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" Monorail suspendu destiné notamment aux mines "
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On connaît en soi, sous de nombreuses formes de réalisation, des monorails suspendus qu'on installe depuis par en particulier dans les mines, pour le transport des matériaux au jour et au fond. Dans ces cas, les trains ou wagonnets du monorail suspendu se composent se.', vent de plusieurs chariots. Pour faire mouvoir les chariots, on utilise un organe de traction attaché aux tractions par l'intermédiaire d'un organe d'entraînement, cet organe de traction étant disposé parallèlement au rail suspendu et étant souvent exécuté sous la forme du câble d'un treuil installé en un point fixe.
Tant qu'on doit installer le rail suspendu et le câble de traction suivant une ligne droite et en plateure, c'est-à-dire horizontalement, il n'y a pas de difficultés dans les monorails suspendus de ce genre.
Mais lorsqu'il faut, avec le monorail suspendu, suivre des courbes et, le cas échéant, passer dans des cuvettes et par dessus des dos d'âne présentant des côtes relativement fortes, comme c'est souvent le cas.dans les mines, et que l'organe même de traction est soumis à des charges considérables, cet organe de traction applique, par l'intermédiaire de l'organe d'entraînement, des couples au chariot auquel il est attaché, par l'ef.fet de quoi non seulement le chariot est soumis à un
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effort mécanique élevé, parce que les couples de ce genre exercent un effet de coincement, mais il peut se produire, de plus, dans bien des cas, un déraillement du chariot ou bien une déformation du rail de roulement.
On a déjà essayé de remédier à omette difficul- té. On a proposé, à cet effet, de rattacher deux chariots successifs du monorail l'un à l'.autre par l'intermédiaire d'une barre de jonction assez longue, et de fixer l'organe d'entraînement à la barre de jonction.
Comme la barre de jonction s'oriente suivant la sécante d'un arc de cercle, cela ne permet pas d'assurer un guidage sûr de l'organe de traction, surtout le long de l'arc extérieur d'une courbe.
Selon une autre proposition connue, on envisage de remédier à l'inconvénient ci-dessus décrit en fixant l'organe d'entraînement à un chariot médian situé entre deux chariots extérieurs rattachés l'un à l'autre par une barre de jonction reliés au chariot médian par l'intermédiaire d'un coulisseau mobile suivant une direction perpendiculaire à l'axe du rail. Non seulement la barre de jonction s'oriente, dans ce cas également, suivant la sécante d'un arc de courbe à parcourir, par l'effet de quoi la longueur de la barre de jonction se trouve limitée, mais il faut adopter pour le chariot une construction présentant des dimensions considérables qui, de plus, entraîne la mise en oeuvre de moyens techniques importants.
L'invention a pour but, en premier lieu, de parvenir à un monorail suspendu dans lequel, quelles que soient les courbures que la voie doit suivre, l'or-
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gane d'entraînement n'applique en aucune manière des couples nuisibles aux chariots, cependant que, suivant le principe de l'invention, tout couple qui, éventuellement, prend naissance est compensé par un couple de sens contraire de même valeur.
Il existe aussi dès à présent des monorails suspendus destinés notamment aux mines, avec des unités de transport présentant chaucre au moins un chariot muni d'un frein de marche hydraulique de sécurité, où le frein comprend un cylindr'. de frein actionné par ressort, de même qu'au moins deux mâchoires de frein agissant sur le rail.
Les monorails suspendus de ce genre, mais surtout les monorails qui sont équipés d'unités de transport des types les plus différents, notamment de récipients et de wagonnets pour le transport des personnes, doivent pouvoir transporter des charges considérables avec la sécurité nécessaire, cette sécurité étant assurés par le frein hydraulique de marche et de sécurité.
Un tel frein fonctionne, en général, avec un cylindre de frein monté dans le circuit d'un liquide comprimé, cylindre de frein qu'on peut décharger par une vanne destinée à être actionnée par la pression du liquide, soit automatiquement par un appareil centrifuge, soit à la main par un câble de traction, par le moyen de quoi le ressort applique les mâchoires de frein contre les rails et l'effet de freinage se pro- duit.
Dans les monorails correspondants que l'on connaît, le freinage est provoqué par le ressort lui-
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même. Les freins de sécurité et de marche de ce genre ont l'inconvénient que la force de freinage ne dépende que de la force du ressort, en sorte qu'il faut calculer la force de ce ressort en fonction de la charge la plus élevée à freiner ou do la pente de la voie, ou bien en fonction de l'une et de l'autre.
Il en résulte, d'une part, des dimensions élevées et hors de proportion pour le frein, et par conséquent pour les chariots, dans les monorails suspendus de grande capacité, et, d'autre part, des forces de freinage trop élevées lorsque la charge transportée est inférieure au maximum possible ou que la pente du rail suspendu est inférieure au maximum possible, ou bien lorsque la charge et la pente sont l'une et l'autre inférieures aux valeurs maximum possibles.
D'autre part, on connaît, pour les chemins de fer funiculaires roulant sur le sol et les chemins de fer funiculaires suspendus ou aériens, un frein de sécurité à commande hydraulique qui, dans une forme d'exécution possible, possède une pince de frein sur laquelle le cylindre de frein agit avec interposition de surfaces en forme de coin. Dans ce cas également, la force maximum de freinage dépend du ressort du frein, bien que, dans ce frein de sécurité, il soit possible, par un agencement à ressorts multiples, de tenir compte du coefficient de frottement du frein par rapport au rail.
Comme, d'autre part, dans les conditions dont il faut tenir compte au fond des mines, on peut considérer que le coefficient de frottement entre les mâchoires de frein et le rail est sensiblement constant, il n'y a
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pas besoin, en général, de tenir compte de coefficients de frottement de valeurs différentes. Un tel frein ne peut, en outre, en raison du grand nombre de ressorts qu'il demande, être utilisé de façon satisfaisante, vu la place limitée dont on dispose dans le fond des mines.
En conséquence, un but encore différent de la présente invention consiste à parvenir à un monorail suspendu dans lequel le frein est conçu de manière à répondre aux conditions d'encombrement admissibles pour les chariots, et fournit une force de freinage qui dépend du pods qu'il faut freiner à l'instant considéré ou de la pente momentanée du rail suspendu, ou à la fois de ce poids et de cette pente. On suppose, en l'espèce, que le coefficient de frottement est sensiblement constant, ou bien on en tient compte en choisissant de façon correspondante la vitesse sur laquelle on règle l'appareil centrifuge.
Selon une première caractéristique de l'inven- tion, où l'on considère comme connu un monorail suspendu à plusieurs chariots qui sont reliés les uns aux autres par une barre de jonction et présentent un organe d'entraînement fixé à un chariot médian pour attacher un organe de traction, il faut diviser la barre de jonction et monter d'une manière articulée. chaque partie de cette barre, à une même distance des extrémités intérieures réalisées par cette division, autour d'un tourillon sensiblement vertical dans un cadre ou châssis d'entraînement portant l'organe d'entraînement et pivotant sur le chariot médian, cependant que les extrémités intérieures de la barre de jonction roulent l'une
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sur l'autre sans glissement sur leurs faces en bout.
A cet égard, on obtient, par l'invention, bien que l'organe d'entraînement applique descouples sur le cadre ou châssis portant l'organe d'entraînement, en raison de la traction exercée sur lui, que ces couples se transmettent, par l'intermédiaire des tourillons, aux extrémités intérieures de la barre de traction, ces couples étant les mêmes pour les deux extrémités de la barre de traction, mais de sens opposés.
Par suite, du roulement sans glissement des faces en bout de ces extrémités l'une sur l'autre, les couples se compensent mutuellement, en sorte que finalement le couple total appliqué au châssis est nul, tandis que le chariot médian ne sert que d'élément d'appui et ne transmet pas de couples.
Bien que la compensation complète des deux couples appliqués au chariot représente en soi le but à atteindre, on pourrait toutefois obtenir par réglage un couple résiduel représentant la différence entre les deux couples se produisant aux extrémités de la barre de traction si, pour certaines raisons, il devait être souhaitable d'obtenir un tel couple résiduel.
C'est pourquoi l'avantage principal qu'on peut, à cet égard, obtenir par l'invention consiste en ce que, indépendamment des conditions locales, on peut se rendre maître entièrement des couples appliqués aux organes de traction, à savoir en particulier les compenser l'un par l'autre.
Par ce moyen, on obtient que les chariots roulent parfaitement sur les rails, sans se coincer et
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sans pouvoir déformer le rail de roulement. Un monorail suspendu de ce genre offre les résistances au roulement les plus faibles possibles, même lorsque les rayons des courbes sont très petits, en sorte qu'il offre un maximum de sécurité tout en faisant subir la charge la plus faible aux organes de traction.
Le roulement sans glissement des deux extrémités intérieures de la barre de jonction l'une sur l'au- tre peut, naturellement, 'obtenir de différentes manières. C'est ainsi, qu'il, est possible de munir les deux faces en bout, en regard l'une de l'autre, des ex trémités intérieures de la barre de jonction, de garni- tures de frottement. Mais on peut aussi obtenir le rou- lement sans glissement l'une sur l'autre en donnant à l'une des faces en bout une forme de chape et en intro- duisant entre les branches de cette chape, l'extrémité allongée en conséquence, de la barre de traction située vis-à-vis.
Il est toutefois particulièrement judicieux, selon une autre caractéristique de l'invention, que les faces en bout, qui roulent l'une sur l'autre sans glis- sement, des extrémités intérieures de la barre de jonc- tion réalisées par la division, portent des dentures engrenant l'une avec l'autre. Ces dentures peuvent être fixées directement sur les faces en bout de la barre de traction, mais on peut aussi les prévoir sur ces derniè- res sous la forme de segments dentés spéciaux.
Une forme d'exécution avantageuse de l'inven- tion consiste aussi à faire se terminer l'organe d'en- traînement prévu sur le chariot médian sous la forme
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d'une chape dont les deux branches sont fixées indivi- duellement au cadre ou châssis d'entraînement suspendu au chariot médian par l'intermédiaire d'un tourillon vertical. Par ce moyen, on obtient, en effet, que le cadre puisse être disposé dans un étrier en dessous du chariot, ce qui permet de le supporter en deux points.
Pour parvenir au second des buts, ci-dessus @ exposés, de l'invention, le principe consiste à faire prendre appui à chacune des deux mâchoires de frein connue sur une branche d'une pince de frein, en elle-même/, sur laquelle agit le cylindre de frein, et à prévoir, sur les côtés de ces mâchoires qui sont tournés à l'opposé du rail, deux surfaces inclinées l'une par rapport à l'autre comme les surfaces d'un toit, surfaces incli- nées qui sont dirigées vers le rail et auxquelles on fait correspondre des surfaces conjuguées prévues sur le chariot.
Le fonctionnement de ce frein consiste en ce que le ressort-du cylindre de frein sert uniquement à l'application des mâchoires de frein, de préférence sur la semelle ou aile du rail suspendu, tandis que le frei- nage proprement dit se produit par le fait que l'effet de freinage s'obtient lorsque les surfaces des mâchoi- res de frein glissent sur les surfaces conjuguées cor- respondantes prévues sur le chariot.
La force de frei- nage produite ou le ralentissement de freinage réalisé dépend de la valeur de la charge ou de la pente, parce que les mâchoires de frein sont resserrées d'autant plus fortement entre le rail et les surfaces conjuguées pré- vues sur le chariot que le poids à freiner est plus im-
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portant ou la pente du rail plus forte, C'est dans la mesure même où la force de freinage nécessaire croît qu'augmente également la force normale nécessaire à l'obtention du frottement, qui appuie les garnitures de frein sur le rail, en sorte que finalement on obtient des courses de freinage et des ralentissements de freinage sensiblement constants, quelle que soit la valeur du poids à freiner ou celle de la pente du rail suspendu.
A cer égard, il est pratique de réaliser l'invention de telle sorte que les mâchoires de frein prennent appui, de manière à pouvoir être déplacées axialement par rapport au rail, sur les branches de la pince du frein qui leur sont affectées, et qu'elles soient reliées aux branches par l'intermédiaire d'un ressort de rappel. Dans ce cas, les mâchoires de frein sont maintenues par le ressort de rappel dans leur position de retrait par rapport au rail.
Dès que le ressort du cylindre de frein applique les mâchoires sur le rail, comme cela a été décrit ci-dessus, et que les mâchoires de frein sont ramenées dans la partie rétrécie comprise entre les surfaces conjuguées et le rail, le ressort de rappel s'allonge, pour se contracter à nouveau, après desserrage des mâchoires de frein, et ramener par ce moyen les mâchoires de frein à leur position de départ.
Pour réduire le frottement des mâchoires de frein sur la pince de frein, il est avantageux, d'autre part, d'exécuter les branches à la façon d'une tête de marteau dans la région dans laquelle elles soutiennent les mâchoires de frein correspondantes.
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L'invention va être décrite ci-après de fa- çon plus détaillée à l'aide de deux formes d'exécution.
Mais il va de soi que l'invention ne se limite pas à ces formes d'exécution.
Dans le dessin annexé
Fig. 1 représente, en une vue de côté, le mé- canisme de roulement d'un monorail suspendu selon l'in- vention, tous les détails qui ne sont pas nécessaires à la compréhension de l'invention ayant été supprimés.
Fig. 2 est une coupe horizontale, au-dessus de la barre de traction, de l'objet de la Fig. 1.
Fig. 3 est une coupe verticale le long de,la ligne A-A de la Fig 1.
Fig. 4 représente le mécanisme de roulement en une vue de côté.
Fig. 5 représente le chariot de droite de la Fig. 1 en une vue en plan.
Fig. 6 est une représentation da la pince de frein vue dans le sens de la longueur du rail de roule- ment.
Sur les dessins on a représenté un monorail suspendu qui comprend plusieurs chariots. Deux chariots extérieurs sont désignés par 1 et un chariot médian par 2. Au moyen d'une barre de jonction qui sera décrite plus loin, les chariots 1 et 2 sont reliés l'un à l'au- tre, et le chariot médian 2 porte, ainsi qu'on le voit particulièrement dans la Fig. 3, un organe d'entraîne- ment 3 fixé à ce chariot et servant à y attacher un or- gane de traction 4 parallèle à 1'unique rail 5 le long duquel on peut faire circuler les chariots. L'organe
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de traction est guidé,en ce qui le concerne, par es guides spéciaux à galets, ce qui est connu et ne par conséquent, pas représenté sur les dessins.
Ainsi que le montre la Fig. 3, il s'agit du reste d'un monorail dont le rail de roulement 5 a, dans l'ensemble, un profil en I, les galets 6 des chariots 1 et 2 roulant sur les ailes inférieures du rail 5.
Dans toutes les formes d'exécution de l'invention, la barre de jonction est divisée, c'est-à-dire qu'elle se compose de segents de barre 7 qui, réunis, forment l'ensemble de la barre de jonction. Aux extrémités extérieures, les segments 7 sont attachés aux chariots 1 par l'intermédiaire de tourillons horizontaux 8, cependant que sont encore prévus, dans la région du chariot du milieu 2, des tourillons horizontaux 10. Les extrémités intérieures de la barre de jonction, qui ont été obtenues par la division, ont, sur leurs côtés en bout désignés par 11 et 12, une forme telle qu'elles roulent l'une sur l'autre sans glissement.
A la même distance des extrémités intérieures réalisées dans la barre de traction par sa division, chaque segment de cette barre est articulé autour d'un tourillon 13, 14, sensiblement vertical, par rapport au chariot médian 2 portant l'organe d'entraînement.
Conformément à l'exemple d'exécution représen- té sur les dessins, l'organe d'entraînement 3 est fixé au chariot médian à l'aide d'une chape 15 dont les deux branches 15a, 15b. sont fixées individuellement au chariot médian.
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Les branches 15a 15b. produisent autour des tourillons 14, 15, lorsque l'organe de traction subit l'application d'une charge, des couples auxquels correspondent des-couples de sens contraire, sur les faces en bout 11 et 12, roulant l'une sur l'autre, des extrémités intérieures de la barre de traction. Comme les couples s'exerçant sur les deux côtés en bout 11 et 12, à l'opposé l'un de l'autre, sont également de sens contraire, mais sont égaux, selon l'exemple d'exécution représenté, il se produit un couple global qui est nul. Le chariot médian est, par conséquent, déchargé de ces couples.
Dans le détail, il a été prévu, selon l'exemple d'exécution représenté, de fixer deux jeux de galets 6 sur le chariot médian. Les deux jeux de galets roulent dans un boîtier 20 ouvert dans le haut, ayant dans l'ensemble la forme d'un U, ainsi qu'on le voit en.particulier dans la Fig. 3. Ce boîtier est formé de trois plaques assemblées par soudure autogène. Sur l'âme du boîtier en forme de U se trouve un pivot 21 avec un écrou 22 et un collet 23 qui porte un châssis d'entraînement 24 fermé sur lui-même, de forme rectangulaire dans son ensemble, cependant qu'entre le boîtier 24 et le boîtier 20 en forme de U sont interposés des roulements à billes 25 dont celui du bas, désigné par 25, embrasse un tourillon 26 qui correspond du reste au tourillon 21 et, en ce qui le concerne, relie le boîtier 24 à un boîtier extérieur 27.
Sur le boîtier extérieur 27 sont disposées les branches 15b et 15a de la chape 15.
Le boîtier 24 reçoit les deux extrémités in-
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térieures de la barre de traction dont les faces en bout sont dentées, d'après l'exemple d'exécution représenté, ainsi qu'on le voit dans la Fig. 2, et par conséquent, roulent l'une sur l'autre sans glissement.
Cependant, cette denture des extrémités n'est pas une condition nécessaire à la réalisation de l'invention car on peut aussi prévoir d'autres agencements rendant possible le roulement, sans glissement, des faces en bout 11 et 12 des extrémités intérieures de la barre de traction.
Air.ni qu'on le voit, les organes mobiles des chariots sont, dans une large mesure, enfermés dans des boîtiers et sont ainsi, dans une large mesure, protégés contre les contacts et contre la pénétration des corps étrangers.
Dans l'exemple d'exécution d'un monorail suspendu selon l'invention, qui est représenté dans les Figs. 4 à 6, le rail de roulement est désigné par 101 Chaque unité de transport du monorail suspendu, qui peut être exécuté sous forme d'un récipient non représenté, ou d'un wagonnet réalisé de façon quelconque, comprend un mécanisme de roulement avec au total trois chariots tels qu'ils ont déjà été décrits ci-dessus, dont le chariot extérieur de gauche est identique au chariot exté rieur de droite, désigné par 2 et, pour cette raison, n'a pas été représenté sur les Figs. 4 à 6. Pour le reste, l'agencement correspond à celui de l'exemple d'exécution selon les Figs. 1 à 3.
Le rail suspendu est une poutre à profil en 1 sur les ailes inférieures 101A de laquelle roulent les
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galets usuels de roulement 104. Il existe, au total, sur chaque chariot 2, de nouveau au moins deux paires de galets de roulement placés à une certaine distance l'une de l'autre, entre lesquelles est placé un frein hydraulique de marche et de sécurité. Ce frein comprend un circuit hydraulique qui n'est pas représenté sur les figures.
Il se compos essentiellement d'un générateur de pression et d'une soupape de décharge destinée à être déclenchée par un appareil centrifuge ou par un câ- ble de traction, et qui a pour effet que la pression hydraulique qui règne dans un cylindre de frein 105, dans une enceinte 106 destinée au piston, et en prove- 'nance d'une conduite d'amenée 107, puisse être annulée quand le frein doit entrer en action. Le cylindre de frein 105 présente, en outre, vn piston 108 portant une tige de piston 109 qui est reliée, à son extrémité libre, en 110, à une branche 111 d'une pince de frein qui comprend une autre branche 112. Les deux branches pivotent en 111a et 112a dans le chariot. Entre le piston 108 et une paroi de cylindre 105 prend appui un ressort de frein 115.
Le cylindre de frein 105 pivote, à son extrémité située à l'opposé de la tige de piston 109, et en 116, sur la branche 112 de la pince de frein.
Les extrémités libres des branches 111 et 112 de la pince de frein présentent des surfaces d'appui
118 d'une forme analogue à celle de la tête d'un marteau, sur lesquelles sont disposées des surfaces correspondantes de mâchoires de frein 119. Les mâchoires de frein sont rattachées à l'aide de ressorts de rappel
119a, aux extrémités des branches 111 et 112.
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Du côté situé à l'opposé du 101 chaque mâchoire de frein présente deux surface. 120 et 121 di- rigées vers le rail, et inclinées l'une @ rapport à l'autre comme les côtés d'un toit, auxque::es correspondent sur le chariot des surfaces conjurées 120a et 121a
Le fonctionnement du frein quiient d'être décrit est le suivant.
Dès que la pression qui règne dans la chambre 106 du cylindre disparaît. le ressort 115 se détend et transporte alors les deux branches 11 et 112 de la pince vers 1'intér-eur jusqu'à ce que les mâchoires de frein 119 s'appliquent, par leurs garnitures de frein 122 disposées sur ces mâchoires, contre l'âme 101b du rail suspendu. La force de frottement qui se produit alors est si grande que les mâchoires de frein passent lorsque le chariot se déplace dans le sens de la flèche B de la Fig. 2, de la position indiquée en traits pleins, dans laquelle elles s'appuient sur les branches 111 et
112 de la pince de frein, à la position reproduite en traits interrompus. Dans cette manoeuvre, les surfaces
121a et 121 glissent l'une sur l'autre, en sorte que les mâchoires de frein 119 sont tirées avec une force croissante sur l'âme 101b du rail 101.
On voit que, lorsque le sens de marche est le sens contraire, la manoeuvre est la même.
La manoeuvre est donc telle que les mâchoires de frein sont toujours appliquées par le ressort 115 contre le rail, mais que le freinage proprement dit soit provoqué par la rentrée des mâchoires de frein 119 dans
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l'espace compris entre les surfaces 121a et l'âme 101b
L'effet de freinage dépend donc de la valeur de la charge et de celle de la pente, Plus la charge est grande, plus grande est la force avec laquelle s'ef - fectue la manoeuvre décrits de rentrée des mâchoires de frein. On obtient le même résultat quand on freine sous une charge plus faible, mais sur un rail présentant une pente plus forte.
Dans tous les cas, l'effet de freinage obtenu dépend de la charge ou de la pente momentanée du rail 101, ou à la fois de la charge et de cette pente.
On voit que le dispositif décrit offre, en outre, l'avantage d'une très grande simplicité, en sorte que le frein fonctionne pratiquement sans perturbations.
Cette simplicité de l'agencement permet aussi une exécution très ramassée de l'ensemble du frein, ce qui présente une importance considérable pour les monorails suspendus destinés à être utilisés au fond des mines, à cause de la place limitée dont on dispose pour les chariots.
Au lieu d'un ressort à boudin 115, on peut aussi utiliser des ressorts du type Belleville agissant dans les deux sens.
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