Brevet FR2691692A1 — publié le 19931203

La présente invention concerne le domaine des systèmes de transport comprenant des véhicules roulant sur des rails et tractés par un câble, entre des stations, par des pinces débrayables. Les premières utilisations de véhicules tractés par cable sont très anciennes, tant pour le transport de matières (dans les mines en particulier) que celui des passagers (funiculaire-de Montmartre, "cable car" de San Francisco). Plus précisément, la présente invention s'applique aux systèmes de transport connus du type représenté sur la figure 1 annexée comprenant: au moins un câble principal d'entraînement 10 entraîné à vitesse rapide et continue (typiquement de l'ordre de 20 km/h) entre des stations Si, 52, une pluralité de véhicules 20 comportant des pinces aptes à embrayer/débrayer sur le câble principal d'entraînement 10, pour permettre le déplacement des véhicules entre les stations Si, 52, et au niveau de chaque station Si, 52: à l'arrivée en station, des moyens aptes à commander les pinces à l'ouverture pour débrayer les véhicules 20 du câble principal d'entraînement 10, et des moyens 30 aptes à ralentir les véhicules 20 jusqu'à une vitesse lente (typiquement lkm/h) ou un arrêt pour permettre l'embarquement et/ou le débarquement des passagers, et au départ de la station, des moyens 40 aptes à accélérer les véhicules 20 au moins sensiblement jusqu'à la vitesse du câble principal d'entraînement 10, et des moyens aptes à provoquer la fermeture des pinces pour commander l'embrayage des véhicules 20 sur le câble principal d'entraînement 10. Les systèmes de transport du type précité ont donné lieu à une littérature très abondante et à de longues recherches Ils présentent en effet une qualité essentielle Grâce à des intervalles courts entre véhicules (typiquement de 15 S à 40 s), ils suppriment pratiquement l'attente des passagers. On a proposé par exemple dans le document US-A- 3871303 de réaliser les moyens 30 de décélération et les moyens 40 d'accélération sous forme de câbles secondaires d'entraînement entraînés à vitesse variable Plus précisément, le cable secondaire formant les moyens de décélération 30 doit être entraîné entre la vitesse du câble principal d'entraînement 10 et une vitesse lente ou un arrêt tandis que le cable secondaire formant les moyens d'accélération 40 doit être entraîné entre la vitesse lente ou l'arrêt et la vitesse du câble principal d'entraînement 10 selon le document précité A cette fin, le document US-A-3871303 propose de munir chaque véhicule d'au moins deux pinces du type représenté sur la figure 2 annexée, aptes à embrayer/débrayer respectivement sur le câble principal d'entraînement 10 et l'un des câbles secondaires d'entraînement. Les pinces du type représenté sur la figure 2 sont conçues, comme pour les télécabines, pour assurer un serrage sur le câble associé, avec une force suffisante pour éviter tout glissement des véhicules 20 par rapport au câble, à leur charge maximum. La pince 50 représentée sur la figure 2 annexée comprend deux mâchoires 51, 52, articulées autour d'un axe 54 sur un chassis 53 Les mâchoires 51, 52 sont sollicitées à la fermeture sur un câble 60 associé, comme représenté en traits mixtes interrompus sur la figure 2, par un ressort 55 schématiquement illustré sur cette figure. Toutefois, chaque mâchoire 51, 52 est équipée d'un galet 56, 57 apte à rouler sur une câme au sol 70, 71. Comme représenté sur la figure 2, les mâchoires 51, 52 sont déplacées en position d'ouverture lorsque les galets 56, 57 roulent sur les câmes 70, 71. On a également proposé des variantes de pinces comprenant une mâchoire fixe et une seule mâchoire mobile sollicitée à la fermeture par un ressort. Le véhicule 20 est débrayé du câble 60 en position d'ouverture des mâchoires 51, 52 Inversement, le véhicule est embrayé sur le câble 60, sans possibilité de glissement par rapport à celui-ci en position de fermeture des mâchoires 51, 52. On comprend par conséquent que l'embrayage sur le câble, provoqué par la fermeture des mâchoires 51, 52 est instantané. La sécurité des passagers transportés dans les véhicules 20 impose de ce fait un synchronisme de vitesse rigoureux entre le véhicule et le cable, lors de la manoeuvre d'embrayage, pour rendre ces systèmes acceptables en pratique. Cette condition peut être remplie dans un système de transport à télécabines suspendues dans la mesure o celles-ci peuvent absorber une différence de vitesse avec un câble d'entraînement lors de l'embrayage sur ce câble, en se balançant en mouvement pendulaire. Toutefois, les pinces à embrayage instantané ne donnent pas satisfaction pour des véhicules non suspendus roulant sur rail du fait qu'un mouvement pendulaire est alors interdit. Pour cette raison, dans la pratique, les systèmes de transport comprenant des moyens d'accélération/décélération à câble entraînés à vitesse variable et comprenant des pinces à embrayage instantané n'ont pas donné lieu à réalisation industrielle dans des applications à véhicules roulant sur rail, bien que ces systèmes aient été longuement décrits dans la littérature et aient fait l'objet de recherches approfondies Les réalisations industrielles de systèmes de transport comprenant des véhicules avec des pinces à embrayage instantané ont en effet, jusqu'à présent, été limitées à: des systèmes avec véhicules suspendus embrayant sur des câbles en mouvement, des systèmes avec véhicules roulant sur rail embrayant sur des câbles à l'arrêt. Pour résoudre la difficulté de l'embrayage sur un câble en mouvement d'un véhicule roulant sur rail, le Demandeur a jusqu'ici utilisé des pinces dites à embrayage progressif, telles que décrites par exemple dans le document FR-A-2 475 485. Ces pinces dites à embrayage progressif sont adaptées pour accepter un déplacement relatif parallèle au câble, entre la pince et le câble au moment dé son embrayage sur le câble, et réaliser tout ou partie de l'accélération et de la décélération du véhicule Comme indiqué dans le document FR-A-2475485, ces pinces à embrayage progressif ont permis de s'affranchir de la contrainte de synchronisme de vitesse à l'embrayage des véhicules et de supprimer les moyens d'accélération/décélération à vitesse variable tels que décrits par exemple dans le document US-A-3871303, en les remplaçant par des ensembles accélérateur/décélérateur entraînés à vitesse constante, comme décrits par exemple dans le document FR-A-2453064. Le déposant a réalisé lui-même des installations comprenant des accélérateur/décélérateur formés de bandes entraînées à vitesse constante sur lesquelles reposent des roues portées par les véhicules Pour limiter la valeur de 1 'accélération du véhicule due à la pince à embrayage progressif, lorsque ce véhicule passe de la vitesse de la bande d'accélération à la vitesse du câble principal d'entraînement, la pince à embrayage progressif a été perfectionnée, avec un serrage en deux temps, décrit dans le document FR-A-2 591 548. Ces installations ont déjà rendu de grands services. Toutefois, elles ont fait également l'objet de certaines critiques quant au confort pour les passagers. En effet, les perfectionnements de la pince décrits dans le document FRA-2 591 548 permettent de maîtriser la valeur de l'accélération due à la pince à embrayage progressif, mais les variations d'accélération (secousse, exprimée en m/s 3) en début et fin d'accélération sont relativement brutales Ces secouses sont d'autant plus mal perçues qu'elles se produisent, en fonctionnement normal, à chaque fois qu'un véhicule quitte une station. La présente invention a maintenant pour but de proposer un nouveau système de transport qui soit à la fois aussi sûr, plus confortable et plus simple, que les systèmes de transport antérieurs connus. Ces buts sont atteints selon la présente invention grâce à un système de transport du type décrit dans le préambule, dans lequel chaque véhicule comprend au moins une pince à embrayage progressif à friction directe sur un câble associé, et les moyens accélérateur/décélérateur sont entraînés par des moyens à vitesse variable pilotés pour assurer le confort des passagers pendant les phases d'accélération/décélération des véhicules et limiter la différence de vitesse entre un véhicule et le câble associé lors de l'embrayage sur celui- ci de ladite pince à embrayage progressif. Comme on le comprendra mieux par la suite, l'invention permet de simplifier la structure de la pince et d'améliorer le confort des passagers en revenant sur la démarche suivie par l'homme de l'art depuis une dizaine d'années. En effet, le confort des passagers pendant les phases d'accélération/décélération des véhicules et le synchronisme de vitesse sont assurés par les moyens à vitesse variable, la pince à embrayage progressif n'étant prévue que pour garantir la sécurité des passagers en cas de défaut de synchronisme de vitesse, ce qui se produit très rarement. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés-à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: la figure 1 précédemment décrite représente une vue générale schématique d'un système de transport conforme à l'état de la technique, la figure 2 précédemment décrite représente schématiquement une pince à embrayage instantané conforme à l'état de la techique, la figure 3 représente une vue schématique de dessus du chassis inférieur d'un véhicule conforme à la présente invention, la figure 4 représente une vue schématique en coupe axiale verticale longitudinale du chassis inférieur selon le plan de coupe référencé IV-IV sur la figure 3, la figure 5 représente une vue en coupe verticale transversale du chassis inférieur selon le plan de coupe référencé V-V sur les figures 3 et 4, la figure 6 représente une vue schématique en coupe horizontale du chassis supérieur d'un véhicule conforme à la présente invention, et la figure 7 représente une vue verticale longitudinale du chassis supérieur d'un véhicule conforme à la présente invention illustrant un système de pesage commandant les pinces conforme à la présente invention. D'une façon générale, le système de transport de la présente invention est conforme aux dispositions représentées sur la figure 1 annexée Toutefois, il peut comprendre un nombre quelconque de stations terminales ou intermédiaires Par ailleurs, il n'est pas limité à des voies rectilignes et peut comprendre des tronçons courbes de voie. Les véhicules conformes à la présente invention se composent essentiellement d'un chassis supérieur 100 prévu pour accueillir les passagers et d'un chassis inférieur qui porte au moins une structure de pince à embrayage progressif et des roues support d'axe horizontal ainsi que des galets de guidage d'axe vertical en contact avec des rails. On aperçoit sur les figures 3 et 4 quatre roues 202, 204, 206 et 208 d'axe horizontal qui reposent sur des rails 300, 302. On aperçoit par ailleurs sur la figure 5 quatre galets 210, 212, 214, 216, d'axe vertical qui roulent sur le rail 300, respectivement de part et d'autre de celui- ci. Le chassis supérieur 100 est suspendu au chassis inférieur 200 par quatre tirants 248, 250 et des amortisseurs 102, 104, 106 et 108 visibles sur les figures 6 et 7 Des butées 110 et 112 limitent le déplacement relatif longitudinal entre le chassis supérieur 100 et le chassis inférieur 200 De même des butées 114, 116, 118 et limitent le déplacement relatif transversal entre le chassis supérieur 100 et le chassis inférieur 200. Comme indiqué précédemment, le chassis inférieur est muni d'au moins une pince à embrayage progressif. Plus précisément, de préférence, le chassis inférieur 200 est muni de deux pinces à embrayage progressif 220 et 230 comme représenté sur la figure 5 Ces pinces 220 et 230 sont accessibles sous la structure du chassis inférieur pour coopérer respectivement avec un câble d'entraînement principal 10 et un câble d'entraînement secondaire 80 utilisé pour assurer l'accélération ou la décélération des véhicules 20. En l'espèce chaque pince 220 et 230 comprend une machoire fixe 222, 232 et une machoire mobile 224, 234 articulée sur la machoire fixe autour d'un axe horizontal. La machoire mobile 224, 234 est sollicitée vers une position de fermeture dans laquelle les deux mâchoires 222 et 224, respectivement 232 et 234, serrent le câble , respectivement 80, par des moyens de commande générant une force de serrage compatible avec un déplacement relatif entre la pince et le câble au moment de l'embrayage sur le câble lorsqu'il existe une différence de vitesse significative entre le véhicule et le câble. La machoire mobile 224, 234, peut être sollicitée à l'ouverture, de façon connue en soi, par une came au sol Pour cela de préférence, chaque machoire mobile 224, 234, comprend un galet 226, 236, apte à rouler sur ladite came. Les pinces à embrayage progressif décrites dans le document FR-A-2475485 comprennent des galets freinés pourvus de garniture interne de friction. En l'espèce, les pinces 220, 230, sont à friction directe sur le câble, c'est-à-dire qu'elles sont munies de mors qui frottent sur les câbles 10, 80 en cas de déplacement relatif pince/câble. En cas de déplacement relatif entre le véhicule et le câble en position de fermeture de la pince, la force longitudinale exercée sur la pince est proportionnelle à la force transversale de serrage, le coefficient de proportionnalité étant défini par le coefficient de frottement entre les mors des machoires et le câble La matière des mors et leur forme sont prévues pour limiter l'usure du câble et la tolérance du coefficient de frottement. La force longitudinale exercée sur la pince conduit à une accélération qui dépend de la masse du véhicule. Dans le cadre de la présente invention les moyens de commande sont avantageusement adaptés pour générer une force de serrage comprise entre le minimum correspondant à une accélération de l'ordre de 2 m/s 2 permettant, par exemple, de vaincre une pente de 10 %, un vent frontal équivalent à une pente de 8 % et les forces de frottement des roulements équivalentes à une pente de 2 % Le maximum de la force de serrage admissible est défini par l'accélération maximale acceptable pour la sécurité des passagers Cette accélération est typiquement inférieure à 4 m/s 2, très avantageusement de l'ordre de 2,5 m/s 2. Dans le cadre de la présente invention, les pinces sont de préférence commandées à cet effet par un système de pesage sensible à la masse du véhicule. On distingue sur les figures un tel système de pesage comprenant: quatre leviers 240, 242, 244, 246, articulés sur le chassis inférieur 200, plus précisément sur des poutres 260 de celui-ci, autour d'axes horizontaux, quatre tirants 248, 250, reliés d'une part à des pieds de bas de caisse 130, 132, 134, 136, du chassis supérieur et d'autre part à une extrémité de ces leviers 240, 242, 244, 246, quatre câbles 140, 142, 144, 146, ou équivalents, tels que des chaines reliés entre une seconde extrémité de ces leviers 240, 242, 244, 246, et un arbre horizontal 148 formant bobine de pesage, et un palonnier 150 relié par un barreau 152 à la bobine de pesage 148 et qui agit sur les mâchoires mobiles 224, 234, des pinces 220, 230. Cette structure de pesage qui permet d'exercer sur les pinces une force proportionnelle est essentiellement conforme aux dispositions décrites dans le document FR-A-2 475 485 Pour cette raison la structure de pesage représentée sur les figures annexées ne sera pas décrite plus en détail par la suite. On notera également que les pieds de bas de caisse , 132, 134, 136, sont munis chacun d'un patin d'arrêt d'urgence 160, 162 En cas de rapprochement non acceptable de deux véhicules entrainant un risque de collision, en raison du glissement relatif autorisé pince/câble, il est en effet prévu selon la présente invention d'abaisser le chassis supérieur sur la voie, par exemple par débrayage du système de pesage, de sorte que les patins 160, 162, viennent reposer sur les rails 300, 302, et assurent ainsi un freinage d'urgence. Là encore cette disposition de freinage d'urgence a été évoquée dans le document FR-A-2589417 Elle ne sera donc pas décrite plus en détail par la suite. Les pinces 220, 230, à embrayage progressif et à friction directe sur le câble peuvent être utilisées pour le serrage des câbles secondaires d'accélération et de décélération et/ou pour le serrage du câble principal d'entraînement. On notera que, contrairement à la pince décrite dans le document FR-A-2 591 548, les pinces à embrayage progressif conformes à la présente invention sont de structure très simple et peu encombrante, comme on le voit par exemple à l'examen de la figure 5 Ainsi, la présente invention permet aisément l'implantation, sous le chassis inférieur 200, de deux pinces aptes à coopérer respectivement avec le câble d'entraînement principal 10 et les câbles secondaires accélérateur/décélérateur 80. Par ailleurs comme indiqué précédemment selon la présente invention les câbles 80 utilisés pour assurer l'accélération 40 ou la décélération 30 sont entraînés à vitesse variable. Plus précisément le câble assurant l'accélération est entrainé entre une vitesse lente voire nulle lors de l'embrayage d'un véhicule sur ce câble et une vitesse il rapide égale à la vitesse du câble principal d'entraînement, lors du débrayage du câble d'accélération et de l'embrayage sur le câble principal d'entrainement. Inversement le câble assurant la décélération est entrainé entre une vitesse rapide égale à la vitesse du câble principal d'entraînement, lors de l'embrayage sur le câble de décélération et du débrayage du câble principal d'entraînement et une vitesse lente voire nulle. En fonctionnement normal, les câbles accélérateur et décélérateur 80 assurent intégralement les variations requises de vitesse des véhicules 20 Les pinces 220 et 230 par conséquent ne subissent aucun glissement relatif par rapport aux câbles associés Toutefois en cas de défaut se traduisant par une différence de vitesse loirs de l'embrayage sur un câble, les pinces à embrayage progressif conformes à la présente invention permettent de limiter les accélérations subies par les véhicules à des valeurs compatibles avec la sécurité des passagers transportés. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1 Système de transport du type comprenant: au moins un câble principal d'entraînement ( 10) entraîné à vitesse rapide et continue entre des stations (Si, 52), une pluralité de véhicules ( 20) roulant sur des rails et comportant des pinces aptes à embrayer/débrayer sur le câble principal d'entraînement ( 10), pour permettre le déplacement des véhicules entre les stations (Si, 52), et au niveau de chaque station (Si, 52): à l'arrivée en station, des moyens aptes à commander les pinces à l'ouverture pour débrayer les véhicules ( 20) du câble principal d'entraînement ( 10), et des moyens ( 30 > aptes à ralentir les véhicules ( 20) jusqu'à une vitesse lente ou un arrêt pour permettre l'embarquement et/ou le débarquement des passagers, et au départ de la station, des moyens ( 40) aptes à accélérer les véhicules ( 20) au moins sensiblement jusqu'à la vitesse du câble principal d'entraînement ( 10), et des moyens aptes à provoquer la fermeture des pinces pour commander l'embrayage des véhicules ( 20) sur le câble principal d'entraînement ( 10), caractérisé par le fait que chaque véhicule ( 20) comprend au moins une pince à embrayage progressif ( 220, 230) à friction directe sur un câble associé, et les moyens accélérateur/décélérateur ( 30,40) sont entraînés par des moyens à vitesse variable pilotés pour assurer le confort des passagers pendant les phases d'accélération/décélération des véhicules et limiter la différence de vitesse entre un véhicule ( 20) et le câble associé ( 10, 80) lors de l'embrayage sur celui-ci de ladite pince à embrayage progressif ( 220,230). 2 Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque véhicule ( 20) est équipé d'un système de freinage d'urgence. 3 Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque véhicule est équipé de patins d'arrêt d'urgence ( 160, 162) et de moyens aptes à abaisser le chassis supérieur du véhicule sur la voie, sur demande. 4 Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens de commande de chaque pince à embrayage progressif sont adaptés pour générer une force de serrage correspondant à une accélération du véhicule comprise entre une valeur minimale de l'ordre de 2 m/s 2 et une valeur maximale au plus égale à 4 m/s 2. Système selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la valeur maximale de l'accélération est de l'ordre de 2,5 m/s 2. 6 Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les moyens de commande de chaque pince à embrayage progressif comprennent un système de pesage sensible à la masse du véhicule. 7 Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le système de pesage comprend des câbles ou équivalents ( 140, 142, 144, 146) reliés à un chassis supérieur ( 100) du véhicule suspendu à un chassis inférieur ( 200) et reliés à un palonnier ( 150) agissant sur au moins une machoire mobile ( 224, 234) de chaque pince. 8 Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les mâchoires des pinces ( 220, 230) sont munies de mors dont la matière et la forme sont prévues pour limiter l'usure du câble et la tolérance du coefficient de frottement mors/câble. 9 Système selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend une pince à embrayage progressif ( 230) à friction directe apte à embrayer avec un câble accélérateur ( 80) entraîné à vitesse variable et successivement un câble décélérateur ( 80) entraîné à vitesse variable. Système selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend une pince à embrayage progressif ( 220) à friction directe apte à embrayer avec un câble d'entraînement principal ( 10).