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Boite d'Essieu.
L'invention concerne les bottes d'essieu et dispo- sitifs de portes analogues, par exemple des essieux, arbres, etc... et plue particulièrement mais non exclusivement une , forme de construction perfectionnée de boite d'essieu pour véhicules de chemins de fer légers et des éléments constitu- tifs de cette boîte d'essieu.
L'invention a pour objet une forme de construction perfectionnée et simplifiée, facile à fabriquer et constituent à chaque instant un dispositif robuste, n'adaptant sans diffl- culte, susceptible d'assurer un service dur et de résister aux ' traitements brutaux, et dont néansmoins les dimensions des surfaces de portée à rouleaux qu'elle comporte sont détermi nées avec précision.
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Les boîtes d'essieu montées par exemple sur les véhicules légers de chemins de fer et du type en fonte ris quent de se casser par exemple lorsque le véhicule sur lequel elles sont montées déraille. Pour empêcher ce risque, l'in- vention concerne une forme de construction de boite d'essieu se composant presque entièrement de pièces embouties en acier.
Suivant une caractéristique de l'invention, les rouleaux qui sont disposés autour de l'arbre ou essieu tour- nent sur la surface intérieure d'un manchon cylindrique, par exemple en acier trempé, avec fente longitudinale unique qui lui fait acquérir une certaine élasticité radiale, ce manchon étant ajusté avec précision dans un autre élément cylindrique également avec fente longitudinale, lui faisant acquérir un certain degré d'élasticité et un dispositif exerçant une com- pression sur cet élément cylindrique fendu, dans le sens ra- dial pour régler le diamètre efficace de la surface intérieure, en contact avec les rouleaux, du manchon fendu.
Le réglage du diamètre de la surface, en contact avec les rouleaux, du manchon s'effectue d'une manière commode au moyen de surfaces coniques formées sur deux éléments annu- laires, qui peuvent recevoir un mouvement relatif les rappro- chant et les éloignant l'une de l'autre dans le sens parallèle à l'axe de la botte et qui entourent et sont en contact avec chacune des extrémités de l'élément cylindrique. Les éléments annulaires ont de préférence la forme de chapeaux qui enfer- ment les surfaces de portée et leur écartement mutuel est réglé par des éléments analogues à des boulons uniques ou accouplés, disposés parallèlement et symétriquement par rap- port à l'axe de la boite.
Les boîtes d'essieu montées par exemple au-dessous du châssis d'un véhicule léger de chemins de fer doivent se centrer automatiquement par rapport à l'essieu en raison de la déformation éventuelle du châssis sur lequel elles sont mon- tées et suivant une autre caractéristique de l'invention,
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portée nécessaires est monté de façon à recevoir un mouvement de centrage automatique universel par rapport au chassie du véhicule ou autre dispositif analogue sur lequel il est fixé.
Suivant une forme de réalisation ce centrage automatique est obtenu au moyen d'une bague oscillante de section circulaire entourant et encerclant la région du milieu de l'élément pré- cité et interposée entre cet élément et une surface de poussée portée par le châssis ou dispositif analogue ou en faisant partie. Suivant une autre forme de réalisation, ce centrage automatique est obtenu au moyen d'un coussinet à bille com- biné avec un couvercle de protection spécial qui empêche la poussière, les graviers ou autres matières tombant sur la boîte d'essieu au cours du chargement du véhicule d'endomma- ger la boite. Le coussinet de cette forme de réalisation, qui consiste dans une bille unique disposée dans une cage, est fixé suivant l'invention au centre d'un chapeau embouti en acier, logé entre la boîte d'essieu et le treillis du châssis du véhicule.
Pour empêcher la boîte d'essieu de s'encrasser et la graisse d'en sortir l'enveloppe ne comporte de préférence qu'une seule ouverture par laquelle passe l'essieu ou arbre et suivant une autre caractéristique de l'invention, le joint entre l'essieu et un élément d'enveloppe l'entourant est for- mé par une pièce annulaire en feutre ou autre matière, dane laquelle est enrobé un dispositif à ressort qui exerce une pression sur la surface intérieure du feutre ou autre matière en contact étanche avec l'essieu ou arbre et en même temps avec l'enveloppe de la boîte.
Pour éviter d'avoir à percer un autre trou dans la boîte pour y introduire le lubrifiant nécessaire, la boite d'essieu comporte suivant une autre caractéristique de l'in- vention un graisseur de forme analogue à celle des graisseurs du type " Stauffer", mais qui est complètement enfermé dans la boîte et fonctionne avec un piston intérieur mobile par @
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construction ordinaire inverse. Le chapeau extérieur de ce graisseur comporte un filetage extérieur par lequel il est fixé dans le chapeau de la botte d'essieu. Le piston du graisseur se manoeuvre au moyen d'un bouton de l'extérieur du chapeau de la boite d'essieu, ce bouton de commande for- mant la seule saillie à l'extérieur de l'enveloppe.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le coussinet à rouleaux précité consiste en rouleaux logée dans une cage en acier embouti dont les évidements formés entre des barres d'écartement pleines adjacentes ont une for- me de coin en coupe pour empêcher les rouleaux de tomber à l'intérieur lorsqu'on retire l'arbre ou essieu de la botte d'essieu. Les barres d'écartement peuvent être rectilignes, mais suivant une caractéristique secondaire de l'invention, on leur donne une forme courbe ou bombée pour éviter toute tendance des rouleaux à monter ou à cheminer au-dessous ou au-dessus des barres de la cage.
Les caractéristiques précitées, ainsi que d'autres, de l'invention sont faciles à comprendre d'après la descrip- tion détaillée à titre d'exemple d'une forme de construction de la boite d'essieu suivant l'invention, avec le dessin ci- joint à l'appui, sur lequel : la fig. 1 est une coupe transversale horizontale d'une boîte d'essieu suivant l'invention par un plan paral- lèle à l'axe de la fusée; la fig. 2 est une élévation latérale de la boîte d'essieu ; la fig. 3 est une élévation de face de la boîte d'essieu, qui est divisée en deux parties représentant des formes de construction équivalentes; la fig 4 est une vue en plan de l'ensemble de la boîte d'essieu ; la fig. 5 est une vue de face, en partie en éléva- tion et en partie en coupe, de la boîte d'essieu ;
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latérale et une coupe transversale d'une forme de construc- tion de la rondelle de garniture; les figs 7a et 7b sont des vues semblables aux figs 6a et 6b d'une autre forme de construction d'une rondelle de garniture double; la fig. 8 est une coupe partielle représentant le dispositif graisseur en détail; la fig. 9 est une élévation latérale de la cage des rouleaux du coussinet à rouleaux; la fig. 10 est une coupe transversale suivant la ligne X-X de la fig. 9 ; la fig. 11 est une élévation de face d'une forme de construction modifiée comportant une bille de portée uni- que permettant d'obtenir un mouvement de centrage universel et comportant aussi un chapeau de protection qui la recouvre ; la fig. 12 est une vue en plan du dispositif de la fig. 11 et la fig.13 est une coupe transversale du chapeau de protection des figs 11 et 12.
Suivant les figs 1 à 5, le numéro 10 désigne l'en- veloppe ou corps cylindrique principal de la botte d'essieu, qui consiste de préférence dans un bout de tube en acier.
Cette enveloppe comporte une fente longitudinale 11, fig. 5 sur toute sa longueur et suivant sa génératrice supérieure, et contient un manchon cylindrique en acier trempé 12 dont la surface intérieure sert de chemin de roulement extérieur à un coussinet à rouleaux comportant des rouleaux 13 qui coopèrent avec la surface de la fusée 14 de l'axe ou arbre 15.
Le manchon 12 comporte également une fente longitudinale 16, fig. 1 et 5, sur toute sa longueur, la forme ou la position de cette fente étant choisie de façon à former une surface de roulement effective, ininterrompue, pour les rouleaux 13.
A cet effet, la fente peut être disposée suivant une ligne droite oblique par rapport à l'axe de l'essieu, ou mieux à la forne d'un V ouvert, comme l'indique la figure. Elle peut
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évidemment avoir encore une autre forme.
L'enveloppe principale 10 est fermée d'une manière efficace à chaque extrémité par des éléments en forme de ca- pots 17, 18, l'élément 17 étant percé d'un trou 19 ajusté avec précision, dans lequel passe la fusée 14, et l'autre élément étant percé d'un trou fileté 20 dans lequel se loge le graisseur décrit en détail plus loin.
Les éléments en forme de chapeau respectifs 17, 18, comportent ces surfaces 21,22, de forme légèrement conique venant en contact avec les extrémités opposées de l'enveloppe 10, de sorte qu'on peut faire varier le diamètre intérieur efficace de l'enveloppe et par suite du manchon 12 qu'elle contient, en rapprochant ou éloignant les chapeaux l'un de l'autre dans une direction parallèle à l'axe de la boîte d' essieu.
Pour effectuer le réglage voulu de la position des chapeaux, ceux-ci comportent des pattes 23 diamétralement opposées percées de trous dans lesquels passent des boulons de serrage 24 sur lesquels se vissent des écrous correspon- dants 25. En réglant la longueur efficace du boulon 24, on peut serrer les chapeaux 17,18 sur l'enveloppe 10 dans la mesure qui est exactement nécessaire pour contracter la sur- face de portée intérieure du manchon 12 en faisant ainsi prendre à son diamètre la dimension précise lui permettant de fonctionner d'une manière efficace à titre de chemin de roulement extérieur du coussinet à rouleaux. Au lieu des bou- lons séparés 24, une solution équivalente consiste dans un boulon unique 24a en forme d'U, comme l'indique le cOté droit des figs 3 et 4.
L'enveloppe cylindrique principale 10 n'est pas fixée d'une manière rigide sur le châssis principal du véhi- cule qui la supporte, mais est montée de façon à recevoir librement un mouvement de centrage universel limité par rap- port au châssis du véhicule qui la supporte et à cet effet, l'enveloppe est entourée par une bague en acier 26 de section
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transversale circulaire montée folle et est également eituée entre les branches verticales opposées d'un bras 27 en forme d'étrier en U comportant des branches opposées horizontales 28 de prolongement, qui peuvent être boulonnées sur un élément 29 horizontal approprié du châssis du véhicule qui forme une surface de poussée.
La bague 26 est en contact ponctuel à son point le plus élevé avec la surface inférieure de l'élément 29 du châs- sis du véhicule, qui forme une surface de poussée et pénètre également dans des fentes en arc de cercle 30 formées sur les surfaces intérieures des branches verticales opposées de l'étrier 27. Les pattes 23 faisant partie des éléments 17, 18 en forme de chapeau se prolongent au-delà de l'étrier, de sorte que les boulons de serrage 24 sont disposés en dehors de l'étrier et passent dans les trous des pattes et dans les bouts de tubes 24a qui forment des rouleaux fous et servent en combinaison avec les boulons 24 et les pattes 23 à empêcher la boîte d'essieu de sortir de l'étrier, en formant en même temps un guide de glissement ou de roulement du mouvement de la boîte d'essieu dans le sens vertical.
Ce dispositif de centrage automatique de la boîte d'essieu peut être remplacé suivant une autre caractéristique de l'invention par une portée du type à bille unique. Les figs 11, 12 et 13 représentent une de ces formes de réalisation dans laquelle la bague 26 précitée est remplacée par une bille 50 maintenue en place par une cage 51 dans laquelle elle peut tourner librement. Cette bille est en saillie au-dessus et au- dessous de la cage de façon à transmettre la charge du véhicu- le à la boîte d'essieu.
Cette forme de construction modifiée comporte aussi suivant l'invention un chapeau de protection 52 posé entre l'étrier 27 et la surface de poussée 29 du châssis du véhicule.
Ce chapeau est maintenu en place par des boulons 53 qui passent dans les branches horizontales 28 de l'étrier 27. Il remplit deux fonctions, en premier lieu il forme une cage maintenant
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la bille de portée de centrage automatique 50 suivant l'axe au-dessus du corps de la boite d'essieu et en second lieu il la protège elle-même en empêchant la poussière, les graviers ou d'autres matières, telles que le sable ou le charbon qui peuvent être chargés dans le véhicule d'y pénétrer. A cet effet le chapeau de protection 52 en acier embouti, comporte sur ces cotes des rainures ou canaux 54 dirigés de haut en bas et détournant ces matières nuisibles du dispositif de graissage 38 et de l'ouverture 19 de la fusée.
Suivant les figs 1 à 10, pour empêcher la poussière d'entrer à l'intérieur de l'enveloppe, ou le lubrifiant d'en sortir, l'ouverture unique de passage de l'arbre ou fusée de l'essieu comporte une bague de garniture 31 en feutre ou autre substance appropriée entourant l'arbre ou essieu, et disposée entre la paroi de l'extrémité du chapeau 17 et une rondelle en acier 32 en contact avec l'extrémité du manchon 12.
Ainsi que l'indiquent en détail les figs 6a et 6b, cette bague de garniture comporte une fente dans un plan radial en dedans partant de sa périphérie extérieure et sur une profon- deur égale par exemple à la moitié de la profondeur radiale totale de la bague, et cette fente contient un ressort circu- laire de forme annulaire 33 en fil d'acier ou un ressort spi- ral sans fin par lequel la bague de garniture exerce une pres- sion radiale dirigée en dedans sur la fusée de l'essieu et en même temps une pression latérale dirigée en dehors qui fait augmenter la largeur de la bague en la maintenant ainsi en contact étanche avec les surfaces des parois adjacentes qui l'entourent.
Les figs 7 a et 7 b représentent une forme de cons- truction équivalente de la bague de garniture dans laquelle la bague unique 31 est remplacée par deux bagues en feutre 33, 34, entourant concentriquement l'arbre ou fusée 14. Les extré- mités de deux fils de ressort 36 semi-circulaires sont logées entre les surfaces en contact mutuel de ces deux bagues en eutre. Les ressorts sont disposés de façon à exercer une ,le
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pression en dedans entre leurs extrémités dont les plane BOUT perpendiculaires entre eux.
La tension des ressorte a pour @ effet de modifier la forme circulaire ne subissant pas d'et- ¯ fort de chaque bague en feutre en une forme ovale et dans ces conditions de pousser les régions à 90 l'une de l'autre de l'ouverture intérieure de chaque bague contre l'arbre ou fu- sée de l'essieu. Les ressorts circulaires étant décalés, on obtient un joint efficace sur toute la périphérie de l'arbre.
Le chapeau extérieur 18 comporte un graisseur 37 servant à lubrifier l'intérieur de la boite d'essieu. Pour empêcher la saillie nécessaire au-delà du chapeau extérieur de la boite d'essieu, qui résulte de l'emploi d'un dispositif "Stauffer" de la forme courante, le mécanisme du graisseur "Stauffer" est renversé et le dispositif est complètement logé dans le chapeau extérieur de la boîte d'essieu. Les dé- tails de ce graisseur du type "Stauffer" modifié sont faciles à voir sur la fig. 8. Le dispositif comporte une cuvette extérieure 38, fileté extérieurement, et vissée à fond dans l'ouverture 20. La cavité de la cuvette extérieure 38 loge un piston 39 qui peut se visser sur le filetage d'un arbre 40 monté à rotation dans la paroi de l'extrémité de la cuvette 38.
Un bouton moleté 43 permet de faire tourner l'arbre 40 à la main de l'extérieur de la botte d'essieu. Le remplissage de la cuvette 38 s'effectue en la retirant complètement de l'ouverture filetée, son dévissage étant facilité par la péri- phérie moletée 44 de son bord extérieur. Le fluide lubrifiant est dirigé sur les éléments de portée de la boîte d'essieu en sortant du graisseur par une bague de garniture 45 de for- me appropriée.
Les figs 9 et 10 représentent la forme de construc- tion de la cage des rouleaux du coussinet à rouleaux qui con- . stitue une autre caractéristique de l'invention. Les rouleaux 13 de cette forme de construction sont guidés dans une cage 45 en acier embouti qui comporte des barres d'écartement 44 antre des couronnes 48 aux extrémités opposées. Les barres
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47 sont disposées par rapport aux rouleaux qu'elles servent à séparer l'un de l'autre de façon à loger chaque rouleau dans un évidement 49 à section en forme de coin dont la lar- geur intérieure est inférieure au diamètre du rouleau.
Les rouleaux sont ainsi maintenus et ne peuvent pas tomber en dedans lorsqu'on retire la fusée 14 de l'essieu 15, Les bar- res 47 qui servent à guider les rouleaux ne sont pas recti- lignes comme d'habitude, mais ont une forme ondulée telle qu'elle est représentée, ou bombée en forme de tonneau, de façon que leur dimension efficace radiale augmente en empê- chant ainsi toute tendance des rouleaux à monter sur les bar- res de la cage ou à cheminer au-dessous.
La boîte d'essieu complète étant en service peut monter et descendre librement grâce à la présence des rou- leaux 24a entourant les boulons 24 dans l'étrier 27, le point supérieur de la bague en acier 26 de section circulaire for- mant une butée de transmission de la pression entre la boîte d'essieu et l'élément de support 29, par exemple le châssis du véhicule. Etant donné que cette bague 26 peut tourner li- brement et que la boîte d'essieu peut prendre un mouvement sensiblement universel par rapport à l'étrier 27 entre cer- taines limites déterminées, on obtient une forme de construc- tion efficace d'un dispositif de portée à centrage automatique.
En même temps étant donné que la bague 26 ou la bille 50 de ce dispositif de centrage automatique peuvent tourner libre- ment, le point d'application de la pression réelle de fonction- nement peut varier sans cesse en réduisant ainsi l'usure.
La boîte d'essieu elle-même est complètement enfer- mée et étant donné qu'elle se compose presque entièrement de pièces en acier embouti, elle offre une grande résistance aux détériorations accidentelles. Le réglage initial et le réta- blissement ultérieur de ce réglage du diamètre du chemin de roulement extérieur s'effectuant facilement de façon à lui donner des dimensions précises, malgré la simplicité de sa imbrication.
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Diverses variantes sont évidentes pour les spécia- listes et il est également évident que certaines caractéris tiques de l'invention, telles que celle de la forme de cons- truction du graisseur sont applicables à des dispositifs de portée autres que les boîtes d'essieu et même sont suscepti- bles d'autres applications.
REVENDICATIONS.
1.- Boite d'essieu ou portée analogue, comportant plusieurs rouleaux disposés autour d'un arbre ou d'une fusée d'essieu, dans laquelle ces rouleaux sont disposés de façon à rouler sur les surfaces intérieures d'un manchon cylindri- que avec fente longitudinale unique qui lui fait acquérir une certaine élasticité radiale, ce manchon étant ajusté avec précision dans un autre élément cylindrique également avec fente longitudinale lui faisant acquérir un certain degré d'élasticité et dans laquelle un dispositif exerce une com- pression sur cet élément cylindrique fendu, dans le sens radial, pour régler le diamètre efficace de la surface inté- rieure, en contact avec le rouleau, du manchon fendu.