Installation ferroviaire
La présente invention concerne un train de roues à écartement variable pour véhicules roulant sur rails. On connaît de nombreuses formes d'exécution 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 sûrement par des éléments mécaniques, constituant un verrouillage axial.
Plus précisément, la présente invention concerne une installation ferroviaire comprenant, d'une part, du matériel roulant sur des roues déplaçables axialement par rapport à leur axe non tournant attaché au voisinage de ses extrémités à la caisse du véhicule ou à son châssis, respectivement au châssis d'un bogie, cet axe portant entre ses points d'attache au véhicule les roues tournant par l'intermédiaire de roulements à rouleaux cylindriques, la position axiale de chaque roue étant déterminée par celle d'une butée axiale portant une bague de positionnement axial déplaçable axialement, mais dont la position est normalement déterminée par un verrou de blocage, l'ensemble étant disposé de telle façon que l'écartement des roues est variable, permettant au véhicule de circuler sur des voies dont l'écartement est différent;
d'autre part, du matériel de voie permettant de réaliser le changement d'écartement des roues lors du passage sur lui de l'essieu, l'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, caractérisée en ce que le verrou de blocage est constitué par au moins une douille fixée à l'axe de l'essieu, la douille présentant à au moins l'une de ses extrémités un nombre suffisant de fraisures longitudinales lui conférant une possibilité d'expansion, respectivement de contraction diamétrale, le profil intérieur de la douille présentant une couronne de redans coopérant, lorsque l'essieu circule ailleurs que sur le matériel de voie réalisant le changement d'écaTtement des roues,
avec une rainure correspondante de la bague de positionnement axial, le mécanisme de commande du verrou comprenant au moins un anneau de serrage entourant la douille fraisée longitudinalement et agissant sur elle de manière à tendre à réduire son diamètre, donc à enfoncer la couronne de redans de ladite douille dans la rainure de la bague de positionnement déterminant ainsi sa position axiale, par conséquent celle de la roue correspondante.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation selon l'invention. A ces figures, les organes qui se correspondent d'une figure à l'autre portent les mêmes chiffres de référence. Chaque 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 élévation, partiellement en coupe, le mécanisme de commande du verrou étant représenté en vue.
La fig. 2 est une vue partielle à plus grande échelle en coupe axiale.
La fig. 3 est une vue partielle en coupe, selon III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue partielle en coupe à plus grande échelle, représentant un détail du mécanisme de verrouillage.
La fig. 5 représente schématiquement à plus grande échelle un détail du mécanisme de commande du changement d'écartement des roues.
La fig. 6 représente schématiquement un dispositif de contrôle à distance de la position occupée par le verrou.
La fig. 7 est une vue schématique représentant en coupe transversale le dispositif de commande monté sur la voie.
La fig. 8 est une vue schématique en plan du dispositif de commande monté sur la voie, représentant le tracé des divers rails supports, de guidage de l'essieu et de commande du mécanisme de verrouillage.
La forme d'exécution représentée au dessin comprend les pièces principales suivantes:
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 roule
ment 6
9 a b bague extérieure du roulement 6 10 a b roulement intérieur 11 a b bague intérieure du roulement 10 12 a b couronne de rouleaux cylindriques du roule
ment 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 18 a b écrou de serrage 19 a b manchon fileté de l'axe 20 a b bague de positionnement axial 21 a b rainure de blocage du grand écartement 22 a b rainure de blocage du petit écartement 23 24 a b verrou de blocage 25 a b pièce de
fixation du verrou 26 a b couronne de redans du verrou 27 a b fraisures axiales du verrou 28 a b levier de commande 29 a b axe d'oscillation du levier 28 30 support de l'axe 29 31 a b bossage soudé sur le levier 28 32 a b ressort 33 a b douille de commande du verrou 34 a b douille fixe de guidage 35 a b roulette de commande du verrou 36 a b axe de la roulette 35 37 a b protections fixes diverses 38 a b surface conique du verrou 39 a b surface conique de la douille de commande 33 40 41 a b bossage sur la douille 33 42 a b axe de commande 43 anneau de fixation 44 plaque de fixation 45 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 51 a b pièce métallique de référence du détecteur 52 a b pièce métallique solidaire du verrou 53 a b
premier détecteur de proximité 54 a b 2e détecteur de proximité 55 a b premier convertisseur 56 a b 2e convertisseur 57 a b élément d'adaptation 58 a b unité logique du type et 59 a b dispositif d'information, signalisation 60 a b rail de guidage de la caisse 61 a b rail de commande de la manceuvre du verrou 62 voie à petit écartement 63 voie à grand écartement 64 traverses support 65 support des rails de commande du verrou 66 a b console support du rail de guidage de la caisse 67 verrou secondaire 68 axe de pivotement du verrou secondaire 69 ressort de rappel du verrou secondaire 70 crochet de commande du verrou secondaire 71 rail de commande du verrou secondaire 72 appui du verrou secondaire.
L'essieu selon la fig. 1 est constitué par un axe 5 se terminant aux deux extrémités par un manchon fileté 19. Cet axe porte, centrées sur lui et mises bout à bout, diverses douilles intermédiaires, et les diverses bagues intérieures des roulements à rouleaux 6a et 6b, 10a et 10b. Disposées symétriquement par rapport à l'axe médian, deux bagues de positionnement axial 20 glissent sur l'axe 5 lors d'une manceuvre de changement d'écartement. Chaque bague 20 porte un roulement à billes 14 constituant une butée axiale et comprenant une bague intérieure 15 qui est fixée sur ladite bague 20, et une bague extérieure 16 fixée au moyeu 4 de la roue 1. En outre, ce moyeu 4 porte les deux roulements à rouleaux cylindriques 6 et 10 susmentionnés aussi écartés l'un de l'autre que possible.
Aux deux extrémités de l'axe 5, un manchon 17 est monté sur lui et bloqué par l'intermédiaire d'un écrou 18 vissé sur le filetage 19. Cet écrou permet d'effectuer un serrage et de provoquer une compression des diverses douilles et manchons empilés bout à bout sur l'axe, ce qui augmente la résistance à la flexion de l'ensemble constitué par l'axe et les douilles. Ce manchon 17 comprend les éléments permettant de le fixer, par l'intermédiaire d'une suspension élastique, à la caisse du véhicule, respectivement au cadre du bogie.
La position de la roue est déterminée radialement par les deux roulements à rouleaux 6 et 10, et axialement par la butée axiale 14. La roue comprend en outre un voile se terminant par une jante 3 sur laquelle est fixé le bandage de roulement 2 proprement dit qui est en contact avec le rail 46.
L'installation comprend un verrou de blocage 24 dont la forme générale correspond à une douille portant à une extrémité une pièce de fixation 25 et à l'autre extrémité une couronne de redans 26a et 26b qui pénètrent dans une rainure 21a, 21b ou 22a, 22b suivant l'écartement des roues, ménagée dans la bague 20 pour en déterminer la position axiale.
Le verrouillage, respectivement Ie déverrouillage, des roues 1 est obtenu par un déplacement du verrou 24 engageant dans, respectivement dégageant ses redans 26a et 26b des rainures correspondantes. Plus précisément, le verrou est constitué par une douille présentant des fraisures longitudinales dont la longueur et le nombre sont suffisants pour que sa partie extrême correspondant à la couronne de redans puisse subir une expansion, respectivement une contraction diamétrale. Elle se termine par une bride 25 permettant de la fixer rigi dement à une plaque 44 solidaire de l'axe de l'essieu 5 par l'intermédiaire de l'anneau de liaison 43. Cette douille comprend un renflement de surface conique 38 dont l'angle au sommet est aigu et situé au droit de la couronne de redans 26.
L'installation comprend en outre une douille 33, concentrique au verrou, présentant une surface intérieure conique 39 correspondant au cône 38. Un ressort 32 agit sur cette douille et lui donne une tendance à se déplacer axialement de façon à provoquer, par l'effet des cônes 38 et 39, la contraction de la douille fraisée du verrou enfonçant et pressant la couronne de redans 26 au fond d'une rainure 21 ou 22. Une douille de guidage 34 assure le positionnement de la douille mobile 33 dont les mouvements sont commandés par un mécanisme comprenant un levier 28 oscillant autour d'un point fixe 29 porté par l'intermédiaire d'une plaque 30 par la plaque de fixation 44, donc portée par l'axe de l'essieu. Ce levier 28 en forme de fer à cheval comprend deux bras verticaux reliés à leur base.
Les bras verticaux disposés l'un devant et l'autre derrière l'essieu comprennent, dans leurs parties supérieures, deux articulations 29 coaxiales. La liaison de base porte en sa partie inférieure un axe 36 autour duquel tourne une roulette 35 contre laquelle agit le rail de commande 61 de la manoeuvre du verrou. Deux bossages diamétralement opposés 31 fixés sur ce levier comprennent deux tourillons 42 qui pénètrent dans les deux bossages correspondants 41 portés par la douille 33 de commande du verrou.
Le fonctionnement de l'installation est le suivant:
Dans la position représentée au dessin, le verrou est engagé dans l'une des rainures 21 ou 22 de la bague de positionnement axial 20 dont il détermine la position, par conséquent l'écartement des roues. Pour provoquer le changement d'écartement, le rail 61 agit sur la roulette 35 et exerce une pression tendant à la rapprocher de l'axe du véhicule, donc à rapprocher l'une de l'autre les deux roues 35a et 35b. Ce déplacement a pour effet de provoquer, par l'intermédiaire du levier 28, un déplacement correspondant du tourillon 42, par conséquent du bossage 41, donc de la douille 33. Celle-ci se rapproche de l'axe du véhicule, ce qui dégage sa surface conique 39 de la surface conique 38 de la douille du verrou. Ce dégagement effectué, on peut procéder à la modification de la valeur de l'écartement des roues.
En effet, la forme des rainures 21 et 22 est telle qu'un effort axial transmis par la bague 20 a tendance à provoquer l'expansion du verrou pour autant que cette expansion soit possible, ce qui est le cas lorsque la douille 33 est retirée. La nouvelle valeur d'écartement obtenue, automatiquement, par l'effet de l'élasticité des diverses lames de la douille 24, la couronne de redans 26 pénètre dans la nouvelle rainure.
La libération de l'action sur la roulette 35 provoque par le jeu des ressorts 32a et 32b un mouvement d'écartement l'une de l'autre des douilles 33a et 33b, mouvement qui, par l'effet des cônes 38a et 39a, 38b et 39b, enfonce les redans dans la rainure et les assure dans cette position. I1 est à remarquer que l'angle au sommet des cônes 38 et 39 est aigu, I'ensemble devenant irréversible, un effort axial sur la bague de positionnement 20 ne pouvant provoquer de déplacement de la douille 33. Le ressort 32 de ce fait n'est pas nécessaire au maintien du verrou engagé, il facilite les manoeuvres et assure le verrouillage.
Une fois la manoeuvre de dégagement du verrou exécutée, le changement d'écartement des roues se fait automatiquement. En effet, comme chaque roulement à rouleaux cylindriques permet un déplacement 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 réengagement du verrou pour fixer la position des roues, selon le nouvel écartement.
La fig. 4 représente schématiquement un dispositif mécanique supplémentaire qui, disposé entre les leviers 28a et 28b, empêche tout mouvement de rapprochement lorsque l'essieu circule normalement, c'est-à-dire ailleurs que sur l'installation où se fait le changement d'écartement. Le levier 28b comprend une articulation 68 autour de laquelle pivote un verrou secondaire 67. Un ressort 69 agit sur le verrou secondaire et a tendance à le faire tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, ce qui l'amène contre une butée 72 solidaire du levier 28a.
L'installation comprend en outre un crochet 70 porté par le verrou et un rail de commande 71 auxiliaire agissant sur ledit crochet. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant:
En régime normal, le verrou 67 occupe la position représentée au dessin, il empêche les deux leviers 28a et 28b de se rapprocher l'un de l'autre, par conséquent il empêche tout déverrouillage du verrou. Pour effectuer cette manoeuvre, il faut d'abord libérer le verrou secondaire, à cet effet, un rail 71, dont la forme a été judicieusement choisie, exerce une traction verticale descendante sur le crochet 70, traction qui a pour effet de faire pivoter le verrou secondaire autour de l'axe 68 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, par conséquent de dégager les deux leviers 28a et 28b.
Lorsqu'une certaine course angulaire est faite, ces deux leviers sont libres et la manoeuvre de déverrouillage peut commencer. Il suffit d'assurer la position abaissée du verrou secondaire pour permettre l'opération de déverrouillage. La fermeture du verrou secondaire est automatique, il suffit, après avoir terminé les opérations de changement d'écartement et de verrouillage du verrou principal, de libérer le crochet 70, le ressort 69 agit sur le verrou secondaire pour le mettre en position active.
La fig. 5 présente en détail le rail support et de guidage axial de la roue lorsque l'essieu passe sur le matériel de changement d'écartement. En effet, 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. 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 la 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. En variante, on peut placer 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 l'une d'entre elles soit toujours en action, quelle que soit la position occupée par la roue.
La fig. 6 représente schématiquement un dispositif permettant le contrôle à distance soit au sol ou sur le véhicule de la position occupée par un verrou. L'installation peut comprendre une pièce métallique 51 solidaire de l'essieu, une autre pièce 52 étant fixée à proximité, mais sur le verrou. La disposition de ces deux pièces doit être choisie de telle façon que celles-ci s 'écartent l'une de l'autre lors du mouvement d'engagement du verrou ou inversement. La flèche représente le sens d'avancement du véhicule qui, dans ce cas, correspond à la manoeuvre du verrou suggéré par le rectangle dessiné en traits mixtes.
Le dispositif est constitué par deux détecteurs de proximité 53 et 54 placés, par exempie, sur une station fixe au sol, dans une position telle que les lames 51 et 52 passent à proximité d'eux, lorsque l'essieu passe sur le dispositif de changement de voie. I1 existe des détecteurs magnétiques alimentés par un circuit à haute fréquence dont l'impédance change lorsque l'on place une pièce ferritique devant eux. Cette modification d'impédance se répercute dans les convertisseurs 55 et 56 et dans les unités d'adaptation 57.
L'installation comprend enfin une unité logique du type et qui commande l'organe de signalisation émettant un signal chaque fois qu'une paire de lames 51 et 52 passe devant le détecteur, ces lames étant distantes l'une de l'autre d'une grandeur déterminée correspondant à la distance séparant les détecteurs 53 et 54. En d'autres termes, le signal indique suivant le cas que le verrou est engagé, respectivement dégagé. Cette installation est susceptible de fonctionner aussi bien sur le sol que sur le véhicule.
Les fig. 7 et 8 sont deux vues schématiques de l'installation de changement de voie. Elles comprennent les rails supports de véhicule 46 et les dispositifs complémentaires 47 et 48 assurant le guidage précis des roues lorsque le verrou est retiré. Des 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 éloignés l'un de l'autre puis se rapprochent et restent dans cette position pour s'éloigner l'un de l'autre à la sortie.
Le fonctionnement de l'ensemble est le suivant:
Lorsque l'essieu dont on veut changer d'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 rapprochement, par conséquent le déverrouillage. Une fois cette opération faite, l'écartement des rails 46 change pour atteindre la nouvelle valeur désirée. Cette nouvelle valeur obtenue, les rails 46 sont à nouveau parallèles.
Les rails de commande du verrou s'écartent 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.
Les diverses formes d'exécution possibles du mécanisme de la manoeuvre d'engagement et de dégagement du verrou se distinguent par le fait que l'action exercée par le rail sur la douille 33 de commande du verrou est directe. Le déplacement de cette douille confère au verrou de blocage 24 la possibilité de s'ouvrir. L'ouverture est directe, car la forme des rainures 21, 22, comme des redans 26 correspondants, est telle qu'il suffit de déplacer la roue axialement pour ouvrir le verou pour autant que la douille 33 ait été retirée. De même, l'action du rail de commande sur le mécanisme provoque le verrouillage de l'écartement des roues, le ressort 32 n'agissant que comme organe de maintien. L'angle des cônes 38 et 39 est tel que le mouvement est irréversible. La douille 33 ne pourrait pas être retirée par le seul effet d'une poussée axiale sur la roue, même si le ressort 32 était enlevé.
La fig. 1 représente les bagues intérieures 7 et 11 des roulements à rouleaux 6 et 10 comme si elles étaient constituées par une seule pièce. I1 est évident que ces bagues peuvent être, suivant le cas, exécutées en une seule ou en plusieurs pièces, séparées ou non par des douilles intermédiaires.
L'installation comprend en outre les dispositifs usuels nécessaires à la bonne conservation des pièces, soit par exemple des divers joints permettant d'isoler l'intérieur de la roue de l'air ambiant pouvant provoquer l'oxydation de certaines pièces. D'autre part, il est nécessaire de prévoir des graisseurs permettant d'assurer un bon graissage des pièces et d'autres éléments pour l'évacuation d'un éventuel excès de graisse.
Les diverses figures ne mentionnent pas la possibilité d'ajouter des charbons portés par des éléments fixes et frottant contre le moyeu de chaque roue. Des charbons peuvent être prévus aux roues gauche et droite d'un essieu et reliés électriquement les uns aux autres afin d'assurer le court-circuitage électrique des deux roues et de l'essieu lui-même par une liaison adéquate. Cette précaution est nécessaire notamment pour permettre le fonctionnement normal des dispositifs de signalisation automatique utilisés dans les gares modernes.
Comme représenté à la fig. 2, on peut prévoir deux verrous 24a et 24b disposés symétriquement pour les roues gauche et droite. I1 est évident qu'il est aussi possible d'exécuter ces deux verrous en une seule pièce fixée au centre à l'essieu et portant à chaque extrémité une couronne de redans et le cône de commande.
La fig. 1 fait état de roulements à rouleaux dont les couronnes de rouleaux 8 et 12 sont fixées axialement sur la roue par l'intermédiaire des bagues extérieures 9 et 13, les bagues intérieures 7 et 11 étant longues. I1 est possible d'avoir recours à une autre disposition de ces roulements, selon laquelle la bague longue est la bague extérieure, les couronnes de rouleaux étant fixées axialement sur l'axe. De même, au lieu d'utiliser deux roulements 10 et 14, dont l'un porte les charges radiales et l'autre les charges axiales, il est possible de combiner les effets et de supprimer le roulement 10 en remplaçant le roulement 14 par un élément susceptible de remplir simultanément les deux fonctions.
Railway installation
The present invention relates to a variable gauge wheel set for vehicles running on rails. Numerous embodiments of such axles are known comprising either wheels fixed on the axle or wheels rotating freely with respect to it. The axial position of the wheels is, in each case, determined surely by mechanical elements, constituting an axial locking.
More specifically, the present invention relates to a railway installation comprising, on the one hand, rolling stock on wheels movable axially with respect to their non-rotating axis attached in the vicinity of its ends to the body of the vehicle or to its chassis, respectively to the frame of a bogie, this axis carrying between its points of attachment to the vehicle the wheels rotating by means of cylindrical roller bearings, the axial position of each wheel being determined by that of an axial stop bearing a positioning ring axially movable axially, but the position of which is normally determined by a locking bolt, the assembly being arranged such that the wheel spacing is variable, allowing the vehicle to travel on tracks whose spacing is different;
on the other hand, track material making it possible to change the wheel gauge when the axle passes over it, the installation comprising a mechanical device for controlling the movements of engagement and release of the lock, at the at least one element of this assembly coming into contact with at least one member of the track material, during a gauge change operation, characterized in that the locking bolt is formed by at least one sleeve fixed to the axle of the axle, the sleeve having at least one of its ends a sufficient number of longitudinal countersinks giving it a possibility of expansion, respectively of diametral contraction, the internal profile of the sleeve having a ring of steps cooperating, when the axle travels elsewhere than on the track material effecting the change of wheel height,
with a corresponding groove of the axial positioning ring, the control mechanism of the lock comprising at least one tightening ring surrounding the longitudinally milled bush and acting on it so as to tend to reduce its diameter, and therefore to push the crown of steps of said bush in the groove of the positioning ring thus determining its axial position, consequently that of the corresponding wheel.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of the installation according to the invention. In these figures, the members which correspond from one figure to another bear the same reference numbers. Each 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 an elevational view, partially in section, the latch operating mechanism being shown in view.
Fig. 2 is a partial view on a larger scale in axial section.
Fig. 3 is a partial sectional view, along III-III of FIG. 2.
Fig. 4 is a partial sectional view on a larger scale, showing a detail of the locking mechanism.
Fig. 5 schematically shows on a larger scale a detail of the wheel gauge change control mechanism.
Fig. 6 schematically shows a remote control device for the position occupied by the lock.
Fig. 7 is a schematic view showing in cross section the control device mounted on the track.
Fig. 8 is a schematic plan view of the control device mounted on the track, showing the layout of the various support rails, for guiding the axle and for controlling the locking mechanism.
The embodiment shown in the drawing comprises the following main parts:
1 a b the wheel
2 a b tread
3 a b rim
4 a b hub
5 axle axle
6 a b outer bearing
7 a b inner ring of the bearing 6
8 a b crown of cylindrical rollers of the wheel
ment 6
9 a b outer ring of the bearing 6 10 a b inner bearing 11 a b inner ring of the bearing 10 12 a b crown of cylindrical rollers of the bearing
ment 10 13 ab bearing outer ring 10 14 ab axial thrust ball bearing 15 ab bearing inner ring 14 16 ab bearing outer ring 14 17 ab shaft-to-body coupling sleeve 18 ab clamp nut 19 ab spindle threaded sleeve 20 ab axial positioning ring 21 ab large gap locking groove 22 ab small gap locking groove 23 24 ab locking latch 25 ab
fastening of the lock 26 ab crown of steps of the lock 27 ab axial countersinks of the lock 28 ab control lever 29 ab axis of oscillation of the lever 28 30 support of the axis 29 31 ab boss welded on the lever 28 32 ab spring 33 ab latch control bush 34 ab fixed guide bush 35 ab latch control caster 36 ab caster shaft 35 37 ab various fixed guards 38 ab conical surface of the latch 39 ab conical surface of the control bush 33 40 41 ab boss on the bush 33 42 ab control shaft 43 fixing ring 44 fixing plate 45 46 ab carrier rail 47 ab continuous guide rail 48 ab discontinuous guide element 49 ab elastic vertical guide rail blades
discontinuous 50 a b spring of the elastic guide blades 51 a b reference metal part of the detector 52 a b metal part secured to the lock 53 a b
first proximity switch 54 ab 2nd proximity switch 55 ab first converter 56 ab 2nd converter 57 ab adapter element 58 ab type logic unit and 59 ab information device, signaling 60 ab body guide rail 61 ab rail latch actuation control 62 narrow gauge track 63 wide gauge track 64 support cross members 65 support for the latch control rails 66 ab console support for the body guide rail 67 secondary latch 68 pivot axis of the secondary latch 69 secondary lock return spring 70 secondary lock control hook 71 secondary lock control rail 72 support of the secondary lock.
The axle according to fig. 1 consists of a pin 5 ending at both ends with a threaded sleeve 19. This pin carries, centered on it and placed end to end, various intermediate bushings, and the various inner rings of the roller bearings 6a and 6b, 10a and 10b. Arranged symmetrically with respect to the median axis, two axial positioning rings 20 slide on the axis 5 during a gauge change operation. Each ring 20 carries a ball bearing 14 constituting an axial stop and comprising an inner ring 15 which is fixed to said ring 20, and an outer ring 16 fixed to the hub 4 of the wheel 1. In addition, this hub 4 carries the two cylindrical roller bearings 6 and 10 mentioned above as far apart from each other as possible.
At both ends of the axis 5, a sleeve 17 is mounted on it and blocked by means of a nut 18 screwed onto the thread 19. This nut makes it possible to tighten and cause compression of the various bushings and sleeves stacked end to end on the axis, which increases the flexural strength of the assembly formed by the axis and the bushes. This sleeve 17 comprises the elements making it possible to fix it, by means of an elastic suspension, to the body of the vehicle, respectively to the frame of the bogie.
The position of the wheel is determined radially by the two roller bearings 6 and 10, and axially by the axial stop 14. The wheel further comprises a web terminating in a rim 3 on which the tread 2 itself is fixed. which is in contact with the rail 46.
The installation comprises a locking latch 24, the general shape of which corresponds to a sleeve carrying at one end a fastening part 25 and at the other end a ring of steps 26a and 26b which penetrate into a groove 21a, 21b or 22a, 22b according to the distance between the wheels, provided in the ring 20 to determine its axial position.
The locking, respectively Ie unlocking, of the wheels 1 is obtained by a movement of the latch 24 engaging in, respectively releasing its steps 26a and 26b from the corresponding grooves. More precisely, the lock is constituted by a sleeve having longitudinal countersinks, the length and number of which are sufficient for its end part corresponding to the crown of steps to be able to undergo an expansion, respectively a diametrical contraction. It ends with a flange 25 making it possible to fix it rigidly to a plate 44 integral with the axis of the axle 5 by means of the connecting ring 43. This socket comprises a conical surface bulge 38 of which the The angle at the top is acute and situated to the right of the crown of steps 26.
The installation further comprises a sleeve 33, concentric with the lock, having a conical interior surface 39 corresponding to the cone 38. A spring 32 acts on this sleeve and gives it a tendency to move axially so as to cause, by the effect of the cones 38 and 39, the contraction of the milled sleeve of the lock pushing and pressing the stepped crown 26 at the bottom of a groove 21 or 22. A guide sleeve 34 ensures the positioning of the movable sleeve 33 whose movements are controlled by a mechanism comprising a lever 28 oscillating around a fixed point 29 carried by means of a plate 30 by the fixing plate 44, therefore carried by the axis of the axle. This horseshoe-shaped lever 28 comprises two vertical arms connected to their base.
The vertical arms arranged one in front and the other behind the axle comprise, in their upper parts, two coaxial articulations 29. The base connection carries in its lower part an axis 36 about which rotates a roller 35 against which the control rail 61 acts for the operation of the lock. Two diametrically opposed bosses 31 fixed to this lever comprise two journals 42 which enter the two corresponding bosses 41 carried by the sleeve 33 for controlling the lock.
The operation of the installation is as follows:
In the position shown in the drawing, the lock is engaged in one of the grooves 21 or 22 of the axial positioning ring 20, the position of which it determines, and consequently the distance between the wheels. To cause the change in spacing, the rail 61 acts on the roller 35 and exerts a pressure tending to bring it closer to the axis of the vehicle, therefore to bring the two wheels 35a and 35b closer to one another. This displacement has the effect of causing, by means of the lever 28, a corresponding displacement of the journal 42, consequently of the boss 41, therefore of the sleeve 33. The latter approaches the axis of the vehicle, which releases its conical surface 39 of the conical surface 38 of the latch socket. Once this clearance has been carried out, the value of the wheel spacing can be modified.
Indeed, the shape of the grooves 21 and 22 is such that an axial force transmitted by the ring 20 tends to cause the expansion of the lock as far as this expansion is possible, which is the case when the sleeve 33 is withdrawn. . The new spacing value obtained, automatically, by the effect of the elasticity of the various blades of the sleeve 24, the crown of steps 26 enters the new groove.
The release of the action on the roller 35 causes by the play of the springs 32a and 32b a movement of separation from one another of the bushes 33a and 33b, a movement which, by the effect of the cones 38a and 39a, 38b and 39b, pushes the steps into the groove and secures them in this position. It should be noted that the angle at the top of the cones 38 and 39 is acute, the assembly becoming irreversible, an axial force on the positioning ring 20 not being able to cause displacement of the sleeve 33. The spring 32 therefore does not It is not necessary to keep the lock engaged, it facilitates maneuvers and ensures locking.
Once the lock release maneuver has been carried out, the wheel spacing is changed automatically. Indeed, as each cylindrical roller bearing allows 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 is obtained, it suffices to stop the movement and cause the re-engagement of the lock to fix the position of the wheels, according to the new spacing.
Fig. 4 schematically shows an additional mechanical device which, arranged between the levers 28a and 28b, prevents any approaching movement when the axle is traveling normally, that is to say elsewhere than on the installation where the change of gauge is made . The lever 28b comprises a hinge 68 around which a secondary latch 67 pivots. A spring 69 acts on the secondary latch and tends to rotate it in the direction of clockwise, which brings it against a stop 72. integral with lever 28a.
The installation further comprises a hook 70 carried by the lock and an auxiliary control rail 71 acting on said hook. The operation of this device is as follows:
In normal operation, the lock 67 occupies the position shown in the drawing, it prevents the two levers 28a and 28b from approaching one another, consequently it prevents any unlocking of the lock. To perform this maneuver, it is first necessary to release the secondary lock, for this purpose, a rail 71, the shape of which has been judiciously chosen, exerts a downward vertical traction on the hook 70, traction which has the effect of causing the secondary lock around the axis 68 in a counterclockwise direction, consequently to release the two levers 28a and 28b.
When a certain angular travel is made, these two levers are free and the unlocking maneuver can begin. It suffices to ensure the lowered position of the secondary lock to allow the unlocking operation. Closing of the secondary lock is automatic; it suffices, after having completed the operations for changing the spacing and locking the main lock, to release the hook 70, the spring 69 acts on the secondary lock to put it in the active position.
Fig. 5 shows in detail the support and axial guide rail of the wheel when the axle passes over the gauge change equipment. Indeed, as the lock axially positioning the wheels is then removed, it is necessary to fix the axial position of the wheels with precision and security. 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. An elastic device continuously applies the wheel against the guide rail 47. This device consists of a set of guide elements 48 carried by elastic blades 49. A spring 50 exerts pressure against each of the blades 49 and tends to bring it closer to the continuous guide rail 47.
When the wheel passes over them, they exert a thrust on the wheel applying it against the guide rail. As a variant, the continuous guide rail can be placed 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.
Fig. 6 schematically represents a device allowing remote control either on the ground or on the vehicle of the position occupied by a lock. The installation may include a metal part 51 integral with the axle, another part 52 being fixed nearby, but on the lock. The arrangement of these two parts must be chosen such that they move away from each other during the engagement movement of the lock or vice versa. The arrow represents the direction of travel of the vehicle which, in this case, corresponds to the operation of the lock suggested by the rectangle drawn in phantom.
The device consists of two proximity detectors 53 and 54 placed, for example, on a fixed station on the ground, in a position such that the blades 51 and 52 pass close to them, when the axle passes over the control device. lane change. There are magnetic detectors powered by a high frequency circuit whose impedance changes when a ferritic part is placed in front of them. This change in impedance is reflected in the converters 55 and 56 and in the adaptation units 57.
The installation finally comprises a logic unit of the type and which controls the signaling member emitting a signal each time a pair of blades 51 and 52 passes in front of the detector, these blades being distant from each other by a determined magnitude corresponding to the distance separating the detectors 53 and 54. In other words, the signal indicates, depending on the case, that the lock is engaged, respectively released. This installation is capable of operating both on the ground and on the vehicle.
Figs. 7 and 8 are two schematic views of the lane change installation. They include the vehicle support rails 46 and the additional devices 47 and 48 ensuring precise guidance of the wheels when the lock is removed. Horizontal rails 60 are placed at a height corresponding to the end of the axle. They are arranged very close to them, however, without touching them. Their role is to prevent the complete axle and the body from moving relative to the wheels when the lock is removed. The rails 61 perform the release maneuver, then the lock engagement. On entering and leaving the device, they are moved away from each other then approach and remain in this position to move away from each other at the exit.
The operation of the assembly is as follows:
When the axle whose gauge is to be changed arrives on this device, for example at 62, on the narrow-track network, first of all the end guidance of the axle is provided by the rails 60. The rails 61 for controlling the operation of the lock come into contact with the corresponding pads to bring about their approach, therefore unlocking. Once this operation is done, the spacing of the rails 46 changes to reach the new desired value. This new value obtained, the rails 46 are again parallel.
The latch control rails move apart and cause the latch engagement maneuver. Once this is completed, the axial guide 60 of the axle and therefore of the body is removed.
The various possible embodiments of the mechanism for engaging and disengaging the lock are distinguished by the fact that the action exerted by the rail on the socket 33 for controlling the lock is direct. The movement of this sleeve gives the locking latch 24 the possibility of opening. The opening is direct, because the shape of the grooves 21, 22, like the corresponding steps 26, is such that it suffices to move the wheel axially to open the lock provided that the sleeve 33 has been withdrawn. Likewise, the action of the control rail on the mechanism causes the wheel spacing to be locked, the spring 32 only acting as a holding member. The angle of the cones 38 and 39 is such that the movement is irreversible. The bush 33 could not be removed by the sole effect of an axial thrust on the wheel, even if the spring 32 were removed.
Fig. 1 shows the inner rings 7 and 11 of the roller bearings 6 and 10 as if they were made from a single piece. It is obvious that these rings can be, depending on the case, executed in one or in several parts, separated or not by intermediate sleeves.
The installation further comprises the usual devices necessary for the good conservation of the parts, for example various seals making it possible to isolate the inside of the wheel from the ambient air which can cause the oxidation of certain parts. On the other hand, it is necessary to provide lubricators making it possible to ensure good lubrication of the parts and other elements for the evacuation of any excess grease.
The various figures do not mention the possibility of adding carbon brushes carried by fixed elements and rubbing against the hub of each wheel. Coals can be provided at the left and right wheels of an axle and electrically connected to each other in order to ensure the electrical short-circuiting of the two wheels and of the axle itself by a suitable connection. This precaution is necessary in particular to allow the normal operation of the automatic signaling devices used in modern stations.
As shown in fig. 2, it is possible to provide two locks 24a and 24b arranged symmetrically for the left and right wheels. It is obvious that it is also possible to execute these two locks in a single piece fixed in the center to the axle and carrying at each end a crown of steps and the control cone.
Fig. 1 describes roller bearings in which the roller rings 8 and 12 are fixed axially on the wheel by means of the outer rings 9 and 13, the inner rings 7 and 11 being long. It is possible to have recourse to another arrangement of these bearings, according to which the long ring is the outer ring, the roller rings being fixed axially on the axis. Likewise, instead of using two bearings 10 and 14, one of which carries the radial loads and the other the axial loads, it is possible to combine the effects and eliminate the bearing 10 by replacing the bearing 14 with one. element capable of fulfilling both functions simultaneously.