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Bogie moteur pour véhicules électriques.
On propose toujours de nouvelles solutions pour améliorer la disposition idéale du moteur en suspension dite tramway ou "par le nez" avec démultiplication par engrenages, de telle manière que les chocs sur les essieux soient diminués. Il est connu que dans cette disposition le moteur de traction repose de façon rigide sur l'essieu moteur avec environ la moitié de son poids, tandis que de l'autre côté de cet appui, il est suspendu élastiquement au châssis du bogie.
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Pour la clarté de l'exposé, on part tout d'abord des considérations fondamentales concernant le jeu des forces sur un moteur suspendu par le nez tel que représenté aux fig. 1 et 2. L'induit du moteur 1 transmet à la roue motrice 2 le moment M. Une pression p appraît entre les dents du pignon 3 et les paliers de l'induit du acteur ou elle est dirigée vers le bas. Cette pression de palier produit, d'une part, une force de réaction dans les paliersgriffes 6, et, d' autre part, une force de traction dans la barre de suspension 4 qui reporte sa charge sur la châssis 5, Les ressorts de suspension sont ainsi chargés davantage.
Pour la marche en sens opposé, les forces sont également inversées, de sorte que les ressorts de suspension sont moins chargés.
Cette influence des ressorts de suspension, propre au moteur de tramway avec démultiplication par engrenages, constitue un désavantage du moteur en suspension par le nez qui n'est pas négligeable, puisque le calcul montre que la charge supplémentaire des ressorts de suspension peut s'élever jusqu'à 35 % de la charge statique existante.
Un autre désavantage est dû au fait que la roue dentée transmet des impulsions angulaires à la masse à grande inertie du rotor, lors d'un jeu vertical de l'essieu moteur 7. Lorsque cet essieu se déplace vers le haut, l'inertie de la masse du moteur doit être tout d'abord vaincue. De plus, l'impulsion angulaire mentionnée doit être transmise au rotor, ce qui correspond comme effet à une augmentation fictive de masse, laquelle, en raison de- la transmission par engrenages, est relativement élevée.
On connaît des constructions dans lesquelles la part du rotor au choc total s'élève jusqu'à 80 %. Les engrenages
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souffrent de ces chocs qui se transmettent au rotor par l'intermédiaire des dents. De plus, le choc produit sur la roue dentée une force tangentielle à la périphérie de la roue motrice, ce qui provoque un glissement momentané à l'endroit de contact avec le rail. Ce glissement nuisible est la cause de l'usure souvent observée des rails.
Pour remédier au moins en partie à ces inconvénients, on a proposé le dispositif représenté schématiquement à la fig. 3. Selon cette construction, le moteur 1, distinct du train d'engrenages 3, 3', est monté sur le châssis suspendu à ressorts du véhicule, tandis que le train d'engrenages, constitué par la roue dentée 3' et le pignon 3,. est logé,.: dans un carter 8 que l'on peut désigner par "carter suspendu par le nez", car il repose, exactement comme le moteur suspendu par le nez mentionné ci-dessus, d'une part, sur l'essieu moteur 7 et, d'autre part, au châssis 5 du véhicule, de façon à être mobile dans tous les sens. Cette disposition nécessite naturellement un organe intermédiaire permettant le mouvement relatif entre l'arbre du moteur et l'arbre du pignon..
Cette solution présente encore les désavantages que malgré la fixation du moteur au châssis 5 suspendu à ressort du véhicule, des chocs sur les essieux sont encore transmis au moteur de traction 1, par la roue dentée 3' et le pignon 3, et que les forces (de sens alternant selon le sens de marche) provoquent au point de fixation du carter à engrenages suspendu par le nez des charges ou des décharges additionnelles dans les ressorts du véhicule.
La disposition décrite avec carter d'engrenages suspendu par le nez présente donc, quoique d'une manière quelque peu atténuée, les deux inconvénients que l'on a signalés a.propos du moteur suspendu par le nez (charge supplé- @
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mentaire des ressorts de suspension du véhicule, ainsi qu'impulsion angulaire apparaissant au pignon lors de mou- vements verticaux de l' essieu) .
La présente invention a, pour but de fournir une nouvelle solution remédiant partiellement ou totalement selon. les cas, aux inconvénients signalés. Elle a pour 0.0,1 et un bogie moteur pour véhicules électriques, dans lequel l'essieu moteur est entraîné par un moteur monté sur un châssis de véhicule suspendu , ressorts, cet entraînement ayant lieu par l'intermédiaire d'un train d'engrenages constitué par une roue dentée et un pignpn, et dans lequel bogie moteur le carter d'engrenages est monté sur l'essieu moteur, un organe intermédiaire étant disposé entre l'arbre du moteur et l'arbre du pignon, cet organe permettant un mouvement relatif entre les dits arbres, caractérisé en ce qu'il comporte une barre de réaction au couple,
dont la longueur est au moins égale au diamètrede la dite roue dentée et qui est disposée de telle manière entre le carter a'engrenages et le châssis du véhicule que la droite joignant les points de fixation de cette barre de réaction au. couple au carter d'engrenages et au châssis du véhicule soit horizontale ou faiblement inclinée par rapport à l'horizontale.
Les fig. 4-6 du dessin annexé 'représentent schémati- quement, à titre d'exemples, deux formes d'exécution du dispositif faisant l'objet de l'invention.
Fig. 4 est une vue en élévation de la première forme d'exécution suivant IV-IV de fig. 5.
Fig. 5 est une vue horizontale avec coupe partielle correspondant à la fig. 4.
Fig. 6 est une élévation schématique de la seconde forme d'exécution.
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Dans la forme d'exécution représentée sur les fig. 4 . et 5, le moteur 1 est monté rigidement sur le châssis 5 du véhicule. Le carter d'engrenages 8 est supporté par l'essieu moteur 7 par l'intermédiaire du palier 8'. L'arbre du moteur 9 est creux et traversé par un arbre cardan 10 relié au moyen d'un accouplement approprié 11 de type quel- conque, d'une part, à l'arbre 9 du moteur et, d'autre part, au pignon 3.
Le carter d'engrenages 8, dont le poids repose princi- palement sur l'essieu moteur 7, est relié de façon articu- lée à un point fixe 13 du châssis du véhicule, par une barre 12 de réaction au couple, mobile.
La barre 12 est constituée par une bielle horizontale de longueur supérieure au diamètre de la roue dentée 3'.
La longueur de cette bielle peut varier, dans d'autres formes d'exécution, entre une longueur égale au diamètre de cette roue dentée et deux fois la valeur du diamètre des roues motrices.
Au lieu que le couple développé par le moteur exerce une force de traction ou de compression verticale,comme c'est le cas dans la suspension habituelle du carter d'en- grenages d'après la fig. 3, la force de traction ou de com- pression (selon le sens de marche) apparaissant dans la barre de réaction au couple, agit en direction horizontale.
La réaction se produit à un endroit qui n'est pas nuisible dans les paliers de l'essieu et sans que les ressorts de suspension ne soient chargés supplémentairement. Un autre avantage de cette construction par rapport à la suspension verticale habituelle du carter d'engrenages, réside dans le fait que pour un jeu vertical de l'essieu moteur 7 dans le châssis 5, le carter d'engrenages est guidé pratiquement /Il
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parallèlement, ce qui a pour effet d'affaiblir l'impulsion angulaire mentionnée ci-dessus, sur la masse du moteur.
Théoriquement, le guidage parallèle n' existe que pour une longueur infinie de la barre de réaction au couple. Cependant, comme il s'agit, pour les déplacements verticaux de l'essieu moteur, de valeurs de l'ordre de 20 à 30 mm, l'écart par rapport au guidage parfaitement parallèle ne joue pas de rôle. Par exemple, pour un mouvement vers le haut de la roue de 20 mm et pour une longueur de barre de réaction au couple de 1 m, l'écart considéré du centre du pignon n'est que d'environ 0,2 mm.
Dans la deuxième forme d'exécution selon fig. 6, la barre de réaction 12 reliant le carter d'engrenages 8 au châssis 5, est constituée par une bielle faiblement inclinée sur l'horizontale. L'angle qu'elle forme avec l'horizontale est de préférence inférieur a 15 .
Les variations mentionnées ci-dessus dans la charge des ressorts de suspension, qui sont déjà désavantageuses pour un moteur suspendu par le nez, sont beaucoup plus désavan- ta.geuses dans le cas où il n'existe que d'un côté un carter d'engrenages suspendu par le nez, car, alors, ces variations se répartissent de façon très inégale sur les ressorts de suspension disposés symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule,
Il est possible d'influencer la grandeur des variations de la charge des ressorts de suspension par la disposition de la barre de réaction au couple. On a calculé les variations des charges des ressorts de suspension dans le cas d'un bogie à deux essieux pour différents types de barres de réaction au couple.
Un exemple d'une barre de réaction au couple verticale, horizontale et inclinée est donné ci-après.
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Le calcul a donné les valeurs suivantes: Effort de traction à la périphérie de la roue = 3000 kg par essieu Diamètre de la roue motrice = 1 m Diamètre de la roue dentée = 0,6 m Diamètre du pignon = 0,2 m Empattement du bogie = 3 m
Ces valeurs donnent: M = 500 mkg i = R = 3 r Disposition de la verticale horizontale inclinée barre de réaction: d'environ
110 Charge supplémentaire des ressorts de suspension: + 2330 kg- 1000 kg 0 kg
Les résultats indiqués permettent de tirer les conclusions suivantes :
Avec la disposition connue à barres de réaction verticales (cas de la fig. 3), la charge supplémentaire des ressorts de suspension est considérable. De plus, les impulsions angulaires sur le pignon peuvent atteindre des valeurs également élevées, car l'axe du pignon est empêché de s'élever en même temps que l'axe 7, par la barre de réaction 12 elle-même.
Dans le cas de la barre de réaction horizontale, la charge supplémentaire des ressorts de suspension est fortement réduite par rapport au cas précédent. De plus, les impulsions angulaires sur le pignon sont négligeables, car, comme déjà vu, l'axe de ce pignon se déplace pratiquement parallèlement à l'axe 7 et d'une quantité sensiblement égale au déplacement de cet axe. Dans le troisième cas, où la barre de réaction est inclinée de Il 0 sur l'horizontale, la charge supplémentaire des ressorts de suspension est réduite à zéro. Dans ce cas, par contre, les impulsions
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angulaires sur le pignon ne sont pas négligeables, nais elles sont néanmoins fortement réduites par rapport au cas de la barre de réaction verticale.
Il est clair qu'en effet, dans ce dernier cas, l'axe dupignon peut se déplacer verticalement d'une certaine quantité en même temps que l'axe 7, mais pas autant que ce dernier.
Dans le cas de la barre de réaction horizontale et dans le cas de la barre de réaction inclinée, on pourrait prévoir cette barre légèrement élastique dans le sens de sa longueur pour que des chocs de démarrage éventuels soient amortis.
REVENDICATIONS.
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