Brevet FR2003320A1 — publié le 19691107

i 2003323 La présente invention concerne un train évoluant sur mse voie,supporté par des appuis pneumatiques ou magnétiques^ entraîné et freiné par des moteurs linéaires à induction 1Binvention a pour objet un véhicule permettant d'obtenir les avan-5 tages suivants i le il s8appuie sur la voies, sans être era contact avec celle-ci et sans rencontrer une forte résistaae®s par l'intermédiaire d8appuis pneumatiques ou magnétiques^ et peut donc atteindre des vitesses particulièrement élevées# 10 2® du fait de ce mode dsappai0 le véhicule peut se déplacer sans être soumis à des chocs dos aux rails g 3s du fait qu'il est entraîné à l8aide à® moteurs linéaires à induction^ il est économique» peu bruyant» a® dégage pas de gaa d"échappementg n'exige presque pas d° entretien, 15 ne subit pratiquement pas d8usure et n°a à emporter aucun combustible j 4® du fait de la possibilité de pivoter à la manière d'un pendule autour d8un axe situé au-dessus dm véhicule? il s8incllBe peur prendre use position naturelle daos les ©©orbes § 20 5, par abaissement du centre de gravité et par un guidagt articulé sur le rail de réacti@B du moteur linéaire à induetioB, le véhicule ae peut pas dérailler ou se resverser g 6® suivant des modes de réalisation particuliers» on peut faire fonctionner le véhicule dans n'importe quelles 25 conditions atmosphériques„ indépendamment de chutes de aeige, de grils, de formation de glace9 de brouillard, d@ tempêtes de sable et sans risque de collisions avec des animaux* On connaît déjà des véhicules évoluant une voie, se déplaçant sur des coussins d'air comprimé ou sur des appuis 30 magnétiques et entraînés par des moteurs linéaires à iadaction» On ne connaît cependant pas dans ce domaine use sol&tioe qui permette aux véhicules de pivoter en courbe pour prendre une position naturelle» en conservant un simple rail vertical de réaction qui est nécessaire pour absorber les forces d'entraîne-35 ment et de freinage du moteur linéaire à induction® Pour le guidage des véhicules connus^ on doit faire appel à des rails de profils compliqués qui absorbent les forces de guidage par des appuis additionnels verticaux du type pneumatique ou magnétique* D'autre part, il est nécessaire,, pour assurer le gui-40 dage des culasses magnétiques du moteur à induction linéaire, 69 06082 2 2003320 se déplaçant avec le véhicule et poor consgrver un entrefer é-troit entre ces salasses et le rail fixe fie réaction d'utiliser des guides à galets ou à sabots® LBinvention a pour objet d0assurer le guidage de l°en-5 semble du véhicule par lesdits galets ou sabots faiblement sollicités du moteur linéaire à Induction et d°agencer 1® rail de réaction comme rail d© guidage pour l'ensemble du véhicule. Suivant une autre caractéristique d@"1°invention^ une articulation est interposée entre les culasses magnétiques et le véhicule de 10 façon. à permettre un mouvement d® pendul® ou de pivotement latéral dans un® position naturelle en courbe» sans que 1°articulation n'ait à supporter elle-même le poids du véhicule® Se poids du véhicule est au contraire supporté uniquement par les appui® pneumatique© ou magnétiques'qui glissant sur une voie sans tira' 15 en contact avec celle-ci® lors du glissements le véhicule peut exécuter sans entrave» du fait que la voie a un prefil en arc àe eerole9 un mouvement latéral d® pendule à auto-stabilisation* Pour mieux comprenar® lsobjet âe lBinv®ati©n» on va en décrire à titre indicatif et ©osa limitatif plasieara exemples d« 20 réalisation représentés ^ur le dessin anaexé sur lequel s la figure 1 est un® vue de £a®es partiellement en eea-pe9 d8un véhicule pivotant évoluant sur use voie et supporté par des appuis magnétiques § la figure 2 est une vue de faee? partiellement «n ee&~ 25 peg, d'un véhicule pivotant*évoluant sur une vole et supporté par des appuis pneumatiques g la figure 3 est une vu© de îa©@9 partiellement en coupe» d'un véhicule pivotant9 évoluant sur une voie et suspeata, par des appuis magnétiques® 30 Pour 1® véhicule de la figure 19 la voie à profil en forme d9arc de cercle est constitué® par des blocs magnétiques 1 qui sont noyés en ligne" continue dan® une fondation 2 en béton* Les blocs magnétiques peuvent être formés^- par exemple de ferrites frittées ou de matières similaires à fabrication économique» 35 permettant d'obtenir des forces de répulsion d°environ 3®0OOkg/œ^ lorsqu'on place en regard des pôles de même polarité de ces aimants. Les aimants antagonistes 3» formés des mêmes matériaux» sont situés sur le côté inférieur du véhicule 4, à savoir de manière que des pôles de même polarité soient placés en regard les 40 uns des autres (un pôle/N en face d'un pôle S ou un pôle S en 9 06082 3 2003320 face d'un pôle S). l'entraînement et le freinage du véhicule sont assurés par un moteur linéaire à induction de type connu qui est disposé au-dessus du véhicule et qui est constitué par les par-5 ties suivantes : Un rail métallique électriquement conducteur, par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium, qui sera appelé dans la suite rail de réaction 5, est maintenu par des "bras 6 au-dessus et dans l'axe de la voie inférieure 1, 2. le rail de ré-10 action 5 se trouve entre les culasses magnétiques 7 du moteur linéaire à induction de manière qu'un étroit entrefer subsiste entre le rail et les culasses. Ces culasses sont excitées en courant alternatif ou triphasé par les bobines d'induction 8 représentées en coupe de manière à produire des champs magnétiques 15 progressifs (voir, par exemple l'article de E.R. Laitfrwaite "Lineare Induktionsmotoren als Starthilfen", Interavia, édition allemande 8/1962, pages 1029, 1030). les champs magnétiques progressifs produisent des courants de Foucault dans le rail de réaction 5 et ils exercent simultanément, en fonction du mode de 20 branchement, des forces d'entraînement ou de freinage d'intensité réglable sur les culasses magnétiques 7. Les culasses magnétiques 7 se trouvent ians un carter léger 9, par exemple en matière synthétique ou en métal léger coulé, qui est relié par une articulation 10 au toit du véhicule. 25 Des galets de guidage 11 prévus des deux côtés en avant et en arrière des culasses magnétiques 9 servent à maintenir avec précision l'entrefer entre les culasses magnétiques et le rail de réaction 5» Pour ce véhicule, il est essentiel que ces galets assurent simultanément son guidage dans les courbes 30 ou sous l'effet d'un vent latéral. l'alimentation en courant s'effectue par des prises de courant 12 du type curseur ou galet sollicitées par des ressorts, ainsi que par des barres d'alimentation 13, le rail de réaction 5 pouvant également être utilisé comme conducteur d'a-35 limentation à condition d'être fixé de façon isolée sur les bras-supports 6„ les culasses magnétiques 7 peuvent se déplacer librement dans le sens vertical le long du rail de réaction 5, de sorte qu'elles ne sont pas soumises à des forces de sustentation, 40 mais seulement à des forces d'entraînement,de freinage et de 39 06032 4 2003320 guidage latérale le véhicule constitue un pendule virtuel qui peut exécuter un mouvement pendulaire vers l'extérieur autour de l'axe A de l'articulation 10 dans des courbes. Il prend alors par rap-5 port à la voie un angle d'inclinaison a, qui est déterminé par la formule : ? . F v tg a = = -gj- formule dans laquelle P représente le poids du véhicule appliqué P v -^q à soh centre de gravité, P » — represente la force centrifuge, v la vitesse, g 1'accflération de la pesanteur et r le rayon de la courbe. Dans des courbes de rayon particulièrement réduit, la voie inférieure peut être élargie en forme d'arc sur le côté extérieur par une rangée supplémentaire de blocs rnagné-15 tiques 17. le rail de réaction peut être protégé par un toit 14 contre la neige, la glace, etc. Pour le transport, la manoeuvre ou pour de courts parcours dans des villes, on peut éventuellement prévoir des mé-20 canismes auxiliaires de roulement 15 du type escamotable, comportant des roues pivotantes à guidage. Il est également possible d'utiliser une variante de véhicule qui soit entraînée, freinée et guidée par le moteur linéaire à induction placé à la partie supérieure et qui puisse rouler sur des rails normaux 16 de 25 chemin de fer ou également sur des voies lisses en béton. Sur ces parcours, il n'est pas nécessaire de prévoir des aimants 1. Sur la figure 2, on a représenté un véhicule supporté pouvant pivoter latéralement, évoluant sur une voie avec sustan-tation par des appuis pneumatiques ou coussins d'air 18. Dans ce 30 cas, la voie est formée par une bande de béton incurvée en forme d'arc de cercle et présentant une surface lisse 19. le véhicule 4 comporte à sa partie inférieure des sabots de glissement 22 incurvés qui sont maintenus dans leur position par des jupes flexibles 20 et par des amortisseurs élastiques 21. Sur leur pé-35 riphérie, les sabots 22 portent des tuyères ou trompes dirigées vers l'intérieur et établissant d'une manière connue le coussin d'air comprimé 18 qui assure la sustentation du véhicule. L'air comprimé est produit par un ventilateur électrique 13 placé à l'intérieur du véhicule. 40 Le moteur linéaire à induction est d'un principe i- dentique à celui de la figure 1, et il se compose du rail de 69 06082 5 2003320 réaction 24 en forme de T, des culasses magnétiques 7» des bobines d'induction 8 et du carter 25. Le carter 25 et par conséquent le véhicule 4 sont guidés par des galets 26 qui roulent le long de bandes d'alimentation en courant, collées de façon iso-5 lée sur le rail de réaction 24. Les côtés extérieurs du carter 25 présentent une courbure cylindrique et ils constituent entre les bras d'articulation 27 une articulation dont l'axe A est situé à un niveau aussi élevé que possible dans le plan médian vertical du rail de 10 réaction 24. Le véhicule peut exécuter un mouvement de pendule ou de pivotement latéral autour de cet axe A dans des courbes. Pour transmettre les forces d'entraînement ou de freinage, on prévoit en avant et en arrière des bras d'articulation, des galets de pression 28 ou des sabots glissants simi-15 laires qui n'empêchent pas le mouvement de pivotement du véhicule. A la place de galets de pression, on pourrait également prévoir des rainures incurvées ou des dents sur les surfaces d'articulation du carter 25 et des bras d'articulation 27 en vue de transmettre les efforts longitudinaux. 20 En principe, les fonctions des articulations pendu laires des deux véhicules des figures 1 et 2 sont les mêmes* L'exemple de la figure 2 permet de plaoer aussi haut que possible l'axe de pendule A» Le rail de réaction 24 peut être fixé sur les supports 37 en forme d'étrier qui sont également utili-25 sables dans des tunnels* Le train de la figure 3 est un train suspendu utilisant fondamentalement les mômes éléments que les trains supportés* Le rail porteur est situé dans ce cas au-dessus du 30 véhicule 4 et il se composa d'un rail 29 en I, en métal léger conducteur, porté par des bras 6. Des blocs magnétiques 31 bombés vers le haut sont encastrés dans sa partie supérieure. La branche verticale inférieure 32 du rail en T sert de rail de réaction. Les aimants antagonistes 30 sont portés par des flè-35 ches inourvées 33 auxquelles est suspendu le véhicule 4. Les parties du moteur linéaire à induction sont les mêmes que dans les exemples précédents, à savoir les culasses magnétiques 7» les bobines d'induction 8 et le carter 25 formant la partie intérieure de l'articulation. Les bra.s extérieurs 27 de l'articu-40 lation pendulaire sont pourvus d'appuis propres 34 ou bien ils 69 06082 6 2003320 s'appuient contre les flèches 33« Le guidage du véhicule est également assuré par des galets 26 de prise de courante Les forces à*entraînement ou de freinage sont trans-5 mises par les galets de pression 28 du carter 25 au véhicule 4» Pour des parcours assez courts à franchir en marche lente et pour le passage d'aiguillages dans des villes ou tien pour la manoeuvre, le véhicule peut rouler en tant que véhicule supporté sur des roues auxiliaires pivotantes à guidage. Sur 10 ces parcours, on peut supprimer les blocs magnétiques 31 de sustentation» La voie peut être formée de rails 36 en U qui peuvent être posés au centre entre des rails normaux de chemin de fer et qui peuvent également être facilement munis d'aiguillages. Le train suspendu de la figure 3 peut être parfaite-15 ment protégé par un toit 14 dans des pays oii risquent de se produire de fortes chutes de neige, une formation de glace, des tempêtes de sable,. etc0 Egalement, on peut éviter une collision avec des oiseaux de grande taille du fait que ceux-ci se posent plutôt sur le toit protecteur qu'en dessous*, En tant que train 20 supporté, il peut être facilement équipé des installations de signalisation connues de façon à obtenir une bonne sécurité de marche en cas de brouillard et dans l'obscurité» 69 06082 v 2003320 REVENDICATIONS lo Train du type suspendu ou supporté, à sustentation par des appuis pneumatiques ou magnétiques évoluant sur une voie, entraîné et freine par des moteurs linéaires à induction, 5 caractérisé par le fait que le véhicule s'appuie sans contact sur une voie ou un rail à profil en forme d'arc de cercle et peut pivoter latéralement; autour d'un axe de pendule virtuel situé au-dessus du véhicule et orienté dans le sens de la marche, que l'axe de pendule est l'axe d'une articulation qui est guidée 10 latéralement, en même temps que les parties d'entraînement ou de freinage du moteur linéaire à induction , par le rail vertical de réaction du moteur linéaire d'induction, à l'aide de sa"bots ou de galets, mais qui n'est pas supportée verticalement, et que le centre de gravité du véhicule est situé en dessous de 15 l'axe de pendule„ 2. Train suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les sabots ou galets de guidage servent simultanément d'organes de prise de courant qui sont appliqués avec une faible pression contre des revêtements conducteurs, résistant à 20 l'usure et rapportés de façon isolée sur le rail de réaction. 3. Train suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est muni de roues auxiliaires à guidage montées élastiquement et éventuellement escamotables, qui permettent un passage occasionnel et un roulement sur des rails 25 normaux de chemin de fer ou sur des rails auxiliaires. 4» Train suivant les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est protégé par un toit en tôle ou par une paroi complète en forme de tunnel® 5. Train suivant les revendications 1 à 4, carao-30 térisé par le fait que la voie à profil incurvé est élargie latéralement dans des courbes de rayons réduits, en correspondance aux parties du véhicule, pivotant latéralement sur la voie. 6o Train suivant les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que des sabots de frein supplémentaires connus 55 sont appliqués contre le rail de réaction ou contre la voie.