Mécanisme réversible pour transmettre de la force motrice.
L'objet de l'invention est un mécanisme
réversible pour transmettre à un organe ré
cepteur la force motrice produite dans des
organes moteurs par un fluide sous pression,
comportant un premier organe de transmis
sion actionne par les organes moteurs, un
deuxième organe de transmission solidaire de
l'organe récepteur, un troisième organe de
transmission, guidé de façon à rester cons
tamment accouplé avee le premier, enfin un
quatrième organe de transmission guidé de
façon à rester constamment accouplé avec
le second, chacun des deux derniers étant
dépendant d'un organe pour la commande du
sens de marche sur lequel agit, dans un sens le fluide sous pression destiné à alimenter les organes moteurs, et dans le sens opposé un dispositif antagoniste,
l'organe de commande pour la marche avant accouplant le troisième organe de transmission avec le deuxième, et l'organe de commande pour la marche arrière accouplant le quatrième or gane de transmission avec le troisième, lesdits organes de commande étant ; d'autre part, disposés chacun de façon à admettre dans les organes moteurs un volume de fluide qui
croît progressivement au fur et à mesure
que ledit fluide les fait avancer, ce même
fluide étant enfin dirigé soit sur l'un, soit
sur l'autre organe de commande au moyen
d'un by-pass.
Le dessin annexé représente une forme
d'exécution de l'objet de l'invention, donnée
à titre d'exemple, et appliquée à un bogie
propulseur auxiliaire d'un véhicule moteur
à vapeur.
Fig. 1 en est une vue en plan, et
Fig. 2 une coupe longitudinale suivant 2-2 de la fig. 1 le sens de la marche étant celui qu'indique la flèche ;
Fig. 3 est une coupe analogue, le sens de marche étant renversé ;
Fig. 4 est une vue à plus grande échelle d'une partie du mécanisme, et
Fig. 5 une vue semblable, mais pour une autre position des organes et avec une coupe partielle.
Dans ces figures, 5 est un châssis porté élastiquement à la manière usuelle, par les deux essieux 6 et 7 d'un bogie ; à ce châssis sont fixés deux cylindres moteurs 8 avec leurs organes de distribution, cylindres dont les pistons actionnent un arbre moteur 10 par l'intermédiaire de deux bielles 9 (fig. 1 à 5).
Le mouvement de rotation de l'arbre 10 est transmis, par des moyens qui vont être décrits, d'une roue dentée d'entraînement'11 qui est clavetée sur lui, à une roue dentée 12 calée sur l'essieu 6, et par conséquent à ce dernier, les deux roues 11 et 12 ayant des diamètres tels qu'elles ne peuvent pas entrer en prise directe.
13 est une roue dentée intermédiaire portée par un bâti oscillant 14 qui est muni de deux oreilles 15 grâce auxquelles il peut tourner d'un certain angle autour de l'arbre 10. Ce bâti 14 comporte en outre une fourche 16 dont l'extrémité est articulée à la tige 25 d'un piston 24 appartenant à une soupape de commande.
17 est une conduite de vapeur dont une extrémité est reliée à un raccord coudé d'ad- mission 18, dans lequel débouche l'extrémité inférieure du cylindre 19 de ladite soupape de commande. 20 est un raccord d'échappement qui est relié, d'une part, à l'intérieur du cylindre moteur 8 par une conduite 21. et, d'autre part, à une lumière 22 ménagée dans la partie inférieure de la paroi du ey- lindre 1. de la soupape (fig. 5). Cette lu mière, qui règne sur une grande partie du pourtour du cylindre, s'élargit en 23 pour déboucher dans le raccord 20.
Tant que la vapeur n'est pas introduite dans la conduite 17, la lumière 22 est obturée complètement par le piston 24 qu'un ressort comprimé 26 tend à maintenir dans la position que représente fig. 3. Dans cette position, la tige 25 du piston maintien de façon élastique la roue 13 écartée de la roue 12.
L'introduction de a vapeur dans la conduite 17 est commandée par une valve à clapet 27 (fig. I à 3) qui comporte deux sièges annulaires 28 et 29 se faisant face, et une soupape double 30 dont la tige 31 est actionnée par un piston 32. Celui-ci, qu'un ressort comprimé 35 s'appuyant sur une paroi 34 tend à maintenir dans sa position supérieure, peut se déplacer dans une chambre 33 dans laquelle un tuyau 45 peut amener de l'air comprimé.
L'une des deux conduites d'échap- pement de la valve 27 est reliée à une soupape de marche arrière 36 ; celle-ci comporte un piston 37 qu'un ressort comprimé tend à maintenir en position d'obturation d'une lumière faisant communiquer le cylindre de la soupape avec un raccord coudé 38 relié à une conduite 39. La tige 44 du piston 37 actionne une fourche 43 qui porte à son ex trémité un axe 41 sur lequel peut tourner une roue de renversement de marche 40 se trouvant constamment en prise avec la roue 12.
Ledit axe 41 porte à chacune de ses ex trémités un dé de guidage qui peut coulisser dans une glissière circulaire 42 dont le centre coïncide avec l'axe de l'arbre 6 ; on voit donc que la roue de renversement 40 peut se déplacer d'un certain angle autour de la roue 12 tout en restant en prise avec elle.
Enfin, 46 sont deux flasques portés. par le bâti oscillant, 14 et munis à leur périphérie de dents 47 qui sont destinées à entrer en prise avec des dents correspondantes 49 mé- nagées dans deux coins 48 que portent les dés de guidage de l'axe 41. Ces coins sont en outre munis de talons qui peuvent buter contre les dents 47.
Le fonctionnement du mécanisme est le suivant :
Tant que de la vapeur n'est pas introduite dans la conduite d'admission de la valve 27, les organes ont la position relative représentée par fig. 4 c'est-à-dire que la roue intermédiaire 13 n'engrène alors ni avec la roue 12 ni avee la roue de renversement de marche 40.
Lorsque, par contre on introduit de la vapeur sous pression, dans la valve 27, sans cependant y introduire de 1'air= comprime Par le tuyau 45, c'est-à-dire la soupape 30 se trouvant dans sa position normale (fig. 2), l'admission de la vapeur se fait par le siège 29, la conduite 17 et le raccord 18. La pression qui s'établit, repousse alors le piston 24 de la soupape de commande ; le bâti oscillant 14 qu'il actionne est déplacé d'un certain angle vers la gauche (fig. 5). Deux cas peuvent alors se produire : dans le premier, une dent de la roue 13 se présente en face d'un vide de la roue 12 ; le piston 24 peut alors poursuivre librement sa course.
Dans le second, une dent de la roue 13 vient buter sur une dent de la roue 12 ; à ce moment, le piston 24 est arrêté, mais dans une position telle que son fond découvre la lumière 22 juste assez pour qu'un filet de vapeur passe dans le raccord 20 et de là, par la conduite 21 dans les cylindres moteurs 8 ; les pistons de ces derniers se mettent alors lentement en marche entrainant par les bielles 9 l'arbre moteur 10.
Des que celui-ci commence à tourner, la dent de la roue 13 sur laquelle butait le système oscillant se déplace angulairement et ne tarde pas à tomber dans un vide de la denture de la roue 12 ; le mouvement du piston 24 peut alors se poursuivre normalement, comme dans le premier cas ; la lumière 22 étant ensuite graduellement dé- masquée, la, vapeur pénètre jusqu'à pleine admission dans les cylindres 8 et en aetionne les pistons et. par suite, l'arbre 10, la roue 13, la roue 12 et l'essieu 6, et cela à la vitesse normale ; le sens de rotation de l'es- sieu est dans ce cas celui qu'indique la, flèche dans fig. 2 et 5.
Pour renverser le sens de marche de l'essieu 6, on introduit de l'air sous pression dans le tuyau 45. La soupape. 30 est alors repoussée vers le bas (fig. 3) et la vapeur sous pression s'introduit derrière le piston 37. Si cette manoeuvre a lieu lorsque les conduites 17 et 21 sont sous pression, dès que l'admission est coupée en 29 le piston 24 est repoussé par le ressort 26 au fur et à mesure que la dernière cylindrée se détend dans le cylindre 8, et le système oscillant reprend sa position initiale.
Mais la vapeur qui a en même temps pénétré derrière le piston 37 repousse ce dernier ; il en résulte, d'une part, que la lumière de la soupape 36 est progressivement démasquée, ce qui perment à la vapeur de s'introduire jusqu'à pleine admission dans les cylindres moteurs 8 dans les mêmes conditions que celles qui ont été décrites pour le cylindre 19, d'autre part, que la roue 40 effectue un déplacement angulaire autour de l'essieu 6, déplacement qui l'amène en prise avec la roue 13 de façon analogue à celle qui a été décrite plus haut pour ladite roue 13.
On voit donc que, dans ces conditions, l'arbre moteur 10 actionne l'essieu 6, grâce à la roue de renversement de marche, dans le sens opposé au premier, c'est-à-dire comme l'indique la flèche de fig. 3.
Les dentures 47 et 49 et les talons des dés déjà décrits ont pour but d'empêcher que les roues 13 et 40 n'engrènent intempestivement.
Il va sans dire que la valve à clapet 27 peut être d'un autre type que celui qui vient d'être décrit, pourvu qu'elle puisse jouer le rôle de by-pass.
L'invention peut, d'autre part, s'appliquer à tout autre fluide sous pression que la va- peur. Cependant elle trouve plus partieu- lièrement son application dans les trains à vapeur. On sait en effet qu'aux faibles vitesses, l'utilisation d'une chaudière de locomotive est très imparfaite. L'adjonction à la locomotive, par exemple dans son tender, ou même, dans le cas de trains très lourds sur un ou plusieurs bogies, d'un moteur auxiliaire accouplé à l'un des essieux suivant l'in- vention, permet au contraire d'utiliser toute la puissance laissée en excès par la locomo- tive, c'est-à-dire de tirer parti, à tous ré gimes, du maximum de rendement de la chaudière.
On a remarqué à ce propos que le rendement de semblables moteurs auxiliaires est d'autant meilleur que la vapeur est plus surchauffée.
On voit immédiatement les autres avan tages de cette application'de l'invention : La manoeuvre du train est excessivement simple, quel que soit le nombre de moteurs auxiliaires, puisqu'elle consiste simplement à di riger la vapeur sur les valves by-pass, ce qui a pour effet de faire démarrer synchroniquement tous les véhicules à moteurs auxiliaires ; cette manoeuvre peut d'ailleurs être combinée à celle de la locomotive. D'autre part, la marche arrière s'obtient simplement en dirigeant de l'air comprimé sur les mêmes valves, air qui peut, par exemple, être pris. vu la. très faible consommation qu'il en est fait, sur les installations cle freinage.
En outre, comme on l'a déjà fait remarquer, c'est le fluide moteur lui-même, par conséquent la vapeur actionnant les moteurs auxiliaires, qui met en action les soupapes de commande des roues dentées, et cela d'une façon progressive, douce et précise, de telle sorte que le bris des dentures ou d'autres organes n'est nullement à craindre. Enfin. dès que l'on cesse d'envoyer de la. vapeur dans les mécanismes réversibles, ces derniers se débraient automatiquement par suite du fonctionnement de ressorts de rappel des soupapes de commande, et les bogies, étant alors découplés des moteurs auxiliaires, ne présentent plus qu'une résistance très faible à l'avancement.
Il va sans dire que dans les applications de l'invention les roues dentées pourraient être remplacées par d'autres organes de transmission.