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Suspension élastique de moteurs notamment pour automotrices de chemins de fer et tramways.
La présente invention a pour objet une suspension élasti- que de moteurs notamment pour automotrices de chemins de fer et tramways partiellement ou entièrement indépendants de la suspension du châssis du bogie et de la caisse.
On sait que dans les bogies ordinaires des automotrices de chemins de fer et des tramways avec transmission à arbre creux, les moteurs' sont rendus solidaires du bogie lui-même de façon que les joints de transmission doivent exécuter une fonction portante qui varie pratiquement avec l'excentricité de l'essieu par rapport à l'axe creux, c'est-à-dire, qui est variable avec la charge du bogie.
La présente invention a pour objet des bogies notamment
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pour automotrices de chemins de fer et pour tramways, dans lesquels la suspension élastique du moteur ou des moteurs est totalement ou partiellement indépendante de la suspension du bogie et de la charge de la caisse,rendant ainsi prati- quement nulle ou constante la fonction portante du ou des joints de transmission.
L'une des formes d'exécution de T'invention comporte essentiellement un châssis, indépendant du bogie et comprenant les moteurs,ce châssis portant directement sur les joints de transmission du mouvement. Suivant d'autres exemples d'exécu- tion de l'invention, on fait porter le moteur convenablement , d'une part sur le bogie et d'autre part sur le joint de trans- mission, en pouvant choisir la disposition de façon à fixer à volonté la part du poids à faire supporter par le joint, jusqu'à la rendre (pratiquement) nulle.
Pour la réalisation de telles dispositions conviennent particulièrement des joints qui, tout en éliminant tout mouvement relatif accompagné de frottement et tout en trans- mettant le couple par l'intermédiaire de grandes surfaces d'organes aisément déformables assujettis à des efforts de rotation, se prêtent aussi à une fonction portante.
Suivant les exemples donnés ci-dessous les joints de ce genre sont obtenus essentiellement en munissant l'un des essieux entre lesquels se fait la transmission du mouvement -par exemple l'axe creux concentrique à l'essieu - de plusieurs bras, munis à leur tour, de supports pour des organes élastiques, notam- ment de forme circulaire ., qui se' placent entre les dits supports et des parois d'évidements prévus autour de l'axe des roues ou d'un organe lié à l'autre axe ou,arbre.
La description ci-dessous et'les dessins annexés donnent
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quelques exemples d'exécution pratique de bogies d'automotrices de chemin de fer ou de tramways et de joints élastiques conçus suivant la présente invention, et bien qu'on puisse donner une préférence à ces exemples il est bien entendu que ceux-ci ne sont nullement limitatifs mais purement expli- catifs.
Sur les dessins la
Fig. 1 est une vue en élévation schématique d'une forme d'exécution du joint;
Fig. 2 est une vue en coupe partielle suivant la ligne A-A (Fig.l);
Fig. 3 est une vue en coupe diamétrale et à une plus grande échelle, d'un deuxième exemple d'exécution-du joint ;
Fig. 4 montre d'une manière analogue un autre exemple d'exécution du joint;
Fig. 5 montre un exemple d'exécution d'un joint avec un seul organe élastique continu en forme de pneumatique, interposé entre les deux axes;
Fig. 6 montre un exemple d'exécution analogue à celui représenté sur la Fig. 5 mais comportant un organe élastique plein ;
Fig. 7 est une vue en plan partielle d'un premier exemple d'exécution d'un bogie pour automotrices de chemins de fer et de tramways avec châssis indépendant pour moteurs;
Fig. 8 est une vue en plan partielle d'un second exemple d'exécution d'un bogie avec moteurs supportés par des bras articulés au châssis et portant les paliers;
Fig. 9 est une vue en élévation de l'objet représenté sur la Fig.8.
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Suivant les figs. 1 et 2 le joint comporte la dispo- sition dans une roue-1- d'évidements circulaires 2 munis 'éventuellement en 3 de garnitures convenables intérieurement profilées d'une façon appropriée. La roue 1 est calée sur l'essieu 4 qui est logé à l'intérieur de l'arbre creux 5, ce dernier pouvant prendre une excentricité déterminée par rapport à l'essieu lui-même (voir aussi fig.7). L'arbre creux 5 présente aux extrémités un ceftain nombre (par exem- ple six) de bras 6 qui portent chacun un pivot 7 parallèle à l'axe de l'arbre creux.
Les dits pivots sont pourvus de coussinets appropriés à glissement ou à roulement à billes, sur lesquels sont montés autant de rouleaux 8 en caoutchouc ou en une autre matière élastique, pleins ou avec ouvertures d'allégement, ou à chambres pneumatiques, susceptibles de favoriser la déformabilité demandée.
Suivant la Fig. 3 la roue 1 est également pourvue d'évidements 2 ainsi que de brides 9 saillant à l'intérieur et solidaires de la roue. Les pivots 7 portent, au contraire, des disques 10 tournant fous et formés chacun par deux flasques juxtaposés. A chacune des faces de chaque disque
10 et la face intérieure correspondante de chaque bride 9 sont vulcanisées ou adhèrent de toute autre manière convenable les faces latérales planes d'anneaux 11 convenablement fa- çonnés, en caoutchouc ou en toute autre matière appropriée.
Suivant la fige 4, chacun des pivots 7 porte sur des coussinets une douille 12 munie à ses extrémités de brides 13-13. A chacune de ces brides est vulcanisée ou adhère de toute autre manière convenable une des faces planes de deux anneaux 14 en caoutchouc ou en une matière semblable,
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analogues aux anneaux 11 de la Fig.3.
L'autre face plane des anneaux 14 est vulcanisée ou rendue adhérente à des anneaux métalliques 15, tandis qu'un anneau ou rouleau 16, toujours en caoutchouc ou en une matière semblable, est vulcanisé ou adhère de toute autre façon par ses bases ou faces planes aux faces intérieures correspondantes des deux anneaux 15, tournées vers le dit anneau ou rouleau.
Les évidements circulaires des roues peuvent, même dans ce cas être revêtus d'éléments 3 semblables à ceux de la fig. 2, tandis que la douille 12 est convenablement profilée à sa partie médiane.
Le joint décrit ci-dessus et représenté sur les figures 1, 2 et 8, fonctionne de la façon suivante: l'arbre moteur, par exemple l'arbre creux 5, entraine dans sa rotation les organes 6, 7 et 8, dont le mouvement est transmis d'une manière uniforme par tous les organes élastiques 8 aux garnitures 3 de la roue dans le cas où les axes sont concentriques, tandis que dans le cas où ils sont excentriques, une partie seulement des rouleaux 8 peut servir à la transmission du couple moteur.
Tout frottement entre les éléments 3 et les rouleaux 8 est évité grâce aux coussinets sur lesquels tournent les rou- leaux 8.D'élément élastique travaille ainsi essentiellement à la compression de roulement.
Dans l'exemple de la fig. 3, les déformations des or- ganes élastiques sont provoquées seulement par les efforts de rotation qui font travailler à la flexion et au cisaillement les anneaux 11. Dans l'exemple de la fig. 4 les efforts de rotation font travailler à la flexion et au cisaillement les anneaux 14 et à la compression l'anneau 16. D'abord prédominent les déformations par les efforts de cisaillement et de flexion.
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Lorsque la déformation est telle que la douille 12 vient en contact avec la surface intérieure de l'anneau élastique 16, c'est un effort de rotation faisant travailler à la compression l'anneau 16 entre la parois 3 et la douille 12, qui devient prédominant.
D'autres exemples d?exécution du joint, représentés sur les figures 5 et 6, comportent un seul organe élastique circulaire concentrique à l'axe de la roue, au lieu de plusieurs corganes,comme dans les exemples précédents.
Dans la figure 5, la roue 1 présente intérieurement uh guide 1' dans lequel est logé un pneu 17 monté sur un anneau 18 qui est supporté et convenablement ajusté sur des bras ou flèches 19 solidaires de l'arbre creux 5. Les bras 19 passent par des ouvertures 20 de dimensions convenables ména- gées dans la roue 1 et disposées en cercle. On peut prévoir un anneau 20' de caoutchouc ou d'une autre matière propre à li- miter les déplacements de l'axe creux et d'éviter les chocs dans le cas de dégonflement du pneu. Cette disposition permet aux axes 4 et 5 de se déplacer l'un par rapport à l'autre en déformant le pneu 17.
Dans l'exemple de la fig. 6 la roue 1 présente les ou- vertures 20 comme dans le cas précédent, à travers lesquelles passent les pivots 21 supportés par les bras 22 solidaires de l'axe creux 5. Ces pivots 21 supportent dans cet exemple un anneau métallique 23 à couronne circulaire, concentrique à l'axe de l'arbre creux. Aux faces de cet anneau 23 et aux faces intérieures correspondantes des brides 24-24 solidaires de la roue 1, sont vulcanisées ou adhèrent de toute autre manière convenable les faces planes des anneaux 25 - deux dans 1''exemple considéré- en caoutchouc ou en une matière semblable,
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ces anneaux 25 travaillant ainsi au cisaillement et à la flexion sous l'effet de l'effort de rotation.
Les anneaux 25 peuvent être continus ou bien être constitues par des blocs secteurs, séparés l'un de l'autre. On peut même prévoir un seul anneau 25 ou plus de deux, suivant la charge à supporter.
La fig. 7 est une vue en plan pùrtielle,, montrant à titre d'exemple un bogie exécuté selon les caractéristiques de l'invention. Dans cet exemple,, les carters des moteurs 26 sont raccordés à des châssis convenables 27, en constituait ainsi eux mêmes un châssis pour les moteurs monté à l'aide de coussinets 28-28 sur les arbres creux 5 (dont un seulement est visible sur la fig. 7) auxquels est transmis le mouvement du moteur 26 au moyen d'engrenages 26'.
Dans ce cas on a : la caisse qui repose par l'intermédiaire de la traverse mobile et des ressorts communs sur le. châssis du bogie; le châssis du bogie qui repose sur les fuséos extérieures des essieux des roues : unchâssis indépendant pour les moteurs 26, qui s'appuie, par l'intermédiaire de l'arbre creux 5 et du joint (qui peut être du type ci-dessus décrit) directe- ment sur les roues. Par une telle disposition la fonction portante du joint se trouve bien déterminée et constante et il en résulte-une excentricité entre les deux axes qui est éga- lement pratiquement constante et peut être convenablement main- tenue entre des limites admissibles.
Dans l'exemple des figs. 8 et 9, les parois latérales 29 du bogie sur lesquelles repose le poids de la caisse, portent des bras 31 articulés en 30 et solidaires des boites'32 des essieux du bogie. L'extrémité 31' de chacun des bras 31 porte un siège convenable pour un ressort 33 ce dernier s'appuyant contre ledit siège et un autre siège 29' prévu sur chacune
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des parties latérales 29 du châssis du bogie.
Sur l'extrémité opposée 31" de chaque bras articulé 31 prend appui un des bras 34 solidaires du moteur 26,ce dernier reposant ainsi en partie sur l'axe creux 5 par l'inter- médiaire des coussinets 28, et partant sur le ou sur les joints, et en partie sur les prolongements 31" des bras 31-par l'inter- médiaire des bras 34-34, avec interposition d'organes élas- tiques 35. Dans cet exemple d'exécution les variations de la position réciproque et relative des roues et du châssis du bogie n'estraînent pas de mouvements de roulement entre les deux engrenages de la transmission 26', et la partie du poids du moteur qui repose sur les roues par l'intermédiaire du ou des joints, reste également pratiquement constante.
D'autres formes d'exécution de l'invention non re- présentées sur les dessins, peuvent être obtenues moyennant d'autres genres de suspensior convenables du moteur.
C'est ainsi que le moteur peut être convenablement sus- pendu au châssis du bogie d'une manière barycentrique en le reliant à la roue ou aux essieux au moyen d'un ou de plusieurs joints. De cette façon seulement une moindre fraction du poids du moteur porte sur le joint de transmission, et ce dernier sert de charnière pour les petites oscillations que le moteur ainsi suspendu peut avoir à exécuter par suite du changement de la position relative des roues et du châssis du bogie.
Un autre exemple de réalisation consiste à faire porter le moteur d'une part sur le joint et d'autre part sur le bogie au moyen de talons appropriés d'un type bien connu. Même dans ce cas,, le joint fait fonction de charnière répondant aux petites oscillations du moteur par suite des variations de sa
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position relative à l'égard des roues, et la fraction du poids qui repose sur le joint demeure pratiquement constante.
Il est bien entendu que les dessins ne montrent que des formes d'exécution schématiques de l'invention données uniquement comme exemples explicatifs, l'invention se prêtant à de nombreuses autres variantes d'exécution au point de vue forme et disposition sans que l'on s'écarte des conceptions en qui/constituent la base.
Par exemple, dans le cas de la fig. 2 les rouleaux élastiques 8 ou d'autres éléments convenables, au lieu d'être rotatifsseulement sur les pivots 7 pourraient complètement remplir les évidements 2 et tourner dans ces derniers avec interposition d'organes de réglage convenablement assemblés à la périphérie intérieure des dits évidements et à la sur- dits face de diamètre accru des/rouleaux ou autres éléments élas- tiques.
REVENDICATIONS
1.- Suspension de moteurs notamment pour automotrices de chemins de fer et tramways, caractérisée en ce que le moteur ou les moteurs sont suspendus de manière à être rendus partiellement ou entièrement indépendants de la suspension du châssis du bogie et de la charge de la caisse, et en ce que la transmission du mouvement de propulsion aux roues se fait par l'intermédiaire de joints convenables auxquels incombe, par suite de ladite suspension une fohction portante déterminée et toujours indépendante des variations de la position relative des roues et du châssis du bogie.
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Elastic suspension of engines, in particular for railroad and tramway rail cars.
The object of the present invention is an elastic suspension of engines, in particular for railroad and tramway self-propelled vehicles, partially or entirely independent of the suspension of the bogie frame and of the body.
It is known that in ordinary bogies of rail cars and trams with hollow shaft transmission, the motors are made integral with the bogie itself so that the transmission joints must perform a load-bearing function which varies practically with the length of the transmission. eccentricity of the axle with respect to the hollow axis, that is to say, which is variable with the load of the bogie.
The present invention relates to bogies in particular
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for rail cars and for trams, in which the elastic suspension of the engine or engines is totally or partially independent of the bogie suspension and the body load, thus rendering the load-bearing function of the vehicle practically zero or constant. or transmission seals.
One of the embodiments of the invention essentially comprises a frame, independent of the bogie and comprising the motors, this frame bearing directly on the movement transmission joints. According to other exemplary embodiments of the invention, the motor is properly carried, on the one hand on the bogie and on the other hand on the transmission joint, while being able to choose the arrangement so as to set at will the part of the weight to be supported by the joint, until making it (practically) zero.
For the realization of such arrangements, joints are particularly suitable which, while eliminating any relative movement accompanied by friction and while transmitting the torque through large surfaces of easily deformable members subjected to rotational forces, are suitable. also has a supporting function.
According to the examples given below, joints of this type are obtained essentially by providing one of the axles between which the transmission of the movement takes place - for example the hollow axis concentric with the axle - with several arms, fitted at their tower, of supports for elastic members, in particular of circular shape, which are placed between said supports and walls of recesses provided around the axis of the wheels or of a member linked to the other axis or, tree.
The description below and the accompanying drawings give
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some examples of practical execution of self-propelled railroads or trams and of elastic joints designed according to the present invention, and although preference may be given to these examples it is understood that these are not in no way limiting but purely explanatory.
In the drawings the
Fig. 1 is a schematic elevational view of one embodiment of the seal;
Fig. 2 is a partial sectional view taken along line A-A (Fig.l);
Fig. 3 is a view in diametral section and on a larger scale, of a second exemplary embodiment of the seal;
Fig. 4 shows in a similar manner another example of execution of the seal;
Fig. 5 shows an exemplary embodiment of a joint with a single continuous elastic member in the form of a tire, interposed between the two axes;
Fig. 6 shows an exemplary embodiment similar to that shown in FIG. 5 but comprising a solid elastic member;
Fig. 7 is a partial plan view of a first exemplary embodiment of a bogie for railroad and tram self-propelled units with independent frame for engines;
Fig. 8 is a partial plan view of a second embodiment of a bogie with motors supported by arms articulated to the frame and carrying the bearings;
Fig. 9 is an elevational view of the object shown in FIG. 8.
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According to figs. 1 and 2 the seal comprises the arrangement in a wheel 1- with circular recesses 2 possibly provided at 3 with suitable gaskets internally profiled in a suitable manner. The wheel 1 is wedged on the axle 4 which is housed inside the hollow shaft 5, the latter being able to take a determined eccentricity with respect to the axle itself (see also fig. 7). The hollow shaft 5 has at the ends a certain number (for example six) of arms 6 which each carry a pivot 7 parallel to the axis of the hollow shaft.
Said pivots are provided with suitable bearings with sliding or ball bearings, on which are mounted as many rollers 8 of rubber or another elastic material, solid or with lightening openings, or with pneumatic chambers, likely to promote the deformability requested.
According to FIG. 3 the wheel 1 is also provided with recesses 2 as well as flanges 9 projecting inside and integral with the wheel. The pivots 7, on the contrary, carry idle rotating discs 10 each formed by two juxtaposed flanges. On each side of each disc
10 and the corresponding interior face of each flange 9 are vulcanized or otherwise adhere to the planar side faces of suitably shaped rings 11 of rubber or other suitable material.
Following the pin 4, each of the pivots 7 carries on the bearings a bush 12 provided at its ends with flanges 13-13. To each of these flanges is vulcanized or adheres in any other suitable manner one of the flat faces of two rings 14 made of rubber or a similar material,
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analogous to the rings 11 of Fig.3.
The other planar face of the rings 14 is vulcanized or made to adhere to metal rings 15, while a ring or roller 16, still made of rubber or a similar material, is vulcanized or adheres in any other way by its bases or faces. flat with the corresponding inner faces of the two rings 15, facing said ring or roller.
The circular recesses of the wheels can, even in this case, be coated with elements 3 similar to those of FIG. 2, while the sleeve 12 is suitably profiled at its middle part.
The seal described above and shown in Figures 1, 2 and 8, operates as follows: the motor shaft, for example the hollow shaft 5, in its rotation drives the members 6, 7 and 8, the movement is transmitted in a uniform manner by all the elastic members 8 to the linings 3 of the wheel in the case where the axes are concentric, while in the case where they are eccentric, only part of the rollers 8 can be used for the transmission of engine torque.
Any friction between the elements 3 and the rollers 8 is avoided by virtue of the bearings on which the rollers 8 rotate. The elastic element thus works essentially on the rolling compression.
In the example of FIG. 3, the deformations of the elastic members are caused only by the rotational forces which cause the rings 11 to work in bending and shearing. In the example of FIG. 4 the rotational forces cause the rings 14 to work in bending and shearing and the ring 16 in compression. First, the deformations by the shear and bending forces predominate.
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When the deformation is such that the sleeve 12 comes into contact with the inner surface of the elastic ring 16, it is a rotational force causing the ring 16 to work in compression between the wall 3 and the sleeve 12, which becomes predominant.
Other examples of execution of the seal, shown in Figures 5 and 6, comprise a single circular elastic member concentric with the axis of the wheel, instead of several corganes, as in the previous examples.
In Figure 5, the wheel 1 internally has a guide 1 'in which is housed a tire 17 mounted on a ring 18 which is supported and suitably adjusted on arms or arrows 19 integral with the hollow shaft 5. The arms 19 pass by apertures 20 of suitable dimensions formed in the wheel 1 and arranged in a circle. It is possible to provide a ring 20 ′ of rubber or of another material suitable for limiting the movements of the hollow axle and for avoiding shocks in the event of deflation of the tire. This arrangement allows the axes 4 and 5 to move relative to each other by deforming the tire 17.
In the example of FIG. 6 the wheel 1 has the openings 20 as in the previous case, through which pass the pivots 21 supported by the arms 22 integral with the hollow axle 5. These pivots 21 in this example support a metal ring 23 with a circular crown , concentric with the axis of the hollow shaft. To the faces of this ring 23 and to the corresponding interior faces of the flanges 24-24 integral with the wheel 1, are vulcanized or adhere in any other suitable manner the flat faces of the rings 25 - two in the example considered - made of rubber or of rubber. a similar material,
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these rings 25 thus working in shearing and bending under the effect of the rotational force.
The rings 25 can be continuous or else be constituted by sector blocks, separated from one another. It is even possible to provide a single ring 25 or more than two, depending on the load to be supported.
Fig. 7 is a partial plan view showing by way of example a bogie executed according to the characteristics of the invention. In this example, the motor casings 26 are connected to suitable frames 27, thus constituting themselves a frame for the motors mounted using bearings 28-28 on the hollow shafts 5 (only one of which is visible on Fig. 7) to which the movement of the motor 26 is transmitted by means of gears 26 '.
In this case we have: the body which rests by means of the movable cross member and the common springs on the. bogie frame; the bogie frame which rests on the outer fuses of the wheel axles: an independent frame for the motors 26, which is supported by means of the hollow shaft 5 and the joint (which may be of the type described above ) directly on the wheels. By such an arrangement the load-bearing function of the seal is clearly determined and constant and the result is an eccentricity between the two axes which is also practically constant and can be suitably kept within admissible limits.
In the example of figs. 8 and 9, the side walls 29 of the bogie on which the weight of the body rests, carry arms 31 articulated at 30 and integral with the boxes'32 of the axles of the bogie. The end 31 'of each of the arms 31 carries a suitable seat for a spring 33 the latter resting against said seat and another seat 29' provided on each
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side parts 29 of the bogie frame.
On the opposite end 31 "of each articulated arm 31 rests one of the arms 34 integral with the motor 26, the latter thus resting in part on the hollow shaft 5 by means of the bearings 28, and starting on the or on the joints, and partly on the extensions 31 "of the arms 31-via the arms 34-34, with the interposition of elastic members 35. In this example of execution, the variations of the reciprocal position and relative to the wheels and the bogie frame do not cause rolling movements between the two gears of the transmission 26 ', and the part of the weight of the engine which rests on the wheels via the joint (s), also remains practically constant.
Other embodiments of the invention, not shown in the drawings, can be obtained by means of other types of suitable suspension of the engine.
Thus, the motor can be suitably suspended from the bogie frame in a barycentric manner by connecting it to the wheel or axles by means of one or more joints. In this way only a small fraction of the engine's weight bears on the transmission joint, and the latter acts as a hinge for the small oscillations that the engine thus suspended may have to perform as a result of the change in the relative position of the wheels and the frame. of the bogie.
Another exemplary embodiment consists in making the motor bear on the one hand on the joint and on the other hand on the bogie by means of suitable heels of a well-known type. Even in this case, the seal acts as a hinge responding to small oscillations of the engine as a result of variations in its
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relative position with respect to the wheels, and the fraction of the weight resting on the joint remains practically constant.
It is understood that the drawings show only schematic embodiments of the invention given only as explanatory examples, the invention lending itself to numerous other variant embodiments from the point of view of form and arrangement without the we move away from the conceptions in which / constitute the basis.
For example, in the case of FIG. 2 the elastic rollers 8 or other suitable elements, instead of being rotatable, only on the pivots 7 could completely fill the recesses 2 and rotate in the latter with the interposition of adjusting members suitably assembled at the inner periphery of said recesses and to the overdue face of increased diameter of / rollers or other elastic elements.
CLAIMS
1.- Suspension of engines, in particular for railroad and tramway railcars, characterized in that the engine or engines are suspended so as to be made partially or entirely independent of the suspension of the bogie frame and of the body load , and in that the transmission of the propulsion movement to the wheels is effected by means of suitable joints to which, as a result of said suspension, a determined load-bearing function falls and always independent of the variations in the relative position of the wheels and of the bogie frame .