FR1453684A - Dispositif pneumatique autoporteur-stabilisateur pour voitures et wagons de chemins de fer et autres véhicules - Google Patents

Description

Dispositif pneumatique autoporteur-stabilisateur pour voitures et wagons de chemins de fer et autres véhicules.
La présente invention est relative aux voitures, wagons et motrices de chemins de fer et aux véhicules similaires. Elle concerne plus particulièrement un dispositif pneumatique autoporteur-stabilisateur applicables aux engins susmentionnés dans le but d'en améliorer sensiblement le confort, d'en augmenter la. vitesse, d'en accroître la sécurité, d'en réduire l'entretien.
Le dispositif dont il s'agit consiste essentiellement à équiper les boggies des voitures, des wagons, ou de la motrice du chemin de fer, d'au moins quatre skis d'une longueur au moins égale à celle de chaque boggie, et qui, fixés en saillie extérieure.
sont guidés dans des rails à profil creux surajoutés, de part et d'autre de la voie normale, sur les traverses habituelles; skis destinés à se substituer aux roues porteuses des boggies et, en combinaison avec un coussin d'air comprimé, à permettre la sustentation, le guidage et le déplacement des voitures.
Il va de soi que le dispositif autoporteur-stabilisateur susmentionné ne se limite pas uniquement à l'application aux chemins de fer. Bien au contraire, le domaine de cette invention peut s'étendre aux véhicules terrestres et aquatiques comme cela ressortira bien de la description qui va suivre, donnée à titre indicatif, non limitatif.
Sur le dessin annexé : La figure 1 montre une coupe transversale du dispositif pneumatique autoporteur - stabilisateur, objet de l'invention; La figure 2 montre en élévation, l'application du dispositif aux boggies d'une voiture de chemin de fer; La figure 3 en est une vue en plan par-dessus; La figure 4 en est une vue de profil en bout.
Le principe du dispositif représenté en coupe figure 1 est d'utiliser les propriétés du ski en interposant entre ce qui est normalement sa surface de contact et la surface d'appui, un fluide quelconque soumis, ou non, à une pression; fluide ayant pour but, tout en assurant le support des charges pesant sur le ski, d'isoler ce dernier de la surface d'appui.
De là on peut envisager deux solutions : soit que le ski repose sur un fluide venant heurter sa surface de contact; soit que le ski lui-même insuffle ce fluide venant heurter la surface d'appui.
Cette dernière solution est adoptée pour l'exemple représenté figure 1, avec utilisation d'air comprimé.
Le ski est de conception courante puisqu'il comporte une ossature P, réalisée en matière résistante, métal ou autre, légère et de grand rendement dynamique, par exemple en alliage léger. Il comporte en outre un système de fixation destiné à arrimer la charge à transporter. On voit en T la tige de cet élément qui est creuse afin d'assurer l'acheminement de l'air comprimé; le repère F montre la semelle. On voit à l'intérieur du canal d'amenée E, une soupape S qui a pour but d'empêcher que l'air comprimé introduit dans les canaux El, reflue dans ledit canal E et gêne l'arrivée du gaz sous pression appelé à assurer la sustentation de l'engin muni du ski.
On constate que le jet d'air comprimé est diffusé dans deux circuits de distribution débouchant chacun dans une région concave s'étendant sur toute la longueur de la semelle. Ces régions divisées par une arête longitudinale située au-dessus de la lettre F, ont pour but de créer un tourbillon porteur qui assure aussi une stabilité latérale dans le déplacement du ski par rapport à la piste C. On voit d'ailleurs, grâce aux flèches, une illustration de ces phénomènes. On constate que les canaux El sont répartis de loin en loin dans la semelle ce qui explique la différence de hachures entre la partie gauche et celle droite. Il existe donc une veine longitudinale de distribution d'air comprimé, veine se trouvant juste au-dessus de la série de soupape S.
On voit aussi que, de chaque côté de la semelle F, une sorte de cavité K absorbe une grande partie des turbulences créées par les deux dépressions principales. En effet si les ondes de chocs, résultant de la vitesse de déplacement du ski par rapport à la piste C, ont tendance à s'échapper latéralement sous l'effet de l'écrasement occasionné par la semelle du ski, donc faisant résulter une perte de portance, on a ainsi, en créant ces deux zones dépressionnaires K une zone de portance en bordure permettant d'éviter le défilement de l'air comprimé, et d'assurer ainsi un surcroît de portance. On constate figure 1 que le ski P est entièrement, sauf pour une partie et dans le cas de l'application aux chemins de fer, ceinturé par une gaine C qui est en fait un rail profilé dans lequel le ski va se déplacer.Ce profilé a pour but, outre d'assurer le guidage, de constituer une sorte de chambre semi-hermétique diminuant les risques de fuite de pression et accroissant automatiquement la portance du ski P pour une pression initiale assez basse.
Ce profilé est constitué par une piste Cl, des côtés latéraux C et la face supérieure découpée par une rainure R destinée à assurer le libre passage des poutres assumant l'arrimage du ski au boggie de la voiture. Ce rail profilé C peut être métallique, acier ou alliage, ou en ciment précontraint, ou en toute autre matière.
En considérant les deux chambres K on voit qu'elles ouvrent sur un canal pratiqué dans le corps du ski, canal se divisant lui-même en deux branches. Des flèches indiquent très nettement le but de ces canaux. Les canaux D dirigent un double jet d'air comprimé sur les parois du profilé C, air comprimé qui s'échappe vers le haut après avoir franchi le seuil étroit ménagé entre la paroi du rail et le joint métalloplastique J, formant une seconde enceinte semi-hermétique. Une autre partie de l'air comprimé, franchissant la ceinture U de la semelle et s'acheminant entre le corps du ski et la paroi du rail, rejoint les canaux D puis l'air libre. Le guidage est ainsi parfaitement établi, ainsi que l'isolement de toutes les parties mécaniques, donc aucun heurt, pas d'usure, silence total, peu de résistance à l'avancement et l'utilisation d'un simple filet de fluide.
On peut envisager que la semelle du ski P soit constituée d'une multitude de canaux en nids d'abeilles par où peut s'échapper le fluide sous pression, provenant de la veine déjà citée.
Quant au fluide sustentateur il peut aussi bien s'agir d'air comprimé, de vapeur, ou d'autres gaz qui peuvent être issus de compresseurs, turbines ou générateurs thermiques, autonomes, ou commandés par les moteurs des véhicules. On peut également envisager le recyclage des gaz dans le circuit d'alimentation et le réglage du débit.
Dans l'exemple représenté figures 2 à 4, on a choisi l'application de l'invention à une voiture de chemin de fer. On voit en 2 le rail normal et en 3 les traverses le soutenant. Le rail profilé est montré par le même repère C que figure 1. II est destiné à recevoir librement le ski P ainsi que déjà expliqué, dont on reconnaît en T le tube ou patte de fixation coulissant librement dans la fente F longitudinale. Les repères 4 montrent les canalisations d'air.
Le repère 5 désigne le système de guidage mécanique, guidage de secours du ski en cas de défaillance du guidage pneumatique, ou pour aider le guidage dans les courbes prolongées prises à grande vitesse. Ce système est constitué par des pattes fixées à la poutre porteuse 6 du boggie mais qui sont recouvertes, à l'endroit où elles arrivent entre les bords internes du profilé, d'un système de roulements à rouleaux coulissant librement autour de la patte formant axe. Ce système s'opposera également à toute tentative d'arrachement du wagon de la voie.
Les pattes de fixation T du ski sont elles aussi protégées, à leur passage entre les bords internes de la rainure R par un système de roulement à rouleaux. Ces pattes de fixation T du ski P sont amarrées comme le montre la figure 4 du dessin, à la poutre porteuse 6.
En ce qui concerne l'équipement proprement dit de la voie, on voit que les profilés C sont placés juste aux extrémités des traverses 3 ce qui donne un grand écartement permettant d'obtenir des vitesses très importantes. On peut également placer les profilés C en deçà des extrémités normales des traverses 3.
Un moyen de fixation simple est le boulonnage des profilés sur les traverses 3 après mise à niveau et rectification de leurs faces supérieures. Lorsque les traverses 3 seront insuffisamment longues les profilés seront placés à cheval sur des cales prévues à cet effet. Pour accroître l'assise de la voie ferrée, afin d'assurer la sécurité réclamée par les déplacements à grande vitesse, on peut prévoir de relier de loin en loin la voie montante et celle descendante par des poutres creuses 7 enfoncées dans le ballast et le sol et reposant sur une assise en béton 8.
Sur la figure 4 on remarque que les profilés C sont disposés sur des cales 9 dont la hauteur est sensiblement celle des rails 2. Ces cales assurent au ski P une marge de garde suffisante au-dessus des rails 2 pour permettre les aiguillages.
En cas de construction d'un nouveau réseau, les profilés pourront être disposés à même le sol sur une piste en ciment, ou sur une piste aérienne supportée par des piliers. Avec un matériel roulant spécialement conçu pour le trafic urbain, les voitures pourront très bien circuler sur un seul rail dans lequel circulera un ski dont la surface sera accrue.
Pour les aiguillages dans le cas de l'adaptation de l'invention au réseau actuel, on peut envisager les dispositions suivantes :
Un système automatique par cames 10 prévues

Claims (1)

en bout des skis P assure l'ouverture ou la fermeture de l'arrivée du gaz comprimé aux vérins 11, ce qui a pour effet de faire se poser le boggie sur la voie ferrée par ses roues habituelles 12, donc de permettre un aiguillage normal. En ce qui concerne le profilé, c'est le côté interne se trouvant tourné vers le rail qui est interrompu sur une certaine longueur de manière à laisser entrer et sortir le ski P librement. Le profilé constituant le triangle de l'aiguillage est conçu sur le même principe. Une autre caractéristique de l'application envisagée concerne le mode de propulsion. Dans le cas d'un équipement du matériel classique, le mode de propulsion sera celui déjà utilisé. Dans le cas d'un véhicule spécialement conçu du type autorail à trois ou quatre voitures, la traction sera assurée par deux éléments principaux 13. Le boggie aussi suspendu sur des vérins comporte le moteur électrique et des galets d'entraînement

13 qui prennent appui sur la bande prévue sur le profilé. Les galets ou roues 13 sont constitués d'un bandage souple plein, ou gonflé. Ces galets 13 sont montés sur des vérins pneumatiques 14. Ils peuvent être entraînés par des moteurs incorporés. Un système électromagnétique incorporé au moteur peut assurer un freinage progressif. Ce système peut être renforcé par des freins à disque adjoints auxdits galets 13. Outre l'utilisation des moteurs traditionnels on peut envisager, pour obtenir des grandes vitesses, l'adaptation de turbines à gaz, voire de moteurs nucléaires. Il va sans dire que le champ d'application du ski autoporteur-stabilisateur peut être étendu à tous genres de véhicules pouvant se déplacer sur n'importe quel élément. RÉSUMÉ L'invention concerne un dispositif pneumatique autoporteur-stabilisateur pour voitures, wagons de chemins de fer et autres véhicules qui consiste en un ski susceptible de supporter la charge et en permettre son déplacement sur n'importe quel élément par l'intermédiaire d'un fluide isolant notamment l'air comprimé insufflé sous le ski déterminant une grande stabilité et un silence absolu de fonctionnement. L'invention vise plus particulièrement l'application de ces skis autoporteurs-stabilisateurs aux voitures, wagons et motrices de chemins de fer équipant déjà le réseau. L'adaptation de ces skis, qui sont d'un profil approprié et en partie creux pour le passage du fluide sustentateur, a lieu sur les boggies des voitures qui comportent chacun au moins deux skis fixés latéralement au berceau; lesdits skis sont guidés dans des rails profilés tubulaires avec une rainure pratiquée sur la face supérieure pour le passage des attaches équipées de roulements à rouleau pour diminuer les frottements; ces rails tubulaires de guidage sont fixés aux extrémités des traverses à l'extérieur de la voie normale; ils sont surélevés sur ses cales pour permettre les aiguillages; ces skis réalisés en métal ou en alliage haute résistance, ainsi que les rails de guidage, sont équipés de patins latéraux; leur face inférieure est creusée d'orifices pour le passage du fluide sustentateur qui communiquent avec les conduites d'amenée d'air fourni par des compresseurs autonomes par toute autre source. L'invention vise également l'adaptation de ce dispositif autoporteur-stabilisateur à un matériel roulant spécialement conçu pour voies à deux rails de guidage, ou monorail. A cet effet les voitures sont équipées de galets moteurs sur vérins prenant appui sur la face supérieure du rail de guidage; l'entraînement de ces galets peut être assuré par moteurs thermiques, hydrauliques ou turbines à gaz. ou moteurs nucléaires.