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VEHICULE SUR RAILS.
On connaît des véhicules sur rails qui permettent dé grandes vitesses tant dans les parcours en ligne droite que dans les courbés.
Les moyens proposés pour atteindre ce but sont, toutefois, compliqués et, en partie, imparfaits aussi. Si l'on choisit, comme il a-déjà été propo- sé, des voitures à triple essieu, dont l'essieu médian commande lés es- sieux d'extrémité, le défaut de contrôle qui se produit du fait du jeu de la voie et de l'élasticité du dispositif de commande ou de son usure éga- le déjà ou même dépasse la mesure de la position précise de l'essieu à obtenir, pour autant que les rapports des voies des grandes lignes et des lignes secondaires soient pris pour base. Les voitures à quadruple essieu, dans lesquelles tous les essieux sont dirigés par la déviation du bogie par rapport à la caisse du wagon présentent également ce défaut. En outre, leurs essieux tendent à avoir 'une course sinusoïdale plus forte et, par suite, des conditions de course très désagréables.
D'autres constructions permettent le passage rapide des courbes grâce à une série, formant chai- ne, de châssis de roulage à essieu unique. Ceci entraîne une limitation. du poids de charge, parce que la charge additionnelle d'un essieu ne peut pas être dépasséeo Le roulage n'est, en outre, possible, avec des châssis à essieu unique, que dans un sens, c'est-à-dire, par conséquente que l'on doit prévoir des dispositifs de renversement pour marche avant et marche arrière, qui, encore une fois, rendent le système onéreuxo
Grâce à l'invention, on renonce à de tels mécanismes de comman- deo L'invention présente des véhicules sur rails qui sont à même de rou- ler à grande vitesse, en marche avant ou en marche arrière, tant dans les parcours en ligne droite que dans les courbes,
et qui peuvent être employés tant dans le cas de véhicules moteurs que dans le cas de véhicules remor- qués, à deux essieux ou,- plus, et avec les charges les plus élevées.
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Contrairement à ce qui'était habituel jusqu'ici, l'invention part d'un agencement de roùés nécessaire pour une courbe déterminée. La po- sition-des roues ainsi trouvée n'est modifiée pour aucune de'toutes les au- tres courbes et est même maintenue pour le roulage sur voie-droite. Con- formément à ceci, le principe de'l'invention'réside'en ce que les'lignés mé- dianes d'axes de'toutes les roues ou au moins celles des essieux dès roues des jeux de roues menant forment un angle, dans'le plan horizontal- avec la ligne médiane de l'essieu portant fixe correspondant.
Les roués sont avantageusement disposées, comme si elles étaient reflétées dans un miroir, sur l'essieu fixe et les essieux fixes sont aussi disposés comme s'ils étaient vus'dans un miroir, l'un par rapport à l'autre, dans le châssis.', On obtient un démarrage idéal des roues externes:si les'prolongements des lignes médianes d'axes de toutes les roues d'un bogie ou d'un châssis in- férieur démarrant au rail extérieur de la courbe se coupent en un point.
Sont, en outre, essentiels la position dé tels essieux dans un châssis rigide diagonalement, la position particulière des roues sur l'essieu fixe, l'accouplement des deux roues d'un essieu et, enfin, leur commande.
L'objet de l'invention est représenté au dessin, par six figu- res. -
La figure 1 montre un véhicule sur rails se trouvant dans une courbe avec roues disposées à angle par rapport à l'essieu.
La figure 2 montre un véhicule sur rails circulant en ligne droite, avec roues disposées à. angle par rapport à l'essieu, dans des posi- tions requises pour la circulation en courbe.
La figure 3 montre un essieu portant pour palier externe, sans accouplement des deux roues.
La figure 4 montre un essieu portant pour palier interne, sans accouplement des deux roues.
La figure 5 montre un essieu portant pour palier externe, avec accouplement des deux roues.
La figure 6 montre un essieu- moteur, avec accouplement des deux roues.
A la figure 1, on voit que les essieux fixes des jeux de roues sont reliés par un bogie, châssis portant ou châssis inférieur 1, rigide horizontalement, de telle façon qu'ils restent toujours dans la même po- sition l'un par rapport à l'autre. Les roues externes 2 et 3 sont tangen- tes au rail extérieur; leurs lignes médianes d'axes se coupent donc, dans leur prolongement, au centre de courbure de la courbe. Par suite de cela, les lignes médianes d'axes de ces roues forment, avec la ligne médiane des essieux portants fixes, un angle el . Les roues 4 et 5 du rail intérieur sont disposées sur l'essieu portant, comme si elles étaient l'image dans un miroir de celles du rail extérieur . Comme les quatre angles sont de même grandeur, le véhicule a tendance à rouler en dehors de la ligne droite.
Comme dans le cas des véhicules de construc- tion antérieurement connue, le mouvement de rotation autour du centre de la courbe doit être forcé par glissement additionnel des roues sur la voie.
Dans ce cas se produit à la roue externe antérieure 3 - contact en deux points présumé - ce que l'on appelle la poussée de guidage entre rebord et rail. Si le point de poussée se trouve devant le milieu de l'essieu, la roue grimpe sur le rail en cas de trop grande poussée de guidage et sort de la voie. Dans le cas décrit avec référence à la figure 1, c'est- à-dire dans le cas où le bandage de roue part tangentiellèment au rail, le danger de déraillement est exclu au maximum, du fait que le point de poussée se trouve immédiatement au-dessous du milieu de la roue.
Si l'on règle, par exemple, l'angle [alpha] sur la plus grande courbe à parcourir, le point de poussée passe, lors du roulage dans les courbes plus petites, derrière la ligne médiane d'axe, c'est-à-dire que la résistance de frotte- ment entre roue et rail tire la roue vers le bas et augmente encore la
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sécurité contre le déraillement.' Enfin,' la force oéri.trirüge" 'de -la masse constituée par la caisse augmente la pression'verticale de 'là'90ûé sur'le rail extérïeur La chargé'passe.9 par'conséquente'sur"les roues'mises en bonne position pour le passage des courbes, tandis que les roues du rail in- térieur sont déchargées. '- @
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Sur la voie rectiligneg on obtient un réglage d9angle constant des roues par rapport à l'essieu. portant fixe, également favorable'.
'Si le véhicule se déplace de fagon parfaitement rectiligne, lâpoûsséé dé'gui- dage entre roue et rail est égale à zéro. Si, par contre, le véhicule rou- le en suivant des courbes sinusoïdales, les roues qui'démarrent, 3 et 4 ou 2 et 5 (voir figure 2), ont toujours des conditions de 'démarrage plus favorables que ce n'est le cas avec des jeux de roues normaux.
La position angulaire des roues donne des pertes par frôttement
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réellement minimes, qui, d9autre parts entraînent d9aütres avantages, dû fait que, grâce au frottement en oblique., des qualités de roulement plüs stables sont obtenues et qu9en outre, la formation de stries sur les rails est combattue. -
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Pour la mesure de l'angle el on prend utilement - pour base une grande courbe ou une courbe très fréquentée ou une courbe se présentant souvent.
La voiture représentée schématiquement aux figures 1 et 2'pré- sente, par suite de l'agencement des essieux portants fixes apparaissant comme vus dans un miroir par rapport à leur plan transversal, des condi-
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tions également avantageuses pour la marche avant et pour la mardhe'ârriè- reo L-invention peut aussi s'appliquer aux véhicules à plusieurs essieuxo Si l'on prévoit un bogie, châssis portant ou châssis inférieur à triple essieu, le réglage angulaire des roues, pour le jeu de roues médian, tombe.
Le jeu de roues médan peut, toutefois, être monté à déplacement latéral dans le châssis, si bien que les essieux externes seuls peuvent effectuer le guidage. On obtient un démarrage idéal des roues externes lorsque les prolongements des lignes médianes d'axes de toutes les roues démarrant au rail extérieur de la courbe se coupent en un point..... -
Comme il a déjà été mentionné, les essieux portants fixes sont reliés par un bogie, châssis portant ou châssis inférieur 1, rigide dans le plan horizontal. De cette façon les mouvements de rotation des jeux de roues autour de leur axe de rotation vertical sont coordonnés et les altérations de l'angle de démarrage des roues par rapport au rail sont évitées.
La construction d'un jeu de roues à palier extérieur est re- présentée à la figure 3. L'essieu portant fixe 11 porte deux roues dis- posées, par rapport à lui, pour former l'angle [alpha]. Comme éléments de palieron emploie des 'Paliers à billes, à galets ou à glissemento Cha- que roue se meut indépendamment de la roue opposée, qui est placée-à 1?en- droit où se refléterait la première dans un miroir, autour de l'essieu portant fixe. Celui-ci peut, à son extrémité supportée 6, contenir des douilles spéciales pour recevoir les ressorts, pièces de guidage ou pièces analogues. Les douilles peuvent aussi être conformées pour un palier à
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glissement dans des supports d9essieux.
La figure 4 représente un jeu de roues avec palier intérieur pour. un bogie, châssis portant ou châssis inférieur., les roues se trou- vant également à angle par rapport à l'essieu portant fixe 11.
Pour éviter une course continue,, d'un seul côtés des roues, sur le rail, sur la voie rectilignes et pour accroître la sécurité contre les déraillements dans la courbe, l'invention prévoit un arbre d'accouple- ment spécial pour les roues du jeu de roueso La figure 5 montre cet ar- bre adapté à un jeu de roues pour palier extérieur. L'arbre d'accouple- ment 7 est glissé sur l'essieu portant fixe 8 et est relié élastiquement aux disques de roues 10, au moyen des anneaux en caoutchouc 9. L'anneau
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en caoutchouc 9 compense les mouvements axiaux qui se produisent du fait de la position angulaire des lignes médianes d'axes des roues par rapport à la ligne médiane de l'essieu portant.
Au lieu d'un anneau circulaire en caoutchouc, on peut encore employer d'autres éléments d'accouplement élas- tiques connus dans la construction des machines, tels que des silenblocs, ressorts d'acier et pièces analogues. De même, il est possible de relier entre eux les roues et l'arbre d'accouplement par des moyens fixes tangen- tiellement mais élastiques axialement, tels que des membranes ou équiva- lents. -
Dans le cas de jeux de roues à palier intérieur, l'arbre d'ac- couplement 12 est monté dans l'essieu portant fixe 13, de conformation creuse, comme il est montré à la figure 6. - Dans ce cas, on'peut également employer des organes d'accouplement fixes ou élastiques.
L'accouplement' à engrenage 14, choisi dans le cas considéré à la figure 6,'est, par exem- ple, un accouplement fixe, puisqu'il transmet, sans jeu, les moments de rotation à frottement des roues en direction tangentielle. L'arbre d'ac- couplement 12 sert également à la commande des roués, lorsqu'elles sont mises eh mouvement, selon la figure 6, par l'intermédiaire des deux roues coniques 15 et 16. La subdivision de l'arbre d'accouplement et l'adapta- tion d'un mécanisme différentiel sont aussi donnéeso
L'arbre creux représenté à la figure 5 peut aussi être confor- mé en arbre de commande.
Il appartient à l'esprit de l'invention de n'équiper même, le cas échéant, d'essieux portants conformes à l'invention, que la roue menante ou le jeu de roues menant d'un bogie ou d'une voiture ou le ou les jeux de roues menants de la première où de la dernière voiture d'un train, si, dans le dernier cas; les autres jeux de roues normaux 'sont dirigés'de façon particulière, lors de la marche rapide dans dés courbés'ou'bien si, considéré horizontalement, l'agencement fixe dës jeux de roues normaux présente déjà des qualités-de marche favorables.
-'Le frein à sabot peut attaquer directement les bandages de'+. roues qui sont disposés à angle par rapport à l'essieu portant fixe 11, 13.
Dans les freins à mâchoires intérieures ou extérieures, les tambours de freins se trouvent aux roues et les mâchoires de freins et organes d'ac- tionnément, par contre, se trouvent à l'essieu fixe. Enfin, les tambours ou disques de freins peuvent aussi être fixés sur l'arbre d'accouplement.
REVENDICATIONS.
1. Véhicule sur rails, caractérisé par le fait que les lignes médianes d'axes de toutes les roues (2 à 5) ou au moins celles des roues des jeux de roues menants forment un angle ([alpha]), dans le plan horizon- tal, avec la ligne médiane de.-l'essieu portant fixe correspondant (11).
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VEHICLE ON RAILS.
Rail vehicles are known which allow high speeds both in straight line journeys and in bends.
The means proposed for achieving this goal are, however, complicated and, in part, imperfect as well. If one chooses, as has already been proposed, cars with triple axles, the middle axle of which controls the end stoppers, the control fault which occurs due to the play of the track and the elasticity of the control device or its wear already equals or even exceeds the measurement of the precise position of the axle to be obtained, provided that the ratios of the tracks of the main lines and of the branch lines are taken for based. Quadruple-axle cars, in which all axles are steered by the deviation of the bogie from the wagon body, also have this defect. In addition, their axles tend to have a stronger sinusoidal stroke and therefore very unpleasant running conditions.
Other constructions allow rapid passage of curves thanks to a series, forming a chain, of single-axle running frames. This results in a limitation. load weight, because the additional axle load cannot be exceeded o Driving is also only possible with single-axle chassis in one direction, i.e. therefore, reversing devices must be provided for forward and reverse, which again make the system expensive.
Thanks to the invention, such control mechanisms are dispensed with. The invention presents vehicles on rails which are able to travel at high speed, in forward or reverse, both in straight lines. straight than in curves,
and which can be used both in the case of motor vehicles and in the case of towed vehicles, with two or more axles, and with the highest loads.
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Contrary to what was usual up to now, the invention starts from an arrangement of wheels necessary for a given curve. The position of the wheels thus found is not modified for any of the other curves and is even maintained for running on a straight track. In accordance with this, the principle of the invention resides in that the center lines of all the wheels or at least those of the axles of the wheels of the sets of driving wheels form an angle, in the horizontal plane with the center line of the corresponding fixed load axle.
The wheels are advantageously arranged, as if they were reflected in a mirror, on the fixed axle and the fixed axles are also arranged as if they were seen in a mirror, one relative to the other, in the chassis. 'An ideal starting of the outer wheels is obtained: if the' extensions of the centerlines of the axes of all the wheels of a bogie or of a lower chassis starting at the outer rail of the curve intersect at one point.
In addition, essential is the position of such axles in a diagonally rigid frame, the particular position of the wheels on the fixed axle, the coupling of the two wheels of an axle and, finally, their control.
The object of the invention is represented in the drawing, by six figures. -
Figure 1 shows a vehicle on rails in a curve with wheels arranged at an angle to the axle.
Figure 2 shows a vehicle on rails traveling in a straight line, with wheels arranged at. angle to the axle, in positions required for cornering.
Figure 3 shows a load axle for external bearing, without coupling of the two wheels.
Figure 4 shows a load axle for internal bearing, without coupling of the two wheels.
Figure 5 shows a bearing axle for external bearing, with coupling of the two wheels.
Figure 6 shows a drive axle, with coupling of the two wheels.
In Figure 1, we see that the fixed axles of the sets of wheels are connected by a bogie, supporting frame or lower frame 1, rigid horizontally, so that they always remain in the same position relative to each other. to the other. The outer wheels 2 and 3 are tangent to the outer rail; their center lines therefore intersect, in their extension, at the center of curvature of the curve. As a result of this, the center lines of the axes of these wheels form, with the center line of the fixed load axles, an angle el. The wheels 4 and 5 of the inner rail are arranged on the load axle, as if they were the mirror image of those of the outer rail. Since all four angles are the same size, the vehicle tends to roll off the straight line.
As in the case of vehicles of previously known construction, the rotational movement around the center of the curve must be forced by additional sliding of the wheels on the track.
In this case occurs at the front outer wheel 3 - presumed two-point contact - what is called the guide thrust between flange and rail. If the thrust point is in front of the middle of the axle, the wheel climbs on the rail in case of too much guide thrust and goes out of the way. In the case described with reference to figure 1, that is to say in the case where the wheel tire goes tangentially to the rail, the danger of derailment is excluded as much as possible, since the point of thrust is immediately below the middle of the wheel.
If we adjust, for example, the angle [alpha] on the largest curve to be covered, the point of thrust passes, when rolling in the smaller curves, behind the center line of the axis, that is- that is, the frictional resistance between wheel and rail pulls the wheel down and further increases the
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safety against derailment. ' Finally, the 'force oéri.trirüge' 'of the mass constituted by the body increases the' vertical pressure of 'the' 90ûé on 'the outer rail The load' passes. 9 consequently 'on the' wheels' placed good position for passing curves, while the wheels of the inner rail are unloaded. '- @
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On the straight track, a constant angle adjustment of the wheels relative to the axle is obtained. fixed bearing, also favorable '.
'If the vehicle is moving perfectly straight, the clearance between wheel and rail is zero. If, on the other hand, the vehicle is driven in sinusoidal curves, the starting wheels, 3 and 4 or 2 and 5 (see figure 2), always have more favorable starting conditions than is the case. case with normal wheel sets.
The angular position of the wheels results in friction losses
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really minimal, which on the other hand leads to other advantages, due to the fact that, thanks to the oblique friction, more stable rolling qualities are obtained and furthermore, the formation of grooves on the rails is prevented. -
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For the measurement of the angle el it is useful to take as a basis a large curve or a curve with frequent traffic or a curve which occurs often.
The car shown schematically in Figures 1 and 2 'presents, as a result of the arrangement of the fixed bearing axles appearing as seen in a mirror with respect to their transverse plane, of the conditions.
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The invention can also be applied to vehicles with several axles If a bogie, load-bearing frame or lower frame with triple axle is provided, the angular adjustment of the wheels is also advantageous for forward travel and for rear driving. , for the middle wheel set, falls.
The medan wheel set can, however, be mounted sideways in the frame, so that only the outer axles can provide guidance. An ideal start of the outer wheels is obtained when the extensions of the centerlines of the axes of all the wheels starting at the outer rail of the curve intersect at a point ..... -
As has already been mentioned, the fixed bearing axles are connected by a bogie, supporting frame or lower frame 1, rigid in the horizontal plane. In this way the rotational movements of the sets of wheels around their vertical axis of rotation are coordinated and alterations in the starting angle of the wheels with respect to the rail are avoided.
The construction of a set of wheels with an external bearing is shown in FIG. 3. The fixed bearing axle 11 carries two wheels arranged with respect to it to form the angle [alpha]. As bearing elements, ball, roller or sliding bearings are used. Each wheel moves independently of the opposite wheel, which is placed at the place where the first would be reflected in a mirror, around the 'fixed bearing axle. This can, at its supported end 6, contain special bushings for receiving the springs, guide parts or the like. The bushings can also be shaped for a
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sliding in axle supports.
Figure 4 shows a set of wheels with inner bearing for. a bogie, supporting frame or lower frame., the wheels also being at an angle to the fixed carrying axle 11.
To avoid a continuous stroke, on one side of the wheels, on the rail, on the straight track and to increase the safety against derailments in the curve, the invention provides a special coupling shaft for the wheels. wheel set o Figure 5 shows this shaft adapted to a set of wheels for external bearing. The coupling shaft 7 is slid over the fixed bearing axle 8 and is resiliently connected to the wheel discs 10 by means of the rubber rings 9. The ring
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rubber 9 compensates for the axial movements which occur due to the angular position of the center lines of the axes of the wheels with respect to the center line of the load axle.
Instead of a circular rubber ring, it is still possible to employ other elastic coupling elements known in machine construction, such as silenblocks, steel springs and the like. Likewise, it is possible to interconnect the wheels and the coupling shaft by means fixed tangentially but axially elastic, such as membranes or the like. -
In the case of wheel sets with an internal bearing, the coupling shaft 12 is mounted in the fixed bearing axle 13, of hollow shape, as shown in figure 6. - In this case, one ' can also employ fixed or elastic coupling members.
The gear coupling 14, chosen in the case considered in FIG. 6, is, for example, a fixed coupling, since it transmits, without play, the frictional moments of rotation of the wheels in the tangential direction. The coupling shaft 12 also serves to control the wheels, when they are set in motion, according to FIG. 6, by means of the two bevel wheels 15 and 16. The subdivision of the wheel shaft coupling and adaptation of a differential mechanism are also given.
The hollow shaft shown in FIG. 5 can also be in the form of a drive shaft.
It is in the spirit of the invention not to equip, where appropriate, with load-bearing axles according to the invention, only the driving wheel or the set of driving wheels of a bogie or a car or the set of driving wheels of the first or the last car of a train, if, in the last case; the other normal sets of wheels 'are directed' in a particular way, when walking quickly in curved dice 'or' well if, considered horizontally, the fixed arrangement of the normal sets of wheels already has favorable walking qualities.
-'The shoe brake can directly attack the tires of '+. wheels which are arranged at an angle to the fixed bearing axle 11, 13.
In inner or outer shoe brakes, the brake drums are located on the wheels and the brake shoes and actuators, on the other hand, are on the fixed axle. Finally, the brake drums or discs can also be attached to the coupling shaft.
CLAIMS.
1. Vehicle on rails, characterized by the fact that the centerlines of the axes of all the wheels (2 to 5) or at least those of the wheels of the driving wheel sets form an angle ([alpha]), in the horizontal plane - tal, with the center line of the corresponding fixed load axle (11).