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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET d'INVENTION S.E.M. -Société d'Electricité et de Mécanique-
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PROCEDES TROLISON-EDUMON, 'VAN den I#RCHOVE & OARELS, S.A., à BRUXELLES,
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PER1i'EC7rIQNNEM!!:NTS A LA SUSPENSION DES lviAt53INES DITE "PAR LE NEZ", etmmum POUR MOTEURS ELECTRIQUES DE TRACTION. La priorité du brevet déposé en France le 16 septembre 1943 par la
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SOOIFI'E GENERALE DE CONSTRUCTIONS ELECTRIQUES ET b9ECAATI'UES (ALS.TH01t) est revendiquée pour cette demande en vertu de la Convention Internationale'de 1883-
Les moteurs à suspension par le nez sont utilisés en grand nombre, notam- ment en traction électrique, par suite de la simplicité de leur montage.
La Fig.l représente le principe de ce type de suspension appliqué à un moteur électrique de traction A; celui-ci repose, d'une part, sur l'essieu B, par l'intermédiaire de coussinets rigides C et, d'autre part, par l'intehmédiaire d'un nez élastique D, sur le chassis E du véhicule.
Ce mode de suspension réalise statiquement et dynamiquement une suspension partielle, qui peut entraîner pour les différents organes du moteur des contraintes particulièrement élevées. Celles-ci sont d'autant plus à craindre que la vitesse du véhicule est grande et que les irrégularités verticales des voies (joints de rails, coeur d'aiguilles) sont prononcées.
En vue de réduire les efforts créés par ces percussions élastiques (les roues se comportant sur les voies comme de mauvais pneumatiques) sur les organes de transmission de l'effort moteur (engrenages et arbre), on emploie des engrenages élastiques,
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Si le moteur de traction est muni d'engrenages rigides, le centre de per- cussion est situé très loin de l'axe de l'essieu; par contre, si les engrenages ont une élasticité infinie, le centre de percussion est situé dans le voisinage du centre de gravité du stator du moteur. Dans les deux cas, il est nécessaire de donner à la suspension du nez une flexibilité importante, pour atténuer les réactions verticales provoquées par les débattements.
L'importance de cette flexibilité conduit à utiliser des ressorts ,F, ayant un volume notable, disposés de façon à intervenir verticalement dans les deux sens. De plus, la suspension devant permettre des déplacements transversaux d'amplitude limitée, on est conduit soit à prévoir des articulations complexes, soit à réaliser ces déplacements par des glissements.
La présente invention a pour objet des perfectionnements qui évitent ces Inconvénients, facilitent la réalisation des suspensions "par le nez" et amélio- rent leur fonctionnement. Ces perfectionnements, qui peuvent être utilisés sépa- rément ou simultanément sur une même suspension, sont essentiellement caractérisés, d'une part, en ce que, la transmission ayant été dimensionnée de manière que le centre de percussion soit reporté dans le voisinage du nez, la suspension du côté de celui-ci est réalisée par une ou des bielles verticales comportant à leurs extrémités des articulations élastiques du genre de celles connues sous le nom de "Silentbloc", d'autre part, en ce qu'à l'autre extrémité de la machine on interpose, entre sa carcasse et les coussinets sur lesquels elle est montée,
des articulations élastiques également du genre de celles connues sous le nom de "Silentbloc".
Les articulations élastiques à utiliser pour réaliser les perfectionnements qui font l'objet de l'invention, doivent, sans nécessiter de graissage et en réalisant un certain amortissement, permettre des mouvements de rotation autour de l'axe d'articulation, et des mouvements obliques, d'une amplitude suffisante, par rapport à cet axe, avec effet élastique de rappel dans le plan de rotation normal. Tous types d'articulation satisfaisant à ces conditions peuvent être utilisés, ceux connus sous le nom de "Silentbloc" et comportant une masse de caoutchouc, ou substance équivalente, montée sous pression entre deux tubes métalliques concentriques, convenant particulièrement bien.
L'invention s'applique, d'une manière générale, à la suspension par le nez de toutes machines. Elle est particulièrement intéressante pour la suspension des moteurs électriques de traction. C'est à cette application que l'on se référera pour simplifier l'exposé, en décrivant divers exemples, donnés à titre non limi- tatif, auxquels se rapportent les Fig.2 à 6 schématiques ci-jointes. Les dispo- sitions particulières qui seront décrites à propos de ces exemples devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispo- sitions équivalentes peuvent être aussi bien utilisées sans sortir du cadre de celle...ci.
Dans les Fig.2 à 4, le moteur ,A, est représenté en perspective, côté nez ; ces exemples se rapportent à la suspension du moteur côté nez.
Dans l'exemple de la Fig.2, la suspension est réalisée au moyen d'une seule bielle G, articulée à ses extrémités, par l'intermédiaire de Silentblocs, d'une part au nez D de la carcasse du moteur, d'autre part au châssis E. Dans l'exemple de la Fig.3, la suspension est réalisée au moyen de deux bielles, H et I, articu- lées indépendamment l'une de l'autre. Dans la Fig.4, la suspension comporte également deux bielles, H et I, articulées indépendamment l'une de l'autre au chas- sis E, mais reliées à l'autre extrémité par un balancier J; c'est ce balancier qui est articulé au nez du moteur par un Silentbloc.
Comme cela a déjà été dit, le centre de percussion des efforts dus aus fonctionnement de la suspension sous l'action des irrégularités de la voie et de la vitesse, doit être reporté au nez du moteur ou dans son voisinage. Comme connu, cela est obtenu par un dimensionnement approprié de la rigidité angu- laire de la transmission, c'est-à-dire par le calcul approprié des engrenages élastiques, compte tenu des entre-axes des masses et moment d'inertie.
Le choix à faire entre les dispositions des Fig.2 à 4 dépend du dimensionnement des Silentblocs, consécutif à l'importance des moteurs et aux efforts qu'ils transmettent. La disposition de la Fig.3 conduit à accroitre la rigidité angulaire du véhicule au roulis; elle doit être remplacée par la disposition de la Fig.4, si cet effet est à éviter.
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La suspension par bielles à articulations élastiques confère au moteur une suspension pendulaire transversale. La réduction de l'élasticité, par rapport aux suspensions "par le nez" à ressorts connues, procure également l'avantage de réduire l'amplitude des mouvements verticaux résultant de l'action de la suspension principale du véhicule, combinée avec l'élasticité en rotation des engrenages élastiques.
Les Fig.5 et 6 se rapportent à l'autre perfectionnement objet de l'invention ce perfectionnement visant la réduction des contraintes mécaniques des organes du moteur situés dans le voisinage de l'essieu et en particulier des fatigues imposées aux coussinets d'essieu, par l'introduction, au droit de l'essieu, d'une élasticité verticale réduite, constituée par des "Silentblocs" ou dispositifs équivalents montés de façon que leur axe soit parallèle à l'essieu.
Ce perfectionnement peut être utilisé seul; il peut aussi être combiné avec la suspension, coté nez, par des bielles verticales, dont l'adoption en est fasilitêe. Dans les Fig.5 (vue en perspective) et 6 (vue/côté essieu), les deux perfectionnements, objet de l'invention, sont réunie$ la suspension côté nez étant supposée comporter une bielle unique G, De l'autre côté du moteur, les deux cha-' peaux d'essieu ,K, sont réunis entre eux et enveloppent les coussinets d'essieu C, la carcasse reposant sur cette pièce par des Silentblocs L, placés au-dessus et au-dessous de l'essieu.
Par ce procédé, on réalise une suspension qui fait intervenir verticalement l'élasticité radiale des Silentblocs, qui limite à de très faibles valeurs les efforts d'inertie résultant des débattements des essieux. De plus, du fait de l'interposition horizontale, entre la carcasse et l'essieu, de l'élasticité axiale des Silentblocs, on limite les réactions d'inertie provoquées par les mouvements de laoet des véhicules dans la voie.
En outre, l'élasticité radiale et en couple conique des Silentblocs, étant faible, n'altère pas le fonctionnement des engrenages. L'élasticité radiale produit, dans le plan horizontal passant par l'essieu, un léger accroissement de l'entre-axes, qui est sans influence sur le comportement des dentures; prévues pour fonctionner avec des jeux variables.
D'autre part, l'élasticité très réduite des Silentblocs en couple conique entraîne dans le plan vertical une Inclinaison négligeable de l'arbre d'induit par rapport à l'axe de l'essieu, qui n'altère pas la portée des dentures. Cette inclinaison est en outre favorable lorsque le moteur comporte deux engrenages.
@il faut noter également que la suspension verticale du moteur sur l'essieu par Silentblocs, permet d'utiliser des roulements sur l'essieu en toute sécurité.
Les suspensions conformes à l'invention peuvent être conjuguées avec les dispositions objet du brevet belge n 423.015 du 6 août 1937, comportant une liaison horizontale du moteur avec le châssis par une ou plusieurs bielles à Silentblocs. Dans ce cas, les deux chapeaux d'essieu peuvent être indépendants l'un de l'autre et ne comporter aucune butée axiale des coussinets d'essieu.