Brevet FR2611632A1 — publié le 19880909

La présente invention concerne un chariot mobile roulant, guidé par un monorail et mû par le vent à l'aide de voiles Le monorail a un profil en T inversé selon la figure 5. Les surfaces utilisées au roulement sont: la surface horizontale supérieure (h), servant à l'appui horizontal et les surfaces verticales (v1) (v2) servant à l'appui et au guidage vertical du chariot. Selon la figure 1, le chariot à voiles est composé de 3 modules, un module central (mc) et deux modules d'extrémité (ml) et (m2), solidaires les uns des autres par des liaisons articulées (cl). Chaque module comporte 4 sièges (si) disposés selon la figure 2 et pouvant chacun recevoir un passager. Chacun des modules selon la figure 2 est composé d'un caisson central (cc) contenant le pied de mât auquel s'attachent les poutres-corps (pc) et les poutres-jambes (pj). A l'extrémité des poutres-corps s'articule un caisson de liaison (cl) supportant deux poutres de guidage (pg), figure 3. Le module central (mc), figure 1, comporte un double pédalier de frein (dol, figure 2, disposé symétriquement par rapport au corps central. Sous les caissons d'extrémité (ce), un système de sécurité (sf) permet un freinage d'urgence automatique. Les figures 16 et 17 représentent les poutres-jambes (pj), celles ci sont réalisées en cornières d'acier soudées. Elle sont boulonnées au caisson-central (cc), et reçoivent à leur extrémité les moyeux (ma) de roues pneumatiques (ra) servant d'appui horizontal. Toutes sont munies de freins à disque (fd) à commande hydraulique. Les figures 12 13 14 et 15 représentent les poutres corps (pc), celles-ci sont constituées de cornières en acier soudées. Elles sont boulonnées à une extrémité sur le caissoncentral (cc), pièce définie par les figures 21 22 et 23 et de l'autre boulonnées d'une manière particulière sur le caisson de liaison (cl), élément représenté par les figures 25 26 et 27 ou le caisson d'extrémité (cc) représenté sur les figures 29 et 30. Le caisson-central, figure 24, est constitué d'un boitier (cc6) de tôle en acier soudée à l'intérieur duquel sont disposées des nervures soudées (cc7) le rendant indéformable aux contraintes qu'il subit de la part des différentes poutres et du mât fixés sur lui. Un tube (cc4) sert de fourreau au mat. II est monté sur roulement à billes (cc9) pour les contraintes latérales, et sur un roulement à rouleaux (cc8) pour supporter les contraintes axiales et latérales. Le tube, dans sa partie supérieure est renforcé de nervures soudées(ccS). le tubefourreau tourne autour d'un axe vertical entrainé par le mât. Le mât n'est pas haubanné, la bôme entraîne le mât dans sa rotation. Le caisson de liaison selon la figure 28 permet une liaison souple entre les modules adjacents. Le caisson de liaison reçoit par boulonnage, de part et d'autre, l'extrémité d'une poutre-corps, (figure 14): - quatre boulons dans les alésages (cul) (cl2) (cl3) et (cl4) de la figure 25 fixent la plaque en tôle d'acier (cl 10), figure 28. sur la poutre-corps selon la figure 14. - quatre boulons traversent les alésages (cl5) (cl6) (cl7) et (cl8) de la contreplaque (c112) et les alésages (cuis) (cl6) (cl7) et (cl8) de la plaque (c110) selon la figure 28. Entre la plaque et la contre-plaque, maintenues par des chambrages (c118), des rondelles BELLEVILLES (c113) sont montées sur les boulons pour assurer une liaison souple. La compression de ces ressorts par les boulons est réglable. Un écart de 5 MM environ entre plaque et contreplaque est nécessaire pour assurer une certaine liberté de mouvement, celle-ci sera étudiée plus loin. Après réglage, les boulons de compression sont freinés. Pour suivre un éventuel gauchissement de la surface d'appui (h), un degré de liberté, selon la figure 9, autour de l'axe longitudinal de deux modules contigus, est nécessaire. les plans horizontaux de référence de chacun des modules faisant entre eux un angle (rai). Cette fonction est assurée par des roulements coniques (cIl 1) qui guident la rotation de l'axe horizontal (cl9), figure 28, dans l'axe de la contreplaque (c112), figure 28. Selon la figure 8, le passage de courbes est assuré par un degré de liberté en rotation autour des axes normaux à la surface d'appui (h) et passant par les caissons de liaison (cl), les plans verticaux longitudinaux de référence de chacun des modules faisant alors un angle (rvi). Pour un module, les points de contact des deux roues (rg) en appui sur la surface (v1) ou (v2) déterminent une trajectoire aux roues (ra). Le module étant parfaitement symétrique, les axes des roues (ra) sont sur la droite médiatrice du segment joignant les deux axes des roues (rg) en contact avec la surface (v1) ou (v2). Cette propriété permet d'assurer que dans une courbe aux variations de rayon faibles par rapport à la longeur d'un module, I'axe des roues d'appuis (ra) est pratiquement confondu avec le rayon de la courbe à franchir.La trajectoire courbe imposée anx roues (ra) par les roues de guidage (rg) en appui sur la surface (v1) ou (v2) est quasiment identique à la trajectoire de roulement naturelle des roues (ra) et permet, sans riper, un passage correct des courbes à faible évolution. Cette fonction est assurée par deux roulements à billes (c114) et (c115) montés dans des boitiers (c116) et (c117), liés au caisson, et qui reçoivent un axe vertical (c119) solidaire de la plaque (cl20) et contre-plaque (c121) se fixant à l'autre module. Selon la figure 10, le passage des variations de pente est assuré par le degré de liberté en rotation autour de l'axe transversal au module et passant par le caisson de liaison. Les plans horizontaux de référence de chacun des modules faisant alors entre eux un angle (rht). Dans le plan vertical, I'inclinaison d'un module par rapport aux modules adjacents ne peut être assuré que par la compression des rondelles BELLEVILLE (modèle déposé), aucun degré de liberté n'assurant cette fonction. La raideur au fléchissement dans le plan vertical de deux poutres-corps liés au caisson de liaison est proportionnelle à la fermeture de l'angle que font les axes longitudinaux entre-cux. Au repos, à l'équilibre, et sur une pente constante, les trois modules ont leur axe longitudinal dans le même plan par un répartition de charge équilibrée. Les ressorts sont précontraints et subissent des efforts qui s'équilibrent. Une modification géométrique de la surface (h) du monorail par une modification de pente ammène des variations d'angle entre les axes longitudinaux, ce qui entraine une modification des contraintes sur les ressorts. Chaque module prendra une position de contrainte minimum, un nouveau point d'équilibre sera trouvé. A une évolution de pente les modules répartissent automatiquement les efforts sur l'ensemble des ressorts des plaques et des contre-plaques, et se repartissent entre eux l'angle de variation de pente. La figure 11 fait la synthèse des mouvements possibles d'un module par rapport aux autres. Le caisson de liaison (cl), figure 28, reçoit par boulonnage les poutres de guidage. Celles-ci sont munies à leur extrémité de moyeux (mg) figure 31 et 32 supportant des roues pneumatiques (rg) en appui vertical Le chariot à voile, figure 1, se termine par un caisson d'extrémité, figures 29 et 30. Sur ce caisson sont boulonnés les poutres de guidage. figures 18 19 et 20. Par ailleurs ce caisson supporte le système de frein d'urgence dont le détail est représenté par les figures 37 38 et 39. Le dispositif de frein de sécurité, figure 38, est composé de 2 bras (sfl) et (sf2), aux extrémités desquels sont montés des galets roulants en fibres caoutchoutées (sf12) (sol3), leur axe est vertical et ils sont tangents aux surfaces (v1) et (v2) sans les toucher. Le frein de sécurité est actionné symétriquement, lorsque les roues de ce dispositif rencontrent des cales latérales (sflO) et (sfll) placées longitudinalement au rail et symétriques à l'axe du rail. Celles-ci sont maintenues à l'aide de fers plats (sf9), régulièrement espacés,en contact avec les surfaces (v1) et (v2). La pression du liquide hydraulique, et donc le freinage sur les disques de frein (fd) du module (mI) ou (m2) est proportionnel à l'épaisseur des cales, la longueur des cales détermine le secteur de la voie ou le module subit un freinage. L'ensemble est posé à cheval sur le rail, le poids de cet appareil (sf9) (sflO) et (sfll) permettant l'adhérence nécessaire à son maintien en place. Les figures 37 38 et 39 précisent la construction du frein de sécurité. Le maîtrecylindre (sf3) est boulonné à un berceau à glissières cylindriques oscillant (sf4) figure 39 solidaire d'un bras (sfl) figure 38. Les glissières cylindriques (sf7) figure 39 sont fixées à un berceau oscillant de l'autre bras (sf6) figure 38. Par ouverture des deux bras, le poussoir (sf8) figure 39, réglable par une vis et un contre-écrou (sfl4),porté par un berceau porte-poussoir (sf6), agit sur le piston du maître-cylindre (sf3 > figure 39, et met en pression le liquide de frein du circuit hydraulique. Le module est alors freiné par des freins à disque montés sur les deux moyeux de roue (ma), figure 33 et 34. L'application de la pression du liquide de frein sur le piston (rfd ou rfg), figure 33, du cylindre-récepteur, pince le disque (fd) figure 34. Les figures 35 et 36 décrivent le double-pédalier de frein. Une pédale (dfl) par un levier (df2) et par une biellette (df3) pousse le maître-cylindre (efg) ou (efd), suivant que le double frein est à gauche ou à droite, solidaire du chariot à glissières (df4). L'autre pédale fonctionne à l'identique, le chariot à glissière (df6) supportant le poussoir (df7) du piston du maitre-cylindre. L'action sur l'une ou l'autre pédale engendre une mise en pression du liquide hydraulique qui est alors utilisé dans les freins à disque (fd) figure 34 du module central (mc) figure 1. A l'extrémité de la poutrejambe, figure 16 et 17, un système permet de contrôler le bon appui horizontal sur la surface (h), figure 5. Les figures 40 et 41 décrivent le dispositif. Un maître-cylindre (ejg) ou (ejd) suivant qu'il appartient au dispositif monté sur la poutrejambe gauche ou droite, est solidaire d'un cadre en cornières d'acier (sg3) sur lequel est fixé le moyeu de roue (ma), figure 33 et 34.Ce cadre mobile (sg3) reçoit l'effort vertical vers le haut de la réaction du poids du module, diminuée de l'action résultant du couple imprimé au chariot par la force vélique appliquée à la voile. En l'absence de force autre que la gravité, le ressort (sg5) se trouve comprimé, le piston du maître-cylindre (ejd) ou (ejg) est au repos, le cadre mobile (sg3), guidé par les biellettes (sgl) et (sg2) articulées sur les axes (sg7) et (sg8), prend appui sur les butées élastiques (sg4). En présence du couple résultant de la force du vent sur la voile, le module a tendance à basculer, soulevant la roue d'où vient le vent. Celle-ci sans appui, ne contraint plus le ressort (si5) qui pousse le cadre mobile suivant le lieu géométrique défini par la rotation des biellettes (sgl) et (sg2).. Le poussoir (sg8) s'engage dans le maître-cylindre (ejg) ou (ejd) et pousse le piston. Le liquide hydraulique est alors en pression, il est utilisé par le dispositif de libération automatique d'écoute qui libère la voile. Celle-ci se met alors dans le lit du vent. Le dispositif de libération automatique de l'écoute défini par les figures 42 et 43 est composé de deux bras (esl) et(es2) figure 42 articulés respectivement sur les axes (es3) et (es4). Sur le bras (esl), un loquet (es9), articulé sur un axe (eslO) se crochette par une dent (esll) dans l'autre bras.1l peut être armé manuellement par effacement et recul à l'aide de la lumière ovale (est) et engagement de la dent (esll). Un ressort (es8) permet le maintien de l'armement. A l'inverse l'ouverture peut également être manuelle en effectuant les opérations inverses. Lorsque le piston du cylindre-recepteur (reg) ou (red) suivant qu'il est à l'avant ou à l'arrière du module, reçoit la pression du liquide hydraulique, la mâchoire composée des deux bras (esl) et (es2) s'ouvre et libère le loquet (es9). L'écoute (ec),figure 2, est alors libérée. La récupération de l'écoute est facilité par une lannière élastique (le),figure 2, liant à demeure l'écoute au pied de mât. Une extrémité de l'écoute est attachée à la bôme, elle fait une boucle en passant sur une poulie vérouillée au loquet du dispositif de libération automatique de l'écoute, elle est renvoyée à la bôme par un jeu de poulies (re), le long de la bôme,le long du mât,jusqu'au siège du pilote. Sachant que deux maîtres-cylindres ne peuvent fonctionner en parallèle, il est nécessaire de disposer d'un distributeur. Une vanne 3 voies est définie par la figure 44. Elle permet la distribution d'une pression provenant de l'un ou l'autre des maîtres-cylindres pour la distribuer sur l'ensemble des cylindres-récepteurs, conformément à la figure 46. Une came (ccl), figure 23, permet de positionner la vanne 3 voies (av2), montée sur son support (cc3), suivant le sens d'établissement de la voile et donc du vent. Ce distributeur met en communication le maître-cylindre de l'appui suceptible d'être compromis, et les dispositifs de libération automatique d'écoute montés sur le module. Sur le module central (mc), une deuxième vanne 3 voies est montée sur un support (cc2) pour être positionnée par la came (ccl). Elle distribue la pression provenant de l'un ou l'autre des maîtres-cylindres en fonction de la position de la voilevers les cylindresrécepteurs des freins de roues du module central. Les deux places au vent du module central (mc) disposent seuls des freins de ralentissement du chariot La figure 46 montre le branchement hydraulique nécessaire. Par module il n'y a qu'un seul réservoir de liquide hydraulique. (avl) et (av2) représentent les vannes 3 voies. La came (ccl) figure 23 les positionne en exemple comme l'indique les flèches. Cette position correspond à la mise en communication du maître-cylindre (efg) du frein situées aux places les plus exposées au vent, vers les cylindres-récepteurs (rfg) et (rfd) des roues. Le maître-cylindre (efd) est sans effet,elle correspond également à la mise en communication du maître-cylindre (ejg) de l'appui à assurer, vers les cylindres-récepteurs (reg) et (red) des deux dispositifs de libération automatique d'écoute Le chariot à voile ainsi décrit est plus particulièrement destiné aux activités de sport et de loisirs REVENDICATIONS 1/ Chariot à voiles guidé par un monorail caractérisé en ce qu'il est guidé par un monorail en profil en T inversé et mû par le vent. u Chariot à voiles guidé par un monorail selon la revendication 1 et caractérisé par un monorail a profil en T inversé. Les surfaces utilisées au roulement sont: la surface horizontale supérieure, servant à l'appui horizontal et les surfaces verticales servant à l'appui et au guidage vertical du chariot. 31 Chariot à voiles guidé par un monorail selon les revendications 1 et 2 et caractérisé en ce que le chariot à voiles est composé de 3 modules, un module central et deux modules d'extrémité solidaires les uns des autres par des liaisons articulées. Chaque module comporte 4 sièges pouvant chacun recevoir un passager. Chacun des modules est composé d'un caisson central contenant le pied de mât auquel s'attachent les poutres-corps et les poutres-jambes. A l'extrémité des poutres-corps s'articule un caisson de liaison supportant deux poutres de guidage. Le module central comporte un double pédalier de frein disposé symétriquement par rapport au corps central. Sous les caissons d'extrémité un système de sécurité permet un freinage d'urgence automatique. Les poutres-jambes sont réalisées en cornières. Elle sont boulonnées au caissoncentral et reçoivent à leur extrémité les moyeux de roues pneumatiques servant d'appui horizontal. Toutes sont munies de freins à disque à commande hydraulique. Les poutres corps sont constituées de cornières. Elles sont boulonnées à une extrémité sur le caisson-central et de l'autre boulonnées d'une manière particulière sur le caisson de liaison ou le caisson d'extrémité. Le caisson-central est constitué d'un boitier de tôle à l'intérieur duquel sont disposées des nervures soudées le rendant indéformable aux contraintes qu'il subit de la part des différentes poutres et du mât fixés sur lui. Un tube sert de fourreau au mât. II est monté sur roulement à billes pour les contraintes latérales, et sur un roulement à rouleaux pour supporter les contraintes axiales et latérales. Le tube, dans sa partie supérieure est renforcé de nervures soudées. le tube-fourreau tourne autour d'un axe vertical entraine par le mât. Le mât n'est pas haubanné, la bôme entraîne le mât dans sa rotation. Le caisson de liaison permet une liaison souple entre les modules adjacents. Le caisson de liaison reçoit par boulonnage, de part et d'autre, l'extrémité d'une poutre-corps. 4/ Chariot à voile guidé par un monorail selon les revendications 1 2 et 3 et caractérisé en ce que, pour suivre un éventuel gauchissement de la surface d'appui, un degré de liberté autour de l'axe longitudinal de deux modules contigus, est nécessaire. Cette fonction est assurée par des roulements coniques qui guident la rotation de l'axe horizontal dans l'axe de la contreplaque. Le passage de courbes est assuré par un degré de liberté en rotation autour des axes normaux à la surface d'appui et passant par les caissons de liaison. Pour un module, les points de contact des deux roues de guidage en appui sur la surface verticale de roulement du monorail déterminent une trajectoire aux roues d'appui. Le module étant parfaitement symétrique, les axes des roues d'appui sont sur la droite médiatrice du segment joignant les deux axes des roues de guidage en contact avec la surface verticale de roulement du monorail. Cette propriété permet d'assurer que dans une courbe aux variations de rayon faibles par rapport à la longueur d'un module, I'axe des roues d'appuis est pratiquement confondu avec le rayon de la courbe à franchir. La trajectoire courbe imposée anx roues d'appui par les roues de guidage en appui sur la surface verticale de roulement du monorail est quasiment identique à la trajectoire de roulement naturelle des roues d'appui et permet, sans riper, un passage correct des courbes à faible évolution. Cette fonction est assurée par deux roulements à billes montés dans des boitiers liés au caisson, et qui reçoivent un axe vertical solidaire de la plaque et contreplaque se fixant à l'autre module. Le passage des variations de pente est assuré par le degré de liberté en rotation autour de l'axe transversal au module et passant par le caisson de liaison. Dans le plan vertical, I'inclinaison d'un module par rapport aux modules adjacents ne peut être assuré que par la compression des rondelles BELLEVILLE (modèle déposé), aucun degré de liberté n'assurant cette fonction. La raideur au néchissement dans le plan vertical de deux poutres-corps liés au caisson de liaison est proportionnelle à la fermeture de l'angle que font les axes longitudinaux entre-eux Au repos, à l'équilibre, et sur une pente constante, les trois modules ont leur axe longitudinal dans le même plan par un répartition de charge équilibrée. Les ressorts sont précontraints et subissent des efforts qui s'équilibrent.Une modification géométrique de la surface horizontale du monorail par une modification de pente amène des variations d'angle entre les axes longitudinaux, ce qui entraine une modification des contraintes sur les ressorts. Chaque module prendra une position de contrainte minimum, un nouveau point d'équilibre sera trouvé. A une évolution de pente les modules répartissent automatiquement les efforts sur l'ensemble des ressorts des plaques et des contre-plaques, et se repartissent entre eux l'angle de variation de pente. S/Chariot à voiles guidé par un monorail selon les revendications 1 2 3 et 4 et caractérisé par un dispositif de frein de sécurité.Celuici est composé de 2 bras aux extrémités desquels sont montés des galets roulants en fibres caoutchoutées leur axe est vertical et ils sont tangents aux surfaces verticales du monorail sans les toucher. Le frein de sécurité est actionné symétriquement, lorsque les roues de ce dispositif rencontrent des cales latérales placées longitudinalement au rail et symétriques à l'axe du rail. Celles-ci sont maintenues à I'aide de fers plats, régulièrement espacés, en contact avec les surfaces verticales du monorail. La pression du liquide hydraulique, et donc le freinage sur les disques de frein du module est proportionnel à l'épaisseur des cales, la longueur des cales détermine le secteur de la voie ou le module subit un freinage. L'ensemble est posé à cheval sur le rail, le poids de cet appareil permettant l'adhérence nécessaire à son maintien en place. Par ouverture des deux bras, le poussoir réglable par une vis et un contre-écrou. porté par un berceau porte-poussoir, agit sur le piston du maître-cylindre et met en pression le liquide de frein du circuit hydraulique. 6/Chariot à voiles guidé par un monorail selon les revendications 1 2 3 4 et 5 et caractérisé en ce qu'une pédale par un levier et par une biellette pousse le maître-cylindre solidaire d'un chariot à glissières. L'autre pédale fonctionne à l'identique, un autre chariot à glissière supportant le poussoir du piston du maître-cylindre. L'action sur l'une ou l'autre pédale engendre une mise en pression du liquide hydraulique qui est alors utilisé dans les freins à disque du module central. 7/Chariot à voiles guidé par un monorail selon les revendications 1 2 3 et 4 et caractérisé en ce qu'un système permet de contrôler le bon appui horizontal sur la surface horizontale. Un maître-cylindre monté sur un dispositif de la poutre-jambe gauche ou droite, est solidaire d'un cadre en cornières sur lequel est fnsé le moyeu de roue d'appui. Ce cadre mobile reçoit l'effort vertical vers le haut de la réaction du poids du rnodule, diminuée de l'action résultant du couple imprimé au chariot par la force vélique appliquée à la voile. En l'absence de force autre que la gravité, le ressort se trouve comprimé, le piston du maitre-cylindre est au repos, le cadre mobile, guidé par des biellettes articulées sur des axes, prend appui sur des butées élastiques. En présence du couple résultant de la force du vent sur la voile, le module a tendance à basculer, soulevant la roue d'où vient le vent. Celle-ci sans appui, ne contraint plus le ressort qui pousse le cadre mobile suivant le lieu géométrique défini par la rotation des biellettes. Un poussoir s'engage dans le maître-cylindre et pousse le piston. Le liquide hydraulique est alors en pression, il est utilisé par le dispositif de libération automatique d'écoute qui libère la voile. Celle-ci se met alors dans le lit du vent. 8/Chariot à voiles guidé par un monorail selon les revendications 1 2 3 et 7 et caractérisé par un dispositif de libération automatique d'écoute. Celui-ci est composé de deux bras articulés respectivement sur des axes Sur un bras , un loquet, articulé sur un axe se crochette par une dent dans l'autre brasa peut être armé manuellement par effacement et recul à l'aide d'une lumière ovale et engagement de la dent Un ressort permet le maintien de l'armement. A l'inverse l'ouverture peut également être manuelle en effectuant les opérations inverses. Lorsque le piston du cylindre-récepteur suivant qu'il est à l'avant ou à l'arrière du module, reçoit la pression du liquide hydraulique, la mâchoire composée des deux bras s'ouvre et libère le loquet. L'écoute est alors libérée. La récupération de l'écoute est facilité par une bannière élastique liant à demeure l'écoute au pied de mât. Une extrémité de l'écoute est attachée à la bôme, elle fait une boucle en passant sur une poulie verrouillée au loquet du dispositif de libération automatique de l'écoute, elle est renvoyée à la bôme par un jeu de poulies le long de la bôme,le long du mâtJusqu'au siège du pilote. 9/Chariot à voiles guidé par un monorail selon les revendications 1 2 3 6 7 et 8 et caractérisé en ce qu'une vanne 3 voies permet la distribution d'une pression provenant de l'un ou l'autre des maîtres-cylindres pour la distribuer sur l'ensemble des cylindres-récepteurs. Une came permet de positionner la vanne 3 voies montée sur son support suivant le sens d'établissement de la voile et donc du vent. Ce distributeur met en communication le maitrecylindre de l'appui suceptible d'être compromis, et les dispositifs de libération automatique d'écoute montés sur le module. Sur le module central une deuxième vanne 3 voies est montée sur un support pour être positionnée par la came. Elle distribue la pression provenant de l'un ou l'autre des maîtrescylindres en fonction de la position de la voile, vers les cylindres-récepteurs des freins de roues du module central. Les deux places au vent du module central disposent seuls des freins de ralentissement du chariot Par module il n'y a qu'un seul réservoir de liquide hydraulique. La came les positionne. Cette position correspond à la mise en communication du maître-cylindre du frein situées aux places les plus exposées au vent, vers les cylindres-récepteurs de frein des roues. Elle correspond également à la mise en communication du maître-cylindre de l'appui à assurer, vers les cylindres-récepteurs des deux dispositifs de libération automatique d'écoute