Brevet FR2336605A1 — publié le 19770722

La présente invention concerne un dispositif de changement de réduction applicable notamment à la traction ferroviaire dans le domaine des puissances élevées, le changement de réduction s'effectuant à l'arrêt du véhicule. Dans le domaine de la traction ferroviaire, la réalisation de grandes vitesses nécessite unelconcentration des masses au voisinage du centre du vehicule, ce qui conduit à adopter la solution consistant à disposer un moteur unique par bbgie. Le moteur de traction de puissance élevée est très volumineux, et son encombrement pose de sérieux problemes. I1 a été proposé de monter le moteur transversalement sur le bogie, et plusieurs types de dispositifs de changement de réduction ont été adoptés pour ce montage transversal.Des véhicules moteurs ferroviaires à deux ou trois essieux entratnés et accouplés par engrenages ont ainsi été munis de dispositifs du type comportant un basculeur porteur d'engrenages disposé contre le carter du moteur, l'arbre de pivotement dudit basculeur étant également transversal tout comme 11 arbre de sortie du moteur ; une telle disposition implique une repartition des engrenages de part et d'autre du pignon moteur, avec une relative symétrie par rapport à l'arbre moteur.Avec un tel montage transversal du moteur et du dispositif de changement de réduction associé, la majeure partie de la section transversale de caisse se trouve occupée dans le cas d'un moteur de traction de puissance élevee ; de ce fait, le couloir de circulation dans la caisse du véhicule est tres réduit, et l'acces à la suspension de caisse devient difficile. Ainsi, toute nouvelle augmentation du volume du moteur, due en particulier à des tensions d'alimentation élevées, entraîne la suppression du couloir de caisse, ce qui est inadmissible. On est donc conduit à envisager un montage du moteur longitudinalement sur le bogie, disposé sensiblement dans le plans de symétrie longitudinal du véhicule de façon à répartir également les charges statiques sur les deux files de roues. La présente invention a pour objet un dispositif de changement de réduction pour véhicule moteur ferroviaire à essieux entraînés et accouplés par engrenages, associé à un moteur de traction monté longitudinalement sur un bogie moteur, ledit dispositif devant permettre le changement de réduction à l'arrêt du véhicule, et pouvant être associé à un moteur de traction de grande puissance. Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux basculeurs pivotant autour d'un arbre commun relié à l'arbre de sortie du moteur par une transmission comprenant au moins un couple conique, chacun desdits basculeurs portant un train d'engrenages situé d'un même côté par rapport audit arbre. Il peut en outre comporter l'une au moins des caractéristiques suivantes - les basculeurs sont montés cte à côte dans un carter, la disposition sur le bogie du moteur et dudit carter avec ses basculeurs permettant la concenr tration des masses au voisinage du centre du véhicule, - la transmission comporte un train d'engrenages d'au moins deux roues dentées cylindriques reliant le couple conique et l'arbre de pivotement des basculeurs, - le dispositif comporte des moyens mécaniques pouvant agir sur chaque basculeur de façon qu'un seul basculeur soit en position de fonctionnement, - les moyens utilisés permettent une position intermédiaire de point mort où chacun des basculeurs est mis hors fonctionnement, - les moyens mécaniques utilises sont du type pignon-creaillere, la commande étant effectuée automatiquement par au moins un vérin, - une commande manuelle est prévue pour subvenir à une défection de la commande automatique, - des moyens de verrouillage sont prévus pour bloquer chaque basculeur en position de fonctionnement et en position hors fonctionnement, les moyens de verrouillage utilisés pouvant également permettre un blocage des basculeurs en position de point mort ; ces moyens comportent par exemple une tige destinée à traverser une excroissance prévue sur chaque basculeur. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, en référence aux figures du dessin annexé où - les figure 1 et 2 représentent, respectivement en élévation et en plan, un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention monté sur un bogie moteur à trois essieux, - la figure 3 est une coupe avec arrachements partiels illustrant un dispositif à deux basculeurs en position verrouillée, tel que celui schématisé aux figures I et 2, - la figure 4 est une vue en plan schématique montrant la position relative de deux basculeurs et un exemple de moyens de commande, - la figure 5 est une coupe avec arrachements partiels illustrant un dispositif à trois basculeurs en position verrouillée, la transmission comportant de plus deux roues dentées cylindriques reliant le couple conique et l'arbre de pivotement des basculeurs, - la figure 6 est une vue schématique illustrant un exemple de moyens de commande pour un dispositif à trois basculeurs. Figures 1 et 2, le carter principal I est fixé au châssis de bogie 2 qui assure le guidage des essieux 3. Le moteur de traction 4 est monté longitudinalement sur le châssis de bogie 2 ; l'axe du moteur, sensiblement situé dans un plan longitudinal de symétrie du bogie, attaque par l'intermédiaire d'un accouplement élastique 5 le pignon conique 6 d'un couple de renvoi d'angle participant, en coopération avec les engrenages du dispositif de changement de réduction proprement dit 7, à la transmission jusqu'à l'une des roues dentées accouplées 8 qui sont logées dans le carter principal I avec les roues d'essieu 9. Le dispositif 7 est monté dans un carter 10 fixé au châssis de bogie 2 et disposé de façon à permettre la concentration des masses au voisinage du centre du véhicule. Conformément à l'invention et ainsi que cela va être décrit ci-après de façon détaillée, le dispositif de changement de réduction 7 comporte deux basculeurs 11, 12 montés côte à côte et pivotant autour d'un arbre commun 13 relié à l'arbre de sortie du moteur par une transmission comprenant au moins un couple conique, chacun desdits basculeurs portant un train d'engrenages situé d'un méme côté par rapport audit arbre 13. Figure 3, un dispositif conforme à l'invention, tel que celui schématisé aux figures 1 et 2, est illustré de façon plus détaillée. Le moteur entraîne par l'intermédiaire d'un accouplement le pignon conique 6 d'un couple de renvoi d'angle dont l'autre roue 14 est calée sur l'arbre transversal 13 monté sur paliers 15, l'angle entre les axes étant de 900. L'arbre 13 est l'arbre de pivotement commun de deux basculeurs 11, 12, chacun desdits basculeurs portant un train d'engrenages situé d'un meme côté par rapport audit arbre 13.Le train du basculeur il comporte à une extrémité une roue d' engrenage I6 solidaire de l'arbre 13, et li l'autre extrémité une roue 17 pouvant venir engrener avec une roue 18 solidaire d'un arbre 19 monté sur paliers dans le carter principal I ; le train du basculeur 12 comporte de mtme une roue 20 solidaire de l'arbre commun de pivotement 13, et une roue 21 pouvant venir -engrener -avec une roue 22 solidaire de l'arbre 19. L'une des roues de l'arbre 19, ici la roue 18, engrène sur une roue 23 solidaire de l'arbre essieu.La représentation des roues 18 et 22 a été volontairement arrachée pour illustrer un mode de verrouillage des basculeurs au moyen d'une tige 24 pouvant traverser une excroissance telle que 25 prévue sur chaque basculeur. Le rapport des diamètres ou des nombres de dents entre la roue 18 et la roue 16 (respectivement 22 et 20) possède une valeur telle, qu'il en résulte pour le rapport entre la vitesse de l'arbre moteur et celle de l'arbre essieu l'une des deux valeurs recherchées et définies au préalable. Conformément à l'invention, le dispositif de changement de réduction comporte des moyens pouvant agir sur chaque basculeur de façon qu'un seul basculeur soit en position de fonctionnement. Selon l'invention, les moyens mécaniques utilisés sont tels, que la mise en fonctionnement d'un basculeur entrasse la mise hors fonctionnement de l'autre basculeur. La figure 4 illustre Schématiquement un exemple de moyens de commande et montre la position relative des deux basculeurs d'un dispositif du type de celui décrit à la figure 3 ; le basculeur 12 est en position de fonctionnement, tandis que le basculeur 11 est mis hors fonctionnement. Les moyens utilisés permettent avantageusement d'avoir une position intermédiaire de point mort où les deux basculeurs sont mis hors fonctionnement. Figure 4, les moyens mécaniques utilisés sont du type pignon-crémaillere : le pignon 26 coopère avec deux branches dé crémaillère 27 dont l'une peut être actionnée automatiquement par un vérin 28. Une commande manuelle 29, par exemple montée en extrémité d'arbre du pignon 26, peut être prévue afin de subvenir à une eventuelle défection de la commande automatique.La liaison entre chaque branche de crémaillère et le basculeur correspondant, référencée 30, s'effectue par un moyen approprié tel que contact direct, grain sur plaque de frottement, ou encore par une liaison positive du type à bielles. I1 va de soi qu'il est nécessaire de prévoir un verrouillage des basculeurs dans chacune de leurs positions en fonctionnement et hors fonctionnement ; les moyens de verrouillage utilisés permettent avantageusement un blocage des basculeurs en position de point mort. Figure 4, un exemple de réalisation de tels moyens de verrouillage a été illustre : chaque basculeur présente une portion 31 dont une partie 32 présente trois ouvertures 33 permettant le passage d'une tige de verouillage. Ainsi, quelle que soit la position relative des deux basculeurs, il y a toujours deux ouvertures en regard pour le passage de la tige montée sur le carter fixe 10 : sur la figure4, la tige se situe au niveau de l'ouverture référencée 33. Figure 5, une autre variante de dispositif conforme à l'invention a e-té illustrée par une coupe du type de celle de la figure 3. Le dispositif 7, monté dans un carter 34, comporte trois basculeurs 35, 36, 37, montés c8te à côte et pivotant autour d'un arbre commun 38 relié à l'arbre de sortie du moteur par une transmission comprenant un couple conique, chacun desdits basculeurs portant un train d'engrenages situé d'un même côté par rapport audit arbre 38. La transmission peut comporter en outre un train d'engrenages d'au moins deux roues dentées cylindriques 39, 40, respectivement solidaires de l'arbre de sortie du couple conique et de l'arbre de pivotement 38. Le reste du dispositif est analogue à ce qui a été décrit précédemment en référence à la figure 3.L'emploi pour la transmission d'un train d'engrenages comprenant au moins deux roues dentées cylindriques reliant le couple conique et l'arbre depivotement des basculeurs, trouve tout son intérêt dans le domaine des puissances moyennes pour lesquelles un petit couple conique est suffisant. Pour chaque basculeur, le rapport des diamètres ou des nombres de dents entre les roues d'extrémité (solidaires de l'arbre 38 d'une part, et de l'arbre 41 d'autre part) possède une valeur telle, qu'il en résulte pour le rapport entre la vitesse de l'arbre moteur et celle de l'arbre essieu l'une des trois valeurs recherchées et définies au préalable. Comme précédemnent, le dispositif comporte des moyens mécaniques pouvant agir sur chaque basculeur, moyens tels que la mise en fonctionnement d'un basculeur entraîne la mise hors fonctionnement des deux autres. La figure 6 illustre schématiquement un exemple de tels moyens de commande pour un dipsositif à trois basculeurs du type de celui représenté en figure 5. Les moyens mécaniques utilisés sont du type pignon-crémaillère, la commande étant effectuée automatiquement par vérins, I1 a été prévu trois pignons 42, 43, 44, chaque pignon coopérant avec deux branches de crémaillère, ainsi que trois vérins de commande 45, 46, 47 respectivement associés aux basculeurs 35, 36, 37 ; les liaisons entre vérin et basculeur associés, référencées 48, sont du type des liaisons 30 de la figure 3.Un exemple fera comprendre le fonctionnement des moyens de commande utilisés ici : Si la mise en fonctionnement du basculeur 35 est requise, le vérin 45 est actionné de façon à faire pivoter le basculeur concerné, les branches de crémaillère associées 49, 50 transmettent leur mouvement, par 1 1intermédiaire des pignons 42, 43, à deux branches de crémaillère dont le déplacement en sens contraire des premières assura la mise hors fonctionnement des deux autres basculeurs 46, 47. La mise en fonctionnement du basculeur 36 ou 37 steffectuerait selon un processus analogue, en actionnant le vérin 46 ou 47 respectivement. Une commande manuelle (non représentée) peut également être prévue pour subvenir à une éventuelle défection de la commande automatique. De même, des moyens de verrouillage sont utilisés pour bloquer chaque basculeur en position de fonctionnement ou en position hors fonctionnement, et avantageusement en une position intermédiaire de point mort également prévue. On doit comprendre que l'invention n'est nullement limitée aux exemples qui en ont été donnés, mais comprend toute variante reprenant des moyens équi- valents à ceux du dispositif tel que revendiqué. Ainsi,- il a été représenté un bogie moteur comprenant 3 essieux, mais une variante à deux essieux peut tout aussi bien recevoir un dispositif de changement de réduction analogue. Pour chaque basculeur proprement dit, il n' a été choisi qu'un train comprenant deux roues d'engrenage dans un seul but de simplification de représentation et de description. La transmission peut également être adaptée à chaque condition propre d'utilisation. Les moyens de commande de positionnement des basculeurs peuvent être aussi modifiés : il nta été volontairement illustré que deux variantes du type pignon-crémaillère à commande automatique etlou manuelle ; d'ailleurs, il va de soi qu'une version simplifiée des moyens illustrés à la figure 6 pourrait tout aussi bien être adoptée pour un dispositif à deux basculeurs. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de changement de réduction pour véhicule moteur ferroviaire a essieux entraînés et accouplés par engrenages, associé a un moteur de traction monté longitudinalement sur un bogie moteur, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux basculeurs (11, 12, 35, 36, 37) pivotant autour d'un arbre commun (13, 38) relié a l'arbre de sortie du moteur par une transmission comprenant au moins un couple conique, chacun desdits basculeurs portant un train d'engrenages situé d'un même côté par rapport audit arbre (13, 38). 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les basculeurs sont monts côte a côte dans un carter, la disposition sur le bogie du moteur et dudit carter avec ses basculeurs permettant la concentration des masses au voisinage du centre du véhicule. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la transmission comporte un train d'engrenages d'au moins deux roues dentées cylindriques reliant le couple conique et l'arbre de pivotement des basculeurs. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens mécaniques pouvant agir sur chaque basculeur de façon qu'un seul basculeur soit en position de fonctionnement. 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens utilisés permettent une position intermediaire de point mort où chacun des basculeurs est mis hors fonctionnement. 6/ Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que les moyens mécaniques utilisés sont du type pignon-crémaillere, la commande étant effectuée automatiquement par au moins un vérin. 7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'une commande manuelle est prévue pour subvenir à une défection de la commande automatique. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que des moyens de verrouillage sont prévus pour bloquer chaque basculeur en position de fonctionnement et en position hors fonctionnement. 9/ Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens de verrouillage utilisés permettant également un blocage des basculeurs en position de point mort. 10/ Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait que les moyens de verrouillage utilises comportent une tige pouvant traverser une excroissance prévue sur chaque basculeur.