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PROCEDE DE CHANGEMENT'DE'VITESSE POUR UNITES MOTRICES MULTIPNES A GRANDE
PUISSANCE ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE'DU PROCEDE.
Les unités motrices de moyenne et grande puissance et principale- ment celles qui comportent des transmissions mécaniques présentent, lors des changements de vitesse, l'inconvénient de provoquer des discontinuités impor- tantes dans leur effort. Cet inconvénient est particulièrement grave dans le cas des locos-tracteurs des chemins de fer à moteurs à combustion interne dans lesquels la résistance des attelages interdit le dépassement d'un effort limite.
En effet, lorsque l'on dépasse une certaine puissance les à-coups provoqués par les embrayages et débrayages au passage des combinaisons de la boîte de vitesses occasionnent la formation, dans les trains remorqués, d'on- des qui ont pour effet de comprimer et de détendre violemment les ressorts des tampons et d'attelages, ce qui entre autres inconvénients amené des rup- tures d'attelage.
Les conditions économiques d'exploitation et de construction ren- dent par ailleurs préférable à tout autre dispositif, au point de vue rendement, la transmission mécanique pure.Les constructeurs des locos-tracteurs ne pou- vaient donc, jusqu'à présent, pas construire de telles unités dont la puissan- ce dépassait une limite donnée, car cette construction, outre les inconvénients d'utilisation dangereuse signalée ci-dessus, était délicate.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en profitant du fractionnement de la puissance entre plusieurs unités motri- ces distinctes, dont on ne supprime l'effort, au moment du changement de vites- se, qu'alternativement ou successivement.
A cet effet, selon la présente invention, ïes locos-tracteurs sont munis de groupes moteurs multiples attaquant chacun sépament des es- sieux moteurs par l'intermédiaire de', boîtes de vitesses qui sont propres à chacun des groupes, lesdites boites de vitesses étant manoeuvrées, non pas en synchronisme, mais successivement et de façon automatique ou non, à la volon- té du conducteur.
De cette façon;, les à-coups transmis aux crochets de trac- tion, si le loco-tracteur comporte deux moteurs par exemple, ne résulteront
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que de la transmission de la moitié de la puissance ce qui réduit notablement et supprime même les dangers cités ci-dessus., car il n'y a jamais rupture com- plète de 1-'effort de traction. '
Les commandes des changements de vitesse selon l'invention, sont avantageusement réalisées à l'aide d'une transmission pneumatique qui permet de centraliser tous les instruments de commande sur un pupitre unique.
Ce pu- pitre peut comprendre une commande entièrement automatique réalisée par un jeu de cames par exemple, combine ou non à une commande manuelle séparée pour chacun des organes, ou simplement une commande manuelle de chacun des organes.
Afin de rendre'plus aisés et quasiment automatiques tous les mou- vements que le mécanicien du loco-tracteur a à exécuter, cette commande de boites de vitesses est combinée avec une commande de débrayage et une commande de la puissance et de la vitesse des moteurs. La commande de débrayage, égale- ment provoquée par de l'air comprimé est également modérable par une pédale qui permet de doser l'action souvent brutale de l'air comprimé et une valve modératrice d'air comprimé qui vient compléter le dispositif.
Sur la commande d'embrayage est disposée une tringlerie qui est reliée aux organes de réglage de la vitesse et de la puissance du moteur; dans le cas d'un- moteur à combustion interne du genre "Diesel", cet organe peut ê- tre une pompe à injection. Dans ce cas, la tringlerie permet de réaliser, lors d'un mouvement de débrayage., l'amenée du moteur au ralenti quelle que soit la position occupée par la manette de commande manoeuvrée par le conduc- teur, un réembrayage ramenant la tringlerie et, par conséquent, la pompe à injection, dans les positions qu'elles occupaient avant le débrayage.
L'emploi de plusieurs transmissions qui seraient en prise même tem- porairement sur des rapports de vitesses différents n'est possible que si des roues libres sont interposées entre les moteurs et les essieux ce qui élimine le danger certain de survitesse auquel des moteurs ne résisteraient pas. D'une manière plus précise, il est indiqué de placer la roue libre entre l'arbre mo- teur et la boite de vitesses en vue de faciliter le passage des vitesses ce qui facilite l'adoption de commandes automatiques. En effet, la présence de la roue libre, d'une part, et le fait, d'autre part, qu'il n'y a plus d'in- convénient, au moment des passages de vitesses,à ce que la manoeuvre soit faite brutalement en raison de la présence d'autres unités motrices main- tenues en action, permettent des embrayages sans dextérité.
Le dispositif in- diqué comporte également des variantes., séparément ou conjointement avec des roues libres, d'embrayage automatique, les transmissions pouvant comporter une ou plusieurs roues libres interposées entre les roues motrices et l'embrayage.
De même, lembrayage pourra être complété ou même remplacé par un coupleur hydraulique transformateur de couples ou non.
Il est évident que toute machine à groupes moteurs multiples est susceptible de recevoir des boites de vitesses multiples et que l'invention n'est pas limitée à l'application sur les locos-tracteurs.
On peut en outre apporter une simplification importante au dispo- sitif de commande automatique par suppression de la majeure partie des valves à air comprimé et leur remplacement par un robinet distributeur uniqueo
Ce robinet distributeur est d'un genre analogue au genre des ro- binets de commande du freinage à l'air comprimé en usage sur les locomotives.
Il comporte une glace circulaire dans la surface supérieure de laquelle débou- chent des canaux de distribution qui aboutissent aux raccords sur lesquels sont branchées les tubulures qui conduisent l'air comprimé aux différents cy- lindres de commande.
Un tiroir pivotant, dans la surface duquel apparaissent également des orifices de distribution, est superposé à la glace, l'ensemble du tiroir et de la glace appliqués l'un sur l'autre réalisant un joint mobile étanche.
Le tiroir et la glace sont contenus dans un boîtier étanche dans lequel aboutit la tubulure d'arrivée d'air comprimé en provenance du réservoir.
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Le tiroir est manoeuvré par un arbre qui traverse un joint étan- che du boîtier. Cet arbre est relié par l'intermédiaire d'un réducteur à une poignée de commande.
Selon une particularité avantageuse l'arbre de la poignée de com- mande comporte une came qui agit sur le poussoir de deux valves à air compri- mé, ces valves commandant respectivement l'admission d'air comprimé au cylindre de commande des embrayages des groupes moteurs.
Par ailleurs, les véhicules de traction à essieux multiples et no- tamment ceux du type ci-dessus défini sont soumis à des efforts importants lors des démarrages. En effet dans ces conditions, le châssis du véhicule a tendance à se cabrer ce qui charge exagérément les roues arrière et décharge les roues avant. Lorsque les essieux sont attaqués individuellement ou par groupes, mais non en totalité, par des moteurs multiples,certains de ces mo- teurs ont tendance à emballer par suite de patinage des essieux qu'ils comman- dent, alors que d'autres ont tendance au contraire à caler, ce qui est le cas surtout dans les locos-tracteurs à moteurs thermiques.
Un autre des buts de la présente invention est notamment de remé- dier à cet inconvénient.'A cet effet, un loco-tracteur à deux groupes d'es- sieux moteurs reliés à deux unités motrices différentes et indépendantes, par exemple, comporte des transmissions de la puissance des moteurs aux essieux disposés de façon telle que l'un des moteurs entraîne une paire d'essieux imbriqués dans la paire d'essieux qui est entraînée par le second moteur et l'un des essieux extrêmes est suspendu en même temps que l'essieu intermé- diaire qui le suit immédiatement par des ressorts dont les extrémités exté- rieures pour le groupe de roues considéré sont accrochées à des points fixes solidaires du châssis alors que les autres extrémités intérieures desdits ressorts sont accrochées sur les bras d'un balancier commun.
En outre, selon la présente invention, les lignes motrices et les transmissions relatives aux essieux imbriqués sont disposées parallèlement l' une à 1-'autre sur le châssis du loco-tracteur, ce qui permet une meilleure répartition des masses sur les essieux et une meilleure utilisation des en- combrements sur le châssis.
La description qui va suivre faite en regard des dessins annexés, donnés à titre dexemple non limitatifs, fera bien comprendre somment l'inven- tion peut être mise en pratique.
La figure 1 représente schématiquement en coupe un loco-tractéur muni de deux groupes moteurs et de deux boîtes de vitesses.
La figure 2 représente schématiquement le dispositif de distribu- tion de fluide de commande des combinaisons de vitesses et dembrayage.
La figure 3 est un profil correspondant à la figure 2.
La figure 4 est une -vue schématique avec arrachement partiel d' un dispositif de commande manuelle.
La figure 5 est un profil correspondant à la figure 4.
La figure 6 est un plan correspondant à la figure 4.
La figure 7 est un schéma en coupe d'une des valves de distribu- tiono
La figure 8 est un schéma de linstallation des commandes de chan- gements de vitesse.
La figure 9 est un schéma en coupe du mécanisme de commande des crabots mettant en prise.les différentes dentures.
La figure 10 montre la liaison par friction entre 1?axe de com- mande d'embrayage et le levier dattaque de la tringlerie de la pompe à in- jection.
La figure 11 est un profil correspondant à la figure 10.
La figure 12 représente la tringlerie de commande de la pompe à
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injection dans la position puissance-maximum.
La figure 13 correspond à la figure 12 pour la position puissance- minimum.
La figure 14 représente en coupe axiale le robinet distributeur.
La figure 15 est une vue du dessus de la glace.
La figure 16 est une vue du dessus du tiroir.
La figure. 17 est un schéma qui représente le distributeur de 1?air comprimé aux différents organes de commande des embrayages et des boites de vitesse, cette figure étant la réunion des figures 4a et 4b.
La figure 18 représente schématiquement un profil d'un loco-trac- teur avec divers arrachements partiels.
La figure 19 montre schématiquement la disposition des groupes mo- teurs et des transmissions en plan.
Le dispositif de changement de vitesse selon 1?invention est mon- té sur un loco-tracteur, comme bien montré sur la figure I, dont le châssis 1 est à deux groupes de trois essieux 2a et 2b réunis par des bielles 3a - 3b.
L'essieu central supporte les ponts 4â et 412 qui sont des transmissions d'an gle à réducteur et dont l'arbre d'entrée comporte une roue libre 5â - 5b. Les ponts 4â et 4b contiennent en même temps des inverseurs qui permettent d'assu- rer les deux sens de marche du loco-tracteur. Les roues libres 5a et 5b pour- raient d'ailleurs être disposées à la sortie même des boites de vitesses.
Un arbre intermédiaire 6a-6b dont les extrémités sont munies de joints universels, relie la roue libre 5a à la sortie d'une boite de vitesses 7a-7b.La boite de vitesses 7a-7b est mise en prise par l'arbre intermédiaire 8a-8b dont les extrémités comportent des joints universels;, avec l'arbre de sortie d'un groupe moteur 9a-9b dont le carter se termine par le carter d'em- brayage 10a-10b.
L'un des moteurs au moins est muni d'une pompe de production d'air comprimé 11 et, de préférence, les deux moteurs comportent cet organe.
Chacun des moteurs est muni d'une pompe à injection de combustible liquide 12, ces organes, pompe à air et pompe à combustible, étant entraînés par des renvois de puissance convenable. La pompe à air 11 débite dans un réservoir 13.
Dans la cabine de conduite 14 est disposé un pupitre de commande 15 qui sera décrit ci-après.
Le réservoir à air comprimé 13 est mis en relation par le jeu de valves convenable avec un des cylindres 16 de commande des combinaisons de vitesse; ce cylindre 16, mis en relation par son ouverture 17 avec la tubu- lure d'amenée de l'air comprimérenferme une tête 18 qui supporte, par une garde 19,un joint souple annulaire formant garniture d'étanchéité 20. Sous la garde 19 est disposé un épaulement 21 d'appui d'un ressort de rappel 22.
Sur le cylindre 16 sont prévues des pattes de fixation 23 et on boulonne sur la partie terminale de la chemise du cylindre 16 un carter 24 muni d'une bague d'étanchéité 25, ledit carter 24 servant d'arrêt au ressort 22. La tige de pLs- ton 26 entourée par un tube 27, sur lequel est faite l'étanchéité est fixée par vissage par exemple dans une tige 28 support d9une fourchette 29 de chan- gement de vitesse. La fourchette 29 attaque à la manière connue un porte-cra- bots qui peut amener les crabots au contact d'un pignon 31 qui comporte une denture de mise en prise convenable avec les crabots ou avec le pignon 32 qui comporte également la même denture de mise en prise.
Les passages de vitesses sont de préférence synchronisés au moy- en d'un synchroniseur à inertie, dispositif connu en sois et qui n'importe pas à l'invention, mais qui permet d'éviter que la transmission ne soit dé- térioriée par enclenchement d'une vitesse avant que la synchronisation ne soit terminée;, ce qui risquerait de se produire fréquemment puisqu'on utilise ici une commande pneumatique assez brutale. De même, de préférence les boites
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de vitesses sont munies d'enclenchements connus qui empêchent la mise en prise simultanée de deux combinaisons.
Sur la tige de commande 28 est disposé un manchon 33 qui renferme un ressort de rappel 34 appuyé sur une rondelle 35 solidaire de la tige 28; l'autre extrémité du ressort 34 est appuyée sur le fond 36 du boîtier 33, le fond 36 étant sépare par un jeu appréciable de la paroi 37 de la boîte de vitesses constituant un arrêt, ceci afin de dégager le point mort de tou- te action élastique dissymétrique qui pourrait être gênante.
L'action des ressorts 34 et 22 permet le retour au point mort lorsque la pression d'air comprimé cesse d'agir sur le piston correspondant.
Comme on le voit clairement sur la figure 8 où les manoeuvres des valves de commande des mécanismes de passage des vitesses sont schématiquement montrées,la pompe à air 11 entraînée par le moteur 9a alimente par un tubulu- re appropriée 40, le réservoir 13. Du réservoir 13 partent des conduites 41- 42 alimentant des séries de valves 43-44 et d'où partent des tubulures 45-46 qui aboutissent à des pistons moteurs 16, tels que ceux qui ont été décrits ci-dessusa
Afin de rendre le passage des vitesses très aisé, la commande du débrayage 10a, contenue dans le carter du moteur ou non, est effectuée éga- lement à l'air comprimé.
A cet effet, une conduite 47 est piquée sur le ré- servoir 13 et aboutit à une valve 48 d'où une tubulure 49 amène cet air com- primé à un cylindre d'embrayage 50. Le cylindre d'embrayage 50 agit sur le palonnier 51 qui provoque la rotation de l'axe d'embrayage 52.
Le dispositif dembrayage est organisé de façon telle qu'un res- sort tende constamment à écarter les plateaux d'embrayage,le rapprochement desdits plateaux étant provoqué par 1?admission d'air comprimé dans le cylin- dre 50.
Deux moyens de réglage de la manoeuvre de 1?embrayage sont à la disposition du conducteur :une pédale 52 de disposition classique qui permet au conducteur, au moment du démarrage, de modérer ou supprimer Inaction de l' air comprimé et une valve 54 disposée sur la tubulure 47 modérant ou arrêtant l'arrivée de l'air comprimée ce qui, depuis la commande à main 55 disposée au voisinage des fenêtres de la cabine 14, permet d'effectuer des manoeuvres avec précision.
Pour plus de sécurité,9 pour éviter des embrayages intempestifs lorsque les crabots de mise en prise des vitesses ne sont pas complètement engagés, les tiges de passage des vitesses 28 comportent des encoches 56 en nombre égal aux positions de repos qu'elles doivent occuper et dans lesquel- les peut s'engager le poussoir 57 d'un contacteur électrique 58. Ce dernier, relié par les canalisations électriques convenables à une source d'énergie non représentée, est mis en série avec une électro-valve 59 disposée sur la conduite 47 qui coupe l'admission d'air comprimé tant que l'une des combinai- sons des vitesses n'est pas engagée à fond ou que le point mort n'est pas ab- solument obtenu.
La même électro-valve 59 est évidemment montée en série avec tous les contacteurs 58 relatifs aux différentes tiges 28 de manoeuvre de la boite de vitesses.
Afin de rendre encore plus pratique le diapositif, la timonerie d'embrayage et, en particulier,l'extrémité du palonnier 51 sont reliées par une tringlerie 60 à l'arbre 61 de réglage de la pompe à injection 12 de com- bustion. Cette timonerie 80 est bien montrée sur les figures 12 et 13.
Le levier 63 est monté fou sur l'axe 52 mais est constamment re- poussé contre la rondelle 64 par un ressort 65 réglé par une butée 66 appuyée sur écrou et contre-écrou 67. Le levier 63 peut éventuellement être complé- té par un doigt de butée 68 limitant sa course angulaire, le doigt de butée portant sur des butées 69-70 de fin de course.
Le levier 63 est attelé,, par son extrémité libre, à une tige de commande 71 de longueur réglable par un dispositif à double pas de vis oppo- sés 72, bien connu en soi, et bloqué par contre-écrou 75 sur les deux parties
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de la tige à réunir, cette tige 71 s'articulant sur un axe 74 constituant le point de réunion des trois tiges. Sur l'axe 74s outre la tige 71, sont atte- lées une tige 75 de liaison avec l'organe à régler,en l'espèce la pompe à injection 12, et une tige 76 dont l'extrémité est articulé sur un levier-à sonnette 77 relié par sa branche 78 à la manette des gaz. La branche 78 sert d'ailleurs-de butée sur une butée 79 de fin de course.
La figure 12 correspond à la position embrayée alors que les sché- mas de la figure 13 correspondent à la position débrayée.
L'axe 61 de la pompe à injection est attaqué par un levier 80 dont le point d'attache 81 sur la tige 75 est constitué par une chape coulis- sante comprise entre une butée fixe 82 constituée par écrou et contre-écrou et une butée souple 83 formée par un ressort appuyé sur un arrêt 84.
Ce dispositif de double butée, dont l'une souple, peut être évité en confondant, sur le même axe, les axes 61 et 52 et en prenant des longueurs égales convenablement choisies pour les tiges 71, 75, 76 et le levier 77.
Il suffit, en outre, de fixer l'axe du levier à sonnette 77 dans la position qu'occupe l'axe 74 lorsque le moteur est débrayé et la pompe d'in- jection au ralenti, d'une part, et, d'autre part, de faire coïncider l'axe d'articulation des leviers 76 et 77 avec la position de l'axe 81 lorsque ce dernier occupe la position de ralenti.
Le dispositif de manoeuvre automatique pour le passage des vi- tesses monté sur le pupitre 15 de conduite, comporte un volant de manoeuvre 85 claveté sur un axe 86 formant arbre à cames.
La figure 2 représente seulement partiellement le dispositif de manoeuvre qui comporte une came 87 actionnant une valve 88 d'embrayage et des cames 89 actionnant successivement des valves 90 de passage des vitesses, ces valves 90 correspondant aux valves 43-44 du schéma de la figure 8 et la valve 88 correspondant à la valve 48 du même schéma.
Les cames 89 sont à bossage unique et attaquent seulement une fois les plateaux 91 d'action sur les valves au cours de la rotation complète du volant 85 alors que la came 87 est à bossages multiples et comprend au- tant de passages qu'il existe de valves 90 au moins, pour attaquer les pla- teaux 92 d'action sur les valves 88, de façonà provoquer les embrayages et dé- brayages successifs nécessaires, chaque fois qu'une valve 90 est refermée et que la valve 90 suivante est ouverte, ce qui correspond au désenclenche- ment d'une combinaison des vitesses et à l'enclenchement d'une autre.
Il est parfois souhaitable, pour éviter que le trop de facilité de conduite ne provoque un désintéressement du conducteur de la manoeuvre qui occasionne des fautes dans la conduite, fautes susceptibles de causer des dégâts mécaniques, qu'on préfère commander les boîtes de vitesses de ces locos-tracteurs à l'aide de leviers de manoeuvre indépendants. A cet effet, le pupitre 15 comporte à sa partie supérieure une plaque 93 de sélection au travers de laquelle passent deux groupes de leviers 94a-94b. Les leviers 94a concernent la manoeuvre du groupe moteur 94a, boîte de vitesses 7a, attaque d'essieux 4a et les leviers 94b, le groupe moteur 9b, etc...
La plaque de sélection 93 est percée de rainures 95-96-97 au tra- vers desquelles passent les leviers 94, la rainure 95 présentant seulement deux positions d'accrochage du levier 94 à chaque extrémité, ces positions d' accrochages étant constituées par des encoches 98, alors que les rainures 96- 97 présentent trois positions d'accrochages 99. Les leviers 94 sont fixés sur un axe 100 sur lequel ils peuvent pivoter et coulisser. Ils sont solidaires des palonniers 101 porteurs des poussoirs réglables 102 d'appui sur des pla- teaux de manoeuvre 103 des valves 104. Ces valves 104 correspondent aux val- ves 43-44 montrées sur la figure 8.
Sous la plaque 93 sont disposées des grilles coulissantes 105 dont les barreaux peuvent venir s'appuyer sur les leviers 94 qui sont rappe- lés au contact desdits leviers dans le sens qui conduit ces derniers à s'enga- ger dans les échancrures 98, par un dispositif élastique non représenté.
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La grille 105 est montée coulissante dans des guides 106 et elle comporte une chape 107 dans laquelle s'articule un levier 108 pivotant lui- même autour d'un axe 109 solidaire d'une chape 110 prévue sur la paroi laté- rale du pupitre 15.
Le levier 108 comporte un poussoir réglable 111 s'appuyant sur le plateau de manoeuvre 112 d'une valve d'embrayage 113. La valve d'embraya- ge 113 correspond à la valve 48 montrée sur le schéma de la figure 8.
Les valves d'admission d'air comprimé sont d'un type bien connu couramment employé et comprennent un poussoir 112 surmonté par une tête d'ap- pui 113a formant le plateau 103 mentionné ci-dessus. Un ressort 114 trans- met les impulsions données au plateau 113a, à un tiroir 115 qui comporte deux soupapes opposées de conicité inversée, repoussées sur deux sièges qui séparent-l'espace d'admission d'une tubulure d'échappement et dans lequel s' ouvre la conduite à alimenter 116. Le tiroir 115 est ramené en position de fermeture par rapport à l'ouverture 117 communiquant avec le réservoir 13 lorsque le poussoir 112 est en position haute.
L'ouverture d'échappement 118 combinée à la soupape ainsi constituée permet d'obtenir les manoeuvres à déclenchements brusques du tiroir 115 pour la mise en communication de la tubulure 116, soit avec la tubulure 117, soit avec la tubulure 118.
Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant
Lorsque le mécanicien conducteur du loco-tracteur veut provoquer un changement de vitesse, dans le cas où le dispositif n'est pas automatique, c'est-à-dçre le cas d'utilisation d'un pupitre de commande tel que repré- senté aux figures 4 à 6, il actionne le levier 94 correspondant à l'encoche 95 en le sortant de 1-'échancrure 98. Le levier 94 considéré glisse sur l'a- xe 100, vient s'appuyer sur le premier barreau 105 de la coulisse et provoque la manoeuvre de la valve 113, l'amenée du levier 94 considéré dans l'échan- crure opposée à 19 échancrure 98 et provoque 11 actionnement d'une des valves 104.
Si la combinaison choisie est une combinaison correspondant à une petite vitesse demandée, le levier 91 correspondant à la saignée 97 a été ma- noeuvré préalablement pour l'amener dans 12'échancrure 97 ce qui a pour effet d'établir la communication' des fluides de manoeuvre avec les cylindres de com- mande des tiges coulissantes de la boîte de vitesses pour les basses combi- naisons.
Le coulissement du coulisseau 105, comme on peut le voir claire- ment sur la figure 8, a provoqué la manoeuvre de la valve 48 ce qui amène 1' embrayage en position de débrayé. L'enfoncement d'un levier 94 dans une en- coche provoque au contraire l'embrayage, à condition que la combinaison des vitesses soit bien enclenchée et que 19'électro-valve 59 permette l'arrivée d'air comprimé à la valve 48. Le mécanicien peut modérer l'embrayage par ac- tion sur la pédale 53, sur la valve 55, ou sur les deux à la fois. A chaque manoeuvre d'un levier 94a ou 94b correspond un débrayage, une sortie de com- binaison de vitesse,une entrée sur une nouvelle combinaison de vitesse et un réembrayage.
En même temps, la tringlerie 60 agit sur la pompe à injection, comme on le voit clairement sur le schéma de la figure 12, pour amener le mo- teur au ralenti lors des débrayages et rétablir le régime choisi au fur et à mesure des réembrayages.
La rotation du levier de la rondelle de friction 64 du levier 63 tire sur la bielle 71, ce qui provoque la rotation de la'biellette 80 quelle que soit la position du levier de sonnette 78. Ce débrayage amène le levier de sonnette 80 sur sa butée 80a correspondant au ralenti, que la manette des gaz soit sur sa butée de plein gaz 79 ou,. non. A chaque changement de vitesse, par conséquent, le moteur est ramené automatiquement au ralenti pour, au cours du réembrayage, regagner la vitesse qu'il peut prendre en fonction du régime d'injection de combustible imposé par la position de la manette.
Lorsque le conducteur a manoeuvré l'un des leviers 94a, provo- quant ainsi la mise en prise du moteur 9a avec les essieux correspondants, il
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manoeuvre ensuite le levier choisi parmi les leviers 94b provoquant la répé- tition des manoeuvres analogues qui se produisent sur le groupe moteur 9ba
La présence des roues libres 5a-5b isole complètement les boû- tes de vitesses des influences motrices des essieux et le débrayage isole ces boites de vitesses des influences motrices des moteurs, si bien que les changements de vitesse peuvent s'opérer sans heurts mécaniques grâce à la présence du synchroniseur à inertie, sans que l'enclenchement d'une vitesse ne puisse se produire tant que la synchronisation totale n'est pas terminée.
La présence de ces organes est avantageuse du fait que la brutalité des ma- noeuvres imposées par la commande à air comprimé n'a aucune conséquence sur les organes mécaniques.
Dans le cas d'utilisation d'un pupitre à commande automatique analogue à celui qui est représenté partiellement aux figures 2 et 3, chaque changement de vitesse occasionné par la mise en prise d'une came 89 avec un plateau 91 et le désaccouplement de deux de ces organes analogues est accom- pagné d'une mise en prise de la came 67 avec le plateau 92 ; a donc une ma- noeuvre de débrayage par changement de vitesse.
Le tracteur faisant application de cette méthode de changement de vitesse et constitué comme ci-dessus décrit, comporte donc plusieurs moteurs qui possèdent chacun leur transmission mécanique indépendante à roue libre.
Ces transmissions mécaniques sont établies de sorte que le rap- port entre deux combinaisons de vitesses est plus petit que le rapport des vitesses extrêmes admissibles pour le moteur fonctionnant à pleine charge, permettant sans inconvénient pour les moteurs une marche continue, en uti- lisant pour chaque transmission des rapports de vitesses voisins entre eux et non égaux.
Les changements de vitesses sont réalisés successivement pour cha- que transmission au groupe de transmission, si bien qu'il n'y a jamais rup- ture dans l'effort de traction.
Une disposition avantageuse pour le pupitre automatique présente comme combinaison des vitesses successives : - pour les deux groupes moteurs,point mort-point mort, point mort- lère vitesse, lère vitesse-lère vitesse;
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l, , 2' , , , , , 3ème-4ème, 4ème-4ème, - ere-2eme, 2%eme-2%eme 2eme-3eme, 3eme-3eme, 3eme-l.eme, 4eme-l.eme, lèmem5ème, sème-sème, 5ème-6ème, 6ème-6ème; dans ce cas où les boites de vitesses sont à six combinaisons, l'inversion de marche est obtenue par l'intermédiaire des ponts réducteurs 4a-4b qui sont également des ponts inverseurs.
Une forme de réalisation de pupitre manuel comporte deux groupes de trois leviers, comme représenté sur les figures 4, 5 et 6, les deux le- viers centraux distribuant l'air comprimé pour réaliser le point mort,les bas- ses combinaisons des vitesses et les hautes combinaisons des vitesses. Les six vitesses sont obtenues par la manoeuvre des leviers médians et des le- viers extérieurs dont les positions multiples correspondent respectivement pour chacune d'entre elles à la lère et à la 4ème vitesses 'd'une part, et la 2ème, 3ème, sème, 6ème vitesses, d'autre part.
Comme représenté sur les figures 14 à 17, la commande peut être simplifiée par les dispositions suivantes : Le robinet de distribution com- porte une embase 201 dont la surface supérieure 202 forme la glace. La surfa- ce latérale sensiblement cylindrique de l'embase 201 comporte des alésages filetés 203 destinés à recevoir les raccords de jonction des tubulures de distribution d'air comprimé. Sur la surface supérieure 202 qui forme glace, peut pivoter de façon étanche un tiroir 204 sensiblement cylindrique, ti- roir qui comporte des perçages taraudés 205 ne débouchant pas et qui reçoivent les boulons de liaison du tiroir 204 à un plateau d'entraînement 206. Ce pla- teau d'entraînement comporte la partie femelle 207 d'un entraînement tourne- vis dont la partie mâle 208 est solidaire d'un arbre de commande 209.
Cet ar-
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bre de commande traverse avec interposition d'un joint étanche 210 un boî- tier 211 fixé de façon étanche sur l'embase 201, ce boîtier coiffant le ti- roir 204.
La glace et le. tiroir constituant un distributeur sont munis de lumières et de canaux disposes de telle sorte que les cylindres de commande des boites de vitesses sont mis successivement, soit en communication avec le réservoir d'air comprimé,soit en communication avec l'échappement. Dans ce but, comme on le voit clairement sur la figure 15, la glace est percée de six trous placés sur une même circonférence et répartis sur celle-ci selon les positions angulaires suivantes : - le trou A2;,, correspondant à l'enclenchement de la première vitesse de la boîte de vitesses n 2, est centré arbitrairement sur le rayon considéré comme origine des angles ;
- le trou B2, correspondant à la seconde vitesse de la boîte n 2, se trouve sur.le rayon situé à + 60 (le sens positif adopté pour la désigna- tion des angles étant celui qui est indiqué par la flèche); - le trou'02, correspondant à la troisième vitesse de la boite n 2, se trouve situé sur le rayon 1 + 120 ; - le trou Al correspondant à la première vitesse de la boîte n 1, se trouve situé sur le rayon à + 150 ; - le trou Bl, correspondant à la deuxième vitesse de la boîte n 1, se trouve situé sur le rayon à + 210 ; - le trou Cl, correspondant à la troisième vitesse de la boîte n l, se trouve situé sur le rayon à + 270 .
Sur une circonférence interne à celle qui vient d'être décrite et concentriquement à cette dernière, sont pratiquées sur la boîte deux lu- mières semi-circulaires Gl et P2. La lumière Gl est mise en communication avec le cylindre de commande du doubleur de la boîte de vitesses n 2, ce cylindre correspondant à la position du doubleur sur le petit rapport de multiplication.
Cette lumière réunit un perçage de la glace à deux perçages borgnes d'extré- mité. Cette lumière se présente sous la forme d'un canal qui part de l'angle - 30 et s'arrête à l'angle + 120 . Le deuxième canal semi-circulaire Gl cor- respond par un perçage au raccord de la tubulure qui distribue l'air compri- mé au doubleur' de la boîte de vitesses n 1, ce doubleur étant ainsi placé sur le grand rapport de multiplication. Le canal que constitue cette lumière s'é- tend de l'angle + 150 à l'angle + 270 .
Enfin, la glace 201 est pourvue dans sa partie supérieure de deux autres canaux semi-circulaires Pl et G2 de commande des doubleurs des boîtes de vitesses, la lumière Pl correspondant au raccord qui conduit l'air compri- mé au doubleur de la boîte de vitesses n 1 pour le placer sur le petit rap- port et la lumière G2 aboutissant au canal qui conduit au cylindre de comman- de du doubleur de la boîte de vitesses n 2 pour placer ce dernier sur le grand rapport.
La lumière Pl s'étend de l'angle + 180 à + 2700 alors que la lu- mière G2 s'étend de l'angle 0 à l'angle + 90 .
Le tiroir est également muni de lumières et de canaux semi-cir- culaires. Trois lumières a1, a2, a3 sont destinées à assurer l'admission.
- la lumière al est destinée à recouvrir la circonférence de la glace dans laquelle sont percés les trous A2, B2, C2 et A1, B1, C1; - la lumière a2 est destinée à recouvrir la circonférence corres- pondant aux lumières Pl et G2; - la lumière a3 est destinée à recouvrir à la fois les circonfé- rences sur lesquelles apparaissent les trous Al, B1, Cl et A2, B2, C2 et les rainures semi-circulaires Gl et G2; - les lumièresal,a2 sont semi-circulaires et commencentà l'angle + 150 pour se terminer à l'angle + 180 ;
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- la lumière a3 située dans le secteur opposé commence à l'angle + 330 et se termine à l'angle + 360 .
Le tiroir possède en outre deux canaux semi-circulaires et quatre lumières d'échappement : - les lumières d'échappement e1, sont destinées à recouvrir la circonférence qui comporte les trous A1, B1, Cl et A2, B2, C2; - la lumière e2 est constituée par un trou disposé sur la circon- férence G1, P2, ce trou est percé de telle sorte qu'il soit situé à l'angle + 1500; - la lumière el commence à l'angle + 30 et se termine à l'angle + 120 .
Elle dépasse cet angle d'une petite quantité afin de constituer une avance à l'échappement; - la lumière e3 commence à l'angle + 210 et se termine à l'angle + 300 en débordant légèrement de ces limites pour la même raison; - le canal el est relié par un canal à la manière e2, ce canal partant de l'extrémité située à + 120 ; - enfin, une'lumière e4 ménagée sur la circonférence qui corres- pond à celle qui comporte les canaux Pl et G2 de la glace s'étend de l'angle - 60 à l'angle + 30 .
Les lumières el, e3 et e4 sont reliées à un trou central T ménagé dans le tiroir par des canaux. Ce trou T correspond à un trou central Tl mé- nagé dans la glace 201, trou par lequel peut se faire l'échappement d'air com- primé. L'admission d'air comprimé est faite par un raccord vissé dans une per- foration 212 du couvercle 211.
Dans la position représentée sur les figures,on voit que l'air comprimé est envoyé au moyen des lumières d'admission dans les trous ou rai- nures semi-circulaires qui correspondent à la première vitesse et au petit rap- port de chacune des boites de vitesses. Lorsque le tiroir est déplacé de 30 dans le sens indiqué par la flèche, on voit que Pair comprimé est envoyé dans les lumières d'admission, trous ou rainures correspondants à la première vi- tesse de la boite n 2 et la seconde vitesse de la boîte n 1.
Lorsque l'on tourne une nouvelle fois le tiroir de 30 , on voit que l'air comprimé est envoyé dans les trous ou rainures qui correspondent à la seconde vitesse sur les deux boîtes de vitesses.
Une nouvelle rotation de 30 amènera 1?air comprimé dans les trous ou rainures qui correspondent à la seconde vitesse sur la boite n 2, et à la troisième vitesse sur la boîte n 1. Les douze combinaisons de vitesses peu- vent ainsi être réalisées par rotations successives du tiroir de 30 chaque.
Comme on le voit clairement sur la figure 17, le distributeur ci- dessus décrit et désigné dans son ensemble par la référence 2139 est entraî- né par un réducteur 214 dont l'un des engrenages 215 est solidaire de l'arbre
209, alors que l'engrenage 216 est solidaire d'un arbre 217 en bout duquel trouve une manivelle de commande 218.
Les deux moteurs 221 et 222 comportent chacun une boite de vites- ses du type décrit 223 et 224, dont les arbres de sortie 225 et 226 attaquent les groupes de roues; chaque moteur comporte un embrayage 227, 228. Le réser- voir d'air comprimé 229 mis sous pression par une pompe, envoie cet air com- primé par une tubulure 230 au distributeur 213, Sur la tubulure 230, est pré- vue une électro-valve 231 qui permet de'mettre le distributeur 213 à l'échap- pement. Du distributeur 213 partent les conduits d'air comprimé qui aboutis- sent aux cylindres de commande d'enclenchement des vitesses.
Pour la simpli- ' fication de la figure, quatre de ces conduites seulement ont été représentées : les conduites 232 et 233 qui aboutissent à des cylindres 234 et 235 travail- lant en opposition sur une même tige 236 de manoeuvre d'un baladeur de la boî- te de vitesses 223; les conduites 237, 238 aboutissant dans les mêmes condi- tions au cylindre 239, 240 d'une tige 241 d'un baladeur de la boite de vi-
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tesses 224.
La sécurité des enclenchements dans les boîtes de vitesses est as- surée par un dispositif analogue à celui qui a été décrit ci-dessus, dispositif électrique agissant sur l'électro-valve qui interdit l'embrayage de la trans- mission sur le moteur correspondant.
Sur l'arbre 217 est calée une came 242 qui comporte un bosage se- mi-circulaire 243. Ce bossage semi-circulaire 243 est placé sur la demi-cir- conférence dont le diamètre est confondu avec celui qu'occupe la manivelle 218. Ce bossage 243 est destiné à agir sur les poussoirs de deux valves 244 et 245 de distribution de l'air comprimé aux pistons 246 et 247 de débrayage des moteurs 221 et 222. Dans ce cas particulier de réalisation, l'embrayage est assuré élastiquement par des ressorts à la façon classique, le débrayage étant commandé à l'air comprime. Les valves 245 et 244 sont reliées au ré- servoir 229 par une tubulure 250 à deux embranchements.
De la valve 244 part une tubulure de distribution d'air comprime 251 qui aboutit au cylindre 246, alors que de la valve 245 part une tubulure 252 qui aboutit au cylindre 247.
De mêmes de la valve 244, part une tubulure 253 qui aboutit à une électro-val- ve de sécurité 254, cette électro-valve étant alimentée en air comprimé par une tubulure 255 en provenance du réservoir 229. L'électro-valve 254 est bran- chée sur une tubulure 256 qui aboutit au robinet régulateur d'embrayage 257 également alimenté en air comprimé par une tubulure 258 branchée sur le réser- voir 229.
De mêmes la valve-245 est munie d'une tubulure 259 aboutissant à une électro-valve de sécurité 260 alimentée en air comprimé par une tubulure 261, en provenance du réservoir 229, et branchée par une tubulure 262 sur le robinet régulateur 257. Le robinet régulateur 257 est commandé par une pédale d'embrayage 263 qui, à fin de course, met en action le poussoir d'un commuta- teur électrique 264. Ce commutateur électrique est à deux positions stables, l'une de coupure, l'autre d'enclenchement, chacune de ces positions étant ob- tenue par des mouvements successifs de même sens du poussoir de commutateur.
Ce commutateur est disposé en série sur le circuit d'alimentation de l'élec- tro-valve d'échappement 231.
Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant ;
L'appareillage étant au repos, les moteurs tournante les boîtes de vitesses étant au point mort,la source d'électricité étant sous tension et les réservoirs d'air comprimé sous pression, le conducteur de la locomo- tive enfonce à fond la pédale 263, ce qui a pour effet de débrayer et ensui- te d'établir le circuit d'électro-valve 231 qui met sous pression le distri- buteur 213. Celui-ci est'dans la position première-première. Ces deux vites- ses s'enclenchent. Le conducteur relève à ce moment lentement la pédale 263 et, par le robinet régulateur 257, Pair comprimé contenu dans les cylindres 246, 247 est progressivement conduit à l'échappement. Les deux moteurs embray- ent et la locomotive démarre.
Lorsque le conducteur, sans toucher à la pédale 263, fait pivoter la manivelle 218, le bossage 243 provoque la manoeuvre de la valve 244; de Pair comprimé est admis au cylindre 246 et le moteur 221 est débrayé sans que le moteur 222 le soit. Ce débrayage dure jusqu'à ce que la manivelle 218 ait réoccupé une position verticale. Pendant ce temps, le dis- tributeur 213 a vu son tiroir 204 pivoter de 30 et la boîte de vitesses 223 est passée de la première vitesse à la seconde vitesse.
Les différentes manoeuvres se poursuivent sur les deux moteurs de manière analogue pour faire défiler les différentes combinaisons de vitesses de façon automatique. Il est à remarquer que les positions stables de la ma- nivelle 218 ont été choisies verticales pour la commodité de la manoeuvre.
Les mêmes vitesses sur chacune des boîtes sont obtenues par exem- ple dans la position basse de la manivelleles vitesses différentes dans la position haute. Le point mort peut être obtenu à tout moment en mettant à 1' échappement 1'électro-valve 231 par le poussoir du contacteur 264 ou par tout autre moyen.
On peut, 'en particulier, prévoir différents autres dispositifs de
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sécurité par rupture du circuit, sur le circuit de cette électro-valve 231 Il convient en outre de remarquer que chaque cylindre d'embrayage est alimen- té directement par les électro-valves 254 ou 260 lorsque la boîte de vitesses correspondante n'est pas dans une position correcte, par les valves à pous- soir 244 ou 245 lorsque la came 242 entre en action ou lorsque, ni les électro- valves en question, ni les valves 244-245 n'étant commandées par le robinet 257, le conducteur agit à fond ou non sur'la pédale de débrayage.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de la présente invention, on pourra apporter des modifications aux formes de réalisation qui viennent d'être décrites. En particulier, l'invention permet d'appliquer, à des trans- missions résistant mal aux à-coups, des puissances élevées, à l'aide de mé- canisme de changement de vitesses mécaniques d'un bas prix de revient et à haut rendement.
Le nombre de groupes moteurs n'est évidemment pas limité à deux et constitue simplement la limite inférieure de ce nombre. Les groupes moteurs peuvent également être installés sur des véhicules différents, mais attelés en- semble.
Comme on peut le voir sur la figure 18, le loco-tracteur 301 est pourvu de quatre essieux A, B, C et D solidaires de paires de roues telles que les roues 302 roulant sur des rails 303.
Les essieux A et B, par l'intermédiaire des boites d'essieux, re- posent sous les ressorts de suspension 304a, 30412. Il en va de même pour les essieux C et D. L'extrémité externe du ressort 304a est attelée à un tirant articulé 305 et il en va de même pour l'extrémité externe du ressort 304b, le terme externe étant pris pour l'ensemble des ressorts 304a et 304b. Les extrémités qui se font vis-à-vis des ressorts 304a et 304b, ou extrémités in- ternes, sont accrochées par des tirants 6 aux extrémités d'une bielle 307 far- mant balancier et articulée en son centre sur un axe 308 solidaire du châssis.
Un groupe moteur à combustion interne, par exemple, est porté par la châssis à l'aplomb des essieux C et D, mais ce moteur 310a a son plan de symétrie décalé par rapport au plan de symétrie de l'ensemble du tracteur.
Dans le plan de symétrie de ce moteur 310a ou dans des plans voisins, sont disposés des organes de transmission qui comprennent un coupleur 311a à ac- tion hydraulique, par exemple,un embrayage 312a à commande mécanique, par exemple, et une boite de renvoi 313a et de changement de vitesse. Cette boî- te 313a comporte un arbre de sortie dont les deux extrémités sont apparentes et sont reliées à des arbres intermédiaires inférieurs 314A et 314C qui, par l'intermédiaire de ponts 315A et 315C, entraînent les essieux A et C.
Disposé symétriquement'par rapport à l'axe vertical et central du tracteur est placé un groupe moteur 310b prolongé par un groupe de transmissi- on analogue à celui qui vient d'être décrit et qui comprend un coupleur 314b, un embrayage 312b, une boîte de vitesses et de renvoi 313b et des ponts 315B et 315D sur les essieux B et D.
Les coupleurs sont reliés aux embrayages par des arbres et les embrayages aux boites de vitesses par des arbres 316 à doubles joints uni- versels. De même, les arbres-de roues 314 comportent des groupes de deux joints universels.
Les sorties de boîtes de vitesses sur les arbres 314 comportent des roues libres sur chacun desdits arbres, roues libres telles que 317 (fi- gure 18). La manoeuvre des changements de vitesses, embrayages et des organes de régulation du régime des moteurs peut être assurée sur un tel tracteur de la façon décrite ci-dessus.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant
En cas de démarrage les deux groupes moteurs 310a et 310b travail- lant au même régime et fournissant des couples égaux aux boites de vitesses 313a et 313b placées sur la même combinaison de vitesse, le tracteur a ten- dance à se cabrer sous l'effet du couple dû à la résistance appliquée au cro- chet de fraction'alors que l'action est exercée à la jante des roues au ni- veau du rail. Les couples exercés sur chacun des essieux A, B, C et D, se-
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raient égaux, mais par suite de cabrage, les efforts résistants à la jante sont différents et il pourrait se produire un patinage qui conduirait à l' emballement d'un des deux moteurs et au travail exagéré de 1-'autre.
Or. on constate que si l'essieu A est surchargé, par l'intermédia i- re du ressort 304a, du balancier 307 et du ressort 304b, l'essieu B est sou- mis à la même charge. L'essieu A est, par ailleurs, solidaire mécaniquement de l'essieu C, si bien que la roue de l'essieu C ne peut pas tourner plus vite, et patiner,que la roue de l'essieu A.Comme l'essieu B est soumis à la même charge adhérente que l'essieu A elle ne peut pas avoir tendance à patiner pas plus que la roue de l'essieu D qui est solidaire mécaniquement de l'essieu B.
Cette disposition permet donc d'alléger sensiblement un loco-trac- teur ou une unité analogue tout en conservant 1'assurance d'obtenir des efforts adhérents maximum.
Il va de soi que,sans sortir du cadre de la présente invention, on pourrait apporter des modifications aux formes de réalisation qui viennent d'être décrites. En particulier, le mode de transmission des efforts des mo- teurs aux roues pourrait être constitué par des coupleurs hydrauliques,, par des groupes électrogènes et moteurs électriques voire même par des transmissi- ons par bielles alternativement internes et externes.
De même, le nombre des essieux et des groupes moteurs pourrait ê- tre supérieur à quatre et deux respectivement; chacun des groupes moteurs pour- rait également commander plus de deux essieux. Les groupes d'essieux pourraient constituer des boggies.
REVENDICATIONS
1. Procédé de changement de vitesse dans les unités motrices qui comportent plusieurs groupes moteurs indépendants dont les arbres de sortie attaquent en parallèle le ou les organes à mouvoir, ces arbres étant pourvus chacun de boîtes de vitesses et d'embrayage,caractérisé par le fait que les diverses combinaisons de vitesses sont enclenchées les unes après les autres dans l'ordre convenable chaque enclenchement donnant lieu préalablement à un débrayage et postérieurement à un embrayage de façon que les organes auxquels est transmise la puissance soient toujours en prise avec l'un au moins des groupes moteurs.