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ADAPTATION DE PALIERS ANTIFRICTIONS A UNE SPECIFICATION STANDARD DE WAGONS,
A MARCHANDISES.
La présente invention est relative à des perfectionnements aux constructions de fusées de chemin de fer et comprend une boite de pa- lier d'une forme nouvelle quibien que s'appliquant de façon particuliè- rement importante aux fusées de chemins de fers possède des caractéristi- ques de valeur avantageuses dans d'autres domaines d'emploi.
L'invention a comme buts primaires
1 ) de créer un procédé pratique et économique d'application de paliers antifrictions à des boites à fusées du genre dans lesquelles la boite forme partie intégrante du châssis latéral;
2 ) de rendre possible l'installation de formes plus utiles de paliers dans des boîtes existantes du genre cité
3 ) de permettre l'installation dans des boîtes du genre cité de paliers à rouleaux possédant les capacités les plus élevées possibles;
4 ) de réduire le prix de châssis latérauxboites à fusée et paliers futurs
5 ) d'éviter des dégâts à des pièces de wagon quand on fixe aux wagons ou qu'on en détache un assemblage de palier antifriction pour essieux ;
6 ) de rendre possible Inadaptation d'éléments standardisés d'ensembles essieu-palier-antifriction à des wagons variés et différents pour prévoir 1.9 emploi de blocs de chargement interchangeables ;
7 ) de créer use nouvelle forme de boite à palier antifric- tion dans laquelle la bague annulaire extérieure du palier constitue un 'élément de la structure de la boites cet anneau formant effectivement la
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portion de corps de la boite de sorte que la nécessité d'un logement séparé est supprimée-et qu'on peut-utiliser le gain de place qui en résulte entre la fusée de l'essieu et le châssis pour y disposer des paliers de capacité la plus élevée possible;
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8 ) de créer une boite de palier dans laquelle il est tenu compte de mouvements latéraux de l'essieu par rapport à la boite,et dans laquelle, en outre, il est prévu de réduire ces mouvements au moyen d'un coussin d'air régé entre l'essieu et la boite.
Sur les dessins en annexe : la Fig. 1 est une vue en élévation de profil en coupe d'un as- semblage de palier et essieu conforme à l'invention, installé dans une boite à fusée de chemin de fer coulée en une pièce avec le châssis latéral d'un wagon ; la Figo 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Fige 1 ; la Figo 3 est une vue en perspective de l'assemblage du pa- lier:et de l'essieu représentant le bloc de charge monté sur la bague ex- térieure du palier entre les couvercles extrêmes; la Fig. 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la Figo 2 ; la Figo 5 est une vue en élévation en coupe semblable à la Fige 1 qui représente une modification comprise dans le domaine de l'in- vention ; la Figo 6 est une vue en élévation de profil en coupe par- tielle d?une autre modification ;
la Fig. 7 est une vue en élévation terminale en coupe d'une installation de boite à fusée comprenant un assemblage d'essieu et de pa- lier conforme à L'invention, et représente une modification encore diffé- rente comprise dans le domaine de l'invention ; la Figo 8 est une vue en coupe salivant la ligne VIII-VIII, Fig. 7 ; la Figo 9 est une vue en élévation en coupe partielle d'une modification encore différente appartenant au domaine de 1$'invention ; la Fig. 10 est une vue en coupe partielle représentant un dé- tail d'une boite à fusée ordinaire avant qu'elle ne soit modifiée confor- mémént à l'invention.
Certains chemins de fer utilisent habituellement,des paliers lisses sur des wagons de marchandises, et ces paliers ont la forme de sec- teurs circulaires de laiton disposés au dessus des extrémités d'essieux tournés en dessous de manière à laisser des épaulementsintérieurs et exté- rieurs pour retenir le laiton. Un coin disposé entre le laiton et le som- met intérieur de la boite à fusée porte des encoches entaillées sur les deux faces destinées à supporter la charge axiale au moyen de taquets tels que représentés en 4 sur la Figo 10, disposés au centre de la boîte. Le coin transmet cette charge axiale à l'essieu au moyen des taquets qui s'a- daptent par leur face inférieure dans des encoches prévues dans le laiton et dont chaque extrémité peut s'appuyer contre un épaulement de l'axe.
La boite à fusée, coulée en une pièce avec le châssis latéral du wagon, transmet des charges radiales et axiales au coin et entoure également le palier pour le protégero Ce genre de boite et châssis combinés,construit en plusieurs dimensions et modifications, fournit un dispositif de palier de prix minimum pour des wagons de marchandises et a donné des résultats satisfaisants jusqu'à ce que des augmentations récentes de vitesses des trains occasionna une plus grande inégalité des qualités de roulement des wagons et des exemples de dégâts plus prononcés lors du chargemento Les chemins de fer ont alors songé à appliquer des paliers antifrictions, dans
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le but de tirer avantage de leur'marche sûre9 à faible frottèinent9unïf or me, de peu d9entretien et de longue durée,
mais se sont trouvés'vis-à-vis de frais de premier établissement notablement hors de proportion avec dyàù- tres éléments de la structure des wagons. Des paliers antïfx ictiéns9côr- respondant à des premiers prix beaucoup plus élevés ont nécessité jusque a présent un plus grand nombre de pièces accessoires pour leur montage'et leur protection, complète ¯?.et ne se sont pas bien adaptés dans l'espace prévu
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pour des paliers lisses:, parce 'que de longs rouleaux légers qui à9-adaptê- raient entre des guides en forme de bagues occupant 19espace réservé ac-' tuellement au coin et au laiton, n9aurâient guère approximativement autant de capacité que des rouleaux plus larges de longueur plus courte.
Des pa- liers antifrictions de capacité maximum ont dessections transversales'hau-
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tes et étroites tandis que des paliers lisses ont des sections transver- sales longues et basseso Ces caractéristiques opposées ontarrété les constructeurs d'antifriction pendant de nombreuses années pour appliquer leurs paliers aux wagons de chemins de fer,spécialement aux wagons de '
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marchandises. Certains ont des boites et/ou des châssis devant s9adaptef à leurs paliers particuliers propresmais ceux-ci se sont montrés de'peu
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d'attrait pour être adoptés de façon généraleo Les'chemins de fer préfè- rent la standardisation, et désirent spécialement appliquer des paliers an- tifrictions à des châssis latéraux existants.
La présente invention four- nit, dans ce but, de nouveaux dispositifs qui ont été rapidement acceptés par des constructeurs de chemins de fer.
Dans le but de créer un palier à rouleaux cylindriques ayant une capacité supérieure aux paliers antifrictions appliqués antérieurement aux boîtes à fusée de wagons de marchandises 9 1;9 invention envisage de tourner l'essieu au diamètre minimum admis auquel il puisse être usé dans un palier lisse, et également de monter le bloc de charge 1, voir Figs. 1,
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2 et 39 directement sur 1?anneau de la bague extérieure du palier à ron,- leaux. Cette disposition rend disponible au palier 1'espace antérieure- ment occupé par le logement, et fournit, pour un palier dont le diamètre extérieur estenviron égal à la largeur intérieure de la boite 3 qui en forme partie intégrantes comme on le voit sur la Figo 2.
Ce palier peut posséder les rouleaux du diamètre le plus élevé qui pouvaient s9adapter à ces boites standards et a, par conséquent, une capacité d'endurance ma- ximum. Du fait que 19augmentation du diamètre des rouleaux correspond à une diminution de longueur pour la même capacités le palier peut avoir la largeur la plus étroite possible.-
Des applications antérieures de paliers antifrictions dans des boites à fusée de ce genre ont disposé., pour assurer une grande capa- citéune rangée de rouleaux à chaque extrémité d'un anneau de bague ex- térieure ayant une forme analogue à un haltère avec une section médiane de faible diamètre, pour éviter les taquets 4. L'espace disponible entre les deux rangées de rouleaux était trop restreint pour des rouleaux de dimensions convenables quelconques.
En découpant une partie des taquets 4,
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e9est-à-dire les parties inférieures situées en dessous de la ligne en traits mixtes 37 sur la Figo 10, conformément à la présente invention, un espace est créé, voir la Figo 2, pour y disposer des rouleaux de dimen- sion maximum sur toute la longueur du palier ce qui permet de construire pour l'espace diamétral disponibles un palier de capacité maximum à rou- leaux beaucoup plus courts.
Le palier de la présente invention non seule- ment coûte notablement moins cher par lui-même mais, par suite de sa longueur raccourcies, permet des économies de construction de boites futu- res à utiliser avec des paliers antifrictionso
Par opposition au procédé antérieur de support axial de la charge du wagon le bloc de charge 1 de la présente invention reçoit sa charge du châssis latéral 5 sur des arêtes arrondies 6 disposées aux som- mets des surfaces inclinées planes 7,7 de deux nervures ituées sur cha- que bord du bloc.
Du fait que le bloc occupe à peu près toute la largeur
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de la boite 3., comme on le voit sur la Fig. 2, les deux moitiés de la charge appliquée sur les nervures disposeront de l'espace le plus large
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possible. Ceci nécessite Inapplication d'une puissance de frottement la plus grande possible aux pointes de chargespour s'opposer au mouvement angulaire relatif du châssis et de l'essieu autour de 1-'axe vertical pas- sant par le centre du bloc. Ce mouvement de frottement offre une résistan- ce très substantielle de 1'ordre de 250000 à 500000 livres pouces,suivant les dimensions du wagon et sa charge, pour empêcher la rotation du'châssis du wagon par rapport à l'essieu.
Ainsi ce dispositif permet une variation de l'angle entre 1'essieu et le châssis latérale mais retarde ce mouvement et stabilise ainsi la marche du wagon sans influencer indûment le palier.
L'usure se produit environ également sur les deux arêteset puisque le châssis ne peut jamais venir en contact avec le centre entaillé 10 du bloc, aucun dégât ne se produira dans ces conditions pendant toute la durée de vie des pièces. La construction actuelle prévoit 1?appui de la surface plate inférieure 11 du châssis sur une surface convexe de la boîte (et/ou du coin).
Le glissement rotationnel léger mais continu use rapidement la surface convexe en un cône qui assure une puissance beaucoup plus courte et réduite pour résister à la rotation autour de 1'axe passant par le cen- tre de la boiteo Des charges latérales se transmettent de la partie supé- rieure 12 des taquets 4 aux faces 13 de brides 14 du bloc de chargement 1, et de là, par le couvercle 15, au moyen de la butée 16 aux rouleaux 17 et aux pièces d'espacement 19 et par le collier 20 à 1'essieu 21, comme on le voit sur les Figso 1, 2 et 30
Un bloc de charge de ce genre sert également à adapter la boîte à différents types de châssis de xagons existants en modifiant seule- ment les dimensions du bloc. Ceci réduit les exigences d'inventaire et étend le domaine d'application utile de l'invention.
Le palier conforme à la présente invention supprime le loge- ment large et coûteux utilisé jusqu'à présent à la protection du palier et à la formation d'un réservoir de lubrifiant., en boulonnant les couver- cles 15 et 22 contre les'deux extrémités de 1?anneau formant la bague extérieure 2 du palier. Ces couvercles ferment 1?intérieur du palier et protègent entièrement toutes les surfaces de roulement., et on remarquera qu'il se forme une chambre 9 entre le couvercle 22 et le collier 20,, desti- née à recevoir un milieu de joint approprié tel que par exemple une grais- se lourdeo Des boulons inférieurs 23,23 s'étendent de couvercle à couver- cle, tandis que des boulons supérieurs 24 se vissent dans des brides 14 du bloc 1.
Tous ces taquets se situent à 1'extérieur du palier de sorte qu'ils évitent toute nécessité de forer des trous dans 1-'anneau-bague qui tendraient à réduire sa solidité.
Les dessins représentent un palier à rouleaux cylindriques dans lequel des rouleaux 17 roulent entre 1?anneau 2 de la bague extérieu- re et Panneau 25 de la bague intérieure. Le palier de la Figo 1 com- prend trois rangées de rouleaux guidés de fagon continue par des couver- cles terminaux 15 et 22, et des rouleaux d'espacement 19 à 1'intérieur de 1'anneau 2 de la bague extérieures qui sont guidés de fagon intermit- tente aux extrémités par la face 26 du collier 20. L9anneau intérieur s'étend sur une longueur considérable au delà de 1?anneau extérieur de manière qu9il puisse se déplacer axialement par rapport aux rouleaux.
Les rouleaux n'offrent au mouvement latéral de 1?essieu que la très fai- ble résistance de glissement dénommée "glissement apparent", Quand le châssis 5 du wagon se déplace vers le droites les taquets 4 déplacent le bloc de charges la boîtes 1'assemblage du rouleau-couvercle-bague exté- rieure vers la droite jusqu9à ce que les extrémités intérieures 27 de la série de rouleaux intérieurs butent contre la face 26 du collier 200 Des charges latérales provenant du corps du wagon sont ensuite suppor- tées par 1'essieu et reçoivent un appui sur les brides des roues. La présente invention permet par conséquent un mouvement latéral limité de 1'essieu et les constructeurs de chemins de fer ont trouvé qu'il en ré- sulte une réduction des facteurs de dégâts au chargement.
On a proposé antérieurement d'amortir l'oscillation latéra-
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le de l'essieu en créant une chambre fermée à chaque extrémité de l'axe- dans laquelle son mouvément comprime ou évacue 19 air soumis à -un réglage
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par un segment de pistons un passage dgéchappément rèstréiritôû d9àutres dispositifs d'auortissémento La préserite invention utilise comme pistori l'essieu> entouré par une extension de la bague intérieure du palier ét l'intérieur du couvercle comme cylindre. Le piston agit en augmentant ou réduisant la pression de 19 air à l9extrémité du cylindre telle que ré- glée par le seg1!i.ent de piston 28 qui entoure en s9appliquant avec une pres- sion appropriée la surface 29 de la bague inférieure polie,sur laquelle il glisse latéralement.
Le segment de piston repose de fagon lâche dans la rainure 30 du couvercle 15. Ainsien montant le segment de piston comme seule pièce accessoires 1'invention réalise l'effet d'amortissement, et des essais montrent que cet effet réduit les facteurs de dégâts au chargement de 75% ou davantage en dessous de ceux constatés sur des pa- liers lisses.
La Figo 5 montre une plaque 31 et un anneau 32 fixés à l'ex-
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,trémité de 19 essieu qui forment une butée extérieure 33 et un passage 34 étroitement rétréci entre le couvercle et le diamètre extérieur de l'anneauo Ici encore,en ajoutant le seul anneau accessoire 32, 1'invention
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réalise des effets d9amortissement de grande efficacité.
Ce dispositif ne comprend aucun frottement de glissement produisant une usure et fonc- tionne par conséquent indéfiniment sans se détériorero
Les boites de wagon de marchandises standards portent une ouverture garde-poussière 35 dans la paroi intérieures que traverse l'es- sieu pour s'assembler au palier lisseau coin et à la boite Des paliers antifrictions du type de grande capacité à rouleaux courts ne passent pas par cette ouverture.
L9invention prévoit un nouveau procédé de mon- tage de ce palier de grande capacités en découpant une partie de la ré-
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gion inférieure de la boîte 39 comme on 1?indique sur la Figo 5s par les lignes 36 de manière que la boîte s'applique par le haut er 1ges- sieu muni de la boite à palier et également en découpant les portions inférieures des taquets 4 comme on le décrit plus hauts pour faire place au diamètre nécessairement plus grand de sa bague extérieure. Cette éli- mination de métal ménage des ouvertures dans les parois de la boîtes, qui
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suppriment entièrement ses qualités protectrices mais qui n9afècterit que très légèrement ou pas du tout sa résistance.
Cette invention enferme alors les éléments dé travail du palier en boulonnant les deux plateaux couvercles 15 et 22,aux deux extrémités de la bague extérieure, en for- mant effectivement une boite à 1?intérieur de laquelle la totalité des surfaces de roulement sont complètement protégées et qui permet le main- tien d'un réservoir de lubrifianto Cette enveloppe constitue une con- struction nouvellesupprime un logement et réduit les prix.
Quand l'examen des paliers devient désirables l'enlèvement des essieux des wagons dans ce but dans le cas des fusées ordinaires ac- tuelles nécessite souvent le démontage préalable de ressorts et/ou d'au- ¯
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trespiàceso La réalisation décrite de la présente invention supprime ces difficultés qui prennent du temps parce quelorsque la boite est décou- pée le long de la ligne 36 comme on le décrits le levage du wagon laisse sur la voie la totalité des essieux avec leurs assemblages de paliers et de blocs.
Quand la portion découpée de la boite se termine à peu de distance de la face intérieure de la boitescomme on l'indique par les lignes 38 de la Figo 1, le levage du wagon aboutit à ce que les essieux reposent sur le sommet de la paroi de fond 40 du trou 351 du garde-pous- sières: et restent avec le wagon pour être transportés en un endroit dé- siré quelconque.
Un type quelconque de découpage peut être prévu qui puisse être considéré comme exécutableo
Du fait que l'assemblage complet du palier et du bloc ne
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sait pas passer par l'ouverture du garde-poussières,19usage du second type de découpage nécessite s li). le levage d'un élément assemblés comprenant
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le bloc 1, l'anneau extérieur 2, les couvercles terminaux 15 et 22 et les rouleaux, jusqu'à sa mise en place à travers l'ouverture du fond 9 et 2 ) l'insertion de l'essien, du collier de support 20'et de-la bague intérieu- re 25 adaptée par pression entre les rouleaux.
Cette opération demande d@ temps et des soins,par opposition à l'opération plus simple qui consiste à laisser descendre le wagon au-dessus du bloc et du palier complètement assemblés sur l'essieu comme le permet le premier genre de découpageo
Les Figso 7 et 8 représentent un bloc de charge 41 qui diffè- re de celui décrit antérieurement par Inexistence d'un taquet central 42, apte à pénétrer de chaque cote dans une encoche 43 du châssis latéral 44.
Dans ce cas, le châssis ne comprend pas la boite coulée en une pièce avec lui., mais reçoit une boîte séparée de palier lisse portant une encoche qui en jambe'le châssis entiero La possibilité d9adapter des paliers anti- frictions à un châssis comprenant également des boîtes standards de pa- lier lisse, permet à tout chemin de fer de réaliser des remplacements en cas de besoin, parce que les chemins de fer ont toujours en stock des boi- tes standards de paliers lisses.
La vue en coupe transversale de la Figo 1 représente un palier à rouleaux cylindriques portant trois rangées de rouleaux une forme ordinaire de cage coulée portant des encoches forées disposées en quinconce sur les faces opposées d'un anneau central sépare les rouleaux de deux rangées de gauche. Une cage séparée 45 est utilisée pour la troisième rangée de rouleaux ne porte d9encoches forées que d'un seul coté, et utilisé les extrémités 46 des rouleaux voisins pour la maintenir en place dans le sens axial.
Une cage de tension de trois rangées de rouleaux comprendrait nécessairement une encoche en forme de broche pour la rangée centrale ;,en opposition aux encoches forées axialement pour les deux rangées extérieureso Une cage de ce genre complique l'assemblage du palier en nécessitant une insertion radiale des rouleaux centraux et une insertion axiale des rouleaux terminaux. De même, des encoches cen- trales rectangulaires ne disposent pas les rouleaux de manière à les as- sembler facilement dans les anneaux servant de bagues. Les rouleaux re- posent à 1'intérieur d'encoches forées axialement de chacune des cages des rangées double et simple du palier représenté sur la Figure quand on dispose leurs axes verticalement.
Les anneaux à bagues intérieur et extérieur s'introduisent aisément respectivement à l'intérieur ou à l'extérieur des rouleaux logés. La nouvelle cage à rangée unique de la présente invention., ayant des encoches sur une face seulement, épargne ainsi des frais de matériaux etdu temps d'assemblage.
La réalisation de 1?invention représentée sur la Figo 6 correspond comme structure à celles décrites plus haut., excepté que le palier à rouleaux est du genre à rouleaux coniques. Les rouleaux 51 sont disposés de manière que leurs lignes de contact avec l'anneau de bague intérieur 52 soient parallèles à 1?axe de l'essieu 53, la bague in- térieure ayant la même forme cylindrique que celle des autres réalisa- tions. Ceci aboutit à la même liberté des mouvements latéraux de l'es- sieu décrits ci-dessusmais avec un certain degré de mouvement de glis- sement vrai entre les rouleaux et l'anneau intérieur.
De nombreuses modifications de détail peuvent exister sans sortir du domaine de l'invention, et on représente sur la Figo 9 un appa- reil désirable pour amortir le courant d'air qui pénètre ou sort du cylin- dre 61 dans le couvercle terminal 62 de la boite à palier pour le réglage des mouvements axiaux relatifs de 1-'essieu 63. Dans ce cas, une paire d'anneaux solides 64,65, embrassant étroitement la bague intérieure 66, sont introduits sous pression entre la paroi intérieure 70 d'une encoche 67 du couvercle 62 et un segment formant ressort 68 qui occupe une rai- nure joignant l'extrémité extérieure de l'encoche.
La paroi 69 de la rainure est inclinée extérieurement vers 1-'encoche 67 de manière que 1?extension du segment à ressort dans la rainure au contact de la paroi inclinée 69 développe une composante de force axiale qui pousse 1'anneau à ressort axialement contre l'anneau 65 et pousse les anneaux 64 et 65
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contre la paroi intérieure 70 de l'encoche.
Les anneaux solides s'adaptent étroitement autour de la'bague intérieure. Ils dépassent extérieurement en des points auxquels un manqua d'arrondi peut les faire buter contre la bague intérieure, et produire dé l'usure au voisinage de ces-points jusqu'à ce que le métal gênant ait dis- paru, que la pression sur la bague intérieure ait cessé et qu'une adapta- tion de joint étroit se-soit établie. A cause du petit angle existant entre la face de l'anneau à ressort et la paroi intérieure de la rainure, le contact formant joint entre les anneaux solides et la paroi dé l'enco- che, demeure étanche pour toutes combinaisons de pression d'air et d'en- rayage par frottement qui peuvent se produireo Par suite du défaut de circularité, de légers jeux peuvent exister entre la bague intérieure et les orifices des anneaux de joints.
Puisqu'il nen existe qu'un très pe- tit nombre dans 1'un ou l'autre anneau et puisque les endroits de joint d'un anneau recouvrent les régions de jeu de 1'autre dans la plupart'des cas, il ne se produit que de très petites-fuites. 'Ce dispositif assure' un joint plus efficace que le type standard de segments de piston'fendus, et produit moins d'usure parce que les anneaux solides ne s'appuyent pas contre la bague intérieure après usure d'adaptation. Des segments de pistons fendus continuent à s'user parce qu'ils entourent la bague de palier intérieureo REVENDICATIONS.
1.- Dans une structure de palier antifriction pour fusées d'essieux de chemins de fer, un anneau extérieur en forme de bague pour le palier, et des éléments de couvercles terminaux fixés respectivement' contre les extrémités opposées 'de 1-'anneau et formant avec lui une boite unitaire, entourent les éléments du palier.