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La tendance se marque de plus en plus.-dans la construc- tion des véhicules électriques, en faveur de la réduction dans la mesure du possible des masses non-suspendues, en vue de leur in- fluence défavorable sur la superstructure ferroviaire et sur la construction proprement dite du véhicule. Pour cette raison, .les constructeurs des véhicules électriques préfèrent fixer le moteur sur le bâti ou sur le bogie, suspendus à leur tour par rapport aux trains de roues, et relier l'arbre du moteur élastiquement la boite de vitesses, montée immédiatement sur l'essieu du train de roues non suspendu, compensant ainsi les déviations angulaires de l'axe du moteur par rapport à l'axe de l'esieu.
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Le -cilicur moyen d' .bsorber ces déviations :n ulr ir. s con'iste ï.-nrs: 1" disposition de joint- articules Ivnc arbres do
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cardan. Or, vu l'encombrement du moteur de traction et l'espace très limité entre les roues motrices des trains de roues réservé c au montage du voleur et des boîtes d'engrenages, il reste peu de place pour l'arbre de cardan et pour les joints articulés.
Cette difficulté se fait sentir en particulier dans le ca des moteurs de traction à grande puissance. En fait, des construc- tions existent, où l'arbre de cardan passe à travers le corps creux du rotor, mais même en ce cas, il ne reste aucune place pour disposer les joints articulés normaux extérieurement au moteur, sur ses deux côtés . Pour cette raison, ces joints articulée sont ordinairement remplacés dans les .cas des moteurs de grande pui sance, pr.r des disques minces ou lamelles en acier, soumis à un effort permanent à la flexion et aux vibrations du moteur.
Ces constructions présentent-des inconvénients via le diamètre important des joints plats travaillant sous un effort incessant à la flexion des disques ou lamelles d'acier, et elles n'admettent qu'une comm nde unilatérale des essieux montés.
L'usinage de ces joints exige un outillage technique spécial de grande précision.
Ces considérations ont abouti à la: tendance des construc- teurs de faire usage d'éléments d'une fabrication et manipulation technique plu'" convenables, de tradition dans !)industrie automo- bile, c'est-à-dire des joint? universels.
Cependant, ces joints exigent beaucoup 'de place dans le sens axial, ce qui présente une difficulté considérable dans le cas de la traction électrique, où les moteurs de grande puissance laissent peu de place entre les roues motrices des essieux montés.
Il existe déjà un mode de construction de moteur élec- trique de traction où les joints universels sont placés à l'inté- rieur du corps creux du moteur et reliés aux arbres de cardan de torsion, passant à travers les tourillons creux des couvercles du corps de rotor et transmettant le couple par l'intermédiaire d'autres joints articulés aux boites d'engrenages, montées indé-
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pendamment sur les essieux des trains de roues.
Dans cette construction,les arbres de cardan :sont réali- @ ses de manière similaire à celle qui est d'usage pour les construc- tions automobiles, reliés d'un côté de manière fixe à l'un* des joints de cardan et de l'autre côté, à déplacement axiale à l'autre joint de cardan. Ce dernier accouplement à déplacement se réalise au moyen de cannelures prévues sur l'arbre et dans le moyeu du joint,
Lors de la transmission du couple avec déplacements angu- laires simultanés de l'arbre de cardan dans l'accouplement à canne- lures, des forces tangentielles et axiales d'une grandeur directe- ment proportionnelle au couple transmis et inversement proportion- nelle au diamètre de l'accouplement à cannelures se développent.
Ces forces axiales sont reprises par les paliers du mo- teur et des boites d'engrenages, respectivement, et ont une influent ce essentielle sur les dimensions à donner à ces paliers.
Dans les moteurs de traction électriques de grande puissance, ces forces axiales atteignent une valeur excessive, rendant une construction bien conçue impraticable, de sorte que ce mode de construction ne convient pas pour les moteurs de puissance considérable. :
La présente invention a pour but d'écarter cet inconvé- nient en abandonnant l'usage de l'accouplement à cannelures entre @ l'arbre de cardan et le moyeu du joint employé jusqu'ici couram- ment dans la pratique, et en adoptant un mode d'accouplement tout à fait nouveau, jusqu'ici inconnu dans la technique.
L'arbre de cardan est attaché de manière fixe aux moyeux des deux joints articulés et ne peut donc s'y déplacer.
Le joint articulé, placé dans l'un des éléments d'en- traînement, tels que le corps creux du rotor, le pignon creux, ou un prolongement du pignon, n'est pas relié à l'arbre de cardan de manière fixe, mais est supporté et attaché de manière' fixe à 1' élément en forme de piston comportant à sa surface extérieure des cannelures, dans lesquelles s'engagent les griffes saillant de la
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face intérieure du corps creux de 1' élément d'entraînement (rotor, pignon ou prolongement du pignon) .
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Comme le diamètre de l'accouplement à cannelures à l@ sur- face du piston dépasse plusieurs fois le diamètre maximum possible de l'accouplement à cannelures ordinairement disposé jusqu'ici dans le moyeu du joint, les forces tangentielles pour un même couple transmis étant inversement proportionnelles au diamètre de l'accouplement à cannelures, sont aussi plusieurs fois plus faibles.
Aux forces tangentielles plus faibles correspondent alors des forces axiales moins importantes qui peuvent être facilement reprises respectivement par les paliers du moteur et par les paliers des boites d'engrenages, sans qu'il soit néces- saire d'augmenter excessivement leurs dimensions.
Une autre contribution essentielle à la diminution des forces est le graissage parfait de l'accouplement à cannelures, prévu à la surfce du piston, où les forces centrifuges chassent l'huile du bain d'huile, contenu dans le corps creux de l'élément d'entraînement, à l'intérieur duquel est placé le piston.
La même huile peut servir au graissage du logement du croisillon du joint de cardan, attaché de manière fixe, à partir de l'intérieur du piston, si la transmission du couple est effec- tuée par un joint articulé, exigeant un graissage.-
Cependant, il est-possible d'utiliser d'autres joints articulés ne nécessitant aucun graissage pour la transmission du couple, par exemple des joints articulés munis de garnitures en caoutchouc résistant à l'huile. Dans ce cas, l'huile ou la graisse à l'intérieur durotor sert seulement au graissage de 1' accouplement à cannelures à la surface du piston.
La figure 1 montre, de façon schématique, une réalisa- tion de Isolément 2 en forme de piston avec un joint articulé 3 y attaché. Dsns les cannelures de la surface du piston 2 s'engagent les griffes de l'élément d'entraînement, soit du rotor ou bien
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du pignon ou complément de pignon.
La figure 2 montre une réalisarion de Isolément 2 en forme de piston, avec un joint élastique 4, flexible en direction tangentielle et interposé entre le piston 2 et le joint articulé :
Cette réalisation supplique particulièrement dans tous les cas où le fonctionnement en torsion de l'arbre de cardan se trouve réduit vu sa longueur inadéquate.
La figure 3 illustre une forme de réalisation de la pré- sente invention,appliquée à une commande unilatérale.
A l'intérieur du corps 1 du rotor, dans sa partie au- dessous du collecteur, est placé l'élément 2 en forme de piston, ayant à sa surface des cannelures dans lesquelles s'engagent les griffes saillant de la surface intérieure du corps creux 1 du rotor
Le piston 2 est libre de se déplacer par rapport au corps 1 du rotor dans le sens axial, mais se trouve bloqué à sa circonfé- rence par l'accouplement à cannelures avec le corps creux du rotor.
Cet accouplement à cannelures sert à la transmission du couple ou moment de torsion. A l'intérieur du piston 2 se trouve, fixée à la paroi verticale, l'une des moitiés du joint articulé 3. L'autre moitié du joint 3 est fixée à l'extrémité de l'arbre de cardan 5, passant à travers le tourillon creux du corps 1 du rotor, et relié de façon fixe à l'autre joint articulé 6 à proximité du pignon 7.
L'espace dans lequel est placé le piston avec le joint articulé est séparé par une membrane flexible 8 et -comporte un h@@n d'huile.
Cette disposition permet un déplacement axial de l'arbre de cardan provoqué par les déviations angulaires entre les axes géométriques du corps creux de rotor et de l'arbre de cardan, les forces tan- gentielles, et partant aussi les forces axiales développées, étantrelativement faibles vu le diamètre considérable du piston cannelé,pouvant être absorbées par les paliers du moteur, et éventuellement de l@ boîte d'engrenages.
La même réalisation se prête aussi à une commande bil té@@le, comme représenté schématiquement sur le figun 4. Cepcn
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dant, comme dans cette réalisation les arbres de cardan sont rela- tivement courts et leur fonctionnement en torsionest relativement faible, il convient de choisir une construction où un joint élas- tique -flexible en direction tangentielle, est interposé dans la paroi verticale du piston de façon à compléter par son effet élastique le fonctionnement en torsion de l'arbre court.
La figure 4 illustre cette forme de réalisation pour une commande bilatérale du train de roues.
Dans ce cas, deux éléments 2 en forme de piston sont placés à l'intérieur du corps creux 1 du rotor. Dans les cannelures de la surface du piston 2 s'engagent les griffes prévues à la surfa ce intérieure du corps creux 1 du rotor.
Aux parois verticales du piston 2 sont fixées les moitiés des joints articulés 3, dont les autres moitiés sont attachées aux arbres de cardan 5, passant à travers les tourillons creux du corps 1 du rotor et reliés de façon fixe à deux autres joints articulés 6 à proximité des pignons 7.
Dans ce cas, les arbres de cardan 5 ont une longueur relativement faible et leur effet en torsion est peu important.
Il est donc -préférable, pour la réalisation suivant la présente invention d'une commande bilatérale selon la figure 4, d'interposer entre les corps des pistons et les joints articulés 5,.des joints élastiques, flexibles en direction tangentielle, selon la figure 2.
Dans le cas des locomotives express et universelles, des engrenages à relativement faible rapport de transmission sont ordinairement prévus pour la transmission du couple du moteur aux trains de roues, les pignons sont d'un diamètre considérable.
Dans ce cas, il est possible de réaliser le pignon sous forme d'un corps creux l'intérieur duquel se place Isolément en forme de piston, 'nique 1 @@ fixe le joint articulé.
L'avantage de cette réalisation consiste aussi dans le fait 'que le corps comporte non seulement une denture normale de pi- gnon, taris aussi des griffes intérieures s'engageant dans les
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cannelures du piston.
Une réalisation semblable est représentée schématiquement sur la figure 5. Au corps creux 1 du rotor est attachée de façon fixe une moitié du. Joint articulé 3. A l'autre moitié de ce joint est fixé 1-1 arbre decardan., passant d'abord à travers le tourillon creux du couvercle 9 du corps 1 de rotor et ensuite à travers le tourillon creux du corps du pignon 7 et attaché à l'autre joint articulé 6,fixé à la paroi verticale du, piston 2, supporté à déplacement axial dans le corps creux du pignon 7. Lors des dévia- tions angulaires des axes géométriques de lessieu monté et du corps de rotor., l'arbre de cardan fixé aux jointe articulés 5 et 6 déplace le piston 2 auquel se trouve fixé le joint 6.
L'accouple- ment à cannelures entre la surface du piston et la surface inté- rieure du pignon transmet le couple du moteur à la denture du pignon se trouvant en prise avec l'engrenage monté sur l'essieu du train de roues..
Dans certains cas, en particulier où le permettent les conditions de transmission, il est préférable d'appliquer la réali- sation selon la figure 6, où le pignon 7 est pourvu d'un prolonge- ment 10 dépassant la roue motrice et comportant le piston 2 et le joint articulé 6.
Il est évident que la présente invention se prête non seulement à la disposition de la commande des essi-eux montés, mais aussi à l'usage dans'tous les cas où, entre le moteur et l'élément ou mécanisme entraîne, il faut monter um accouplement flexible.
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