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'BREVET D' INVENTION Raccord articulé pour conduites de chauffage à vapeur sur véhicules de chemin de fer; @
La présente invention concerne les raccords' pour les conduites de vapeur pour le chauffage de véhicules de chemins de fer.
On sait que ce type de raccord est généralement constitué par deux demi éléments flexibles, appliqués respeotivement aux têtes d'accouplement des deux véhicules à relier ; chacun des deux demi raccords ou demi éléments est monté, par une extrémité, sur l'extrémité correspondante de la conduite fixe ou générale
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de chauffage dont est muni le véhicule.correspondant,, tandis que l'autre extrémité est destinée à être raccordée à, l'extrémité correspondante du demi élément ou demi raccord de l'autre véhicule.
Etant donnée le. difficulté d'obtenir, dans les condi- tions de température et d'humidité auxquels ces raccords sont soumis, une durée satisfaisante de service des raccords flexibles soumis à des déformations répétées, on construit généralement chaque demi raccord, non pas à l'aide d'un tube d'une seule pièce, mais avec plusieurs parties relativement rigides et reliées entre elles par des articulations ou rotules auxquelles incombe le rôle d'assurer la flexibilité du demi élément.
Dans ces raccords, en raison de la tendance actuelle à former des trains de plus en plus longs, la limitation des pertes de charge ou de pression à travers le raccord lui-même est une nécessité importante.
Dans les raccords généralement adoptés jusqu'ici on utilise des articulations qui opoosent une résistance appréciable au passage de la vapeur, cette résistance étant due à la forme tortueuse des passages et aux brusques changements de direction qui se produisent dans ces passages et qui sont imposés à l'écoulement du fluide.
Les articulations utilisées d'ordinaire sont constituées, par exemple, par des éléments analogues aux têtes d'accouplement employées pour les conduites de freins à air comprimé sur les véhicules, ou bien par des joints ou rotules tubulaires à cardan,
Dans certains types de raccords plus récents on a obtenu une réduction de la résistance à la circulation de la, vapeur grâce à l'emploi d'articulations constituées chacune par une rotule sphérique comprise entre deux parties successives
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rigides ou relativement rigides composant l'accouplement ou le raccord;
cette rotule sphérique est naturellement creuse pour permettre le passage de la vapeur et elle est constituée par un corps oentral de forme extérieure sphérique portant sur la surface sphérique intérieure d'un corps extérieur, une garniture appropriée étant interposée entre les deux éléments de la rotule sphérique. Le contact entre les deux surfaces assure ainsi, tant la liaison méoanique entre-les deux parties rigides aboutissant à la rotule que la "te;nîelde la vapeur entre les deux parties conjuguées de l'articulation.
Cependant, dans ce type de raccord, étant donné que- les deux fonctions consistant à véhiculer le fluide et à réaliser l'articulation métallique, sont assurées toutes deux par deux organes sphériques conjugués remplaçant la rotule ; il en résulte que la poussée réciproque s'exerçant entre'les deux parties sphériques coopérantes, sous l'action de la pression de vapeur, engendre un frottement considéra- ble entre ces mêmes organes, ce qui supprime une partie appréciable de la souplesse, par ailleurs indispensable, de l'ensemble.
L'objet de la présente invention consiste à prévoir un type de raccordement pour conduite de ohauffage à vapeur pour véhicules de chemin de fer muni d'articulations sphériques, lesquelles tout en oonservant l'avantage d'une résistance minimum à la circulation de la vapeur qui est la oaraotéristique inhérente de ce type d'articulation, assurent en même temps la souplesse nécessaire et une étanchéité satisfaisante;
On obtient le résultat ci-dessus indiqué en adoptant, entre les deux parties successives rigides, ou rela-
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Vivement telles, dont se compose le raccord, des articulations constituées par une rotule sphérique composée d'une partie sphérique intérieurement creuse, solidaire d'un des tronçons rigides du raccord;
cette partie sphérique pivote à l'aide de deux petites sphères ou billes diamétralement opposées dans une partie extérieure solidaire d'une garniture destinée à coopérer avec la, surface extérieure de la partie sphérique et solidaire également de l'autre tronçon rigide du raccord; les deux parties rigides ainsi assemblées peuvent tourner l'une par rapport à l'autre autour de l'axe de pivotement constitué par les deux sphères ou billes.
Une de ces articulations constitue en outre un système d'articulation sphérique à, cardan, puisqu'elle est constituée par deux rotules contigu@s du type indique,, les deux parties sphériques intérieures étant solidaires entre elles et forment une pièce unique à double sphère, mais dont les plans longitudinaux pas- se,nt par les axes d'articulation sont orthogonaux entre eux; les deux parties extrêmes de l'articulation peuvent ainsi prendre une position relative quelconque, comme c'est le cas dans un véritable joint à cardan.
Les deux fonctions précitées, à savoir la transmission du fluide et l'articulation mécanique entre les organes du dispositif, sont ainsi réalisées par différentes parties de la, rotule, la première fonction par le corps sphérique creux et central coopérant avec la garniturefixée à l'organe associé extérieur et la deuxième par le mécanisme d'articulation à billes qui effectue l'assemblage du corps central précité avec le corps extérieur, cette articulation présentant,dans un cas, des caractéristiques analogues à celles d'¯un raccord ou joint de cardan..
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On a décrit ci-après un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple, aveo référence au dessin annexé, sur le quel:
La figure 1 représente une vue, en coupe d'un demi raccord appliqué à une extrémité de la conduite d'un véhicule de chemin de fer et accouplé à la tête du demi raccord du véhicule adjadent.
La figure 2 représente, plus en détail, une vue en coupe longitudinaie de la rotule supérieure du raccord combiné indiqué sur la figure 1.
La figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2.
La figure 4 est une autre coupe longitudinale de la rotule de la figure 2, suivant la ligne II-II de la figure 3.
La figure 5 est une coupe transversale, suivant la ligne V-V de la figure 4, de la rotule représentée sur la figure 4.
Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que le demi raccord est constitué par trois parties prinoipales:
Un tube rectiligne 1 dont les deux extrémités se terminent par deux raccords à rotules sphériques 3 et 4; un embout d'accouplement 2 aboutissant, par une extrémité, dans le joint à rotules sphériques 3 et, par l'autre, à la tête de racoordement 5 la connexion de cette tète 5 ayant lieu par manoeuvre du levier 7 prévur sur la tête conjuguée 6 du demi raccord monté sur le véhicule adjaoent. Le joint à rotule 4 est relié d'une part au robinet 8 (indiqué en trait mixte sur le dessin) qui constitue la tête de la conduite fixe de ohauffage montée à demeuie sur le véhicule.
Ce robinet 8 et la tête 5, de l'embout d'accouplement peuvent être de tout type connu et approprié, étant
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donné qu'ils ne font pas partie de la présente invention.
Le raccord à rotule sphérique 4 est représenta en par- ticulier sur les figures 2, 3, 4, 5.
On comprend que la construction du raccord à rotule sphérique 3 est sensiblement analogue à, la partie corres- pondante du raccord à rotule sphérique 4, à savoir la partie inférieure, si l'on regarde la figure 1,
Le raccord articulé représenté sur la. figure 2 est constitué par deux boîtiers 9 et 10 et par un corps sphéri- que 11. Le boîtier 9 est formé par une enveloppe cylindrique 12 contena.nt les deux demi-bagues 13, la garniture 14 et la rondelle élastique 32, ces différentes parties étent maintenues en place par le couvercle tubulaire 15 fixé au boîtier à l'aide de boulons 16.
Par ailleurs, le boîtier 10 est formé par un corps cylindrique 17, dans lequel sont vissés des couvercles 19 opposas l'un à l'autre; la garniture 20 et la rondelle éla,s- tique 33, portées par le corps circulaire 17, sont maintenus en place par le couvercle tubulaire 21 qui s'applique sur le corps proprement dit à l'aide de boulons 22.
Dans la partie de droite du corps sphérique double 11 sont formées deux cavités hémisphériques 23 diamétralement opposées.
Si l'on se réfère à la, figure 4, on voit que la partie de gauche du même corps sphérique double Il comprend deux autres cavités hémisphériques analogues 25, disposées à 90 par rapport aux cavités 23 précitées. Dans chaque jeu de cavi- tés 23 et 25 sont respectivement logées des billes 24 et 26,
Chaque jeu de bille est également logé dr.ns des sièges sphériques correspondants 27 prévus dans les couvercles 19 du boît-ier 10, et dans la gorge annulaire 28 constituée à l'endroit du raccordement des demi bagues 13 du boîtier 19.
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L'ensemble du boitier 10 peut ainsi tourner par rap- port au corps cylindrique double 11 en* prenant comme point de pivotement les sphères ou billes 24, tandis que le corps sphé- rique double 11 peut ,tourner par rapport au bottier fixe 19 en prenant son point de pivotement dans les Billes 26; ainsi l'en- semble constitue effectivement un joint de cardan sphérique.
On remarque en outre, sur la figure 3, que grâce à la gorge annulaire 28 coopérant avec les billes associées 26, le corps sphérique double 11 du raccord peut tourner dans tous les sens par rapport au boîtier fixe extérieur 9.
La tête de gauche 18 du corps sphérique double 11, aussi bien que la tête de droite 29 de cette même pièce, sont intérieurement sphériques, tandis que les surfaces extérieures correspondant à ces.cavités sont destinées à coopérer avec les g garnitures d'étanchéités 14 et 20 maintenues en place respecti- vement par les couvercles 15 et 21. Les garnitures sont mainte- nues adhérentes aux surfaces extérieures sphériques des têtes 18 et 19 par la pression de vapeur qui existe dans les chambres annulaires 30 et 31 qui,recouvrent respectivement ces garnitures; oette pression est aidée éventuellement par l'action des ressorts 32 et 33.
Si l'on se réfère à la:,figure 4, on voit que le corps sphérique double 11 est muni de deux butées 34, faisant saillie extérieurement, ces butées servant à limiter l'inclinaison, dans les deux sens, du bottier 10 par rapport au corps sphérique double 11. L'axe diamétral du jeu de billes 26 et celui du jeu de billes 24 passent respectivement par'les centres des surfaces extérieures des têtes 18 et 29 de. ce même corps sphérique double 11.
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L'ensemble des organes déerits ci-dessus constitue pratiquement un joint de cardan, à, rotule sphérique, permettant à chaque partie une certaine inclinaison par rapport à l'autre;
ainsi, le boîtier 10 peut s'incliner d'un certain angle par rapport a,u corps sphérique double 11 en tournant autour du centre de la tête sphérique 29 qui constitue l'extrémité de droite du corps 11, alors,que ce dernier peut s'incliner d'un certain degré autour du centre de la, tête de gauche 18 du même corps 11. En outre, ce dernier peut pivoter intérieurement dans le boîtier 9.
Pendant ces oscillations, la surface de contact des garnitures 14 et 20 avee les surfaces spriques associées, n'est soumise à aucune déformation ou déplacement; quelle que soit la position relative où se trouvent les éléments tubulaires 11, 10et 9, les garnitures conservent leur adhérence sur es parties sphériques 18 et 29 des têtes correspondantes, dans les mêmes conditions où ces garnitures se trouvent lorsque ces organes sont alignés entre eux,
Le dispositif décrit est susceptible de nombreuses variantes constructives en vue de l'adapter aux exigences particulières de son utilisation, sans sortir du cadre et des caractéristiques de l'invention.
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