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actrices de chemins de fer pour voies à trains rapides.
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La tendance à augmenter toujours davantage la vitesse du transport des personnes par les chemins de fer a eu pour résultat d'élever non seulement la puissance d'en- trainement des locomotives ou des automotrices, mais encore le poids de chacun des éléments du train.
La transmission par les roues de cette grande force d'entraînement sur les rails rendait indispensable cette augmentation du poids. Par ces poids élevés et ces vitesses considérables, de grands efforts sont imposés à la superstructure de la voie et en particulier aux rails; de plus, les moindres irrégularités dans le guidage des rails peuvent facilement occasionner des déraillements dans ces grandes vitesses par suite de la force d'inertie de ces grosses masses, de sorte qu'il semble qu'on ait atteint
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pratiquement la limite supérieure des vitesses possibles.
De même les essais de commande des automotrices par des hélices à air qui rendent la voiture indépendante de la friction sur les rails, atteindront probablement bientôt l'extrême limite de la vitesse sur les voies ordinaires à deux rails, car en vue du guidage sûr dans la voie, la voiture doit toujours avoir un poids suffisant pour lui assurer une position stable sur les rails.
Un guidage sûr du véhicule dans les grandes vites- ses ne peut être obtenu que s'il est pourvu d'un guidage ferme tant dans le sens latéral que dans la direction verticale.
Dans un véhicule ainsi guidé, on peut en outre uti- @ liser complètement les avantages d'une construction légère, et même renoncer à la commande par l'hélice pour revenir à la commande directe des roues, quand la voiture est pressée élastiquement entre les rails de guidage, de sorte qu'on peut toujours obtenir une friction suffisante avec les rails pour la commande. Cette pression élastique donne en outre la possi- bilité d'utiliser un freinage normal des roues, malgré le poids extrêmement léger de la voiture.
Les avantages techniques de l'emploi sur une grande échelle de la construction légère s'étendent non seulement à la construction légère et par suite économique du corps du véhicule, en même temps qu'à une réduction appropriée de la puissance de la machine d'entraînement, mais avant tout à la superstructure de la voie qui peut être considérablement plus légère et par conséquent moins coûteuse, et cela d'une part en raisbn du faible poids statique, et d'autre part, ce qui est particulièrement important, en raison des faibles forces dynamiques pendant le lancement de la voiture dans la voie, et qui pendant l'accroissement de vitesse augmentent avec la troisième puissance des masses statiques.
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L'ensemble de ces idées a conduit à la présente invention qui sera décrite ci-dessous en détail.
La motrice est guidée entre un rail inférieur qui est installé au-dessous du véhicule et un rail supérieur qui s'étend au-dessus de la voiture avec son champignon tourné vers le bas.
Pour le principe du guidage, il est sans importanee que le véhicule soit guidé entre quatre, trois ou deux rails, disposés en partie au-dessous et en partie au-dessus de la voiture.
Cependant en rai son de l'installation plus simple d'un seul rail inférieur et d'un seul rail supérieur, ainsi que du faible poids du véhicule léger, il parait avantageux de n'employer qu'un seul rail inférieur porteur et un seul rail supérieur de guidage ou de stabilisation.
Pour le guidage sûr du corps du véhicule entre le rail inférieur et le rail supérieur, les points suivants ont été reconnus comme essentiels et forment par suite le noyau de la présente invention:
1- L'écartement entre les ro ues Intérieures por- tantes et les roues supérieures d'appui doit toujours rester constant dans ires limites telles que...!'engagement mutuel du profil du rail et de la jante de la roue forme toujours une sécurité suffisante contre le déraillement de la voiture.
2- En vue de compenser les petites inégalités qui peuvent exister dans l'installation des rails supérieurs et inférieurs au point de vue de leur écartement vertical, et en même temps d'assurer une marche régulière du véhicule, les roues inférieures et supérieures doivent, mal gré leur écarte- ment mutuel limité suivant le paragraphe 1 ci-dessus, d'une part permettre un certain jeu dans le sens vertical, et d'au- tfe part être maintenues pressées autant que possible contre
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les rails supérieurs et inférieurs.
3- Le jeu indiqué dans le paragraphe 2 entre les roues inférieures et supérieures ne peut être permis que dans des limites étroites et qui ne sont pas suffisantes pour engager une suspension élastique effective du corps de la voiture, de sorte que celui-ci doit être pourvu d'une autre suspension à ressort à l'égard des roues inférieures et su- périeures ou groupes de roues.
4- En vue de leur fonction commune, les profils des rails et les jantes des roues doivent être formés de telle sorte que dans toutes les circonstances, et aussi à la toute dernière limite possible de leur engagement, ils donnent une sécurité réciproque absolue, et en outre que pendant le changement de profondeur d'engagement entre les différentes roues et le profil de rail correspondant, il n'y ait qu'un seul point de contact en vue d'éviter autant que possible l'usure et les résistances supplémentaires.
5- Le guidage sur dans les rails est facilité par l'emploi de châssis tournants au lieu d'essieux fixes avec grands écartements.
6- Le guidage est en outre facilité quand les ef- fets des chocs dans le châssis roulant, occasionnés par les petites inégalités principalement des rails porteurs, sont pratiquement éliminés complètement par les roues élastiques, de sorte que la profondeur d'engagement des guidages infé- rieurs et supérieurs n'est pas sensiblement modifiée.
7- En vue de pouvoir absorber les déviations hori- zontales de direction entre les rails inférieurs et supérieurs légèrement et sans chocs, il est nécessaire et désirable que les roues supérieures puissent exécuter certaines modifica- tions horizontales de direction relativement aux roues infé- rieures dans des limites déterminées.
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Comme on le verra par la description suivante qui se réfère aux dessins ci-joints, toutes ces conditions ont reçu leur solution par les modes de construction représentés comme exemples.
En dehors d'une conformation correcte des rails et du châssis roulant, la présente invention a aussi tenu compte d'une conformation appropriée du corps du véhicule en raison de la résistance de l'air qui mérite une attention spéciale principalement dans les grandes vitesses. Il est non seulement important que le corps du véhicule lui-même reçoive une forme appropriée à la direction du courant d'air, forme torpédo, mais encore que soient éliminées dans la mesure du possible les résistances additionnelles de l'air à l'égard des organes de suspension du véhicule, ou résistance d'appendage, qui, comme il est reconnu dans la technique des courants, sont considérables, ainsi que les effets de tourbillonnement et d'aspiration entre le bord inférieur du véhicule et la supers- tructure de la voie.
Les résistances de la suspension sont évitées en ce que le corps du véhicule renferme pour ainsi dire complètement le châssis des roues dans sa forme torpédo. L'effet d'aspira- tion sur le corps du véhicule, ou entre sa partie inférieure et la superstructure de la voie est évité en majeure partie par la section transversale étroite en forme de V de la partie inférieure du corps du véhicule.
Le résultat de la forme torpédo habituelle est de former, dans les grandes vitesses, à l'extrémité antérieure du véhicule qui se déplace, un fort coussin d'air qui s'étend dans toutes les directions, s'écoule progressivement le long de la partie postérieure du véhicule qui se prolonge en pointe dans le sens du courant, et réduit ainsi sa pression. Pendant le passage de deux véhicules roulant rapidement sur deux voies
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parallèles et qui doivent se croiser à une faible distance l'un de l'autre, ce cousin d'air entraîne le risque que les véhicules soient refoulés mutuellement en dehors de la voie ou que les portes et les fenêtres soient enfoncées.
En vue d'obvier à ce danger, il est proposé, contrairement à la for- me torpédo normale, de donner à l'extrémité antérieure du véhicule la forme d'un coin dont l'arête tranchante est dis- posée horizontalement, de sorte que le coussin d'air se forme principalement tout d'abord au-dessus et au-dessous du corps du véhicule.
Pour l'entraînement de cette voiture rapide de chemin de fer, d'une construction particulièrement légère, et guidée au-dessus et en-dessous, est prévue une commande di- recte des roues par un moteur électrique ou à combustion in- terne, ce qui est possible par la sûreté déjà signalée de la friction sur les rails contre lesquels les roues sont constam- ment pressées, ou bien cet entraînement est obtenu à l'aide d'une hélice aérienne qui reçoit son mouvement par un moteur et transmet sa force d'entraînement aux roues à travers le corps du véhicule par un coussinet à billes.
Le freinage est obtenu d'une part par des freins à ruban ou à sabots appliqués sur les roues, et en outre d'autre part par la mise en court-circuit du moteur électri- que, ou bien, dans le cas de commande par hélice, en renver- sant le sens de la rotation de l'hélice.
En vue de la sécurité du public tant à l'entrée qu'à la sortie des gares, il est proposé d'entourer l'hélice d'un cercle de protection en dehors des extrémités de ses pales ; ce corde reçoit aussi avantageusement une section en forme de torpédo et peut être utilisé, le cas échéant, pour produire un effet analogue à celui d'une tuyère sur le cou- rant d'air en avant et en arrière de l'hélice.
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Afin de pouvoir utiliser complètement les possibi- lités d'une construction légère, il est enfin prévu qu'au lieu de la carrosserie légère habituellement employée aujourd'hui en liaison avec un châssis inférieur relativement lourd, le corps complet de la voiture doit être utilisé pour recevoir les efforts dans le sens longitudinal, de telle sorte que le lourd châssis inférieur disparaissant, les efforts longitudi- naux dans le véhicule sont reçus en partie par les traverses du fond de la voiture ou de la moitié inférieure du corps, et en partie par les traverses du toit ou de la moitié supérieure du corps, la hauteur des poutres étant ainsi considérablement augmentée, de sorte que l'on peut employer des profils longi- tudinaux particulièrement légers.
Tout ce qui dans la présente description n'est pas expressément déclaré comme étant connu doit être considéré comme nouveau et appartenant à l'objet de cette invention.
L'exposé ci-dessus de cette invention sera mainte- nant expliqué en se reportant aux figs.1 à 14 des dessins ci- joints qui représentent, comme exemples, des modes d'exécution des idées fondamentales de l'invention.
La fig.1 est une vue latérale, la fig.2 une vue de la partie supérieure, et la fig.3 une section horizontale de la v oiture rapide de chemin de fer avec guidage supérieur et inférieur par rails.
La fig.l montre les châssisroulants avec roues inférieures et supérieures assemblés sur un axe, et qui sont entourés par le corps du véhicule en forme de torpédo. Les châssis roulants sont prévus ici comme châssis tournants ; la commande se fait dans ce cas par une hélice avec moteur élec- trique, et on voit dans les trois figures le cercle de pro- tection autour des extrémités des pales de l'hélice et qui peut être disposé, le cas échéant, en forme de tuyère. De plus, les
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supports supérieurs et inférieurs du cercle de protection peuvent être utilisés comme plans de stabilisation contre les déplacements latéraux du véhicule et aussi comme plans de di- rection pour l'hélice.
La fig.2 montre, ainsi que la fig.l, la nouvelle forme de torpédo, et en particulier la conformation de l'ex- trémité antérieure du corps de la voiture en ciseau avec le bord tranchant disposé horizontalement.
La fig.3 montre les possibilités d'emplacement in- -térieur de la voiture pour les passagers, etc.. On y trouve en 1 la cabine du conducteur, en 2 l'entrée avec place pour les malles et W.C., en 3 la salle des voyageurs, la pièce 4 est disponible pour les colis, la ,poste ou pour un buffet, et en 5 est la chambre des machines. En outre l'espace qui est indiqué en 6 dans la fi g.l peut être aménagé pour le service de la poste aux lettres et des colis postaux.
La fig.4 montre une vue latérale du châssis roulant en forme de châssis tournant monté sur un axe entre les roues intérieures portantes 8 et les roues supérieures d'appui 10.
Les roues portantes 8 sont pourvues de bandages pneumatiques avec section transversale suivant la fig.7, tandis que les roues 9 qui ont une section suivant la fig.6 servent normale- ment comme roues conductrices afin de conduire sûrement les bandages pneumatiques sur le rail à ornière formé par la réu- nion de deux rails.
En cas d'échappement de l'air des bandages des roues 8, on a prévu la roue conductrice centrale en forme de coin 9 intercalée entre les roues porteuses latérales de réserve 12 qui, normalement, ne viennent pas en contact avec le rail, les roues 9 et 12 étant réunies en un groupe de roues sur un axe commun, suivant la fig.6. Lorsque la pression se trouve sup- primée dans les 1:langages pneumatiques, la charge du châssis
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tournant est transmise aux rails par les roues 12.
Les roues supérieures d'appui 10 sont prévues dans le cas présent avec une section transversale suivant la fig.9, cependant si l'on choisit un autre profil de rail, ces roues ,peuvent aussi avoir une autre section, par exemple, l'une de celles qui sont représentées par les figs.6,8,9,10,11 et 12.
La colonne portante 13 est assemblée d'une manière fixe avec le support inférieur pour les roues 8,9 et 12, tan- dis que le support supérieur pour les roues 10 est disposé pour pouvoir tourner horizontalement autour de la colonne, et aussi pour pouvoir se déplacer verticalement sur une fai- ble distance sur ladite colonne.
La fig.14 montre uns coupe de la partie supérieure de la colonne 13 au-dessus de laquelle est monté le support des roues supérieures. On voit par ce dessin que la colonne 13 qui est pourvue d'un coussinet à billes 14 est montée pour tourner horizontalement dans un tronçon de colonne 15. Ce cylindre 15 est assemblé rigidement au support des roues supé- rieures.
La boîte de garniture 16 ferme hermétiquement à l'air à sa partie inférieure la chambre qui est formée entre les colonnes 13 et 15, tandis qu'un couvercle de cylindre 17 pour- vu d'une garniture étanche ferme hermétiquement la partie su- périeure du cylindre 15. Il est ainsi possible de remplir d'air comprimé la chambre formée entre les deux colonnes 13 et 15 et même, le .cas échéant, toute la colonne 13, de sorte que le support supérieur avec les roues 10 est toujours pressé forte- ment en même temps d'une manière souple contre le rail supé- rieur. Le cylindre 15 se meut ainsi verticalement sur la co- lonne 13.
Pour le cas où pour une cause quelconque la pres- sion d'air viendrait à cesser,ou que des chocs verticaux trop violents se produiraient, un coussinet à billes 18 et
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une butée 19 sont prévus qui, normalement, ne sont pas en engagement, mais séparés l'un de l'autre par un intervalle de 10 à 15 mm.
La fig.5 montre le châssis roulant de la fig.4 vu dans le sens de sa marche. Comme on le voit, le corps du véhicule 21 est suspendu,dans le sens vertical, par les res- sorts de support 20, au châssis tournant. La rotation hori- zontale du châssis est obtenue au moyen d'un coussinet de support et de pivot 22 qui est intercalé entre les ressorts à lames et le support des roues inférieures.
La suspension latérale de la partie Inférieure du corps du véhicule est obtenue, par exemple, au moyen des pentures 23 des ressorts portants 20.
La partie supérieure de la colonne portante est assemblée élastiquement au coffre du véhicule au moyen d'un dispositif représenté, comme exemple, en projection horizon- tale par la fig.13. La bride 24 est montée sur le haut de la colonne au-dessus du couvercle 17, fig.14 et 4, et reliée par les tirants 25 aux poutres longitudinales du corps du véhicu- le. L'élasticité est obtenue par les ressorts amortisseurs 26.
Le contour du-corps du véhicule 21, fig.5, montre en outre que ce corps est rétréci en forme de coin dans sa partie inférieure en vue d'éviter l'aspiration et le tour- billonnement de l'air entre la superstructure de la voie et le corps du véhicule.
Les figs.6,7,8,9,10,11,12 montrent encore toute une série de formes qui peuvent être employées tant pour les roues conductrices que pour les profils des rails correspon- dants. On voit que dans tous les cas, et même lorsque la profondeur d'engagement entre la roue et le rail vient à se modifier, il n'y a toujours qu'un seul point de contact entre eux, sauf dans les cas où, comme représenté dans les figs.9
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et 10, deux points de la jante de la roue viennent se poser en même temps sur le rail, mais alors avec le même rayon de oontact.
- REVENDICATIONS - 1- Automotrice de chemin de fer pour voie à train rapide, guidée entre des rails inférieurs porteurs et des rails supérieurs d'appui, pourvue de deux groupes de roues inférieures portantes et de deux groupes de roues supérieures d'appui qui sont montées les unes au-dessus des autres sur des châssis tournants réunis par des colonnes verticales traversant le coffre de la voiture et sur lesquelles est sus- pendu élastiquement le corps de la voiture proprement dit, - caractérisée en ce que le corps de la voiture a la forme d'une torpédo et qu'il est pourvu d'une commande par hélice aérienne.