MATÉRIEL ROULANT : VOITURES

l-ii' ■

Trolley. — DiBérents ^sternes de tPoUey. — Les trolleys aériens peuvent se diviser en deux catégories bien distinctes : 1* les trolleys à roue ; — 2** les trolleys à contact glissant. Mentionnons qu^au début de la traction électrique on employa un trolley qui avait la forme d'une navette, qui glissait à l'intérieur du fil de travail, constitué par un tube {fig. 164-165) (tramways de Royat à Clermont-Ferrand).

Fio. 164-165. —Trolley à navette.

A. TroUey à roulette. — Les trolleys à roue sont actuellement les plus employés ; ils se composent, en principe, d'une

Fio. 166. — Inclinaison de la perche du trolley.

tige de 4 mètres de longueur environ, à l'extrémité de laquelle est fixée une roulette de 12 à 13 centimètres de diamètre extérieur, avec une gorge de 1 à 2 centimètres {fig. 168-169).

DIFFÉRENTS BTSTÊVES DE TROLLEYS A ROULETTE

Fio. 167. — Trolley système Van Depœle.

FiG. 168-169. — Roulette de trolley.

FiG. 170.

Fio. 171. FiG. 172.

FiG. 170-171-172. — Disposition des ressorts.

Cette roulette est, le plus généralement, en bronze ; quelquefois la gorge est faite en graphite. C'est cette roulette qui vient prendre, par contact de friction sur le fil de travail, le courant qui est ensuite envoyé aux moteurs.

L'inclinaison moyenne de l'ensemble du trolley fait environ un angle de 30° avec la verticale [fig. 166).

La perche du trolley est habituellement en bois ou en tube d'acier à section décroissante ; elle est attachée à la toiture de la caisse de la voiture. Des ressorts, disposés de différentes façons, suivant le type du modèle employé, permettent à la

Piu. 173. — Disposition des perches de trolley de deux voilures prenant le coursai au ludiie poteauconsole.

Fio. n*. — DéUil de la base de la perche de trolley; arliculatioD permettant le pjvote-

tige d'avoir du jeu dans le plan vertical; il existe, ea principe, deux ressorts ayant chacun un but spécial : l'un qui permet le jeu latéral, l'autre qui applique la roulette contre le fil de travail. Remarquons qu'une cordelette est attachée à la roue du trolley, et pend jusqu'à portée dumécaniciea ; elle sert à replacer la roulette sur le til, quand celle-ci le quitte.

Nous donnons les dessins des trolleys les plus usités {fig. 167 à 172).

Quel que soit le type employé, nous ferons remarquer que ce genre de trolley a un jeu latéral très faible: ce qui com-

MATÉRIEL ROULANT : TROLLEYS 207

plique, en multipliant les points d'appui nécessaires, la disposition de la ligne aérienne (fil de travail), qui doit ainsi

être toujours dans l'axe de la voie suivie par le tramway. Une disposition heureuse, imaginée parM. Dickenson, pci'-

\ ROULETTE (T D'VH TROLLEY B

Pic, 176. — Ligne aérienne avec SI tendeur k prise de courant par trolley ordinaire.

met d'éviter cet inconvénient (^5-. 173-175). La tige de trolley est montée sur une sorte de genouillère {fig. 174), qui permet

& celle-ci de se déplacer dins tous les plans, de sorte que la ligne aérienne, dans leb courbes, est simplifiée, comme

l'iodiquent les figures 176 et 177 qui font facilement comprendre les avantages de trolley.

B. TroUey à contact glissant. — Le trolley h contact glissant prend généralement la forme d'un T ou d'un U renversé. Le trolley ab vient s'appliquer au-dessous du fil de travail F et prend son contact avec lui en glissant (/ig. 178).

Ce genre de trolley a été imaginé primitivement par la Sprague Electric C°, qui l'a abandonné pour employer le trolley à roulette. Cette disposition a été reprise par la maison Siemens et Halske, qui l'a appliquée dans plusieurs installations importantes ; elle lui a donné le nom d'archel, pour rappeler la façon dont ce trolley se déplace transversalement le long du fil de travail; nous donnons un peu plus loin la description du dernier dispositif adopté à ce sujet.

Le principal avantage de ce genre de trolley est de simplifier la ligne dans les courbes, en permettant au fil de travail aérien de ne pas suivre exactement l'axe de la voie du tramway.

MATÉRIEL ROULANT : TROLLEYS

wmmm^ wmm/mM

Fia. ilQ. — Principe du trolley à contact glissant.

On comprend facilement que le fil de travail peut se déplacer suivant la longueur ab de la partie en contact avec lui, de sorte que, dans une courbe à petit rayon de cour* bure, on peut diminuer les côtés du polygone dans lequel s'inscrit la courbe et, par conséquent, les points d'appui (poteaux) correspondants. Enfin, cette disposition a, en fonctionnement normal, une marche plus régulière que la roue du trolley ordinaire; c'est ainsi que Ton ne remarque pas la production des étincelles, qui ont lieu avec la

roulette ordinaire, quand la gorge de la roulette quitte momentanément le fil de travail, ou que le contact se fait par à-coup.

'Prise de courant, dite (f archet n^ système Siemens et Halske. — Comme nous le disions plus haut, la maison Siemens et Halske, qui a été Tune des premières, en Europe, à faire de la traction électrique, a adopté, pour la prise de courant sur le fil aérien, ce trolley spécial qu'elle a appelé archet.

Ce système était primitivement formé d'un fil recourbé suivant la forme de la figure 179; le contact avec le fil de travail se faisait aux points compris entre a et é; on avait ainsi une certaine marge pour le point de contact, ce qui permettait de simplifier, comme nous l'avons déjà dit, la ligne aérienne, dans les courbes, car le polygone dans lequel s'inscrivait la courbe considérée était très agrandi ; c'est ainsi que, pour réunir deux voies perpendiculaires, ce polygone n'a plus que quatre côtés ; cet avantage est notable, spécialement dans les courbes de petit rayon.

Depuis, Yarchet a subi plusieurs perfectionnements, dont le principal [fig, 179) consiste à revêtir la partie frottante ab

TRACT. ÉLECT.

d'une gaine en aluminium mn. Cette gaine présente . deux rainures rr^ dans lesquelles on place de la graisse consistante ; on lubréfie ainsi le fil de travail, et on diminue d'autant l'usure sur ce fil ; de plus, la gaine étant démontable, puisqu'elle est en deux parties serrées par des vis, on peut la remplacer facilement quand elle est usée ; cette disposition a le

Coupe de l'archet.

Fio. 179. — Prise de courant, dite « archet », système Siemens et Halske.

Fio. 180.

grand avantage de diminuer les frais d'entretien de la ligne, car c'est la gaine en aluminium qui s'use, et non plus le fil de travail. Une autre disposition, représentée par lafigure 180, est également employée ; au milieu de Tarchet se trouve une pièce aô, qui peut être facilement démontée pour être remplacée : le fil de travail t se place dans la gorge et n'en sort que dans les courbes; l'usure est ainsi encore diminuée.

Ce trolley est monté sur la toiture de la caisse de la voiture d'une façon très simple (voir la figure 158).

La tige de l'archet est montée sur une traverse //, en bois [fig, 181); deux ressorts r et 5 servent à appliquer l'archet contre le fil de travail, et un autre ressort u compense les différences de niveau de la ligne aérienne: tout l'ensemble est isolé de la toiture de la voiture par des rondelles en caoutchouc pp. Nous indiquerons, en passant, le parafoudre employé par MM. Siemens et Halske.

L'archet est réuni au moteur électrique par un fil isolé;

MATÉflIEL ROULANT : TROLLEYS 211

de même, H est réuni avec un parafoudre spécial, placé sur la toiture de la caisse.

<mà

Fio. 1S2. — Parafoudre système Siemeai et Halske.

Ce parafoudre est composé (yîy. 182} d'une boite remplie d'huile et renfermant un électro-aimant AB, à l'intérieur

duquel se meut une pif-ce en fer RR ; lo courant de décharge, arrivant en T, saute de T à R, passe dans l'électro-aimant, et

s€ brise, ou passe en m et n et, enfin, arrive à la terre; mais,, pendant ce temps, Télectro-aimant a été excité, la pièce en fer RR est attirée, et l'arc formé a été soufflé entre R et T. La Compagnie Walker a appliqué le principe de l'archet modifié {fig, 183). Le trolley adopté par cette Compagnie consiste en une fourche ABC, entre les bras de laquelle est placé un rouleau AC monté sur billes {fig, 184), qui vient iprendre le contact du fil de travail; l'usure est ainsi dimi-

Fio. 185. — Ensemble du trolley à rouleau, système Walker.

nuée par le renouvellement constant de la surface de contact. La figure 185 donne le détail et l'ensemble du montage de ce trolley.

Un autre genre de trolley à archet est celui qui se présente sous la forme d'un parallélogramme articulé, dont nous verrons une application aux locomotives électriques.

Avantage du système ^e trolley à archet sur celui à roulette. — Le système de trolley à archet a le grand avantage, sur le trolley à roulette, de ne pas

MATÉRIEL roulant: TROLLEYS

<5omcer dans les courbes. Ce fait a été mis en évidence par M. S.-L. Poster (*). En effet, soit une courbe de rayon ?% et soit xy Taxe de la voie, et par conséquent la projection horizontale du fil de travail; dans le passage en courbe, Taxe de la voiture est représenté par la droite LH, dont la longueur dépend de l'empâtement de la voiture {fig, 186). Le trolley, qui pivote en D, prend la direction DT (projec-

FiG. 18:k

tion horizontale) ; Taxe de la roue du trolley ne coïncide plus avec Taxe du fil de travail ; il se produit un coincement qui a tendance à faire sortir le fil de travail de la gorge de roulette, d'où une usure anormale.

Pour éviter cet inconvénient, la perche du trolley doit être en projection horizontale, tangente à la courbe du fil de travail : ce qui, en pratique, est impossible à réaliser avec le trolley à roulette. Cet inconvénient, assez grave, n'existe pas avec le système à archet : le fil de travail pouvant se déplacer à volonté sur une longueur déterminée

(i) The Slreet-Railway Journal, juin 1896.

qu'il est facile de calculer. En effet, dans le triangle CHD, en se reportant aux notations de la figure, on a :

La longueur b est connue : elle est égale à la moitié de Tempâtement. Soit 2b cet empâtement:

Dans le triangle CAD on a:

cP =z a^ — t^, ou d = y/ a^ ^ fi ;

en remplaçant a- par sa valeur tirée de (1), on a :

(2) d =z v^r» — 6« — fi.

Dans cette équation (2), t représentant la projection horizontale de la perche de trolley, on a, en appelant / la longueur de cette perche, et h la hauteur du fil de travail audessus de la toiture de la voiture :

t z= si fi — h^.

En remplaçant t par cette valeur dans (2), on a:

Gomme nous Tavons vu, la longueur r — d représente la différence qu'il faut rattraper pour éviter le coincement qui ferait dérailler la roue du trolley : c'est cette longueur, déterminée pour le cas le plus défavorable, qui donnera la longueur de l'archet. Si, par exemple, on a l'exemple suivant:

Emp&lement, 2b = 2 mètres ; Longueur de la perche de trolley, / = 4 mètres ; La hauteur au-dessus du toit, A = 3 mètres ; Rayon de courbure, r = 25 mètres.

MATÉRIEL roulant: FREINS 215

On a pour la valeur d :

La différence :

La longueur utile de l'archet, pour des courbes de 25 mètres dans les conditions ci-dessus, sera donc de 18 centimètres. Si les courbes étaient d'un rayon plus petit, il faudrait augmenter cette longueur, et cela d'autant plus que la ligne du fil de travail est un polygone, et non une courbe régulière. On voit donc que, à conditions égales, le trolley à roulette a grande chance de dérailler dans les courbes de faible rayon, malgré la compensation prévue par les ressorts, tandis que le trolley à archet donne toute sécurité.

Accessoires des voilures. — Freins et usinage des voitures. — Comme, dans l'exploitation des lignes à traction électrique, on a tendance à augmenter la vitesse des voitures, il faut pouvoir compter sur un freinage énergique, afin d'arrêter la voiture lancée à pleine vitesse, et cela sur une distance réduite.

On admet qu'une voiture, marchant à 12 kilomètres à l'heure, dans une ville, doit s'arrêter sur une distance égale à sa propre longueur, et cela aussi bien en pente qu'en rampe. Dans les trajets extra-urbains, une voiture lancée à 20 kilomètres à l'heure doit s'arrêter sur une longueur de 15 à 16 mètres. Pour satisfaire à ces exigences imposées par la pratique, on est obligé, en traction électrique, d'employer des freins sûrs et puissants. Pour les voitures circulant dans les grandes villes, comme à Paris, on emploie jusqu'à trois freins difl'érents sur une même voiture ;

1* Le freinage électrique, obtenu en général en renversant le courant dans les voitures;

2* Le freinage obtenu par un frein à corde, genre Lemoine.

316 TRACTION ÉliECTRIQUE

Ces deux freinages sont seuls à la disposition du conducteur-mécanicien;

3"* Le freinage à main, obtenu au moyen de sabots s'appliquant sur le bandage des roues; ce freinage peut être manœuvre de Tavant et de Tarrière de la voiture, de sorte que le receveur peut serrer le frein dans un moment critique, aidant en cela le conducteur-mécanicien qui lui en donne Tordre par un signal convenu.

On a proposé, avec raison, d'employer le frein à air comprimé. Il serait désirable que ce système entre, en France, dans la pratique courante pour les tramways, car il présente une pleine sfkurité de fonctionnement : cette qualité étant la plus intéressante et absolument indispensable pour un frein. Ce système serait surtout avantageux dans le cas de voiture remorquée: on pourrait bloquer, par une seule manœuvre et an même instant, toutes les roues en mouvement, ce qui n'existe pas actuellement, quand on emploie une voiture remorquée.

Ce système de freinage, très pratique, est employé en Amérique. Les figures 187 à 189 donnent la disposition générale des appareils, dont le principal organe est un compresseur d'air, dans lequel Tair est comprimé au moyen d'un petit moteur électrique, dont la vitesse est réglée à volonté par un rhéostat spécial et qui est alimenté par le courant du fil de travail.

L'air comprimé, emmagasiné dans un réservoir, est toujours prêt à être employé pour le fonctionnement, bien connu, des freins à air comprimé.

Le conducteur-mécanicien a seul sous la main la commande de ce frein.

Appareûs pour éviter les accidents de personne. — L'application de la traction électrique aux tramways a conduit à augmenter la vitesse moyenne de ceux-ci ; un tramway à chevaux qui marche, en ville, à 8 kilomètres à l'heure, une fois transformé eii tramway électrique, marche en moyenne à 12 kilomètres.

Il en résulte, quand la substitution est faite, un plus grand

MATÉRIEL roulant; FREINS

2i8 TRACTION ÉLECTRIQUE

nombre d'accidents de (ouïes sortes et spécialement des accidents de personnes, le public mettant un certain temps à comprendre que, la vitesse étant augmentée, il doit être plus prudent.

Pour éviter cet inconvénient qui est préjudiciable à l'exploitation des tramways électriques, au point de vue moral et matériel (indemnités à payer aux victimes], on emploie des appareils spéciaux, appelés, en Amérique, /"en^er*- (que l'on pourrait appeler parachutes protecteurs), qui se placent à l'avant de la voiture.

Le principe appliqué est à peu près le même dans les divers types d'appareils qui ont été créés, spécialement en Amérique. C'est une sorte de filet à larges mailles, supporté par un cadre métallique, monté à pivot, qui rase la surface du sol. Généralement, un pneumatique en caoutchouc borde ce cadre et amortit ainsi le choc de la personne tamponnée qui vient tomber dans ce filet, où elle ne se fait aucun mal. Cet appareil est placé à poste fixe à l'avant de la voiture. Il existe aussi des modèles de ces appareils dont le filet est dis-

simulé sous l'avant de la voilure et qui est amené en avant, par le mécanicien, quand un accident devient possible.

MATÉRIEL ROULAJST : FENDER5 219

Nous donnons, dans les ligures 190 à 192, les principaux types de ces appareils.

L'emploi de ces protecteurs a diminué, principalement en Amérique, les fortes indemnités que les accidents de personnes occasionnaient aux Compagnies exploitantes, et il est à souhaiter que l'emploi s'en généralise, dans les grandes villes où les accidents sont si fréquents.

Quoi qu'il en soit, tous les trucks de tramway électrique se terminent, à l'avant et à l'arrière, par un protège-corps qui diminue les chances d'écraser la personne qui est accidentellement tamponnée. De plus, des garde-roues empêchent les accidents latéralement.

Pour démontrer l'importance des accidents dont nous

parlions avec les tramways électriques, nous donnons une statistique (*), établie pour les villes de Minneapolis et Saint-Paul, en Amérique, pendant les mois de janvier et février 1895 et 1896 (Voir tableau, page 221).

On voit que ce système de protecteurs diminue, dans une assez grande proportion, le nombre des accidents de personnes sur l'ensemble des autres accidents, et que son utilité ne peut être contestée dans les villes encombrées.

Un autre document donne une idée de l'efficacité de ces appareils, dits « fenders ». Dans l'Etat de Massachusetls, le rapport des accidents mortels aux accidents de toute nature était de 12 pour cent, avant l'existence de ces appareils ; après l'installation des fenders, ce rapport est tombé à 1,7 pour

(1] Tkt Slreel-Railway Journal, juin 1S96.

MATERIEL ROULANT

: FENDERS

:ft

iT.

iiraqjtijaiai

inid-iuws

s![od«9uaiiiç

00 an

art

1 aivqjnjaiaj

1 in»d-ioi»s

[ Sjiodvoaai]^

rN 0

1 oiiqjnja)ai

j inBd-jaiis

I ciiodv^aaijY

•Cd

l'iox

1 aivqjnuajui

1 jnea-jai^S

» art

1 8!iodidaa]]\f

cr.