Véhicule monorail La présente invention se rapporte à un véhicule monorail. Elle est applicable en particulier au véhicule monorail du type appelé Alweg c'est-à-dire dans lequel le corps du véhicule est supporté par des trains de roulement disposés à cheval sur un monorail et s'étend au-dessus de ce rail. Toutefois, l'invention peut aussi s'appliquer à un véhicule monorail suspendu, dans lequel le corps du véhicule s'étend sous le rail qui le supporte.
Dans les véhicules du type Alweg , des trains de roulement dirigeables à plusieurs axes supportent les différents éléments du corps du véhicule au moyen de roues porteuses et entraînantes qui sont logées à l'intérieur d'enveloppes situées au-dessus du plancher du véhicule, au voisinage de son axe longitudinal et aux extrémités du corps du véhicule. Les trains sont guidés par des roues de stabilisation qui roulent contre les flancs du rail. Les éléments du corps sont reliés aux trains par des pivots verticaux qui permettent des mouvements de rotation des trains, dans les courbes.
Les dimensions de ces enveloppes qui font saillie à l'intérieur du véhicule empêchent d'utiliser au maxi mum l'espace disponible, diminuent le nombre de passages que le véhicule peut transporter et gênent l'entrée et la sortie des passagers de même que leur passage d'un élément du véhicule à l'autre.
Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient par une construction judicieuse des trains de roulement, des dispositifs d'entraînement et du corps d'un véhicule du type mentionné. Le véhicule selon l'invention peut ainsi transporter un nombre maximum de passagers, d'une façon confortable et rapide.
Pour cela, le véhicule selon l'invention, comprenant au moins un corps, est caractérisé en ce que ce corps est supporté par deux trains de roulement comprenant chacun un cadre, un seul axe porteur, un assemblage de roues porteuses, pivotées sur cet axe, et agencées de façon à rouler sur ledit rail, et des moyens de suspen sion élastiques reliant ledit axe audit cadre, et en ce que chaque train est pivoté à l'une des extrémités du dit corps de véhicule.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du véhicule monorail selon l'invention.
La fig. 1 en est une vue en élévation latérale, la fig. 2 une vue en plan, de dessus, la fig. 3 une vue en coupe partielle, à, plus grande échelle, la fig. 4 une coupe selon la ligne 4-4 de la fig. 3, la fig. S une vue en élévation latérale de la portion représentée à la fig. 3, et la fig. 6 une vue en plan partielle de l'organe représenté à la fig. 3.
Le véhicule représenté au dessin comprend une série d'éléments tels que 10 et 12 supportés par un rail 14 au moyen de trains de roues porteuses 16 situées aux extrémités de chaque élément. Chaque train comprend deux roues jumelées, ce qui correspond à une exécution dans laquelle le véhicule supporte une charge relativement forte. Dans une autre forme d'exécution, les roues porteuses pourraient aussi être simples dans le cas où la charge supportée par chaque train est faible.- Les trains à roues jumelées sont mobiles en rotation autour d'axes verticaux, par rapport au corps de véhicule qu'ils supportent, comme cela sera décrit -plus en détail ci-après.
Des roues de guidage 20, 22, 24 et 26, disposées latérale ment et roulant contre les faces latérales du rail 14 assurent l'orientation des trains de roulement. Les trains 16 peuvent être moteurs ou non.
Chaque élément du véhicule comprend un plancher 28 qui s'étend à un niveau légèrement supérieur à celui du bord supérieur du rail 14. Ce plancher s'étend au-dessous du niveau de l'axe des roues 16. En outre, les éléments du véhicule . comprennent des parois latérales 30 et 32 pourvues de portes 34 et un toit 36 (fig. 1). La partie supérieure de chaque train 16 s'étend à l'intérieur d'une enveloppe 37 (fia: 3) plus haut que le plancher du véhicule. Pour éviter que la présence de ces enveloppes ne soit une cause de perte de place, le sommet de chaque enveloppe supporte quatre sièges 38, 40, 42 et 44. Ces sièges sont disposés dos à dos et regardent les parois latérales du véhicule.
En outre, des sièges 46, 48 et 50 sont disposés trans versalement à une extrémité de chaque enveloppe, regardant vers le centre de l'élément du véhicule, comme on le voit à la fig. 2: L'enveloppe 37 est ouverte à son extrémité opposée pour faciliter l'extraction du train depuis le dessous du véhicule en vue d'une réparation ou d'un remplacement. .
Les autres sièges 51 du véhicule décrit sont disposés par paires le long des parois latérales du véhicule et sont montés de façon usuelle. D'une extrémité du véhicule à l'autre s'étend un espace libre, facilement accessible, qui permet aux passagers de se déplacer librement. Ainsi, on peut se déplacer dans la partie centrale du véhicule en suivant son" axe longitudinal et pour passer d'un élément tel que 10 à un autre tel que 12, on peut passer ou: bien entre les sièges disposés sur les enveloppes 37 des roues et la paroi 30 ou entre ces sièges et la paroi 32.
Des plaques glissantes disposées l'une sur l'autre, de façon usuelle, relient l'élément 10 à l'élément 12, les passages entre ces éléments étant protégés par des accordéons<B>53.</B>
Le train- de roulement représenté à la fig. -3 comprend deux pneus 52 et 54 montés sur des gorges annulaires 56 et 58 fixées elles-mêmes de manière usuelle à un disque de roue 60 formé par une paire d'éléments annulaires 62 et 64 fixés dos à dos par des goujons (non représentés) à une bride radiale 66 que porte un moyeu 68. Ce moyeu 68 est pivoté au moyen de paliers à roulement 70 et 72 disposés obliquement l'un en regard de l'autre, sur un arbre creux 74. Le train 16 est monté à l'intérieur de l'ouverture centrale d'un cadre creux 76.
L'arbre 74 est pivoté sur le cadre 76, à l'un de ses côtés au moyen d'une tringlerie en forme de parallélogramme 78 qui permet des déplacements verticaux d'amplitude limitée entre le cadre 76 et l'axe 74. Le cadre 76 est suspendu au-dessus de l'arbre 74 au moyen .d'un ressort pneumatique 80 relié par une barre 82 à une paire de bras 84 fixés aux deux bras supérieurs du parallélogramme et mobiles avec ces bras.
Le train de roulement représenté à la fig. 3 étant un train moteur, la puissance est transmise aux roues jumelées 16 par un arbre 86 entraîné par un moteur 87 par l'intermédiaire de joints universels 87' (fig. 1 et 2). Le moteur 87 est supporté par le côté latéral du châssis du véhicule. Depuis l'arbre 86, la puissance est transmise aux roues par un engrenage à pignons coniques 88, un joint universel 90 à cadran, un arbre 92 s'étendant à l'intérieur de l'arbre creux 74 et un joint universel 94 qui transmet le couple qu'il reçoit au moyeu 68 par un organe intermédiaire 96.
Le bâti de l'engrenage 88 est fixé au cadre 76 du train de telle façon que son poids soit supporté par le ressort 80. Un tambour de frein 97 est fixé à l'arbre de sortie de l'en grenage 88. Ce tambour est accouplé à l'organe 96 par un arbre télescopique et un joint universel (non représenté) semblable au mécanisme d'entraînement (90, 92, 94). Ce tambour coopère avec des sabots intérieurs et extérieurs (non représentés) susceptibles d'être actionnés indépendamment les uns des autres à volonté.
Le mécanisme de commande du frein décrit est agencé de- façon à, actionner automatiquement les sabots au cas où la pression hydraulique qui les actionne vient à manquer.
La tringlerie 78 comprend une paire de leviers coudés 98 (fig. 4) qui présentent des bras 84 et qui sont pivotés sur l'arbre 74 par un tourillon 100 et sur le cadre 76- par le tourillon 102. Ce parallélogramme comprend en outre une paire de membres 104 pivotés indépendamment sur l'arbre 74 par l'arbre 106 et sur le cadre 76 par l'arbre 108. Les membres 104 s'étendent entre les bras 84. Les tourillons 100, 102, 106 et 108 sont parallèles, à la surface supérieure du monorail 14 et perpendiculaires à l'axe de l'arbre 74.
Comme on le voit aux fig. 3 à 6, des organes 109 de forme triangulaire, arqués, correspondent à des organes 110 montés sur le corps du véhicule. Ces organes for ment un support latéral, vertical sur le cadran 76 et assurent la rotation du train par rapport au véhicule afin de le guider dans les combes, de façon à éviter toute usure des pneus résultant de la pression latérale qu'ils subissent.
Lors d'une combe, l'orientation du cadre 76 par rapport au véhicule est contrôlée par les roues latérales 20 à 26 qui roulent contre les flancs du monorail.
Les roues de guidage 20 à 26 tournent autour d'axes verticaux. En effet, ces roues sont pivotées sur des arbres 112 qui sont fixés chacun à une barrette 114. Cette dernière est maintenue par un mécanisme articulé qui comprend une paire de barres 116 et une paire de barres 118 articulées aux deux extrémités des barrettes 114, au moyen de tourillons 119 et 121. Elles sont en outre articulées au moyen de tourillons 120 et 122 sur un support 124 fixé à la partie inférieure du cadre 76, au voisinage de l'un de ses angles.
Un ressort de caoutchouc 126 est intercalé entre le cadre 76 et le support 118. En outre, un plot de torsion 128 en caoutchouc, tel que le dispositif appelé Rosta (marque déposée) ou les barres de torsion Omnibus, fabriquées par Goodyear Tire et Rubber Co est interposé de chaque côté du rail entre la barre 124 et les barres 18, afin d'appuyer la roue 20 contre le flanc du rail 14. Chacune des autres roues 20, 22, 24 est montée de la même façon sur le cadre 76 à l'un de ses angles, les éléments correspondants étant repérés par les mêmes indices dans toutes les figures.
Les ressorts de torsion en caoutchouc décrits ci-dessus absorbent la poussée de la roue contre le rail tout en' assurant un guidage correct de la roue opposée, situés sur le côté non chargé du rail, ce qui a pour effet un déplacement de grande douceur du véhicule.
Comme il ressort de la fig. 3, le cadre 76 présente des bras 130 et 132 qui s'étendent de part et d'autre du monorail de sorte que ce cadre se trouve à cheval sur le rail. Les bras 132 supportent les organes de fixation du ressort 80 mentionné plus haut.
Une autre paire de roues de guidage 134 et 136 est montée à l'extrémité inférieure des bras 130 et<B>132.</B> La roue 134 est pivotée sur un arbre 138 fixé à une barre 140 maintenue en position par des barres parallèles 142 et 144 articulées sur la barre 140 par ces tourillons 146 et 148 et sur le bras 130 par des tourillons 150 et 152. Les barres 144 sont appuyées en direction du rail 14 par une barre de torsion 154. Un amortisseur 156 est placé à l'une des extrémités du bras 130. Cet amortisseur est articulé sur les barres 144 par un tourillon 158. La roue de guidage inférieure 136 est montée de la même façon sur le bras 132, les parties correspondantes de ce mécanisme étant désignées par les mêmes chiffres de référence.
Grâce au type de train de roulement à un seul axe décrit ci-dessus, le véhicule auquel ce train est incorporé peut comprendre des enveloppes de roues suffisam- ment grandes pour loger les roues du train et, de plus, permettant d'utiliser l'espace situé au-dessus et autour de ces enveloppes pour y placer des sièges.
De plus, le train décrit - présente l'avantage de diminuer dans une grande mesure l'usure des pneus, des roues porteuses. En effet, les trains de roulement des véhicules monorails connus sont soumis à une très forte usure, spécialement dans les cas on ces véhicules sont destinés aux transports interurbains, les lignes présentant alors des rayons de courbures relativement faibles. En effet, comme le guidage du train s'effectue par les roues latérales 20 et 26, les roues porteuses peuvent comprendre des pneus 52, 54 à large trace, dont la stabilité latérale est faible, mais dont les caractéristiques de charge sont excellentes.
Ce train peut fonctionner sur des rails dont le rayon de courbure descend jusqu'à 200 m environ à grande vitesse et sans braquage des trains. Dans ces conditions, les pneus ne subissent aucune usure excessive. Toutefois, dans les localités très denses, le véhicule décrit ou une variante de ce véhicule peuvent être utilisés avec des rayons de courbure beaucoup plus faibles encore, à condition que la capacité du véhicule soit adaptée aux conditions de service. Ainsi, par exemple, un essai effectué dans la ville de Seattle (Washington USA) a montré qu'un véhicule d'un type analogue à celui décrit plus haut peut fonctionner sur un rail dont le rayon de courbure est de l'ordre de 70 m seulement. Dans un tel cas, l'emploi de pneus à flancs flexibles et de boggie à un seul axe porteur est très avantageux.
Ainsi le véhicule mis à l'essai dans la ville de Seattle comprenait des trains de roulement dont l'axe porteur est pivoté sur une roue porteuse- jumelée pourvue d'un pneu jumelé spécial ayant les caractéristiques 15 x 19,5, capable de supporter une charge d'environ 105000 kg. Pour assurer une capacité de transport suffisante, le véhicule comprend plusieurs éléments articulés les uns aux autres, chaque élément étant supporté à chacune de ses extrémités par un train de roulement du type décrit plus haut. Les éléments du véhicule sont de longueur telle et les trains sont espacés de telle façon que les pneus présentent une durée de vie raisonnable.
Ces pneus, combinés à une construction et à un montage adéquats des moteurs, ainsi qu'à l'équipement des engrenages de transmission et des freins d'organes d'entrainement flexibles capables de compenser les déplacements relatifs entre le boggie et le corps du véhicule assurent un fonctionnement d'une grande douceur et un confort maximum.
Monorail vehicle The present invention relates to a monorail vehicle. It is applicable in particular to the monorail vehicle of the type called Alweg, that is to say in which the body of the vehicle is supported by undercarriages arranged astride a monorail and extends above this rail. However, the invention can also be applied to a suspended monorail vehicle, in which the body of the vehicle extends under the rail which supports it.
In vehicles of the Alweg type, steerable undercarriages with several axes support the various elements of the body of the vehicle by means of carrying and driving wheels which are housed inside envelopes located above the vehicle floor, at the in the vicinity of its longitudinal axis and at the ends of the vehicle body. The trains are guided by stabilizing wheels which roll against the sides of the rail. The elements of the body are connected to the trains by vertical pivots which allow rotational movements of the trains in curves.
The dimensions of these envelopes which protrude inside the vehicle prevent the maximum use of available space, reduce the number of passages that the vehicle can carry and hamper the entry and exit of passengers as well as their passage from one part of the vehicle to another.
The object of the present invention is to remedy this drawback by judicious construction of the undercarriages, of the drive devices and of the body of a vehicle of the type mentioned. The vehicle according to the invention can thus transport a maximum number of passengers, in a comfortable and rapid manner.
For this, the vehicle according to the invention, comprising at least one body, is characterized in that this body is supported by two undercarriages each comprising a frame, a single bearing axle, an assembly of bearing wheels, pivoted on this axle. , and arranged to run on said rail, and resilient suspension means connecting said axis to said frame, and in that each train is pivoted at one of the ends of said vehicle body.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the monorail vehicle according to the invention.
Fig. 1 is a side elevational view thereof, FIG. 2 a plan view, from above, FIG. 3 a view in partial section, on a larger scale, FIG. 4 a section along line 4-4 of FIG. 3, fig. S a side elevational view of the portion shown in FIG. 3, and fig. 6 a partial plan view of the member shown in FIG. 3.
The vehicle shown in the drawing comprises a series of elements such as 10 and 12 supported by a rail 14 by means of load wheel sets 16 located at the ends of each element. Each train comprises two twin wheels, which corresponds to an execution in which the vehicle supports a relatively heavy load. In another embodiment, the load wheels could also be simple in the case where the load supported by each train is low. - The trains with twin wheels are movable in rotation about vertical axes, relative to the vehicle body which they support, as will be described in more detail below.
Guide wheels 20, 22, 24 and 26, disposed laterally and rolling against the lateral faces of the rail 14, ensure the orientation of the undercarriages. Trains 16 may or may not be motors.
Each element of the vehicle comprises a floor 28 which extends to a level slightly higher than that of the upper edge of the rail 14. This floor extends below the level of the axis of the wheels 16. In addition, the elements of the vehicle. comprise side walls 30 and 32 provided with doors 34 and a roof 36 (Fig. 1). The upper part of each train 16 extends inside a casing 37 (fia: 3) higher than the floor of the vehicle. To prevent the presence of these envelopes from being a cause of loss of space, the top of each envelope supports four seats 38, 40, 42 and 44. These seats are arranged back to back and look at the side walls of the vehicle.
In addition, seats 46, 48 and 50 are disposed transversely at one end of each envelope, looking towards the center of the element of the vehicle, as seen in FIG. 2: The casing 37 is open at its opposite end to facilitate the extraction of the train from the underside of the vehicle for repair or replacement. .
The other seats 51 of the vehicle described are arranged in pairs along the side walls of the vehicle and are mounted in the usual way. From one end of the vehicle to the other there is a free space, easily accessible, which allows passengers to move freely. Thus, one can move in the central part of the vehicle following its "longitudinal axis and to pass from an element such as 10 to another such as 12, one can pass either: between the seats arranged on the envelopes 37 of the wheels and wall 30 or between these seats and wall 32.
Sliding plates arranged one on top of the other, in the usual way, connect element 10 to element 12, the passages between these elements being protected by accordions <B> 53. </B>
The running gear shown in fig. -3 comprises two tires 52 and 54 mounted on annular grooves 56 and 58 themselves fixed in the usual manner to a wheel disc 60 formed by a pair of annular elements 62 and 64 fixed back to back by studs (not shown ) to a radial flange 66 carried by a hub 68. This hub 68 is pivoted by means of rolling bearings 70 and 72 disposed obliquely facing each other, on a hollow shaft 74. The train 16 is mounted at inside the central opening of a hollow frame 76.
The shaft 74 is pivoted on the frame 76, at one of its sides by means of a parallelogram-shaped linkage 78 which allows vertical movements of limited amplitude between the frame 76 and the axis 74. The frame 76 is suspended above the shaft 74 by means of a pneumatic spring 80 connected by a bar 82 to a pair of arms 84 fixed to the two upper arms of the parallelogram and movable with these arms.
The running gear shown in fig. 3 being a drive train, the power is transmitted to the twin wheels 16 by a shaft 86 driven by a motor 87 by means of universal joints 87 '(Figs. 1 and 2). The engine 87 is supported by the lateral side of the vehicle frame. From the shaft 86, power is transmitted to the wheels by a bevel gear 88, a dial universal joint 90, a shaft 92 extending inside the hollow shaft 74, and a universal joint 94 which transmits the torque that it receives at the hub 68 by an intermediate member 96.
The frame of the gear 88 is fixed to the frame 76 of the train in such a way that its weight is supported by the spring 80. A brake drum 97 is fixed to the output shaft of the gear 88. This drum is coupled to member 96 by a telescopic shaft and a universal joint (not shown) similar to the drive mechanism (90, 92, 94). This drum cooperates with inner and outer shoes (not shown) capable of being actuated independently of each other at will.
The brake control mechanism described is arranged so as to automatically actuate the shoes in the event that the hydraulic pressure which actuates them fails.
The linkage 78 comprises a pair of angled levers 98 (fig. 4) which have arms 84 and which are pivoted on the shaft 74 by a journal 100 and on the frame 76 by the journal 102. This parallelogram further comprises a pair of members 104 pivoted independently on the shaft 74 by the shaft 106 and on the frame 76 by the shaft 108. The members 104 extend between the arms 84. The journals 100, 102, 106 and 108 are parallel, to the upper surface of the monorail 14 and perpendicular to the axis of the shaft 74.
As seen in Figs. 3 to 6, members 109 of triangular shape, arched, correspond to members 110 mounted on the body of the vehicle. These members form a lateral, vertical support on the dial 76 and ensure the rotation of the train relative to the vehicle in order to guide it in the valleys, so as to avoid any wear of the tires resulting from the lateral pressure to which they are subjected.
During a combe, the orientation of the frame 76 relative to the vehicle is controlled by the side wheels 20 to 26 which roll against the sides of the monorail.
The guide wheels 20 to 26 rotate around vertical axes. Indeed, these wheels are pivoted on shafts 112 which are each fixed to a bar 114. The latter is held by an articulated mechanism which comprises a pair of bars 116 and a pair of bars 118 articulated at both ends of the bars 114, at the same time. means of journals 119 and 121. They are also articulated by means of journals 120 and 122 on a support 124 fixed to the lower part of the frame 76, in the vicinity of one of its angles.
A rubber spring 126 is interposed between the frame 76 and the support 118. In addition, a rubber torsion pad 128, such as the device called Rosta (registered trademark) or the Omnibus torsion bars, manufactured by Goodyear Tire and Rubber Co is interposed on each side of the rail between the bar 124 and the bars 18, in order to press the wheel 20 against the side of the rail 14. Each of the other wheels 20, 22, 24 is mounted in the same way on the frame 76 at one of its angles, the corresponding elements being identified by the same indices in all the figures.
The rubber torsion springs described above absorb the thrust of the wheel against the rail while ensuring correct guidance of the opposite wheel, located on the unloaded side of the rail, resulting in a very smooth movement of the vehicle.
As can be seen from FIG. 3, the frame 76 has arms 130 and 132 which extend on either side of the monorail so that this frame is straddling the rail. The arms 132 support the fasteners of the spring 80 mentioned above.
Another pair of guide wheels 134 and 136 are mounted at the lower end of arms 130 and 132. Wheel 134 is pivoted on a shaft 138 attached to a bar 140 held in position by bars. parallel 142 and 144 articulated on the bar 140 by these journals 146 and 148 and on the arm 130 by journals 150 and 152. The bars 144 are supported in the direction of the rail 14 by a torsion bar 154. A damper 156 is placed at one of the ends of the arm 130. This damper is articulated on the bars 144 by a journal 158. The lower guide wheel 136 is mounted in the same way on the arm 132, the corresponding parts of this mechanism being designated by the same reference figures.
By virtue of the type of single-axle undercarriage described above, the vehicle in which this train is incorporated can include wheel casings large enough to accommodate the wheels of the train and, moreover, allow the use of the train. space above and around these envelopes for seating.
In addition, the train described has the advantage of reducing to a great extent the wear of the tires, the load wheels. Indeed, the undercarriages of known monorail vehicles are subject to very high wear, especially in cases where these vehicles are intended for interurban transport, the lines then having relatively small radii of curvature. In fact, as the train is guided by the side wheels 20 and 26, the load wheels can include tires 52, 54 with a large trace, the lateral stability of which is low, but the load characteristics of which are excellent.
This train can operate on rails with a radius of curvature down to about 200 m at high speed and without turning the trains. Under these conditions, the tires are not subject to excessive wear. However, in very dense localities, the vehicle described or a variant thereof may be used with even smaller radii of curvature, provided that the capacity of the vehicle is suited to the operating conditions. Thus, for example, a test carried out in the city of Seattle (Washington USA) showed that a vehicle of a type similar to that described above can operate on a rail with a radius of curvature of the order of 70 m only. In such a case, the use of flexible sidewall tires and bogies with a single carrier axle is very advantageous.
Thus the vehicle tested in the city of Seattle included undercarriages whose carrier axis is pivoted on a twin carrier wheel provided with a special twin tire having the characteristics 15 x 19.5, capable of supporting a load of approximately 105,000 kg. To ensure sufficient transport capacity, the vehicle comprises several elements articulated to each other, each element being supported at each of its ends by a running gear of the type described above. The parts of the vehicle are of such length and the trains are spaced so that the tires have a reasonable life.
These tires, combined with a proper construction and mounting of the motors, as well as the equipment of the transmission gears and the brakes of flexible drive members capable of compensating for the relative displacements between the bogie and the body of the vehicle ensure smooth operation and maximum comfort.