts principaux de cette invention sont : d'établir une roue de véhicule présentant un ou plusieurs des avantages suivants, séparément ou en combinaison; elle assure la sécurité et le confort des voyageurs des véhicules roulant sur rails; les éléments élastiques de la roue ne sont pas soumis à des efforts ou à une déformation exoessifs; la chaleur intérieure engendrée par les éléments ne suffit pas pour provoquer leur destruction; ces éléments sont d'ailleurs refroidis d'une manière efficace; la résistance aux vibrations est principalement assurée par la résistance à la déformation des éléments élastiques; les éléments élastiques sont disposés de façon à permettre aux pièces de s'éloigner les unes des autres dans une mesure plus grande et d'assurer, par suite, une élasticité plus grande que celle qui avait été possible jusqu'à ce jour;
une absorption plus grande du bruit est réalisée sans sacrifier la stabilité.
Un but plus particulier de l'inven- tion est d'établir une roue du caractère mentionné dans laquelle les éléments métalliques relativement mobiles sont disposés de façon à entrer mutuellement en contact après une déformation déterminée des éléments élastiques, afin d'empêcher une déformation exagérée desdits éléments et d'empêcher un écrasement complet de la roue en cas de destruction des éléments élastiques.
Un autre but de l'invention est d'établir une roue du caractère susmentionné dans
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laquelle le bandage peut être changé ou remplacé sans qu'on ait besoin de démonter le moyeu de l'essieu sur lequel il est monté.
Suivant la présente invention, la roue élastique perfectionnée pour véhicules comprend un moyeu, un bandage et des éléments élastiques intercalés entre ces organes et constituant le seule dispositif reliant ces organes entre eux; les éléments élastiques ont une forme trapézoïdale avec leurs bords marginaux non parallèles disposés radialement par rapport à la roue. La roue peut comprendre un moyeu et un bandage, dont certaines parties sont disposées latéralement les unes par rapport aux autres et dont les faces adjacentes présentent des évidements peu profonds, les évidements de ces organes étant alignés avec les évidements de l'autre organe et les éléments élastiques étant placés entre ces parties latérales et comprenant des plaques à faces métalliques logées dans lesdits évidements.
De plus, ces éléments élastiques peuvent être disposés en plusieurs séries concentriques à l'axe de la roue avec les éléments d'une série décalée par rapport aux éléments d'une série adjacente.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on la décrira ci-après plus en détail en se référant au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est une vue de coté partielle d'une roue de véhicule établie suivant l'invention, une partie de cette roue étant coupée par la ligne 1-1 de la figure 2;
La figure 2 est une coupe par la ligne 2-2 de la figure 1;
La figure 3 est une vue de côté partielle d'un autre mode de réalisation de l'invention;
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La figure 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la figure 3;
La figure 5 e st une coupe par la ligne 5-5 de la figure 3 ;
La figure 6 est une vue en perspective d'un autre type d'élément élastique;
La figure 7 est une vue perspective d'un troisième type d'élément élastique.
Sur les figures 1 et 2 du dessin, 10 est le moyeu d'une roue de wagon de chemin de fer, 11 est une bride circonférentielle relativement large s'é- tendant radialement vers l'extérieur, au milieu de la largeur du moyeu ; est le bandage métallique de la roue, 13 est un rebord circonférentiel s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la surface inté- rieure et d'une des faces latérales de ce bandage.
Dans la construction assemblée, la bride 11 et le rebord 13 du bandage sont disposés dans des plans paral- lèles mais séparés l'un de l'autre d'une certaine dis- tance dans la direction axiale, le rebord 13 enveloppant le moyeu, quoique avec un jeu assez grand, et le bandage 12 entourant la bride 11 à un certain intervalle de celle-ci. Au rebord 13 est fixé un plateau ou chapeau annulaire 14, qui est parallèle à la bride 11 et au rebord 13 et porte à sa périphérie un rebord cylindrique 15 butant contre un épaulement ou siège 16 constitué à l'intérieur du bandage 12. Le plateau 14 entoure le moyeu 10, mais un intervalle appréciable est ménagé entre son bord intérieur et ce moyeu.
La dispo- sition est telle que la bride 11 est placée entre le rebord 13 et le plateau 14 et à un certain écartement tant de l'un que de l'antre. Sur sa face latérale inté- rieure, le plateau 14 présente, près de ses bords @
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externes, une série de bossages 17 qui traversent des trous correspondants 18 de la bride 11 et butent contre la face latérale intérieure du rebord 13. Le plateau 14 est fixé au rebord 13 par des boulons 19 qui traversent les bossages 17 suivant les axes desdits bossages.
Les trous 18 sont normalement concentriques aux axe s des bossages respectifs et ont un diamètre tel qu'il existe un jeu de l'ordre de 1 cm., par exemple autour du péri- mètre des bossages, la disposition étant telle qu'elle permet un mouvement limité du moyeu par rapport au bandage à la fois radialement et angulairement, comme il ressortira de ce qui suit.
De chaque coté de la bride 11, entre celle-ci et le rebord 13 du bandage, d'une part, et le plateau 14, d'autre part, sont prévus une série de blocs ou éléments élastiques, qui sont ici représentés au nombre de trois; mais on peut en prévoir un nombre plus grand ou plus petit, si on le désire. Les éléments de la série intérieure sont désignés par 21, ceux de la série intermédiaire par 22, ceux de la @érie extérieure par 230 Les éléments ou blocs 21, 22 ont un contour trapézoïdale les blocs 22 étant un peu plus gros que les blocs 21 et alignés radialement avec ceuxci. Il existe un plus grand nombre de blocs 21,22 dans les .séries respectives que de boulons 19, d'où il résulte que ces blocs sont disposés asymétriquement par rapport auxdits boulons.
Les blocs 23 ont une forme trapézoïdale et sont disposés entre les boulons adjacents 19, de sorte qu'ils sont disposés asymétriquement par rapport aux blocs 21,22 et en plus petit nombre que ceux-ci. La forme trapézoïdale des blocs élastiques économise la place et rend possible l'utilisation du plus grand nombre possible de blocs. On peut utiliser
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des blocs cylindriques courts dans certains cas, par exemple dans le cas de roues destinées à supporter des charges relativement faibles, mais les blocs trapézol- daux sont préférés pour cette raison qu'ils pffrent une plus grande section que les blocs cylindriques pour résister au cisaillement et assurent le maximum de surface de caoutchouc exposé et, par suite, un rayonnement de chaleur supérieur.
Pour maintenir les blocs 21, 22 et 23 convenablement en position, les faces latérales opposées de la bride 11 et les faces adjacentes du rebord 13 et du plateau 14 sont établies de façon à présenter des dépressions peu profondes qui ont le même contour que les blocs correspondants et qui reçoivent de petites portions de ceux-ci, Les blocs 21, 22 et 23 sont de préférence faits de caoutchouc vulcanisé et ont une épaisseur telle qu'ils sont soumis à des efforts de compression assez élevés lorsque, par le serrage des boulons 19, le plateau 14 a été contraint à occuper la position représentée.
En raison de la compression des éléments 21, 22 et 23 dans la direction de l'axe de la roue, ces ornements résistent fortement au mouvement axial qui a eu lieu entre le moyeu 10 et le bandage 12, ce qui empêche l'oscillation latérale du véhicule.
On voit que le moyeu est du'type "flottant", étant donné que, normalement, il est supporté par le bandage uniquement par l'entremise des éléments de caoutchouc. La disposition est telle que, à un mouvement radial du moyeu par rapport au bandage, tous les éléments élastiques résistent élastiquement en raison de la résistance desdits éléments au cisaillement et à la déformation. Avant: que le mouvement radial du
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moyeu et du bandage l'un par rapport à l'autre ait atteint une valeur assez élevée pour imposer des efforts destructifs aux éléments élastiques, les parties marginales de tous les trous 18 de la bride 11 sont entrés en contact avec les bossages correspondants disposés dans ces trous, ce qui empêche tout mouvement radial su.pplémentaire du moyeu et du bandage l'un par rapport à l'autre.
Occasionnellement, par exemple lorsque les freins sont serrés sur le bandage 12, ou lorsque le moyeu 10 est fixé à un essieu commandé, il peut y avoir un mouvement angulaire du moyeu et du bandage l'un par rapport à l'autre, et à ce mouvement résistent élastiquement les éléments élastiques 21, 22 et 23 en raison de leur résistance au cisaillement et à la déformation. La tonne et la disposition de ces éléments élastiques sont telles qu'ils résistent à la fois aux mouvements radiaux et angulaires relatifs du moyeu avec la même facilité, tous les éléments élastiques étant soumis aux efforts dans l'un et l'autre cas.
Un mouvement angulaire excessif du moyeu et du bandage l'un par rapport à l'autre est empêché par les bossages 17, de la même manière qu'un mouvement radial excessif entre ces organes est empêché, l'amplitude du mouvement relatif étant limitée au jeu ménagé entre les bossages et les bords des trous 18.
Les efforts exercés sur les éléments élastiques par le mouvement du moyeu et du bandage l'un par rapport à l'autre engendrent de la chaleur à l'intérieur desdits éléments mais, en raison des dimensions relativement faibles de ceux-ci et du fait que leur surface exposée est grande, cette chaleur intérieure est dissipée par rayonnement et n'atteint jamais le
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point où elle risquerait de détruire les éléments. De ce point de vue, la roue est un perfectionnement marqué apporté aux roues antérieures n'utilisant qu'un seul élément élastique relativement grand.
Le rayonnement de la chaleur engendrée par les blocs élastiques est facilité par le passage d'air au contact de ces blocs, et l'on a prévu à cet effet des moyens assurant le passage d'air à travers la roue pendant qu'elle est en mouvement. Ces moyens consistent en une série circonf érentielle de trous 45 traversant le plateau 14 Près de son pourtour et communiquant avec l'intérieur de la roue. De cette façon, lorsque la roue tourne, la force centrifuge créée par cette rotation a pour effet de créer un appel d'air vers l'intérieur de la roue, cet air passant entre le moyeu 10 et les bords intérieurs du plateau 14 et du rebord 13, pour être finalement éjecté par les trous 45. L'air est ainsi contraint à balayer les parties exposées des blocs élastiques, ce qui a pour effet de refroidir ces blocs.
La construction de cette roue est relativement simple et ses éléments élastiques peuvent facilement être remplacés, si nécessaire. L'invention contribue au confort et à la sécurité des voyageurs et réalise les autres buts visés énumérés précédemment.
Dans le mode de réalisation des fig.
3 à 5, on a prévu un moyeu 25 muni d'une bride circonférentielle relativement large 26, près d'une de ses extrémités, et un bandage métallique 27 qui est muni d'une bride circonférentielle 28 s'étendant vers l'intérieur depuis sa surface intérieure, dans le plan médian du bandage, Dans la roue assemblée, la bride 26 du
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moyeu et la bride 28 du bandage sont disposées dans des plans parallèles mais sont séparés l'une de l'autre d'une certaine distance dans la direction axiale, la bride 28 entourant le moyeu 25 avec un intervalle de l'ordre de 1cm, par exemple, entre son bord intérieur et le pourtour du moyeu, A la bride 26 du moyeu et au moyeu 25 est fixé un plateau annulaire 29 dont le bord intérieur repose sur le moyeu contre un épaulement 30 dudit moyeu.
Le plateau 29 est disposé sur le coté de la bride 28 qui est opposé à la bride 26, parallèlement à celle-ci et à un certain écartement de la bride 28, le pourtour de la bride du moyeu et le pourtour du plateau étant espacés de la surface intérieure du bandage 27 d'une distance qui est un peu plus grande que la distance radiale ménagée entre le moyeu 25 et le bord intérieur de la bride 28 du bandage. Le plateau 29 est fixé au moyeu par deux couronnes de boulons 31 et 32 dont les premiers traversent le moyeu et le chapeau près du bord intérieur de celui-ci. Les boulons 32 traversent la bride 26 du moyeu et le plateau 29 près du pourtour de ces organes.
Concentriquement à l'axe de chaque boulon 32, un bossage annulaire 33 est constitué sur la face intérieure de la bride 26 et traverse un trou 34 de la bride 28, l'extrémité exté- rieure de ce bossage prenant appui contre la face intérieure du plateau 29. Les trous 34 sont normalement concentriques aux axes des bossages correspondants 33, et il existe autour de ceux-ci un intervalle de l'ordre de 1 cm qui est le même que l'intervalle ménagé entre le moyeu 25 et le bord intérieur de la bride 28.
De chaque coté de la bride 28, entre cette bride et la bride 26, d'une part, et le chapeau 29, d'autre part, sont placées trois séries concentri-
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que s de blocs ou éléments élastiques 36, 37 et 38, la construction, la disposition et le rôle de ces éléments étant les mêmes que ceux du mode de réalisation précédemment décrit de l'invention.
On voit que le moyeu est supporté par le bandage entièrement par l'entremise des éléments de caoutchouc élastiques, qui résistent élastiquement aux mouvements radiaux, angulaires et axiaux de ces deux organes l'un par rapport à l'autre. Avant que le mouvement radial du moyeu et du bandage l'un par rapport à l'autre ait atteint une valeur assez élevée pour exercer des efforts destructifs sur les éléments élastiques, le bord intérieur de la bride 28 est entré en contact avec le pourtour du moyeu. 25, et les bords des ouvertures 34 sont entrés en contact avec les bossages 33 et empêchent ainsi tout mouvement radial supplémentaire entre le moyeu et le bandage. Les bossages 33 limitent aussi le mouvement angulaire du moyeu et du bandage l'un par rapport à l'autre à un minimum sur déterminé.
Comme les éléments élastiques sont soumis à des efforts de compression dans la direction de l'axe de la roue, la résistance au mouvement axial de la roue et du bandage l'un par rapport à l'autre est celle offerte par les éléments élastiques à une déformation supplémentaire.
Pour effectuer la circulation d'air à l'intérieur de la roue, de la manière et pour le but indiqués au sujet de la construction précédemment décrite, la bride 26 du moyeu présente une couronne de trous 46 qui débouchent à l'intérieur de la roue, près de la jonction de cette bride avec le moyeu 25. L'air aspiré dans la roue par les trous 46 passe autour des
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blocs élastiques et est éjecté hors de la roue par l'espace ménagé entre la surface intérieure du bandage 27 et les pourtours de la bride 26 et du plateau 29.
L'élément élastique modifié de la figure 6 comprend un bloc de caoutchouc 40 sur les faces opposées duquel des plaques métalliques 41 sont fixées, par exemple par vulcanisation. Ces plaques métalliques couvrent la même surface que celles fies faces du bloc qui sont reçues dans les dépressions oeu profondes des faces latérales opposées de la bride du moyeu, de la bride du bandage et du plateau de la roue. Grâce aux plaques métalliques 41, on est sûr que les éléments élastiques ne seront pas forcés hors desdites d épres- sions par un mouvement radial ou angulaire du moyeu et du bandage l'un par rapport à l'autre.
Pour cette raison, les boulons 19 de la construction décrite en premier lieu, ou les boulons 31 et 32 de la construction décrite en dernier lieu, n'ont pas besoin d'être serrés aussi fortement que cela est nécessaire lorsque les éléments élastiques n'ont pas de garnitures métalliques, d'où il résulte qu'on obtient une marche plus douce, ce qui est désirable dans certains cas, par exemple dans le cas de faibles charges.
L'élément élastique modifié de la figure 7 est analogue à celui de la figure 6 en ce qu'il comprend les plaque s de face métalliques 41a et il n'en diffère qu'en ce qui concerne les parties marginales du bloc de caoutchouc 42, qui sont évidées ou rainurées longitudinalement, comme représenté. La construction est telle que lor sque les éléments élastiques ont été mis sous compression dans une roue, les parties marginales des éléments ne font pas saillie vêts l'extérieur au delà des contours des plaques métalliques
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°la et, par suite, sont moins sujettes à s'user.
D'autres modifications peuvent: évidemment être apportées aux détails de construction décrits et représentés sans qu'on s'écarte de l'esprit de cette invention.
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