La présente invention concerne une installation ferroviaire
équipée d'un train de roues à écartement variable. On connaît déjà de tels essieux comprenant soit des roues fixes sur l'axe, soit des
roues tournant librement par rapport à lui. La position axiale des
roues est, dans chaque cas, déterminée par des éléments mécani
ques constituant un verrouillage axial.
L'invention a pour objet une installation ferroviaire compre
nant d'une part du matériel roulant sur des roues déplaçables
axialement par rapport à leur axe non tournant, attaché au voisi
nage de ses extrémités à la caisse du véhicule ou à son châssis, respectivement au châssis d'un bogie, cet axe étant creux et portant,
entre ses points d'attache au véhicule, les roues tournant par l'in
termédiaire de roulements à rouleaux cylindriques, la position
axiale de chaque roue étant déterminée par celle d'une butée
axiale portée par une bague de positionnement axial déplaçable
axialement, mais dont la position est normalement déterminée par
un verrou de blocage commun aux deux roues d'un même essieu,
verrou constituant un ensemble rigide déplaçable sensiblement
perpendiculairement par rapport à l'axe,
un élément de guidage
axial étant disposé entre l'axe et le verrou limitant leur jeu axial
au strict nécessaire tout en permettant les mouvements d'engage
ment et de dégagement du verrou, L'ensemble étant disposé de
telle façon que l'écartement des roues est variable et permet au vé
hicule de circuler sur des voies dont l'écartement est différent,
d'autre part le matériel de voie permettant de réaliser le change
ment d'écartement des roues lors du passage sur lui de l'essieu,
I'installation comprenant un dispositif mécanique de commande
des mouvements d'engagement et de dégagement du verrou, au moins un élément de cet ensemble entrant en contact avec au
moins un organe du matériel de voie lors d'une opération de
changement d'écartement,
le verrou comprenant une partie dispo
sée à l'intérieur de l'axe, constituée par une barre portant au moins
une dent située au droit de la bague de positionnement axial de
chaque roue et coopérant avec elle, caractérisée en ce que le dispositif mécanique de commande des mouvements d'engagement et de dégagement du verrou comprend une piéce coulissant longitu
dinalement par rapport à l'axe et exerçant une poussée lorsque
l'essieu circule normalement, c'est-à-dire ailleurs que sur le matériel réalisant le changement d'écartement, contre la barre du verrou, dans un sens tendant à le maintenir engagé.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installation selon l'invention et une variante de détail.
Dans ce dessin, les organes qui se correspondent d'une figure à l'autre portent le même chiffre repére. Ce chiffre peut être affecté d'un indice a), respectivement b), suivant qu'il désigne un organe existant symétriquement à gauche, respectivement à droite de l'installation.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale par un plan vertical de l'essieu selon la premiére forme d'exécution.
Les fig. 2a, 2b, 2c et 2d sont des vues partielles de l'essieu de la fig. 1, en coupe axiale par un plan vertical, représentant schématiquement quatre positions différentes occupées successivement par le mécanisme de commande du verrou lors d'une manoeuvre de dégagement, respectivement d'engagement du verrou:
La fig. 2a représente le verrou engagé et en position normale;
la fig. 2b représente le verrou engagé, les bielles genouilléres étant en tension maximum;
la fig. 2c représente le verrou engagé, les bielles genouilléres étant en tension nulle;
la fig. 2d représente le verrou, dégagé.
La fig. 3 est une vue partielle de l'essieu en coupe axiale par un plan horizontal représentant le mécanisme de commande du verrou, à plus grande échelle.
La fig. 4 est une vue partielle de l'essieu en coupe axiale par un plan vertical représentant le mécanisme de commande du verrou selon la seconde forme d'exécution.
La fig. 5 représente une variante de détail du mécanisme de commande du verrou représenté à la fig. 2a.
La fig. 6 représente en coupe transversale, à plus grande échelle, un détail du matériel de voie de changement d'écartement représentant le rail support et un dispositif complémentaire permettant d'assurer le guidage axial précis des roues.
La fig. 7 est une vue schématique en coupe transversale du matériel de voie.
La fig. 8 est une vue en plan du matériel de voie montrant le tracé des divers rails supports, de guidage de l'essieu et de commande du mécanisme de verrouillage.
Les pièces principales suivantes sont représentées au dessin:
1 a, b la roue
2 a, b bande de roulement
3 a, b jante
4 a, b moyeu
5 - axe de l'essieu
6 a, b roulement extérieur
7 a, b bague intérieure du roulement 6
8 a, b couronne de rouleaux cylindriques du roulement 6
9 a, b bague extérieure du roulement 6 10 a, b roulement intérieur
Il a, b bague intérieure du roulement 10 12 a, b couronne de rouleaux cylindriques du roulement 10 13 a, b bague extérieure du roulement 10 14 a, b roulement à billes de butée axiale 15 a, b bague intérieure du roulement 14 16 a, b bague extérieure du roulement 14 17 a, b manchon d'attache de l'axe à la caisse 20 a, b bague de positionnement axial 21 a, b trou de blocage du grand écartement 22 a, b trou de blocage du petit écartement 24 - verrou de blocage 25 - pièce centrale du verrou 26 a, b dent du verrou 27 a,
b cône de prolongement de la barre centrale du verrou 34 a, b douille intermédiaire 35 a, b patin de commande du verrou 36 a, b axe d'oscillation du patin de commande du verrou 37 - protection fixe 38 a, b protection tournante 46 a, b rail porteur 47 a, b rail de guidage continu 48 a, b élément de guidage discontinu 49 a, b lames verticales élastiques du rail de guidage
discontinu 50 a, b ressort des lames élastiques de guidage 60 a, b rail de guidage de la caisse 61 a, b rail de commande de la manoeuvre du verrou 62 - voie à petit écartement 63 - voie à grand écartement 64 - traverses supports 65 a, b supportes rails de commande du verrou 66 a, b console support du rail de guidage de la caisse 74 a, b jeu de pièces de serrage 75 a, b rondelle ressort 76 a, b douille de fermeture 77 a,
b anneau en deux piéces de butée 78 barre barre du verrou 79 a, b pièce coulissant longitudinalement 80 a, b axe d'articulation 81 a, b patin intérieur d'appui 82 a, b patin extérieur d'appui 83 a, b bras de prolongement 84 a, b bielle genouillère 85 a, b axe d'articulation sur la barre du verrou 86 a, b nervure de liaison de la bielle genouillère 84 87 a, b surface de la bielle genouillère 84
de dégagement du verrou 88 a, b surface fixe 89 a, b joint d'étanchéité 90 a, b couvercle de fermeture 91 a, b orifice de passage du bras 92 a, b joue de guidage 93 a, b joue de guidage 94 a, b levier auxiliaire 95 a, b coin de dégagement du verrou 96 a, b butée de commande.
L'essieu représenté aux fig. 1, 2, 3, 4 et 5 est constitué par un axe 5 se terminant par un manchon comprenant une rainure dans laquelle est monté un anneau de butée 77 en deux pièces. Cet anneau, compte tenu de l'effet du manchon 17 d'attache de l'axe à la caisse et de la douille de fermeture 76, bloque axialement, par déformation élastique de la rondelle ressort 75, toutes les pièces montées sur l'essieu 5, à savoir les douilles 34 et les couronnes intérieures 11 et 7 des roulements à rouleaux cylindriques 10 et 6, en les pressant fortement les unes contre les autres. Le manchon 17 d'attache de l'axe à la caisse peut être utilisé, s'il y a lieu, sous une forme différente pour attacher l'essieu au cadre d'un bogie. Disposées symétriquement par rapport à l'axe médian, deux bagues de positionnement axial 20 glissent sur la surface extérieure de l'axe 5.
Chacune de ces bagues porte un roulement à billes 14 constituant une butée axiale et comprenant une bague intérieure 15 fixée sur ladite bague 20 et une bague extérieure 16 fixée au moyeu 4 de la roue 1 qui porte par ailleurs deux roulements à rouleaux cylindriques aussi écartés l'un de l'autre que possible, 6 et 10.
Au lieu de prévoir un guidage à trois éléments, deux roulements à rouleaux 6 et 10 et un roulement à billes 14, il est possible de combiner l'effet des deux derniers éléments en montant par exemple le roulement à rouleaux 10 sur le manchon 20 en lieu et place du roulement à billes 14. Il faut alors prévoir une autre exécution de ce roulement à rouleaux 10 lui permettant de supporter simultanément des charges radiales et axiales. Cette simplification est possible car, vu la position relative de la bande de roulement 2, des couronnes 8 et 12 des roulements à rouleaux 6 et 10, la plus grande partie de la charge verticale est absorbée par le roulement 6, et le roulement 10 n'en supporte qu'une très faible partie.
La roue comprend en outre un voile 4 se terminant par une jante 3 sur laquelle est fixée la bande de roulement 2 proprement dite qui est en contact avec le rail 46.
L'installation comprend, en outre, un verrou de blocage 24 constitué d'une pièce centrale 25 portant deux dents 26a et 26b pénétrant chacune dans un orifice correspondant ménagé dans chaque bague 20a et 20b de positionnement axial pour en déterminer la position.
Le verrouillage, respectivement le déverrouillage des roues 1, est obtenu par un déplacement du verrou 24 engageant, respectivement dégageant, ses dents 26a et 26b dans les logements ménagés dans les bagues de positionnement axial 20a et 20b; pendant ces manoeuvres qui se font sensiblement perpendiculairement par rapport à l'axe, le verrou reste guidé axialement selon divers moyens, par exemple, comme indiqué sur la fig. 1, par guidage de la surface extérieure d'au moins une dent 26a ou 26b par rapport à l'axe 5.
La barre centrale 25 constituant avec ses dents 26 le verrou 24 se prolonge jusqu'aux extrémités de l'axe par des éléments coniques 27. Ces derniers constituent, avec la pièces centrale du verrou 25, une barre 78 traversant l'essieu sur pratiquement toute sa longueur. Le mécanisme de manoeuvre est situé aux deux extrémités de l'axe et monté entre lui et les extrémités de cette barre 78.
Le mécanisme du verrou comprend un axe d'articulation 85 situé à chaque extrémité de la barre 78. Cet axe porte, dans le cas des fig. 1 et 2, une bielle genouillère 84 dont l'autre extrémité est articulée en 80 par rapport à une pièce coulissant longitudinalement 79. Cette pièce se prolonge par l'intermédiaire d'un bras 83 vers l'extérieur de l'essieu et traverse par un orifice 91 le couvercle de fermeture 90 monté à chaque extrémité de l'axe 5. Ce bras 83 porte un patin de commande du verrou 35 oscillant autour d'un axe 36. La pièce 79 coulissant longitudinalement appuie contre la surface intérieure de l'axe et contre une surface du convercle de fermeture 90 par l'intermédiaire des patins d'appui intérieurs 81 et extérieurs 82.
Dans le cas de cette figure, la bielle genouillère 84 est constituée par deux côtés entourant les extrémités de la barre du verrou 78 ainsi qu'une partie de la pièce coulissant longitudinalement 79. Ces deux côtés sont reliés par une nervure 86 qui, par ailleurs, dans la position verrou engagé , prend appui contre la surface inférieure du bras 83 de prolongement.
Les fig. 2a, 2b, 2c, 2d représentent quatre positions différentes, occupées successivement par les pièces constituant le mécanisme du verrou lors d'une manoeuvre de dégagement, respectivement d'engagement. La disposition selon la fig. 2a est la même que celle sur la fig. 1, cependant le rail 61a de commande de la manoeuvre du verrou est représenté entourant le patin de commande 35a.
Cette position correspond au verrou engagé sous tension normale, soit à la position qu'occupe le mécanisme lorsque l'essieu arrive sur le matériel de voie et commence la manoeuvre de changement d'écartement. Les deux rails 61a et 61b, du fait de l'avance de l'essieu, s'écartent et exercent une poussée sur les patins 35 tendant aussi à les écarter l'un de l'autre. L'axe d'articulation 80 a tendance à sortir de l'essieu.
La fig. 2b représente la position relative des mêmes piéces lorsque l'axe d'articulation 80, par rapport à la bielle genouillère, se trouve dans un même plan vertical que l'axe d'articulation 85 par rapport à la pièce coulissant longitudinalement. Dans cette position, l'axe d'articulation 85 se trouve abaissé, la barre du verrou 78 est fléchie au maximum, les bielles genouillères 84 exercent une poussée verticale descendante sur les dents 26 du verrou qui appuient au fond de leurs logements.
La fig. 2c représente la position de ces pièces au moment où la pièce coulissant longitudinalement 79 ayant continué son mouvement d'écartement, la bielle genouillère 84 arrive en contact, par l'intermédiaire d'une surface 87, avec une surface fixe 88 solidaire de l'essieu. Dans cette position, l'effort tendant à déformer la barre 78 est nul. Si l'on continue la manoeuvre d'écartement des pièces coulissant longitudinalement, les axes 85 sont soumis à un mouvement d'élévation, la bielle genouillère 84 roulant avec un certain glissement contre la surface fixe 88. A ce mouvement d'élévation correspond le dégagement des dents du verrou. En fin de manoeuvre, le dégagement est total, comme représenté dans la fig. 2d.
Pour provoquer le verrouillage, il suffit d'exécuter dans le sens inverse les mêmes manoeuvres que celles mentionnées ci-dessus, en rapprochant l'un de l'autre les patins 35a et 35b, jusqu'à ce que leur position corresponde à celle de la fig. 2a. La barre du verrou est soumise à une flexion tendant à enfoncer et à presser les dents du verrou 26 au fond de leurs logements. Par ailleurs, le point supérieur de la nervure 86 de liaison des deux joues de la bielle 84 arrive en contact avec le bras 83 de manoeuvre de la pièce coulissante et constitue ainsi une butée mécanique de fin de course.
Il est à relever que l'axe d'articulation 80 est situé plus à l'intérieur de l'essieu que l'axe d'articulation 85. I1 en résulte que la position verrou engagé est une position stable pour l'ensemble du mécanisme. La déformation de la bielle provoque une réaction tendant à appuyer la pièce coulissant longitudinalement contre ses surfaces de glissement, à savoir celles du tube de l'axe 5 et celle du couvercle 90. L'importance de cette déformation et des efforts nécessaires à la manoeuvre dépend de la forme des pièces en présence.
Une fois la manoeuvre de dégagement du verrou exécutée, le changement d'écartement se fait automatiquement. En effet, comme chaque roulement à rouleaux cylindriques permet un dé placement axial d'une de ses bagues par rapport à l'autre, même sous charge, la roue se déplace automatiquement axialement en roulant sur le dispositif de changement de voie. Une fois le nouvel écartement obtenu, il suffit d'arrêter le déplacement et de provoquer le mouvement de réengagement du verrou pour fixer la position des roues selon le nouvel écartement.
La fig. 3 est une coupe par un plan horizontal passant à travers l'axe 85 d'articulation fixé aux extrémités de la barre du verrou. Cette figure montre les mêmes piéces que précédemment. On constate que la bielle genouillère 84 comporte deux côtés qui sont reliés par la nervure de liaison 86. Dans cette figure, on remarque, portées par le couvercle 90, les deux joues 92 et 93 servant au guidage latéral de la bielle genouillère et guidant par là également l'ensemble du mécanisme de manoeuvre du verrou.
La fig. 4 représente une autre forme d'exécution d'un mécanisme de verrouillage. Dans ce cas, la pièce coulissant longitudinalement 79 se termine par un coin; elle a une surface cylindrique dans laquelle vient se loger un galet fixé à l'extrémité correspondante de la barre du verrou 78 tournant autour de l'axe 85. Le fonctionnement est dans les grandes lignes le même que précédemment. Un mouvement de sortie de la pièce coulissant longitudinalement 79 provoque la disparition de l'effort de fermeture du verrou, puis le soulèvement de la barre 78. Par contre, en rapprochant l'un de l'autre les patins de commande 35, le coin appuie contre le galet, déforme la barre et presse le verrou dans son logement comme précédemment.
La fig. 5 représente une variante de détail de la forme d'exécution représentée aux fig. I et 2, consistant en une autre disposition de la surface 88 permettant le dégagement du verrou. En effet, dans le cas de cette figure, la nervure de liaison 86 vient appuyer par une surface 87 contre la surface 88 qui, dans ce cas, est portée par le couvercle de fermeture 90. Le fonctionnement reste dans les grandes lignes le même que celui décrit à propos de la fig. 2.
La fig. 6 représente un détail des rails supports et de guidage axial de la roue lorsque l'essieu passe sur le matériel de changement d'écartement. Comme le verrou positionnant axialement les roues est alors retiré, il convient de fixer avec précision et sécurité la position axiale des roues. A cet effet, l'écartement des rails supports 46 est légèrement augmenté par rapport à la valeur normale.
Un rail supplémentaire 47 continu est disposé judicieusement entre les deux roues dans le cas de la figure. Un dispositif élastique applique d'une façon continue la roue contre le rail de guidage 47.
Ce dispositif est constitué par un jeu d'éléments de guidage 48 portés par des lames élastiques 49. Un ressort 50 exerce une pression contre chacune des lames 49 et tend à les rapprocher du rail de guidage continu 47. Lorsque la roue passe sur elles, celles-ci exercent une poussée sur la roue, l'appliquant contre le rail de guidage. Une autre forme d'exécution de ce dispositif peut être réalisée en plaçant le rail de guidage continu à l'extérieur des deux roues, le dispositif élastique 48, 49 et 50 étant à l'intérieur.
L'installation comprend un nombre suffisant de lames 49 de manière qu'au moins une d'entre elles soit toujours en action, quelle que soit la position occupée par la roue. Par ailleurs, au lieu de faire agir les lames élastiques contre l'un des côtés de la roue, il aurait été possible d'utiliser la surface correspondante du boudin de la roue.
Les fig. 7 et 8 sont deux vues schématiques de l'installation de changement de voie. Elles comprennent les rails 46 supports du véhicule et des dispositifs complémentaires 47 et 48 assurant le guidage précis des roues lorsque le verrou est retiré. Les rails 60 horizontaux sont placés à une hauteur correspondant à l'extrémité
de l'essieu. Ils sont disposés très près d'eux, cependant sans les
toucher. Leur rôle est d'éviter que l'essieu complet et la caisse ne
se déplacent par rapport aux roues lorsque le verrou est retiré. Les
rails 61 exécutent la manoeuvre de dégagement, puis d'engagement
du verrou. A l'entrée et à la sortie du dispositif, ils sont proches
l'un de l'autre, puis s'écartent et restent dans cette position pen
dant la manoeuvre.
Le fonctionnement de l'ensemble est le suivant:
Lorsque l'essieu dont on veut changer l'écartement arrive sur ce dispositif, par exemple en 62 sur le réseau à voie étroite, on assure tout d'abord le guidage d'extrémité de l'essieu par les rails 60. Les rails 61 de commande de la manoeuvre du verrou entrent en contact avec les patins correspondants pour provoquer leur écartement et, par conséquent, le déverrouillage. Une fois cette opération faite, l'écartement des rails 46 change et augmente pour atteindre la nouvelle valeur désirée. Cette nouvelle valeur obtenue, les rails 46 sont à nouveau parallèles. Les rails de commande du verrou se rapprochent l'un de l'autre et provoquent la manoeuvre d'engagement du verrou. Celle-ci terminée, on supprime le guidage axial 60 de l'essieu et, par conséquent, de la caisse.
Le mécanisme de la manoeuvre d'engagement et de dégagement du verrou permet une action directe du rail sur la position du verrou 24. En effet, bien que le mécanisme comprenne un élément constitué par la barre 78 qui, bien que rigide, est élastique, situé dans la chaîne des appareils reliant le patin de commande 35 au verrou 24, il y a correspondance entre les courses de ces deux éléments. Il en résulte que l'action du patin est directe, aussi bien dans le sens d'une manoeuvre d'engagement que de dégagement du verrou, ce qui constitue un facteur important de sécurité.
La fig. I représente les bagues extérieures 9 et 13 des roulements à rouleaux 6 et 10, comme si elles étaient constituées par une seule pièce. Il est évident que ces bagues peuvent, suivant le cas, être exécutées en une seule ou en plusieurs piéces séparées ou non par des douilles intermédiaires.
Chacune des formes d'exécution ou variante représentées assure le positionnement axial de la roue 1 du véhicule par l'intermédiaire d'une bague de positionnement axial 20 qui est immobile sur l'axe, sauf bien entendu en dehors des instants où une opération de changement d'écartement est en cours. Alors cette bague se déplace sur l'axe, le mouvement étant commandé par celui de la roue. Il est évident qu'il est nécessaire de guider cette bague de telle manière que les trous de blocage 21 ou 22 se présentent devant les dents 26 du verrou. Ce guidage est assuré par des éléments non représentés sur les dessins, constitués par exemple par une rainure ménagée dans la bague 20 et un téton fixé sur l'axe et pénétrant dans ladite rainure dont le tracé peut être rectiligne, ou hélicoïdal.
L'installation comprend en outre les dispositifs usuels nécessaires à la bonne conservation des pièces, soit par exemple les divers joints permettant d'isoler l'intérieur de l'axe et des roues de l'air ambiant pouvant provoquer l'oxydation de certaines pièces.
Par ailleurs, il est nécessaire de prévoir des graisseurs permettant d'assurer un bon graissage des piéces et d'autres éléments pour l'évacuation d'un éventuel excès de graisse.
La commande des mécanismes de verrouillage décrits est réali
sée par des patins 35. I1 est évident que d'autres éléments peuvent
aussi convenir, comme, par exemple, des galets.
La fig. I montre une disposition constructive particulière des dents du verrou selon laquelle celles-ci peuvent être démontées lorsque l'écartement des roues correspond à la voie normale, sans
avoir à démonter d'autres pièces, réserve faite de bouchons et
quelques vis. Ainsi, l'ensemble du mécanisme de manoeuvre du
verrou peut être démonté de l'essieu proprement dit, l'axe 5 et les
roues complètes 1 restant en place. Il est donc aisément possible
de contrôler le comportement de ce mécanisme, car les travaux
nécessaires à cette opération sont de peu d'importance et faciles.
The present invention relates to a railway installation
fitted with a variable gauge wheel set. Such axles are already known comprising either wheels fixed on the axle, or
wheels spinning freely in relation to it. The axial position of the
wheels is, in each case, determined by mechanical elements.
ques constituting an axial locking.
The invention relates to a railway installation comprising
on the one hand, rolling stock on movable wheels
axially with respect to their non-rotating axis, attached to the neighbor
swimming from its ends to the body of the vehicle or to its frame, respectively to the frame of a bogie, this axis being hollow and bearing,
between its points of attachment to the vehicle, the wheels turning by the
via cylindrical roller bearings, the position
axial distance of each wheel being determined by that of a stop
axial carried by a movable axial positioning ring
axially, but whose position is normally determined by
a locking bolt common to both wheels of the same axle,
lock constituting a rigid assembly which can be moved substantially
perpendicular to the axis,
a guide element
axial being disposed between the axis and the bolt limiting their axial play
strictly necessary while allowing the movements of engagement
ment and release of the lock, the assembly being arranged
such that the wheel spacing is variable and allows the vehicle
hicle to travel on tracks with different gauge,
on the other hand the track material allowing to carry out the change
distance between the wheels when the axle passes over it,
The installation comprising a mechanical control device
engagement and release movements of the lock, at least one element of this assembly coming into contact with at
less one part of the track material during a
change of spacing,
the lock comprising a part available
sée inside the axis, formed by a bar carrying at least
a tooth located to the right of the axial positioning ring of
each wheel and cooperating with it, characterized in that the mechanical device for controlling the movements of engagement and disengagement of the lock comprises a sliding part longitu
finally with respect to the axis and exerting a thrust when
the axle travels normally, that is to say elsewhere than on the equipment carrying out the change in gauge, against the bar of the bolt, in a direction tending to keep it engaged.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, two embodiments of the installation according to the invention and a variant of detail.
In this drawing, the organs which correspond from one figure to another have the same reference number. This number can be assigned an index a), respectively b), depending on whether it designates an existing member symmetrically to the left, respectively to the right of the installation.
Fig. 1 is a view in axial section through a vertical plane of the axle according to the first embodiment.
Figs. 2a, 2b, 2c and 2d are partial views of the axle of FIG. 1, in axial section through a vertical plane, schematically showing four different positions successively occupied by the lock control mechanism during a release maneuver, respectively engagement of the lock:
Fig. 2a shows the lock engaged and in the normal position;
fig. 2b shows the lock engaged, the knee-to-knee connecting rods being in maximum tension;
fig. 2c represents the lock engaged, the knee-to-knee connecting rods being in zero tension;
fig. 2d represents the lock, released.
Fig. 3 is a partial view of the axle in axial section through a horizontal plane showing the control mechanism of the lock, on a larger scale.
Fig. 4 is a partial view of the axle in axial section through a vertical plane showing the control mechanism of the lock according to the second embodiment.
Fig. 5 shows a variant of detail of the control mechanism of the lock shown in FIG. 2a.
Fig. 6 shows in cross section, on a larger scale, a detail of the gauge change track material representing the support rail and a complementary device making it possible to ensure the precise axial guidance of the wheels.
Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of the track material.
Fig. 8 is a plan view of the track material showing the route of the various support rails, guide the axle and control the locking mechanism.
The following main parts are shown in the drawing:
1 a, b the wheel
2 a, b tread
3 a, b rim
4 a, b hub
5 - axle axis
6 a, b outer bearing
7 a, b inner ring of bearing 6
8 a, b crown of cylindrical rollers of bearing 6
9 a, b outer ring of bearing 6 10 a, b inner bearing
It a, b inner ring of bearing 10 12 a, b crown of cylindrical rollers of bearing 10 13 a, b outer ring of bearing 10 14 a, b axial thrust ball bearing 15 a, b inner ring of bearing 14 16 a , b bearing outer ring 14 17 a, b axle-to-body attachment sleeve 20 a, b axial positioning ring 21 a, b large gauge locking hole 22 a, b small gauge locking hole 24 - locking latch 25 - central part of latch 26 a, b tooth of latch 27 a,
b extension cone of the central bar of the lock 34 a, b intermediate sleeve 35 a, b control pad for the lock 36 a, b axis of oscillation of the control shoe for the lock 37 - fixed protection 38 a, b rotating protection 46 a, b carrier rail 47 a, b continuous guide rail 48 a, b discontinuous guide element 49 a, b elastic vertical guide rail blades
discontinuous 50 a, b spring of the elastic guide blades 60 a, b guide rail of the body 61 a, b control rail for the operation of the lock 62 - narrow gauge track 63 - wide gauge track 64 - support cross members 65 a, b supports latch control rails 66 a, b body guide rail support bracket 74 a, b set of clamping parts 75 a, b spring washer 76 a, b locking sleeve 77 a,
b two-piece stopper ring 78 bar lock bar 79 a, b longitudinally sliding part 80 a, b articulation pin 81 a, b internal support pad 82 a, b external support pad 83 a, b arm extension 84 a, b toggle rod 85 a, b hinge pin on the latch bar 86 a, b connecting rib of the toggle rod 84 87 a, b surface of the toggle rod 84
latch release 88 a, b fixed surface 89 a, b gasket 90 a, b closing cover 91 a, b arm passage 92 a, b guide cheek 93 a, b guide cheek 94 a , b auxiliary lever 95 a, b latch release corner 96 a, b control stop.
The axle shown in fig. 1, 2, 3, 4 and 5 consists of a pin 5 terminating in a sleeve comprising a groove in which is mounted a stop ring 77 in two parts. This ring, taking into account the effect of the sleeve 17 for attaching the axis to the body and the closing sleeve 76, axially blocks, by elastic deformation of the spring washer 75, all the parts mounted on the axle 5, namely the bushes 34 and the inner rings 11 and 7 of the cylindrical roller bearings 10 and 6, pressing them strongly against each other. The sleeve 17 for attaching the axle to the body can be used, if necessary, in a different form to attach the axle to the frame of a bogie. Arranged symmetrically with respect to the median axis, two axial positioning rings 20 slide on the outer surface of the axis 5.
Each of these rings carries a ball bearing 14 constituting an axial stop and comprising an inner ring 15 fixed on said ring 20 and an outer ring 16 fixed to the hub 4 of the wheel 1 which also carries two cylindrical roller bearings also spaced apart l 'each other as possible, 6 and 10.
Instead of providing a guide with three elements, two roller bearings 6 and 10 and a ball bearing 14, it is possible to combine the effect of the last two elements by mounting for example the roller bearing 10 on the sleeve 20 in instead of the ball bearing 14. It is then necessary to provide another embodiment of this roller bearing 10 allowing it to simultaneously withstand radial and axial loads. This simplification is possible because, given the relative position of the tread 2, the rings 8 and 12 of the roller bearings 6 and 10, most of the vertical load is absorbed by the bearing 6, and the bearing 10 n 'supports only a very small part.
The wheel further comprises a web 4 ending in a rim 3 on which is fixed the tread 2 itself which is in contact with the rail 46.
The installation further comprises a locking latch 24 consisting of a central part 25 carrying two teeth 26a and 26b each penetrating into a corresponding orifice made in each axial positioning ring 20a and 20b to determine its position.
The locking, respectively the unlocking of the wheels 1, is obtained by a displacement of the latch 24 engaging, respectively releasing, its teeth 26a and 26b in the housings formed in the axial positioning rings 20a and 20b; during these maneuvers which are carried out substantially perpendicular to the axis, the lock remains guided axially by various means, for example, as indicated in FIG. 1, by guiding the outer surface of at least one tooth 26a or 26b relative to the axis 5.
The central bar 25 constituting with its teeth 26 the latch 24 is extended to the ends of the axis by conical elements 27. The latter constitute, with the central part of the latch 25, a bar 78 passing through the axle over practically all of it. its length. The operating mechanism is located at the two ends of the axis and mounted between it and the ends of this bar 78.
The lock mechanism comprises an articulation pin 85 located at each end of the bar 78. This pin carries, in the case of FIGS. 1 and 2, a toggle link 84, the other end of which is articulated at 80 relative to a longitudinally sliding part 79. This part is extended by means of an arm 83 towards the outside of the axle and passes through by an orifice 91 the closing cover 90 mounted at each end of the axis 5. This arm 83 carries a latch control pad 35 oscillating about an axis 36. The longitudinally sliding part 79 bears against the inner surface of the latch. axis and against a surface of the closing cover 90 via the inner 81 and outer 82 bearing pads.
In the case of this figure, the toggle link 84 consists of two sides surrounding the ends of the bar of the lock 78 as well as a part of the longitudinally sliding part 79. These two sides are connected by a rib 86 which, moreover, , in the locked position, bears against the lower surface of the extension arm 83.
Figs. 2a, 2b, 2c, 2d represent four different positions, occupied successively by the parts constituting the mechanism of the lock during a release maneuver, respectively engagement. The arrangement according to FIG. 2a is the same as that in fig. 1, however the rail 61a for controlling the operation of the lock is shown surrounding the control pad 35a.
This position corresponds to the lock engaged under normal tension, that is to say to the position occupied by the mechanism when the axle arrives on the track material and begins the gauge change maneuver. The two rails 61a and 61b, due to the advance of the axle, move apart and exert a thrust on the pads 35 also tending to move them away from one another. The hinge pin 80 tends to come out of the axle.
Fig. 2b shows the relative position of the same parts when the articulation axis 80, relative to the toggle rod, is in the same vertical plane as the articulation axis 85 relative to the longitudinally sliding part. In this position, the hinge pin 85 is lowered, the bar of the latch 78 is flexed to the maximum, the toggle rods 84 exert a downward vertical thrust on the teeth 26 of the latch which press against the bottom of their housings.
Fig. 2c shows the position of these parts at the moment when the longitudinally sliding part 79 having continued its movement of separation, the toggle link 84 comes into contact, via a surface 87, with a fixed surface 88 integral with the axle. In this position, the force tending to deform the bar 78 is zero. If one continues the maneuver of spacing the sliding parts longitudinally, the pins 85 are subjected to an upward movement, the toggle link 84 rolling with a certain sliding against the fixed surface 88. This upward movement corresponds to the release of the lock teeth. At the end of the maneuver, the release is total, as shown in fig. 2d.
To cause the locking, it suffices to perform in the reverse direction the same maneuvers as those mentioned above, bringing the pads 35a and 35b closer to one another, until their position corresponds to that of fig. 2a. The bar of the lock is subjected to a bending tending to depress and press the teeth of the lock 26 into the bottom of their seats. Furthermore, the upper point of the rib 86 connecting the two cheeks of the connecting rod 84 comes into contact with the operating arm 83 of the sliding part and thus constitutes a mechanical end-of-travel stop.
It should be noted that the articulation axis 80 is located more inside the axle than the articulation axis 85. It follows that the locked position engaged is a stable position for the entire mechanism. . The deformation of the connecting rod causes a reaction tending to press the part sliding longitudinally against its sliding surfaces, namely those of the tube of axis 5 and that of the cover 90. The importance of this deformation and of the forces required for the operation depends on the shape of the parts present.
Once the lock release maneuver has been executed, the gauge change takes place automatically. Indeed, as each cylindrical roller bearing allows an axial displacement of one of its rings relative to the other, even under load, the wheel automatically moves axially while rolling on the lane changing device. Once the new spacing has been obtained, it suffices to stop the movement and cause the re-engagement movement of the lock to fix the position of the wheels according to the new spacing.
Fig. 3 is a section through a horizontal plane passing through the hinge pin 85 fixed to the ends of the bar of the lock. This figure shows the same parts as before. It can be seen that the toggle link 84 has two sides which are connected by the connecting rib 86. In this figure, we can see, carried by the cover 90, the two cheeks 92 and 93 serving for the lateral guidance of the toggle link and guiding by there also the whole of the operating mechanism of the lock.
Fig. 4 shows another embodiment of a locking mechanism. In this case, the longitudinally sliding part 79 ends in a corner; it has a cylindrical surface in which is housed a roller fixed to the corresponding end of the bar of the latch 78 rotating around the axis 85. The operation is broadly the same as above. An exit movement of the longitudinally sliding part 79 causes the disappearance of the locking force of the lock, then the lifting of the bar 78. On the other hand, by bringing the control pads 35 closer to one another, the wedge presses against the roller, deforms the bar and presses the lock into its housing as before.
Fig. 5 shows a detailed variant of the embodiment shown in FIGS. I and 2, consisting of another arrangement of the surface 88 allowing the release of the lock. Indeed, in the case of this figure, the connecting rib 86 comes to bear by a surface 87 against the surface 88 which, in this case, is carried by the closing cover 90. The operation remains broadly the same as that described with regard to FIG. 2.
Fig. 6 shows a detail of the support and axial guide rails of the wheel when the axle passes over the gauge change equipment. As the lock axially positioning the wheels is then removed, it is necessary to fix the axial position of the wheels precisely and securely. To this end, the spacing of the support rails 46 is slightly increased compared to the normal value.
An additional continuous rail 47 is judiciously placed between the two wheels in the case of the figure. An elastic device continuously applies the wheel against the guide rail 47.
This device consists of a set of guide elements 48 carried by resilient blades 49. A spring 50 exerts pressure against each of the blades 49 and tends to bring them closer to the continuous guide rail 47. When the wheel passes over them, these exert a thrust on the wheel, pressing it against the guide rail. Another embodiment of this device can be achieved by placing the continuous guide rail on the outside of the two wheels, the elastic device 48, 49 and 50 being inside.
The installation comprises a sufficient number of blades 49 so that at least one of them is always in action, regardless of the position occupied by the wheel. Furthermore, instead of making the elastic blades act against one of the sides of the wheel, it would have been possible to use the corresponding surface of the flange of the wheel.
Figs. 7 and 8 are two schematic views of the lane change installation. They include the vehicle support rails 46 and additional devices 47 and 48 ensuring precise guidance of the wheels when the lock is removed. The horizontal rails 60 are placed at a height corresponding to the end
of the axle. They are arranged very close to them, however without them.
to touch. Their role is to prevent the complete axle and the body from
move relative to the wheels when the lock is removed. The
rails 61 perform the disengagement and then engagement maneuver
lock. At the entry and exit of the device, they are close
from each other, then pull away and stay in that pen position
during the maneuver.
The operation of the assembly is as follows:
When the axle whose spacing is to be changed arrives on this device, for example at 62 on the narrow-gauge network, first of all the end guidance of the axle is provided by the rails 60. The rails 61 control of the operation of the lock come into contact with the corresponding pads to cause their separation and, consequently, the unlocking. Once this operation is done, the gauge of the rails 46 changes and increases to reach the new desired value. This new value obtained, the rails 46 are again parallel. The latch control rails move closer to each other and cause the latch engagement maneuver. Once this is completed, the axial guide 60 of the axle and, consequently, of the body is removed.
The mechanism of the lock engagement and disengagement maneuver allows direct action of the rail on the position of the lock 24. Indeed, although the mechanism comprises an element constituted by the bar 78 which, although rigid, is elastic, located in the chain of devices connecting the control pad 35 to the lock 24, there is a correspondence between the races of these two elements. As a result, the action of the pad is direct, both in the sense of an engagement maneuver and release of the lock, which constitutes an important safety factor.
Fig. I represents the outer rings 9 and 13 of the roller bearings 6 and 10, as if they were made from a single piece. It is obvious that these rings can, depending on the case, be made in one or in several pieces separated or not by intermediate sleeves.
Each of the embodiments or variant shown ensures the axial positioning of the wheel 1 of the vehicle by means of an axial positioning ring 20 which is stationary on the axis, except of course outside the times when an operation of gauge change is in progress. Then this ring moves on the axis, the movement being controlled by that of the wheel. It is obvious that it is necessary to guide this ring in such a way that the locking holes 21 or 22 appear in front of the teeth 26 of the lock. This guidance is provided by elements not shown in the drawings, constituted for example by a groove formed in the ring 20 and a stud fixed on the axis and penetrating into said groove, the outline of which may be rectilinear, or helical.
The installation also includes the usual devices necessary for the good conservation of the parts, for example the various seals allowing to isolate the inside of the axle and the wheels from the ambient air which can cause the oxidation of certain parts. .
Furthermore, it is necessary to provide grease nipples making it possible to ensure good lubrication of the parts and other elements for the evacuation of any excess grease.
The control of the described locking mechanisms is carried out.
sée by pads 35. It is obvious that other elements can
also suitable, such as, for example, pebbles.
Fig. I shows a particular constructive arrangement of the teeth of the lock according to which they can be removed when the wheel spacing corresponds to the normal track, without
have to disassemble other parts, reserve made of plugs and
a few screws. Thus, the entire operating mechanism of the
lock can be removed from the axle itself, axle 5 and the
complete wheels 1 remaining in place. It is therefore easily possible
to control the behavior of this mechanism, because the works
necessary for this operation are of little importance and easy.