EP0051594B1 - Systeme de transport automatique a vehicules passifs tractes par cable - Google Patents
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- EP0051594B1 EP0051594B1 EP81900331A EP81900331A EP0051594B1 EP 0051594 B1 EP0051594 B1 EP 0051594B1 EP 81900331 A EP81900331 A EP 81900331A EP 81900331 A EP81900331 A EP 81900331A EP 0051594 B1 EP0051594 B1 EP 0051594B1
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- clamp
- transport apparatus
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61B12/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups B61B7/00 - B61B11/00
- B61B12/12—Cable grippers; Haulage clips
Definitions
- the vehicles are guided by rails on the ground and driven by a cable traveling at constant speed.
- the driver wants to stop at a station, he opens the clamp that links the vehicle to the cable and brakes the wheels of the vehicle.
- he wants to start again, he tightens the cable with the pliers and the vehicle gradually starts to speed up the cable.
- the progressiveness of the clutch is obtained either by friction of the jaws of the clamp on the cable, or by braking of pulleys which replace these jaws and roll without sliding on the cable.
- This arrangement avoids providing a movable clamp relative to the vehicle chassis or a clamp equipped with an arm to bring the cable closer, or even a means of momentary movement of the cable relative to its guide circuit.
- Maintaining vehicle spacing and the comfort of potential passengers requires relatively precise acceleration of vehicles when they harmonize their speed with that of the cable. This precision is obtained, according to another important characteristic of the invention, by a control of the braking force to the mass of the vehicle, by means of a weighing mechanism.
- the vehicle comprises an upper chassis 1, intended to accommodate passengers, the opening of which is delimited by two uprights 2 and a floor 3.
- This upper chassis 1 is suspended to a lower chassis 4 by cables such as 5, 6 fixed to suspension posts 9.
- the lower chassis 4 carries the levers, guidance and drive of the vehicle, that is to say four vertical wheels 10 and four horizontal wheels 11 which bear on rails 12, a clamp 13 engaged on a cable 14, a road called "braked wheel 15.
- FIG. 3 very schematically shows the driving of vehicles by the cable between the stations and in the clutch (when the vehicle mates with the cable) and declutching (when the vehicle is uncoupled from the cable) zones.
- the direction of movement of the vehicles is indicated by the arrow 16.
- the cable 14 guided by rollers 19 the rail 12 limited, so as not to overload the figure, to the part supporting the wheels 10, a clutch cam 20, a clutch cam 21, two conveyor or drive belts 22 and 23.
- the clutch is similar.
- the braked wheel 15 comes into contact with the drive belt 23.
- the clamp 13 reaches the clutch release cam 21 which opens it.
- the vehicle guided by the rails 12 continues to move horizontally while the cable guided by the rollers 19, gradually lowers.
- the clamp 13 reaches the end of the cam 21, it closes free of cable, and the vehicle continues, driven by the band 23.
- the structure of the clamp has two cheeks or flanges 24, 25 forming guides connected by two crosspieces 26, 27.
- the guides 24, 25, are fixed under the chassis of a vehicle (not shown) and support an axis 28 on which two jaws 29, 30 are articulated.
- the jaw 29 comprises two support arms 31, 32, two braked pulleys 33, 34, a stop 35, an opening arm 36 and an opening roller 37.
- the jaw 30 comprises a braked pulley 38, a stop 39, an opening arm 40 and an opening roller 41.
- a cable 42 is coupled to a spreader 43 for distributing the clamping force on the jaws 29 and 30.
- a cable 44 is fixed to the jaw 29 by an axis 45.
- a cable 46 after return to a pulley 47 is fixed to the jaw 30 by an axis 48.
- the declutching cam 21 is shown in FIG. 4.
- Figures 6 and 7 show in more detail the realization of a braked pulley 33; this comprises an axis 49 made integral with a sleeve 50 by a key 51, two friction linings 52, 53, a leaf spring 54, an outer ring 55, a flange 56 held by a nut 57.
- the other pulleys 34 , 38 are similar.
- the clamp according to the invention keeps the vehicle stationary relative to the cable like conventional clamps.
- the clamping force proportional to the total mass of the vehicle thanks to a weighing system described with reference to FIGS. 12 and 13, is exerted permanently on the jaws 29 and 30 articulated on the axis 28.
- the braked pulleys 33, 34 and 38 are fixed by their axis 49 on the jaws.
- the movable part of these pulleys is the outer ring 55 held by the action of the spring blade 54 and the cable 14, if the clamp clamps this cable, against the linings 52 and 53.
- the ring 55 has a slight clearance between the sleeve 50 and the flange 56.
- the torque necessary to drive the rotation of these braked pulleys, therefore the movement of the vehicle relative to the cable is proportional to the clamping force therefore to the total mass of the vehicle.
- the towing cable can therefore never cause an acceleration of a vehicle greater than a predetermined value, therefore the slightest shock.
- the adhesion cable 14 - crown 55 will be provided significantly greater than the adhesion crown 55 - linings 52, 53 by suitable constructive provisions (choice of friction coefficients cable - pulley and crown - lining; choice of the shape of the pulley groove; choice of cable distances - pulley axis and fittings - pulley axis).
- the cable 14 occupies a precise position in the clamp, because it is trapped, with a slight play, in a substantially square "window" whose support arms 31, 32 form the bottom side and the guides 24, 25 of the three other sides.
- the lateral movement of the cable in this window is allowed by rotation of the jaws 29 and 30; vertical displacement is made possible on its side by axial movement of the braked pulleys 33, 34; 38.
- the clamp draws aside the cable from its guide pulleys when the vehicle passes.
- the cable then rests on the guides 24, 25 or on the support arms 31, 32 in the "donkey" curves.
- the force exerted by the braked pulleys 33, 34, 38 on the cable therefore does not vary in the curves.
- the rollers 37, 41 come to bear and roll on the cam 20 similar to 21 and cause the spacing of the braked pulleys 33, 34, 38.
- the cable 14 rises in relation to the vehicle, by the play of their respective guides.
- the cable 14 led by the guides 24, 25 abuts in the high position.
- the cam 20 acting on the rollers 37, 41 can then allow the jaws to close.
- the operation of the jaws 29, 30 is similar.
- the guides 24, 25 guarantee the extraction of the cable from the braked pulleys 33, 34, 38 during the opening of the jaws 29, 30.
- the jaws can be kept open until the next towing cable or, on the contrary, closed, the stops 35, 39 coming into contact with the cross-member 27.
- the clamp according to the invention has just been described by way of means ensuring the progressiveness of the clutch on the cable. It is also possible to envisage, with a clamp of this type, variations in speed, the vehicle being able to engage on a cable at a faster speed to accelerate or slower to decelerate.
- the clamp described with reference to Figures 4, 5 has three braked pulleys. This number is of course not compulsory and can vary from one to a number which is only limited by the length of the vehicle.
- the multiplication of braked pulleys, arranged on the jaws symmetrically with respect to the cable or alternately alternating as in Figures 4, 5, allows if necessary to limit the force transmitted by each braked pulley and the cable winding angle on each .
- FIGS. 8 to 11 Another embodiment of the clamp according to the invention known as “with braked tracks” is shown in FIGS. 8 to 11. These tracks replace the braked pulleys 33, 34, 38 of FIGS. 4 to 7.
- FIGS. 8 and 9 the cable 14 can be seen in contact with two tracks 58, 59. These two tracks 58, 59 being identical, the text below gives the detailed description only of the track 58.
- This is engaged on two pinions 60 and 61.
- the pinion 60 is mounted on a shaft 62 with bearings 63, 64.
- the pinion 61 is mounted on a shaft 65 with bearings 66 and 67.
- An axis 68 is mounted on the jaw 29 (not shown) as the axis 49 of the braked pulley 33 shown in Figures 6 and 7.
- This axis 68 is mounted on a chassis 69 by means of an elastic joint 70, consisting of two concentric metal tubes connected by an elastomer which gives the joint its elasticity.
- the axes 62 and 65 are completely connected to the frame 69, the axis 62 directly, the axis 65 by means of two sliding blocks 71, 72. The position of these blocks is adjusted by screws 73, 74.
- a plate or sole 75 guiding the track between the pinions 60, 61 is on one side in contact with the pinion 60 by means of the linings 76, 77 and on the other side in contact with the axis 65.
- FIGS. 10 and 11 show with greater precision than FIGS. 8 and 9 the construction of the track 58 and its position between the cable 14 and the sole 75.
- the track 58 consists of a double chain 78 with rollers 79, the links of which carry stirrups 80 in contact with the cable 14.
- the rollers 79 are in contact with the sole 75.
- the operation of the brake track clamp according to FIGS. 8 11 is identical to the operation of the brake block clamp according to FIGS. 4 to 7.
- the clamping force of the jaw carrying the axis 68 is transmitted to the cable in the following manner : the axis 68 transmits the force to the chassis 69, the chassis 69 distributes this force on the two axes 62 and 65.
- the axis 65 transmits its force directly to the sole 75 and the axis 62 transmits its through pinion 60.
- the sole transmits the total force to the track 58 which in turn transmits it to the cable.
- the mounting of the pin 68 in the elastic articulation 70 allows a slight orientation of the track 58 relative to the jaw, thus allowing good cable 14-track 58 contact.
- the adjustment of the clearance of the track 58 is obtained by the screws 73, 74 which can move the axis 65 by means of the sliding blocks 71, 72.
- the adhesive force of the movable part of the clamp on the cable is proportional to the clamping force of the jaws.
- the braking force of the relative movement of the movable part of the clamp relative to its fixed part is also proportional to the clamping force jaws.
- the total mass of the vehicle can vary considerably (for example from one to four between the empty vehicle and at full load), it is preferable that the braking force, and therefore that of jaws, are proportional to the total mass of the vehicle by weighing.
- the upper chassis 1 is suspended by the posts 9 from the lower chassis 4 ( Figures 1, 2) by means of four cables 5 to 8. These cables pass respectively over pulleys 81 to 84 before being coupled each on the same weighing reel 85. On this reel are also coupled a cable 86 stretched by a so-called calibration spring 87, as well as a cable 88 attached to a lifting beam 89 which receives on one side the cable 42 for controlling the clamp (FIG. 4) and on the other a cable 90 for controlling the braked wheel 15.
- a return pulley 98 is provided for the cable 42 while the cable 90 acts on a lever 91 articulated on the lower chassis 4 on an axle 92 and carrying a brake pad 93 opposite a brake drum 94 formed on the wheel 15.
- the braked wheel 15 is mounted on an axle 95 carried by an arm 96 articulated on the axle 92.
- the arm 96 is supported on a stop 97 fixed on the lower chassis 4 when the braked wheel 15 is not supported on a conveyor belt 22, 23.
- the coil 85 is mounted on the lower chassis 4 with bearings (not shown). It can therefore turn mad on its axis and remains immobile under the action of the cable 88 which balances the actions of cables 5 to 8, 86 which are added.
- Each of the four cables 5 to 8 is fixed at one end to the coil 85 and at the other end to one of the suspension posts 9. The upper chassis 1 is thus suspended from the lower chassis 4. If the winding radius of these four cables 5 to 8 on the reel 85 is the same, the total torque they exert on the reel is proportional to the mass of the upper chassis whatever its load and the position of this load.
- the tension spring 87 exerts for this purpose a torque on the coil 85 which is added to that of the cables 5 to 8, hence its name of calibration spring.
- the coil 85 performs, in the example described, the sum of five forces. This number can of course be different, in particular if the support polygon of the upper chassis 1 has more or less sides.
- This reel mechanism for weighing, in addition to its simplicity, comes from the freedom of design that it leaves for the suspension of the vehicle. Indeed, the suspension of the lower chassis 4 on the rails 12 must be rigid enough to allow proper positioning of the clamp relative to the track. On the other hand, passenger comfort requires a more flexible suspension.
- This suspension can be carried out between the two chassis in three directions: vertical, transverse, longitudinal. Transversally and longitudinally, the suspension will mainly be achieved by complementary connections between the two chassis not shown in the figures. Vertically, if the elasticity of the cables is insufficient, it will suffice to insert in these cables, or on the suspension posts 9, suspension members as indicated for example at 99 in FIG. 12.
- the weighing mechanism described with reference to Figures 12 and 13 makes it possible to apply a force proportional to the total mass of the vehicle to more than two braked members, clamps or wheels. It suffices to provide new spreaders.
- the mounting of two braked wheels on a vehicle can, for example, facilitate its drive in station, this arrangement allowing the vehicle to have at least one braked wheel 15 permanently in contact with a drive belt 22, 23. If the vehicle has several clamps, these can be provided to clamp the same cable as in Figures 14 and 15. They can also be provided to clamp different cables offset in the track, thus allowing the vehicle to pass from one tractor cable to another tractor cable.
- the cable 42 exerts a tension on the cables 103 and 105, therefore a clamping force on the clamps 100 and 101.
- the roller 109 is adapted to cooperate with a track such as 115, formed in the track; during its passage opposite this track, said roller 109 is raised with the effect of temporarily eliminating the clamping force of the clamp 100.
- the force transmitted by the spreader 102 is no longer exerted on the cable 105, but on the cable 104.
- the spring 114 maintains a slight tension in the cable 105.
- the spring 113 maintains a slight tension in the cable 104 when the roller 109 is not in contact with the track.
- An offset command of the two clamps can be particularly useful. Indeed, especially for passenger transport installations with high slopes (> 6%), the vehicle-cable adhesion will advantageously be higher when the vehicle is at the speed of the cable, than at the time of the clutch where small differences in speed must be made up without annoying acceleration for the passengers.
- the clutch When the clutch is engaged, one of the pliers tightens the cable.
- the other clamp clamps the cable in turn only when the vehicle has traveled a certain distance which guarantees that the cable and the vehicle are at the same speed.
- the clamp which comes to clamp the cable in second when the vehicle and the cable are at the same speed may be of a conventional type with instantaneous clutch rather than of the type with progressive clutch according to the present description.
- This mechanism essentially comprises two pulleys 118 and 119 on which two cables 116 and 11 are wound.
- the cable 116 is divided at its right end into two cables 120 and 121 which are fixed like cable 117 on the spreader bar 122.
- the cable 116 controls the clamping of a clamp 126.
- the cable 117 is connected at one end to the spreader 122 and at the other to an arm 123 terminated by a roller 124 intended to be actuated by a track 125.
- a roller 124 intended to be actuated by a track 125.
- the tension in the cable 42 is distributed between the cables 120 and 121, but is found entirely in the cable 116.
- the clamping force is then maximum.
- the cable 117 discharges the cable 121 and the cable 116 receives only the tension of the cable 120. The clamping force is then reduced.
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Description
- La présente invention est relative aux systèmes de transport de passagers ou matières par véhicules passifs tractés par câble présentant les caractéristiques suivantes :
- - la sustentation et le guidage des véhicules sont assurés par une voie propre et non par le câble ;
- - les véhicules peuvent embrayer ou débrayer d'un câble se déplaçant à vitesse constante, par exemple pour ralentir ou s'arrêter à une station. Les premiers systèmes de ce types ont permis, il y a une centaines d'années, de remplacer la traction animale pour des lignes de tramway et de réaliser certains métros (Glasgow). La plupart de ces systèmes ont disparu avec les progrès de la traction électrique et le « cable car de San Francisco est peut-être actuellement le seul système de ce type encore en exploitation. Son fonctionnement est très simple (voir brevet DE-C-28155).
- Les véhicules sont guidés par des rails au sol et entraînés par un câble défilant à vitesse constante. Lorsque le conducteur veut s'arrêter à une station, il ouvre la pince qui lie le véhicule au câble et freine les roues du véhicule. Lorsqu'il veut repartir, il serre le câble avec la pince et le véhicule se met progressivement à la vitesse du câble. La progressivité de l'embrayage est obtenue, soit par friction des mâchoires de la pince sur le câble, soit par freinage de poulies qui remplacent ces mâchoires et roulent sans glisser sur le câble.
- Depuis la fin des années 60, le congestion croissante des villes par l'automobile a provoqué un foisonnement de recherches sur des systèmes de transport urbain par petits véhicules automatiques. A cette occasion, la traction par câble s'est trouvée de nouveau d'actualité. Elle présente, en effet, pour les systèmes à petits véhicules deux atouts importants :
- - automatisation relativement simple puisque les risques de collision des véhicules liés au même câble entre les stations sont nuls ;
- - faible consommation en énergie grâce à la légèreté des véhicules, non motorisés.
- Actuellement, le système le plus avancé de cette nouvelle génération de systèmes automatiques de transport par véhicules tractés par câble semble être celui décrit au brevet FR-A-2 272 923 qui correspond au préambule de la revendication 1 de la présente demande. Les véhicules guidés par des rails au sol embrayent sur le câble à vitesse rapide au moyen d'une pince à mâchoires classique. L'embrayage est instantané puisque le glissement pince-câble est pratiquement impossible. Si la vitesse d'un véhicule est légèrement différente de celle du câble au moment où il embraye, il ne peut absorber cette différence de vitesse en se balançant comme les télécabines qui sont suspendues et le choc risque d'être violent. La sécurité des passagers impose donc un synchronisme rigoureux de vitesse entre les véhicules et leur câble au moment de l'embrayage. la commande automatique de l'embrayage liée à ce synchronisme semble délicate à réaliser, surtout pour des véhicules se suivant à fréquence élevée.
- C'est ainsi que dans le brevet français précité les transitions entre vitesse lente en station et vitesse de croisière sont réalisées au moyen de câbles à vitesse variable et, pour répondre aux exigences pratiques en matières de fréquence, on se trouve amené à la juxtaposition de deux câbles à vitesse variable. Cette disposition entraîne une complication considérable aussi bien pour l'automatisme de commande que pour les véhicules dont la pince doit être montée mobile sur le châssis pour pouvoir saisir l'un ou l'autre des câbles de transition juxtaposés.
- La présente invention a pour objet un système automatique de transport par véhicules tractés par câble, de structure simple et économique, offrant sans la mise en oeuvre de moyens à vitesse variable la possibilité d'une fréquence élevée des véhicules (par exemple toutes les 10" environ) et sans aucun risque de choc au moment de l'embrayage d'un véhicule sur le câble. Ces performance sont obtenues selon l'invention grâce au dispositif tel que défini dans la partie caractérisante de la revendication 1.
- Ainsi les variations automatiques de la vitesse qui nécessitaient précédemment la mise en oeuvre de câbles à vitesse variable sont obtenues grâce à l'invention par la progressivité d'un dispositif d'embrayage incorporé à la pince portée par le véhicule.
- Selon une autre disposition avantageuse de l'invention le moyen de rapprochement entre pince et câble est une zone localisée de modification de la distance relative entre le circuit du câble tracteur et la voie de sustentation et de guidage du véhicule.
- Cette disposition évite de prévoir une pince mobile par rapport au châssis du véhicule ou une pince équipée d'un bras pour rapprocher le câble, ou encore un moyen de déplacement momentané du câble par rapport à son circuit de guidage.
- Le maintien de l'espacement des véhicules et le confort des passagers éventuels imposent une accélération des véhicules relativement précise lorsqu'ils harmonisent leur vitesse à celle du câble. Cette précision est obtenue, selon une autre caractéristique importante de l'invention, par un asservissement de la force de freinage à la masse du véhicule, au moyen d'un mécanisme de pesage.
- D'autres caractéristiques complémentaires de l'invention apparaîtront dans les réalisations décrites plus loin, notamment :
- - une pince dans laquelle le moyen de freinage est actionné par serrage de la pince ;
- - un mécanisme de pesage dit « à bobine ".
-
- La Figure 1 est une vue en coupe transversale d'un véhicule sur sa voie de guidage ;
- la figure 2 est une vue correspondante en élévation du côté gauche de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique de la voie en coupe suivant le plan III-III de la figure 1, montrant une zone d'embrayage et zone de débrayage des véhicules ;
- la figure 4 est une vue en perspective d'une pince dite « à poulies freinées » et d'un moyen d'actionnement ;
- la figure 5 est une coupe de cette pince suivant la flèche V de la figure 4 ;
- la figure 6 est une vue de détail en coupe suivant le plan VI-VI de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue de détail en coupe suivant le plan VII-VII de la figure 6 ;
- la figure 8 est une vue de dessous montrant une pince dite « à chenilles freinées en prise sur un câble tracteur ;
- la figure 9 est une coupe de la figure 8 suivant le plan IX-IX ;
- la figure 10 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 8 ;
- la figure 11 est une coupe de la figure 10 suivant le plan XI-XI ;
- la figure 12 est une coupe à plus grande échelle de la figure 1 suivant le plan XII-XII ;
- la figure 13 est en vue en coupe à une échelle encore plus grande suivant le plan XIII-XIII de la figure 12 montrant le mécanisme de commande d'une pince et d'une roue freinée ;
- la figure 14 est une vue similaire à la figure 13 montrant le mécanisme de commande de deux pinces ;
- la figure 15 est une coupe partielle de la figure 14 suivant le plan XV-XV ;
- la figure 16 est une vue similaire à la figure 14 montrant le mécanisme de commande d'une pince avec force de serrage variable.
- En se référant d'abord aux figures 1 et 2, on notera que le véhicule comporte un châssis supérieur 1, prévu pour accueillir les passagers, dont l'ouverture est délimitée par deux montants 2 et un plancher 3. Ce châssis supérieur 1 est suspendu à un châssis inférieur 4 par des câbles tels que 5, 6 fixés sur des poteaux de suspension 9. Le châssis inférieur 4 porte les organes de sustentation, guidage et entraînement du véhicule, soit quatre roues verticales 10 et quatre roues horizontales 11 qui portent sur des rails 12, une pince 13 en prise sur un câble 14, une route dite « roue freinée 15.
- La figure 3 montre de manière très schématique l'entraînement des véhicules par le câble entre les stations et dans les zones d'embrayage (lorsque le véhicule s'accouple au câble) et de débrayage (lorsque le véhicule se découple du câble). Le sens de déplacement des véhicules est indiqué par la flèche 16. Dans la voie, on peut voir le câble 14 guidé par des galets 19, le rail 12 limité, pour ne pas surcharger la figure, à la partie supportant les roues 10, une came d'embrayage 20, une came de débrayage 21, deux bandes transporteuses ou d'entraînement 22 et 23.
- Le fonctionnement est le suivant : le véhicule venant de la gauche est entraîné en sortie de statiori par la bande 22 agissant sur la roue freinée 15. Lorsque la pince 13 arrive en regard de la came d'embrayage 20, fixe dans la voie, celle-ci provoque l'ouverture de la pince 13. Dans la zone où la came 20 maintient la pince 13 ouverte, le véhicule guidé par le rail 12 se déplace horizontalement. Par contre, le câble 14, guidé par les galets 19, s'élève graduellement. Avant la fin de la came 20, le câble 14 vient en butée haute dans la pince. Lorsque la pince 13 atteint la fin de la came 20 elle se referme sur le câble qui entraîne le véhicule jusqu'à la station suivante. Le véhicule quitte la bande 22 et s'élève légèrement grâce à une pente du rail 12 pour passer au-dessus des galets 19.
- Quand le véhicule arrive à la station suivante, le débrayage est similaire. La roue freinée 15 vient en contact avec la bande d'entraînement 23. La pince 13 atteint la came de débrayage 21 qui l'ouvre. Le véhicule guidé par les rails 12 continue à se déplacer horizontalement alors que le câble guidé par les galets 19, s'abaisse graduellement. Lorsque la pince 13 atteint la fin de la came 21, elle se referme libre de câble, et le véhicule continue, entraîné par la bande 23.
- Grâce aux guidages respectifs des véhicules et du câble, la trajectoire de la pince des véhicules passe au-dessus des galets de guidage 19. Ceci explique que le câble qui porte naturellement sur ces galets soit momentanément soulevé au passage d'un véhicule. Cette disposition facilite le débrayage puisque, dès que la pince est ouverte, le câble a tendance à s'en échapper. Par contre cela complique l'embrayage, puisque la pince doit successivement descendre par rapport au câble en passant sous son niveau, se fermer, puis remonter avec le câble pour passer au-dessus des galets 19.
- Le fonctionnement automatique du système, suivant une caractéristique importante de l'invention, demande qu'un moyen de rapprochement entre le câble et la pince du véhicule qui embraye soit prévu. L'organisation des guidages du véhicule et du câble précédemment décrite répond à cette nécessité. D'autres moyens de rapprochement connus peuvent également être utilisés, par exemple :
- - un soulèvement momentané du câble par un galet lié à la voie ou au véhicule ;
- - un abaissement momentané de la pince, articulée sur le véhicule, commandé par des moyens fixes dans la voie.
- En se référant aux figures 4 et 5, on voit que la structure de la pince comporte deux joues ou flasques 24, 25 formant guides reliés par deux traverses 26, 27. Les guides 24, 25, sont fixés sous le châssis d'un véhicule (non représenté) et supportent un axe 28 sur lequel s'articulent deux mâchoires 29, 30. La mâchoire 29 comporte deux bras de support 31, 32, deux poulies freinées 33, 34, une butée 35, un bras d'ouverture 36 et un galet d'ouverture 37. La mâchoire 30 comporte une poulie freinée 38, une butée 39, un bras d'ouverture 40 et un galet d'ouverture 41. Un câble 42 est attelé à un palonnier 43 de répartition de l'effort de serrage sur le mâchoires 29 et 30. Un câble 44 est fixé sur la mâchoire 29 par un axe 45. Un câble 46 après renvoi sur une poulie 47 est fixé sur la mâchoire 30 par un axe 48. La came de débrayage 21 est représentée sur la figure 4.
- Les figures 6 et 7 montrent plus en détail la réalisation d'une poulie freinée 33 ; celle-ci comporte un axe 49 rendu solidaire d'un manchon 50 par une clavette 51, deux garnitures de friction 52,53, une lame ressort 54, une couronne extérieure 55, un flasque 56 maintenu par un écrou 57. Les autres poulies 34, 38 sont semblables.
- En fonctionnement normal, lorsque le véhicule est tracté par un câble, la pince selon l'invention maintient le véhicule immobile par rapport au câble comme les pinces classiques. L'effort de serrage, proportionnel à la masse totale du véhicule grâce à un système de pesage décrit en référence aux figures 12 et 13, est exercé en permanence sur les mâchoires 29 et 30 articulées sur l'axe 28.
- Les poulies freinées 33, 34 et 38 sont fixées par leur axe 49 sur les mâchoires. La partie mobile de ces poulies est la couronne extérieure 55 maintenue par l'action de la lame ressort 54 et du câble 14, si la pince serre ce câble, contre les garnitures 52 et 53. Axialement, la couronne 55 possède un léger jeu entre le manchon 50 et le flasque 56. Le couple nécessaire pour entraîner la rotation de ces poulies freinées, donc le mouvement du véhicule par rapport au câble, est proportionnel à l'effort de serrage donc à la masse totale du véhicule. Le câble tracteur ne pourra donc jamais entraînet d'accélération d'un véhicule supérieure à une valeur déterminée à l'avance, donc le moindre choc. Par ailleurs, pour éviter tout risque de glissement des poulies freinées sur le câble, l'adhérence câble 14 - couronne 55 sera prévu nettement supérieure à l'adhérence couronne 55 - garnitures 52, 53 par des dispositions constructives adaptées (choix des coefficients de frottement câble - poulie et couronne - garniture ; choix de la forme de la gorge des poulies ; choix des distances câbles - axe de la poulie et garnitures - axe de la poulie).
- Le câble 14 occupe une position précise dans la pince, car il est prisonnier, avec un léger jeu, d'une « fenêtre » sensiblement carrée dont les bras support 31, 32, forment le côté du bas et les guides 24, 25 des trois autres côtés. Le déplacement latéral du câble dans cette fenêtre est permis par rotation des mâchoires 29 et 30 ; le déplacement vertical est rendu possible de son côté par débattement axial des poulies freinées 33, 34; 38.
- Dans les courbes, suivant la méthode classiquement employée par les funiculaires, la pince écarte le câble de ses poulies de guidage au passage du véhicule. Le câble prend alors appui sur les guides 24, 25 ou sur les bras supports 31, 32 dans les courbes en « dos d'âne ». La force exercée par les poulies freinées 33, 34, 38 sur le câble ne varie donc pas dans les courbes.
- Le glissement véhicule-câble ne risque pratiquement de se produire qu'au moment où le véhicule embraye sur le câble ou en débraye. Dans ces zones, le parcours du câble étant le plus souvent rectiligne, la force d'appui du câble sur les côtés de la fenêtre sera faible. On peut cependant envisager que cette dernière ne soit plus délimitée par des surfaces de frottement, mais par des rouleaux libres en rotation.
- Pour l'introduction du câble, les galets 37, 41 viennent prendre appui et rouler sur la came 20 similaire à 21 et provoquent l'écartement des poulies freinées 33, 34, 38. Comme décrit en référence à la figure 3, le câble 14 s'élève par rapport au véhicule, par le jeu de leurs guidages respectifs. Le câble 14 conduit par les guides 24, 25 vient en butée en position haute. La came 20 agissant sur les galets 37, 41 peut alors laisser les mâchoires se refermer.
- Lorsque le véhicule débraye du câble, la manoeuvre des mâchoires 29, 30 est similaire. Les guides 24, 25 garantissent l'extraction du câble des poulies freinées 33, 34, 38 pendant l'ouverture des mâchoires 29, 30. Lorsque le câble 14 attiré vers le bas, par le jeu des guidages respectifs du câble et du véhicule, s'est échappé, les mâchoires peuvent être maintenues ouvertes jusqu'au câble tracteur suivant ou au contraire refermées, les butées 35, 39 venant au contact de la traverse 27.
- La pince suivant l'invention vient d'être décrite au titre de moyen assurant la progressivité de l'embrayage sur le câble. On peut également envisager avec une pince de ce type des variations de vitesse, le véhicule pouvant embrayer sur un câble à vitesse plus rapide pour accélérer ou plus lente pour décélérer.
- La pince décrite en référence aux figures 4, 5 comporte trois poulies freinées. Ce nombre n'est bien sûr pas obligatoire et peut varier de un à un nombre qui n'est limité que par la longueur du véhicule. La multiplication des poulies freinées, disposées sur les mâchoires symétriquement par rapport au câble ou au contraire alternées comme sur les figures 4, 5, permet si nécessaire de limiter la force transmise par chaque poulie freinée et l'angle d'enroulement du câble sur chaque.
- Une autre forme de réalisation de la pince suivant l'invention dite « à chenilles freinées » est représentée sur les figures 8 à 11. Ces chenilles remplacent les poulies freinées 33, 34, 38 des figures 4 à 7.
- Sur les figures 8 et 9, on peut voir le câble 14 en contact avec deux chenilles 58, 59. Ces deux chenilles 58, 59 étant identiques, le texte ci-dessous ne donne la description détaillée que de la chenille 58. Celle-ci est engrénée sur deux pignons 60 et 61. Le pignon 60 est monté sur un arbre 62 avec des roulements 63, 64. De la même manière, le pignon 61 est monté sur un arbre 65 avec des roulements 66 et 67. Un axe 68 est monté sur la mâchoire 29 (non représentée) comme l'axe 49 de la poulie freinée 33 représentée figures 6 et 7. Cet axe 68 est monté sur un châssis 69 par l'intermédiaire d'une articulation élastique 70, constituée de deux tubes métalliques concentriques reliés par un élastomère qui donne à l'articulation son élasticité.
- Les axes 62 et 65 sont liés complètement au châssis 69, l'axe 62 directement, l'axe 65 par l'intermédiaire de deux blocs coulissants 71, 72. La position de ces blocs est réglée par des vis 73, 74. Une plaque ou sole 75 guidant la chenille entre les pignons 60, 61 est d'un côté en contact avec le pignon 60 par l'intermédiaire des garnitures 76, 77 et de l'autre côté en contact avec l'axe 65.
- Les figures 10 et 11 montrent avec plus de précision que les figures 8 et 9 la réalisation de la chenille 58 et sa position entre le câble 14 et la sole 75.
- La chenille 58 est constituée d'une chaîne double 78 à rouleaux 79 dont les maillons portent des étriers 80 en contact avec le câble 14. Les rouleaux 79 sont en contact avec la sole 75.
- Le fonctionnement de la pince à chenilles freinées suivant les figures 8 11 est identique au fonctionnement de la pince à poulies freinées suivant les figures 4 à 7. La force de serrage de la mâchoire portant l'axe 68 est transmise au câble de la manière suivante : l'axe 68 transmet la force au châssis 69, le châssis 69 répartit cette force sur les deux axes 62 et 65. L'axe 65 transmet sa force directement à la sole 75 et l'axe 62 transmet la sienne par l'intermédiaire du pignon 60. La sole transmet la force totale à la chenille 58 qui la transmet à son tour au câble.
- Lorsque la chenille est en mouvement, le couple résistant sur le pignon freiné 60 est ainsi, comme pour les poulies freinées, proportionnel à l'effort de serrage des mâchoires. Le frottement ch-Inille 58-sole 75 sera faible, grâce aux rouleaux 79.
- Le montage de l'axe 68 dans l'articulation élastique 70 autorise une légère orientation de la chenille 58 par rapport à la mâchoire, permettant ainsi un bon contact câble 14-chenille 58.
- Le réglage du jeu de la chenille 58 est obtenu par les vis 73, 74 qui peuvent déplacer l'axe 65 par l'intermédiaire des blocs coulissants 71, 72. Un dispositif de blocage classique, non représenté immobilise ensuite tout l'ensemble mobile sur le châssis 69.
- On peut imaginer d'autres réalisations de la pince à chenilles freinées dans lesquelles le freinage, le réglage du jeu, l'articulation de l'ensemble pourront être différents. Toutes les formes de réalisation « à chenilles freinées resteront sans doute plus complexes que celles « à poulies freinées », par contre, elles permettent d'éviter l'incurvation du câble qui se produit avec ces dernières, si les poulies sont alternées le long du câble.
- Pour les deux types de réalisation décrits précédemment, pince à poulies freinées et pince à chenilles freinées, la force d'adhérence de la partie mobile de la pince sur le câble, (par exemple, couronne 55 sur la figure 6 et chenilles 58 sur la figure 8) est proportionnelle à la force de serrage des mâchoires. La force de freinage du mouvement relatif de la partie mobile de la pince par rapport à sa partie fixe (par exemple garnitures de friction 52, 53 sur la figure 6 et 76, 77 sur la figure 8) est également proportionnelle à la force de serrage des mâchoires.
- Pour certaines applications, notamment le transport de passagers, la masse totale du véhicule pouvant varier considérablement (par exemple de un à quatre entre le véhicule vide et à pleine charge), il est préférable que la force de freinage, et donc celle de serrage des mâchoires, soient proportionnelles à la masse totale du véhicule grâce à un pesage.
- De nombreux mécanismes de pesage existent. Compte tenu de contraintes particulières, notamment de l'ouverture des mâchoires par des pistes fixes dans la voie, il paraît préférable d'employer le mécanisme de pesage décrit en références aux figures 12 et 13.
- Selon cette forme de réalisation, le châssis supérieur 1 est suspendu par les poteaux 9 au châssis inférieur 4 (figures 1, 2) au moyen de quatre câbles 5 à 8. Ces câbles passent respectivement sur des poulies 81 à 84 avant de s'atteler chacun sur une même bobine de pesage 85. Sur cette bobine sont également attelés un câble 86 tendu par un ressort dit de tarage 87, ainsi qu'un câble 88 attaché à un palonnier 89 qui reçoit d'un côté le câbl 42 de commande de la pince (figure 4) et de l'autre un câble 90 de commande de la roue freinée 15. Une poulie de renvoi 98 est prévue pour le câble 42 tandis que le câble 90 agit sur un levier 91 articulé sur le châssis inférieur 4 sur un axe 92 et portant une plaquette de frein 93 en regard d'un tambour de frein 94 ménagé sur la roue 15. La roue freinée 15 est montée sur un axe 95 porté par un bras 96 articulé sur l'axe 92. Le bras 96 est en appui sur une butée 97 fixée sur le châssis inférieur 4 lorsque la roue freinée 15 n'est pas en appui sur une bande transporteuse 22, 23.
- L'intérêt de ce montage de la roue freinée articulée sur le châssis 4, suivant une caractéristique de l'invention, vient du fait que la roue freinée est appliquée sur les bandes 22, 23, avec une force qui est sensiblement proportionnelle à la masse totale du véhicule, comme la force de freinage de cette même roue. Le montage décrit ci-dessus permet donc un asservissement entre ces deux forces, ce qui garantit le roulement sans glissement de la roue freinée 15 sur les bandes 22, 23 quelles que soient la charge, sa position et la suspension du châssis du véhicule. Cet asservissement n'est pas réalisable si l'axe de la roue freinée 15 est fixé directement sur le châssis 4 qui comporte déjà quatre roues de sustentation 10. Par contre, cette disposition plus simple d'un montage fixe de la roue freinée pourra être retenue dans certains cas, en particulier si le rapport : force de freinage/masse totale du véhicule est faible.
- La bobine 85 est montée sur le châssis inférieur 4 avec des roulements (non représentés). Elle peut donc tourner folle sur son axe et reste immobile sous l'action du câble 88 qui équilibre les actions des câbles 5 à 8, 86 qui s'ajoutent. Chacun des quatre câbles 5 à 8 est fixé à une extrémité sur la bobine 85 et à l'autre extrémité sur l'un des poteaux de suspension 9. Le châssis supérieur 1 est ainsi suspendu au châssis inférieur 4. Si le rayon d'enroulement de ces quatre câbles 5 à 8 sur la bobine 85 est le même, le couple total qu'ils exercent sur la bobine est proportionnel à la masse du châssis supérieur quelles que soient sa charge et la position de cette charge.
- Pour peser le véhicule complet, il faut aussi peser le châssis inférieur, de masse constante. Le ressort de traction 87 exerce dans ce but un couple sur la bobine 85 qui s'ajoute à celui des câbles 5 à 8, d'où son nom de ressort de tarage.
- La tension du câble 42 appliquée au palonnier 43 (figure 4) et donc la force de serrage des mâchoires de la pince 13 sont ainsi proportionnelles à la masse totale du véhicule. De même la tension du câble 90, donc la force de freinage de la roue freinée 15 sont proportionnelles à la masse totale du véhicule.
- La bobine 85 effectue, dans l'exemple décrit, la somme de cinq forces. Ce nombre peut bien sûr être différent, notamment si le polygone de sustentation du châssis supérieur 1 a plus ou moins de côtés.
- L'avantage de ce mécanisme à bobine pour le pesage, outre sa simplicité, vient de la liberté de conception qu'il laisse pour la suspension du véhicule. En effet, la suspension du châssis inférieur 4 sur les rails 12 doit être assez rigide pour permettre un bon positionnement de la pince par rapport à la voie. Par contre, le confort des passagers demande une suspension plus souple. Cette suspension pourra être réalisée entre les deux châssis dans les trois directions : verticale, transversale, longitudinale. Transversalement et longitudinalement, la suspension sera surtout réalisée par des liaisons complémentaires entre les deux châssis non représentées sur les figures. Verticalement, si l'élasticité des câbles est insuffisante, il suffira d'insérer dans ces câbles, ou sur les poteaux de suspension 9, des organes de suspension comme indiqué par exemple en 99 sur la figure 12. Les caractéristiques d'élasticité et d'amortissement de ces organes tel 99 demeurent au choix du constructeur. Par exemple, pour réaliser une suspension plus raide du véhicule du côté du quai, il suffira de monter sur les câbles 5 et 6 des organes plus raides que ceux qui seront montés sur les câbles 7 et 8.
- Le mécanisme de pesage décrit en référence aux figures 12 et 13 permet d'appliquer une force proportionnelle à la masse totale du véhicule à plus de deux organes, pinces ou roues freinées. Il suffit de prévoir de nouveaux palonniers. Le montage de deux roues freinées sur un véhicule peut, par exemple, faciliter son entraînement en station, cette disposition permettant au véhicule d'avoir en permanence au moins une roue freinée 15 au contact d'une bande d'entraînement 22, 23. Si le véhicule a plusieurs pinces, celles-ci peuvent être prévues pour venir serrer le même cable comme sur les figures 14 et 15. Elles peuvent également être prévues pour serrer des câbles différents décalés dans la voie, permettant ainsi au véhicule de passer d'un câble tracteur à un autre câble tracteur.
- Dans la forme de réalisation des figures 14, 15, on peut voir le châssis 4 sur lequel sont fixées deux pinces 100 et 101 identiques à celle, représentée figure 13. Le câble 42 par l'intermédiaire d'un palonnier 102, agit sur les câbles 103, 104, 105 enroulés respectivement sur trois poulies 106, 107, 108. Un galet 109 est monté sur un bras 110 articulé sur un axe 111 monté sur une plaque 112. Deux ressorts 113 et 114 représentés schématiquement agissent respectivement sur le bras 110 et le câble 105.
- Grâce au palonnier 102, le câble 42 exerce une tension sur les câbles 103 et 105, donc une force de serrage sur les pinces 100 et 101. Le galet 109 est adapté à coopérer avec une piste telle que 115, ménagée dans la voie ; lors de son passage en regard de cette piste, ledit galet 109 est soulevé avec pour effet de supprimer temporairement la force de serrage de la pince 100. La force transmise par le palonnier 102 n'est plus exercée sur le câble 105, mais sur le câble 104. Dans ce cas, le ressort 114 maintient une légère tension dans le câble 105. De la même façon, le ressort 113 maintient une légère tension dans le câble 104 lorsque le galet 109 n'est pas en contact avec la piste.
- Ainsi, pendant le passage du galet 109 sur la piste 115, seule la pince 101 peut être serrée sur le câble tracteur. On réalise ainsi un décalage de l'intervention de la pince 100 par rapport à la pince 101.
- Une commande ainsi décalée des deux pinces peut être particulièrement utile. En effet, surtout pour des installations de transport de passagers comportant des pentes élevées (>6%), l'adhérence véhicule-câble sera avantageusement plus élevée lorsque le véhicule est à la vitesse du câble, qu'au moment de l'embrayage où de petites différences de vitesses doivent être rattrapées sans accélération gênante pour les passagers. Au moment de l'embrayage l'une des pinces vient serrer le câble. L'autre pince ne serre le câble à son tour que lorsque le véhicule a parcouru une certaine distance qui garantit que le câble et le véhicule sont à même vitesse.
- D'autre part, si chacune des pinces est prévue pour pouvoir entraîner seule de véhicule sur tout le parcours, la défaillance totale de l'une n'aura pas de conséquence, ce qui garantit une excellente sécurité de fonctionnement.
- En variante, la pince qui vient serrer le câble en second lorsque le véhicule et le câble sont à la même vitesse, peut être d'un type classique à embrayage instantané plutôt que du type à embrayage progressif suivant la présente description. En variante, on peut également envisager la réalisation d'une commande décalée par une disposition décalée, par exemple de part et d'autre de la voie des cames d'embrayage et de débrayage 20, 21, distinctes pour les deux pinces.
- Si la liaison du véhicule avec un câble est assurée par une seule pince, il est possible avec un mécanisme adapté de faire varier la force de serrage, un tel mécanisme étant illustré schématiquement à la figure 16. Ce mécanisme comporte essentiellement deux poulies 118 et 119 sur lesquelles s'enroulent deux câbles 116 et 117. Le câble 116 se divise à son extrémité droite en deux câbles 120 et 121 qui sont fixés comme le câble 117 sur le palonnier 122.
- Le câble 116 commande le serrage d'une pince 126. Le câble 117 est relié à une extrémité au palonnier 122 et à l'autre à un bras 123 terminé par un galet 124 prévu pour être actionné par une piste 125. Lorsque le bras 123 n'est pas soulevé par la piste 125 la tension dans le câble 42 se répartit entre les câbles 120 et 121, mais se retrouve intégralement dans le câble 116. La force de serrage est alors maximum. Lorsque le bras 123 relié au câble 117 est soulevé par la piste, le câble 117 décharge le câble 121 et le câble 116 reçoit uniquement la tension du câble 120. La force de serrage est alors réduite.
- Les galets 37, 41 (figure 4) 109 (figure 14) et 124 (figure 16) venant en contact de pistes fixes dans la voie, l'effort de serrage total des pinces d'un véhicule sur un câble commandé par les mécanismes décrits précédemment est toujours lié à la position du véhicule dans la voie. D'autre part, quelle que soit la position d'un véhicule dans la voie et sa charge, cette force de serrage totale est proportionnelle à la masse totale du véhicule.
- L'invention ne se limite pas aux réalisations qui viennent d'être décrites. Il est possible d'apporter à celles-ci des variantes d'exécution sans sortir du domaine de cette invention. Par exemple, dans la description des figures 12,13 les câbles tels 5 à 8, 86, 88 peuvent être remplacés partiellement ou complètement par des chaînes. Dans ce cas, les poulies sur lesquelles s'enroulaient ces câbles seront remplacées par des pignons.
- La pince, objet de la présente invention, est susceptible d'applications très variées dans le domaine des transports :
- - transport de passagers et matières en zone urbaine, dans des aéroports, parkings, centres commerciaux, parcs d'expositions, usines étendues ;
- - transport de minerais, pour lesquels, grâce à la facilité et la sécurité des manoeuvres d'embrayage et débrayage des véhicules sur des câbles en mouvement, on peut envisager des débits très élevés, sans limitation de distance ;
- - transport de charges discontinues entre postes de travail d'une usine semi-automatisée.
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