DESCRIPTION
L'invention se rapporte à une structure de voie pour véhicules suspendus. Plus précisément, I'invention concerne une voie comprenant un réseau de câbles pour assurer la solidité et la rigidité de la voie.
Dans les chemins de fer suspendus, on préfère une voie de structure légère en raison de l'économie de construction. Dans les chemins de fer construits dans les cités urbaines, il est désirable que les structures au sol prennent le moins de place possible, afin de ne pas modifier l'aspect de la cité ni l'ensoleillement. A ce point de vue, un système téléphérique peut sembler approprié. En effet, dans les téléphériques, la souplesse du câble diminue le bruit et augmente le confort. Il y a lieu toutefois de noter que, dans les systémes à câbles, les câbles sont soutenus en des points espacés sur le sol, par exemple au moyen de pylônes, et le câble est relâché entre deux pylônes successifs. Il en résulte que le véhicule monte pour passer un pylône, puis redescend pour passer le point le plus bas situé entre deux pylônes.
Il est donc évident que les systèmes de ce genre ne sont pas appropriés pour les déplacements à vitesse élevée.
Un autre inconvénient des téléphériques est que la surface de roulement pour les roues est donnée par la surface des câbles, laquelle n'est pas plane, de sorte que les roues exercent sur les câbles une pression de contact relativement importante.
Dans le brevet japonais NO 58-55281, on décrit une voie pour véhicules suspendus qui est considérée comme appropriée pour les transports rapides. La voie décrite dans ce brevet japonais comprend une pluralité de pylônes et un câble porteur s'étendant entre les pylônes pour supporter le poids mort qui est constitué par le poids de la voie elle-même et le poids actif qui est celui des véhicules se déplaçant le long de la voie. La voie est soutenue par des moyens de suspension aboutissant au câble porteur, et le véhicule roule le long de cette voie.
La voie comprend une paire de rails paralléles entre eux et reliés l'un à l'autre par des traverses qui sont soutenues par lesdits moyens de suspension. La surface supérieure des rails sur laquelle les roues du véhicule roulent est plane. La voie est prévue de façon que le câble porteur assure la solidité et la rigidité de la voie, de sorte que cette dernière peut être de faible poids et donc peu coûteuse. Un autre avantage de cette voie est que la portée entre deux pylônes successifs peut être grande, ce qui permet une construction économique pour traverser les rivières et les vallées. Cette structure de voie possède en outre les avantages des structures à câbles mentionnés plus haut.
Il y a lieu toutefois de noter que la structure n'est pas appropriée pour transmettre une tension substantielle au câble dans le but d'augmenter la rigidité de la voie. Dans le brevet japonais en question, la voie est constituée par une paire de câbles transporteurs parallèles entre eux et reliés entre eux par des moyens appropriés. Une couverture est prévue pour recouvrir les câbles transporteurs. Les câbles transporteurs ou câbles de roulement ne peuvent toutefois pas être utilisés pour tendre le câble porteur, car leur but est de supporter les véhicules. Cela soulève le problème d'une rigidité insuffisante et d'un fléchissement excessif sous le poids des véhicules.
Il y a encore lieu de remarquer que les systèmes connus à câbles et à voie suspendue ne se prêtent pas bien à l'adoption des mécanismes de traction par moteur linéaire, notamment par moteur linéaire à induction. Lorsqu'on désire utiliser un dispositif à traction à moteur linéaire dans les systèmes précités, il est nécessaire de prévoir un rail de réaction en plus du câble porteur. Le système décrit dans le brevet japonais précité présente en outre l'inconvénient qu'il n'y a pas assez de place pour prévoir des surfaces de guidage pour des galets de guidage du véhicule.
L'objet de Invention est de fournir une voie pour véhicules suspendus qui soit légère et d'une rigidité satisfaisante. Un autre objet de l'invention est de prévoir une voie du type à câbles comprenant des moyens pour appliquer une tension de précontrainte aux câbles porteurs, afin d'obtenir une grande rigidité de la voie.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une voie à câbles pour véhicules suspendus présentant les caractères avantageux des voies du type à câbles, mais éliminant les problèmes précités des voies conventionnelles de ce type. Un autre objet de l'invention est de permettre la réalisation de voies incurvées dans ce genre de construction.
Selon la présente invention, les buts précités sont obtenus par une structure de voie pour véhicules suspendus comprenant plusieurs structures de support au sol qui sont disposées le long du trajet de la voie et espacées les unes des autres, un câble porteur s'étendant d'une structure de support au sol à la suivante, des pièces de suspension présentant une extrémité supérieure reliée au câble porteur, un câble de renforcement s'étendant entre deux des structures de support au sol et étant relié à l'extrémité inférieure des pièces de suspension, de façon telle que le câble de renforcement soit incurvé vers le haut entre deux structures de supports au sol pour appliquer une tension supplémentaire au câble porteur par l'intermédiaire des pièces de suspension,
une paire de rails présentant chacun des surfaces sensiblement planes supérieures et inférieures et une paire de surfaces latérales sensiblement verticales, les rails étant parallèles l'un à l'autre et reliés par des traverses, des éléments de suspension de la voie reliant les traverses au câble de renforcement, de façon que les rails soient suspendus à partir du câble de renforcement.
Le câble porteur peut être fixé, à chacune de ses extrémités, à la structure de support au sol. Un fléau flottant peut être prévu sur chaque support au sol et suspendu à ce support par chacune de ses extrémités au moyen d'éléments de liaison rigides verticaux. Le câble de renforcement peut alors être relié au fléau flottant.
Selon une forme particulière de la présente invention, il est encore prévu une structure de voie incurvée comprenant une poutre également incurvée, supportée rigidement par rapport au sol, le câble de renforcement étant suspendu sous la poutre incurvée au moyen d'organes articulés, de sorte que le câble de renforcement est tendu dans une configuration partiellement polygonale le long de la poutre incurvée.
Les buts précités et les caractères de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit de plusieurs formes d'exécution, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La fig. 1 est une vue latérale de la première forme d'exécution d'une voie du type à câble.
La fig. 2 est une vue de face d'un véhicule roulant sur les rails de la voie.
La fig. 3 montre des détails de la structure des rails.
La fig. 4 est une vue latérale de la voie passant au niveau d'un pylône.
La fig. 5 est une vue de la voie prise dans son sens longitudinal à la hauteur d'un pylône.
La fig. 6 est une vue latérale montrant une gare pour l'arrêt du véhicule.
La fig. 7 est une vue en coupe analogue à la fig. 3, mais montre une autre forme d'exécution.
La fig. 8 est une vue en perspective montrant un exemple d'une voie incurvée.
La fig. 9 montre schématiquement en plan la voie incurvée.
En référence au dessin, la fig. 1 montre une voie du type à câbles pour véhicules suspendus qui comprend plusieurs pylônes 21, distants les uns des autres le long de la voie. Une gare ou station d'arrêt 24 peut être prévue aux endroits désirés.
La structure de la voie comprend un câble porteur 10 s'étendant entre deux pylônes 21 successifs. Comme montré à la fig. 1, le câble porteur est un peu relâché entre les pylônes pour être incurvé vers le bas. Des éléments de suspension 11 sont reliés par leurs extrémités supérieures au câble 10 avec un espacement approprié. On a encore prévu un câble 12 de renforcement qui est relié à l'extrémité inférieure des éléments de suspension 11. Le câble de renforcement 12 est soumis à une tension longitudinale et est incurvé vers le haut, de sorte qu'une tension de précontrainte est appliquée par le câble de renforcement 12 au câble porteur 10 par l'intermédiaire des éléments 11. Une voie 15 est suspendue au câble de renforcement 12 par des éléments de suspension 16, espacés les uns des autres de façon appropriée.
Un véhicule 17 est suspendu sous la voie 15 pour se déplacer le long de celle-ci.
A la fig. 1, la distance de la voie entre deux pylônes 21 est désignée par Ll, tandis que la distance entre un pylône 21 et la gare 24 est désignée par L2. La disposition est désignée par M sur un pylône
21 et par N sur la station. A la station N, les câbles porteur 10 et de
renforcement 12 sont rendus solidaires de la structure de la station.
En se reportant aux fig. 2 et 3, on notera que la voie 15 com
prend deux rails 13 comprenant chacun une surface de roulement
13a et constitués par des profilés en I, un rail de guidage 26 étant fixé
sur un côté du rail 13a. Les deux rails 13 sont parallèles entre eux et
reliés par des traverses 14. Le nombre de ces traverses est égal au
nombre des éléments 16 de suspension, chaque traverse étant reliée à
l'extrémité inférieure d'un élément 16. Chaque rail 13 présente
encore une surface inférieure munie d'un conducteur 27 qui consti
tue un rail de réaction pour un moteur linéaire comprenant un bobi
nage 25 porté par le véhicule 17.
Le véhicule 17 du train comprend une cabine 17a et un bâti de
chariot 18, disposés à la partie supérieure de la cabine 17a. Ce bâti
18 porte une paire de roues 19 pour le roulement et une paire de
roues 20 pour le guidage latéral. Le véhicule 17 est ainsi suspendu
sous la voie grâce aux roues 19 prenant appui sur la surface de rou
lement. Le guidage latéral est assuré par les roues 20 qui coopèrent
avec les rails de guidage 26.
Les fig. 4 et 5 montrent la disposition de la voie à la hauteur d'un
pylône 21. Celui-ci présente une portion supérieure 32 sur laquelle
repose le câble porteur 10. Ce câble 10 est fixé sur le haut du pylône
par tous moyens appropriés. Sur le côté du pylône 21 est prévu un
fléau flottant 22 auquel les câbles 12 de renforcement sont fixés par
leurs extrémités respectives. Le fléau 22 est relié au câble porteur 10
par une paire de tiges 23 rigides et articulées. Dans la forme d'exécu
tion représentée, les tiges 23 sont articulées à leurs extrémités supé
rieures sur le câble porteur 10, grâce à des attaches 30 solidaires du
câble 10. De même, des attaches 31, solidaires du fléau 22, permet
tent l'articulation des extrémités inférieures des tiges 23.
Sous le fléau 22, la voie 15 est suspendue au fléau par des éléments de suspension 33 articulés d'une part au fléau 22 et d'autre part aux traverses 14 de la voie 15. Le long des tronçons Ll et L2, le câble 12 de renforcement est disposé de façon à appliquer une tension, ou précontrainte, au câble porteur 10 par l'intermédiaire des éléments 1 1 de suspension. Dans la section M, la tension du câble 12 de renforcement produit une force de compression des tiges 23. Il y a lieu de noter que le câble de renforcement 12 produit efficacement une augmentation de la rigidité de la voie entre les structures au sol telles que les pylônes 21 et les stations 24. Dans la région du pylône, la rigidité est assurée seulement par le câble porteur 10.
Comme indiqué plus haut, le câble porteur est fixé à la partie supérieure 32 du pylône 21 de façon à être retenu latéralement. Il faut noter que rien n'est prévu pour retenir latéralement le fléau 22. Il est toutefois avantageux de prévoir des moyens pour limiter le déplacement latéral de ce fléau 22. Comme illustré à la fig. 5, une biellette latérale 28 est articulée par une de ses extrémités sur le pylône 21 et s'étend transversalement par-dessus le fléau 22. Ce dernier est muni d'un bras 29 qui est articulé à l'autre extrémité de la biellette 28.
Cette disposition permet de limiter les déplacements latéraux du fléau 22 sans gêner ses déplacements verticaux. Par un choix convenable de la longueur de biellette 28, il est possible de permettre des déplacements du fléau 22 dans son sens longitudinal.
La fig. 6 illustre la disposition d'une station 24. Celle-ci porte une poutre supérieure munie de moyens d'accrochage 24a et 24b pour la fixation du câble porteur 10 et du câble de renforcement 12. La station présente encore un quai 24c et, si nécessaire, un escalier 24d.
La fig. 7 montre une variante d'exécution de la voie 15. Dans cette variante, les rails 13 sont en forme de U dont les branches sont disposées horizontalement. La branche 40 constitue la surface de roulement, tandis que la portion reliant les branches du U constitue le rail de guidage. La branche inférieure porte un conducteur 41 constituant le rail de réaction pour un moteur linéaire.
La fig. 8 représente une portion incurvée de la voie, cette portion comprenant une poutre incurvée 59 solidaire de plusieurs pylônes ou poteaux 58. Le câble de renforcement 12 est relié par des organes oscillants 52 qui sont articulés, à leur extrémité supérieure, à la poutre incurvée et, à leur extrémité inférieure, au câble 12 de renforcement. Comme le montre la fig. 8, chaque élément articulé 52 est relié au câble 12 en des points 53 qui sont disposés entre les points d'attache A des éléments de suspension 16 sur le câble 12.
On remarquera à la fig. 9 que le câble de renforcement 12 présente une configuration partiellement polygonale le long de la portion incurvée. Les rails 13 de la voie 15 présentent sensiblement la même courbure que celle de la poutre 59.
L'invention a été décrite et illustrée en se référant à des formes d'exécution particulières, mais il y a lieu de noter qu'elle n'est pas limitée aux détails décrits et que de nombreuses modifications, ou changements, peuvent être effectuées sans se départir de la portée des revendications.
DESCRIPTION
The invention relates to a track structure for suspended vehicles. More specifically, the invention relates to a track comprising a network of cables to ensure the strength and rigidity of the track.
In suspended railways, a lightly structured track is preferred because of the economy of construction. In railways built in urban cities, it is desirable that the structures on the ground take up as little space as possible, so as not to modify the appearance of the city or the sunshine. From this point of view, a cable car system may seem appropriate. In cable cars, the flexibility of the cable reduces noise and increases comfort. It should however be noted that, in cable systems, the cables are supported at spaced points on the ground, for example by means of pylons, and the cable is released between two successive pylons. As a result, the vehicle climbs to pass a pylon, then descends to pass the lowest point between two pylons.
It is therefore obvious that systems of this kind are not suitable for traveling at high speed.
Another disadvantage of cable cars is that the rolling surface for the wheels is given by the surface of the cables, which is not flat, so that the wheels exert on the cables a relatively high contact pressure.
Japanese Patent No. 58-55281 describes a track for suspended vehicles which is considered suitable for rapid transport. The track described in this Japanese patent comprises a plurality of pylons and a carrying cable extending between the pylons to support the dead weight which is constituted by the weight of the track itself and the active weight which is that of the vehicles moving along the way. The track is supported by suspension means leading to the carrying cable, and the vehicle travels along this track.
The track comprises a pair of rails which are parallel to each other and connected to one another by crosspieces which are supported by said suspension means. The upper surface of the rails on which the vehicle wheels roll is flat. The track is provided so that the carrying cable ensures the strength and rigidity of the track, so that the latter can be light in weight and therefore inexpensive. Another advantage of this route is that the span between two successive pylons can be large, which allows economical construction to cross rivers and valleys. This track structure also has the advantages of the cable structures mentioned above.
It should however be noted that the structure is not suitable for transmitting substantial tension to the cable in order to increase the rigidity of the track. In the Japanese patent in question, the track is constituted by a pair of conveyor cables which are parallel to one another and connected together by suitable means. A cover is provided to cover the transport cables. Transport cables or running cables cannot, however, be used to tension the carrying cable, since their purpose is to support vehicles. This raises the problem of insufficient rigidity and excessive deflection under the weight of the vehicles.
It should also be noted that the known cable and suspended track systems do not lend themselves well to the adoption of traction mechanisms by linear motor, in particular by linear induction motor. When it is desired to use a linear motor traction device in the aforementioned systems, it is necessary to provide a reaction rail in addition to the carrying cable. The system described in the aforementioned Japanese patent also has the disadvantage that there is not enough space to provide guide surfaces for the vehicle's guide rollers.
The object of the invention is to provide a track for suspended vehicles which is light and of satisfactory rigidity. Another object of the invention is to provide a track of the cable type comprising means for applying a prestressing tension to the carrying cables, in order to obtain a high rigidity of the track.
Another object of the invention is to provide a cable track for suspended vehicles having the advantageous characteristics of tracks of the cable type, but eliminating the aforementioned problems of conventional tracks of this type. Another object of the invention is to allow the realization of curved tracks in this kind of construction.
According to the present invention, the aforementioned objects are obtained by a track structure for suspended vehicles comprising several ground support structures which are arranged along the track path and spaced from each other, a carrying cable extending from a ground support structure to the next, suspension pieces having an upper end connected to the carrier cable, a reinforcement cable extending between two of the ground support structures and being connected to the lower end of the suspension pieces , so that the reinforcement cable is curved upwards between two support structures on the ground to apply additional tension to the carrying cable via the suspension parts,
a pair of rails each having substantially planar upper and lower surfaces and a pair of substantially vertical lateral surfaces, the rails being parallel to each other and connected by crosspieces, track suspension elements connecting the crosspieces to the reinforcement cable, so that the rails are suspended from the reinforcement cable.
The carrying cable can be fixed, at each of its ends, to the support structure on the ground. A floating beam can be provided on each support on the ground and suspended from this support by each of its ends by means of rigid vertical connecting elements. The reinforcing cable can then be connected to the floating beam.
According to a particular form of the present invention, there is also provided a curved track structure comprising a beam also curved, rigidly supported relative to the ground, the reinforcing cable being suspended under the curved beam by means of articulated members, so that the reinforcing cable is stretched in a partially polygonal configuration along the curved beam.
The aforementioned aims and the characteristics of the present invention will emerge more clearly from the following description of several embodiments, made with reference to the appended drawings, in which:
Fig. 1 is a side view of the first embodiment of a cable type track.
Fig. 2 is a front view of a vehicle traveling on the rails of the track.
Fig. 3 shows details of the rail structure.
Fig. 4 is a side view of the track passing at the level of a pylon.
Fig. 5 is a view of the track taken in its longitudinal direction at the height of a pylon.
Fig. 6 is a side view showing a station for stopping the vehicle.
Fig. 7 is a sectional view similar to FIG. 3, but shows another embodiment.
Fig. 8 is a perspective view showing an example of a curved track.
Fig. 9 schematically shows in plan the curved path.
With reference to the drawing, fig. 1 shows a cable type track for suspended vehicles which comprises several pylons 21, distant from each other along the track. A station or stop station 24 can be provided at the desired locations.
The structure of the track comprises a carrying cable 10 extending between two successive pylons 21. As shown in fig. 1, the carrying cable is slightly relaxed between the pylons to be curved downwards. Suspension elements 11 are connected at their upper ends to the cable 10 with suitable spacing. A reinforcing cable 12 is also provided which is connected to the lower end of the suspension elements 11. The reinforcing cable 12 is subjected to a longitudinal tension and is curved upwards, so that a prestressing tension is applied by the reinforcing cable 12 to the carrying cable 10 via the elements 11. A track 15 is suspended from the reinforcing cable 12 by suspension elements 16, spaced apart from each other in an appropriate manner.
A vehicle 17 is suspended under track 15 to move along it.
In fig. 1, the distance of the track between two pylons 21 is designated by L1, while the distance between a pylon 21 and the station 24 is designated by L2. The layout is designated by M on a pylon
21 and by N on the station. At station N, the carrying cables 10 and
reinforcement 12 are made integral with the structure of the station.
Referring to figs. 2 and 3, note that channel 15 com
takes two rails 13 each comprising a rolling surface
13a and constituted by I-sections, a guide rail 26 being fixed
on one side of the rail 13a. The two rails 13 are parallel to each other and
connected by crosspieces 14. The number of these crosspieces is equal to
number of suspension elements 16, each cross member being connected to
the lower end of an element 16. Each rail 13 has
another lower surface provided with a conductor 27 which constitutes
kills a reaction rail for a linear motor including a bobi
swim 25 carried by vehicle 17.
The vehicle 17 of the train comprises a cabin 17a and a frame of
carriage 18, arranged at the upper part of the cabin 17a. This frame
18 carries a pair of wheels 19 for the bearing and a pair of
wheels 20 for lateral guidance. The vehicle 17 is thus suspended
under the track thanks to the wheels 19 resting on the road surface
lement. Lateral guidance is provided by the wheels 20 which cooperate
with guide rails 26.
Figs. 4 and 5 show the layout of the track at the height of a
pylon 21. This has an upper portion 32 on which
installs the supporting cable 10. This cable 10 is fixed to the top of the pylon
by any appropriate means. On the side of the pylon 21 is provided a
floating beam 22 to which the reinforcing cables 12 are fixed by
their respective ends. The beam 22 is connected to the carrying cable 10
by a pair of rigid and articulated rods 23. In the form of execution
shown, the rods 23 are articulated at their upper ends
laughing on the carrying cable 10, thanks to fasteners 30 secured to the
cable 10. Similarly, fasteners 31, integral with the flail 22, allows
try the articulation of the lower ends of the rods 23.
Under the beam 22, the track 15 is suspended from the beam by suspension elements 33 articulated on the one hand to the beam 22 and on the other hand to the cross members 14 of the track 15. Along the sections L1 and L2, the cable 12 reinforcement is arranged to apply a tension, or preload, to the carrier cable 10 through the elements 1 1 of suspension. In section M, the tension of the reinforcing cable 12 produces a compressive force of the rods 23. It should be noted that the reinforcing cable 12 effectively produces an increase in the rigidity of the track between the structures on the ground such as the pylons 21 and the stations 24. In the region of the pylon, the rigidity is ensured only by the carrying cable 10.
As indicated above, the carrying cable is fixed to the upper part 32 of the pylon 21 so as to be retained laterally. It should be noted that nothing is provided for laterally retaining the flail 22. It is however advantageous to provide means for limiting the lateral displacement of this flail 22. As illustrated in FIG. 5, a lateral link 28 is articulated by one of its ends on the pylon 21 and extends transversely over the beam 22. The latter is provided with an arm 29 which is articulated at the other end of the link 28 .
This arrangement makes it possible to limit the lateral movements of the beam 22 without hampering its vertical movements. By a suitable choice of the length of rod 28, it is possible to allow displacements of the beam 22 in its longitudinal direction.
Fig. 6 illustrates the arrangement of a station 24. The latter carries an upper beam provided with hooking means 24a and 24b for fixing the carrying cable 10 and the reinforcing cable 12. The station also has a platform 24c and, if necessary, a staircase 24d.
Fig. 7 shows an alternative embodiment of the track 15. In this alternative, the rails 13 are U-shaped whose branches are arranged horizontally. The branch 40 constitutes the running surface, while the portion connecting the branches of the U constitutes the guide rail. The lower branch carries a conductor 41 constituting the reaction rail for a linear motor.
Fig. 8 represents a curved portion of the track, this portion comprising a curved beam 59 secured to several pylons or posts 58. The reinforcing cable 12 is connected by oscillating members 52 which are articulated, at their upper end, to the curved beam and , at their lower end, to the reinforcing cable 12. As shown in fig. 8, each articulated element 52 is connected to the cable 12 at points 53 which are arranged between the points of attachment A of the suspension elements 16 on the cable 12.
Note in fig. 9 that the reinforcing cable 12 has a partially polygonal configuration along the curved portion. The rails 13 of the track 15 have substantially the same curvature as that of the beam 59.
The invention has been described and illustrated with reference to particular embodiments, but it should be noted that it is not limited to the details described and that numerous modifications, or changes, can be carried out without depart from the scope of the claims.