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L'invention a pour objet un groupe de commande d'essieu pour motrice ferroviaire, dans lequel on a prévu un moteur à position transversale et a.u moins deux trains d'engrenages droits formés chacun par un pignon moteur, uh roue dentée de commande d'essieu et une roue de renvoi ou intermédiaire engrenant avec ces roues. Les rapports de démultiplication d'ensemble des deux trains d'engrenages sont inégaux.
Dans un groupe de commande d'essieu connu de ce genre, destiné à des véhicules de chemins de fer à crémail- lère, les deux roues intermédiaires sont clavetées sur'un même arbre auxiliaire monté sur la carcasse du moteur. L' une de ces roues engrène avec une roue dentée de commande à adhérence, l'autre avec une roue dentée qui est reliée, de .
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façon solidaire en rotation ou de façon débrayable, avec la roue dentée de traction qui est logée sur l'essieu et engrène avec la crémaillère. Les rapports de démultiplica- tion des deux trains d'engrenages sont choisis de façon telle que, pour une usure moyenne des bandages de roues, on obtienne des vitesses de marche égales sur le rail et sur la crémaillère.
L'invention a pour but d'aménager un groupe de com- mande d'essieu du genre mentionné ci-dessus de façon'telle qu'à l'arrêt on puisse, à volonté et en peu de temps, le faire passer sur l'une ou l'autre d'au moins deux gammes de vitesses de marche différentes les unes des autres.
Suivant l'invention, cela est rendu possible grâce au fait que les deux roues intermédiaires sont montées sur des bras qui sont décalés l'un par rapport à l'autre d'un angle déterminé, qui sont orientables autour de l'axe des pignons moteurs et qui peuvent être bloqués sur le carter d'engrenages, de telle façon que, dans les deux positions extrêmes d'orientation, les roues intermédiaires restent en prise avec les pignons moteurs correspondants, mais que l'une seulement des roues intermédiaires soit en prise a- vec sa roue dentée de commande d'essieu.
On a représenté sur le dessin deux exemples de réa- lisation de l'objet d'invention.
La figure 1 montre l'élévation d'un premier exemple de réalisation, en coupe suivant la ligne de coupe I-I de la figure 3.
La figure 2 montre la même élévation, mais avec d'autres positions d'engrenages.
La figure 3 montre le plan correspondant.
La figure 4 est une coupe du mécanisme à engrenages suivant la ligne de coupe brisée IV-IV de la figure 2.
La figure 5 est l'élévation d'un deuxième exemple de réalisation, en coupe suivant la ligne de coupe V-V de la- figure 7.
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La figure 6 est la même élévation , mais avec d'au- tres positions d'engrenages.
La figure 7 montre le plan correspondant.
La figure 8 est une coupe du mécanisme à engrenages, suivant la ligne de coupe brisée VIII-VIII de la figure 5.
Le premier exemple de réalisation se réfère à un bogie à deux essieux avec deux moteurs 2 à position trans- versale, fixés au châssis suspendu 1. Chaque moteur possède un arbre creux 3, dont le couple moteur est transmis, par le joint d'articulation élastique 4 et l'arbre 5 passant avec jeu à travers l'arbre creux 3, au deuxième joint d'ar- ticulation 6 et à l'arbre de pignon 7.' De là, la transmis- sion de forcese fait, par un double train d'engrenages droits, vers l'essieu 8 du train de roues. Le carter 9, en deux parties, est monté, d'une part, sur l'essieu 8, et il est, d'autre part, relié de façon articulée à la traverse de bogie 11, par une barre de suspension 10.
Le mécanisme est constitué par deux trains d'engre- nages droits, à démultiplication d'ensemble différente, disposés côte à côte. A chaque train appartient l'un des pignons moteurs, 13 ou 14, montés dans le carter 9, une roue de commande d'essieu, 15 ou 16, frettée sur l'essieu, et une roue intermédiaire 17 ou 18. Quand le véhicule est à l'arrêt, et en charge moyenne, l'arbre de pignon 7 est peu près dans le prolongement de l'arbre du moteur. Les deux roues dentées intermédiaires 17, 18 sont montées sur des bras qui sont décalés entre eux d'un angle alpha, et qui sont réunis pour former un support en forme de coeur 19. les demi-coquilles de celui-ci, assemblées par des vis 21, enferment les pignons 13,14 et les roues intermé- diaires 17, 18 et s'appuient,.par des paliers-d'orienta- tion 22,23, sur le carter 9.
L'enveloppe de ce support de roues intermédiaires présente des ouvertures 24, qui permettent le passage des roues de renvoi et de la roue
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de commande d'essieu correspondante, dans la position de travail. '
En orientant le support 19 des roues intermédiaires dans ses positions extrêmes, on peut amener en position de travail l'un ou l'autre des deux trains d'engrenages.
La figure 1 représente le schéma d'engrènement dans lequel le train d'engrenages 13, 17, 15 fonctionne, tandis que, suivant le schéma d'engrènement de la figure 2, c'est le train d'engrenages 14,18, 16 qui agit. Dans chaque cas, la roue de renvoi qui est hors circuit continue d'engrener avec son pignon moteur et tourne par conséquent à vide.
Par les schémas d'engrènement des figures 1 et 2, on voit que l'arbre de l'une des roues intermédiaires; aussi bien en position de travail qu'en position de marche à vide, se trouve constamment d'un coté du plan passant par l'axe du moteur et l'axe du train de roues, tandis que l'arbre de l'autre roue intermédiaire reste toujours de l'autre côté de ce plan. Etant donné que le diamètre de cercle primitif du pignon 14 est plus petit que celui du pignon 13, et que .d'autre part, les roues de commande d'essieu 15, 16, sont de même grandeur, le second train d'engrenages présente une plus grande démultiplication d'ensemble que le premier.
Les deux gammes de vitesses de marche sont dans un rapport correspondant.
Pour orienter les roues de renvoi 17, 18 et leur support 19 dans l'une ou l'autre position extrême, il faut actionner les vis de réglage 25,26. Mais, afin que ces processus de commutation se fassent librememt, donc afin que les têtes de dents de la roue intermédiaire à mettre en service puissent pénétrer sans difficulté dans les en- tredents de la roue de commande d'essieu, on choisit en conséquence les dentures, les rapports de démultiplication et les positions respectives des arbres des roues. Il de- vient alors superflu de faciliter l'opération en faisant légèrement tourner l'arbre du moteur.
Dans la position
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de "grande vitesse", représentée sur la figure 1, la vis de serrage 25 est desserrée, tandis que la vis de serrage 26 est serrée, et bloque la carcasse orientable 19 contre la butée 27 du carter 9, dans la direction transversale par rapport aux axes des engrenages. lies deux carters d'engrenages 9 et 19 sont donc appliqués rigidement l'un contre l'autre, comme s'ils étaient d'une seule pièce, et le jeu des paliers d'orientation 22,23 est supprimé. Cela est avantageux pour un engrènement parfait et sans secous- ses des engrenages en service. Dans la position de "petite vitesse", suivant la figure 2, le support de roues de ren- voi 19 est bloqué contre la butée 28 du carter 9.
Pour faciliter le changement de vitesse du mécanis- me, qui ne doit évidemment se faire qu'à l'arrêt, les vis de réglage 25,26 sont disposées en des points bien acces sibles et contrôlables, et les opérations ne nécessitent aucun outil qui ne doive déjà, de toute façon, se trouver sur le véhicule. De cette manière, une locomotive équipée du dispositif de commutation décrit peut, à tout moment, en n'importe quel emplacement et en très peu de temps, être transformée, soit en machine pour trains rapides, soit en machine pour trains de marchandises.
Pour les diamètres et les largeurs de dents des deux roues intermédiaires et des deux roues de commande d'essieu, on a prévu, respectivement, les mêmes dimensions.
Mais ces roues peuvent aussi avoir des dimensions diffé- rentes, lorsque des conditions spéciales le rendent dési- rable. D'autre part, il est nécessaire que les bras orien- tables, sur lesquels les roues intermédiaires 17,18 sont montées, forment entre eux un angle alpha déterminé, dif- férent de zéro, afin que l'une des roues intermédiaires cesse d'engrener avec la roue de commande d'essieu corres, pondante lorsque l'autre est en position de travail. En choisissant comme il convient les diamètres et l'angle de décalage Ó des roues intermédiaires 17,18, on peut
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réaliser l'aménagement qui prend le moins de place possi- . ble.
Le deuxième exemple de réalisation se réfère à un bogie à deux essieux avec moteur transversal commun 2, qui commande les deux trains de roues 8 par deux trains d'en- grenages. La carcasse de moteur, aussi bien que le carter d'engrenages, sont fixés aux deux traverses 11 du châssis de bogie suspendu 1. La caisse de véhicule, non.représentée, s'appuie latéralement sur les deux ressorts de traverse danseuse 30, et elle est entraînée dans le sens longitudi- nal, par l'intermédiaire des bielles 32 et des traverses
31.
L'arbre moteur prolongé 7 porte les deux pignons moteurs communs 13, 14, et il est monté dans le carter d' engrenages 9. Les roues de commande d'essieu 15, 16 sont également montées dans le carter d'engrenages 9. Elles ac- tionnent les essieux 8 par l'intermédiaire de mécanismes -de transmission élastiques, par exemple suivant le brevet :français 479.544 du 13 janvier 1948. Les paires de roues ..intermédiaires 17,18, qui complètent les trains d'engre- nages, sont logés dans la carcasse orientable 19. Celle-ci affecte la forme d'un tambour en deux parties assemblées par des vis 21, et est appuyée sur des paliers d'orientation
22,23, concentriquement à l'axe des pignons. L'enveloppe du tambour présente une interruption 24 pour chacune des quatre roues intermédiaires 17, 18.
Sur les figures 5 et 8, on a représenté la position d'engrè'nement pour la "petite vitesse", dans laquelle les roues intermédiaires 18 engrènent avec le petit pignon 14 et les roues de commande d'essieu 16. Les axes des roues intermédiaires 18 se trouvent alors sur les droites joi- gnant l'arbre des pignons et les essieux des trains de roues. Les roues intermédiaires 17, 17 tournent alors à vide. Avec ette disposition, pour un empattement déter-
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miné, on peut construire les roues intermédiaires avec le' plus petit diamètre possible. Lette disposition est donc peu encombrante.
Le schéma de la figure 6 montre, par contre, la position d'engrènement pour la "grande vitesse". Dans celles ci, les roues intermédiaires 17 engrènent avec le grand pignon 13 et les roues de commande d'essieu 15. Ainsi, les roues intermédiaires 17 deviennent roues de travail, tandi que les roues intermédiaires 18 tournent maintenant à vide.
Pour faciliter le déplacement angulaire du tambour 19, qui peut se faire à l'arrêt du véhicule, on a prévu un mécanisme d'orientation. Il est constitué par une couronne à denture intérieure 34 fixée au tambour, et un piston denté 35 engrenant avec celle-ci, qui est monté dans le carter d'engrenages 9 et peut être actionné de l'extérieur à l'aide d'une manivelle amovible. Pour maintenir alors le tambour dans l'une ou l'autre des positions extrêmes, on a prévu deux ou trois dispositifs de blocage, répartis sur le pourtour. Ils sont constitués chacun par une che- ville 36 que l'on pousse dans un alésage conique 37 du tambour et que l'on serre alors avec le contre-écrou 38.
Le tambour 19 est ainsi poussé contre la surface d'appui 39 du carter 9, qui est perpendiculaire à l'axe des pi- gons . Ces mesures permettent de réaliser, dans les deux positions extrêmes, un appui rigide et exactement centré du tambour dans le carter d'engrenages 9, de sorte que les engrenages peuvent fonctionner parfaitement.
Dans le même but, l'un des paliers d'appui 22 ou 23 pourrait aussi être aménagé sous forme conique, et être appuyé, par le dispositif de blocage, contre un épaulement conique correspondant du carter d'engrenages.
Pour faire passer le mécanisme à engrenages de l'une à l'autre vitesse, on rencontre des difficultés du fait que les deux roues de commande d'essieu 15,16, peu-
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vent être sous tension élastique l'une par rapport à l'au- tre quand les bandages de l'un des essieux sont plus for- tement usés que ceux de l'autre essieu, de sorte que les diamètres de roulement sont devenus inégaux. Surtout lors- qu'on utilise des commandes d'essieux qui sont élastiques en rotation, ces tensions peuvent être liées à des écarts angulaires mutuels importants entre les essieux intéressés,
Quand on quitte une gamme de vitesses, la tension se relâ- cherait alors, les deux couronnes dentées de commande d'es- sieu tournant d'un certain angle pour prendre la position de repos.
Mais il pourrait arriver qu'en passant à l'au- tre gamme de vitesses, les dents de leurs roues intermé- diaires, au lieu de rentrer dans les entredents des roues coopérantes, heurteraient les têtes de dents de celles-ci.
Un procédé simple pour tourner cette difficulté consiste à soulever un peu l'un des trains de roues, par ses paliers d'essieu, avant de changer de vitesse. A ce . moment, la tension se relâche d'elle-même, puisque l'essieu soulevé, ainsi que les roues de tout le train d'engrenages . et l'arbre moteur, tournent à l'envers jusqu'à ce que les forces de tension appliquées aux roues de commande d'essieu
15, 16, soient devenues nulles. Le processus de changement de vitesse peut alors avoir lieu sans entraves. Pour obvier aux difficultés indiquées, on pourrait aussi, avant le changement, bloquer les couronnes dentées des .roues de commande d'essieu-15, 16, avec le carter d'engrenages 9, à l'aide d'un mécansime spécial non représenté sur les dessin, et les libérer seulement après la fin du change- ment.
Quand on procède de cette deuxième façon, la tension entre les roues de commande d'essieu 15,16, et les trains de roues 8 est donc maintenue pendant le processus de changement de vitesse.
Suivant la figure 5, l'axe de l'une des roues inter médiaires 17 se trouve exactement dans le plan médian
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entre les roues intermédiaires 18 Cette disposition pré- sente certains avantages du point de vue construction. Mais il est seulement essentiel que les deux paires de roues intermédiaires soient décalées, l'une par rapport à l'autre d'un angle Ó tel que l'une des paires de roues, qui se trouve en position de marche à vide, ne soit pas engrenée avec les roues de commande d'essieu quand l'autre paire de roues est en position de travail et que, dans le proces- sus d'orientation, elle ne cause pas d'engrènement simulta né entre roues de commande d'essieu et roues intermédiaires
Dans le deuxième exemple 'de réalisation, on pour- rait, de façon similaire au premier,
utiliser un moteur à arbre creux avec liaisons articulées vers l'arbre des pi- gnons, Mais étant donné que, dans ce deuxième cas, il ne se produit que des mouvements relatifs très faibles entre le moteur et le mécanisme, des articulations relativement rigides suffiraient aux besoins , et l'arbre du moteur pourrait également être aanénagé en organe de trdnsmission @ élastique en rotation.
En,outre, il y a lieu de mentionner que l'invention peut être appliquée non seulement pour des'bogies, comme . il .... on l'a montré dans les deux exemples de réalisation, mais aussi pour des essieux isolés de locomotive à châssis.