Brevet FR2601528A1 — publié le 19880115

INSTALLATION DE TRANSPORT A MOTEUR LINEAIRE EN PARTICULIER POUR VEHICULE FERROVIAIRE L'invention concerne une installation de transport, en particulier ferroviaire, dans laquelle un véhicule guidé sur une voie matérialisée par exemple par des rails, est entrainé ou freiné par un moteur électrique linéaire, dont l'un des éléments (par exemple l'inducteur) est disposé sur la voie et dont l'autre (par exemple l'induit) est monté sous le véhicule par des moyens permettant de maintenir un entrefer constant ou sensiblement constant entre les deux éléments du moteur linéaire. On connaît déjà des installations de ce type dans lesquelles l'élément du moteur linéaire monté sous le véhicule est associé à une tringlerie permettant de le déplacer en hauteur par rapport à l'autre élément, afin de commander la puissance d'entrainement ou de freinage du véhicule au moyen du moteur linéaire par variation de l'entrefer entre les deux éléments précités. Toutefois, aucun moyen n'est prévu pour assurer le maintien rigoureux de l'entrefer à une valeur choisie, malgré les oscillations du véhicule en déplacement et l'usure des roues. On connaît d'autres installations de ce type, dans lesquelles l'élément du moteur linéaire monté sous le véhicule est associé à des moyens, par exemple de sustentation magnétique, permettant de le maintenir à une distance sensiblement constante de l'autre élément posé sur la voie. Toutefois, ces moyens de sustentation sont particulièrement encombrants et s'étendent à proximité du sol, de sorte qu'ils ne peuvent être utilisés que sur des voies spécialement conçues à cet effet. L'invention a notamment pour but d'éviter ces divers inconvénients des installations connues. Elle a pour objet une installation de transport du type à moteur linéaire, qui puisse être utilisée sur une voie préexistante et notamment sur une voie ferroviaire. Elle a également pour objet une installation de ce type qui puisse être adaptée à des véhicules ferroviaires équipés de moteurs classiques, notamment pour fournir un surcroît temporaire de puissance d'entrainement au moyen du moteur linéaire, par exemple pour le démarrage-et la montée en vitesse sur une pente relativement forte. Elle propose donc à cet effet une installation de transport dans laquelle un véhicule guidé sur une voie est entrainé en déplacement ou freiné par un moteur linéaire comprenant un inducteur et un induit, l'un fixe de ces deux éléments étant posé sur la voie et l'autre mobile étant monté sur le véhicule par des moyens propres à maintenir un entrefer constant entre les deux éléments quand le moteur linéaire fonctionne, caractérisée en ce que le véhicule comprend des moyens de guidage vertical avec jeu de l'élément mobile du moteur linéaire, qui est verticalement déplaçable entre une position supérieure de repos où le moteur linéaire ne produit pas d'effet sur le véhicule et une position de travail où cet élément repose sur des moyens de guidage qui sont associés à l'élément fixe du moteur linéaire et qui sont propres à assurer un entrefer constant entre les deux éléments quand le véhicule se déplace, des moyens de levage étant prévus sur le véhicule pour déplacer l'élément mobile du moteur linéaire de sa position de travail dans sa position supérieure de repos et pour l'y maintenir, ces moyens de levage étant automatiquement désolidarisés de l'élément mobile lorsque celui-ci est dans sa position de travail. Ainsi, I'élément mobile du moteur linéaire, monté sous le véhicule, peut être relevé dans une position supérieure de repos lorsque cela est nécessaire, par exemple pour le franchissement d'aiguillages ou d'obstacles fixes se trouvant sur la voie. Il en résulte que l'installation selon l'invention peut être utilisée sur des voies préexistantes. Par contre, lorsque l'élément mobile du moteur linéaire est dans sa position de travail, il est maintenu à une distance rigoureusement constante de l'élément fixe posé sur la voie, puisqu'il repose sur des moyens de guidage associés à cet élément fixe, et est dans cette position indépendant de ses moyens de levage. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens précités de guidage vertical de l'élément mobile, qui sont associés au véhicule, comprennent des moyens de transmission au véhicule de la force d'entrainement ou de freinage produite par le moteur linéaire, et des moyens d'absorption des mouvements relatifs de faible amplitude entre le véhicule et l'élément mobile du moteur linéaire, en particulier en direction verticale. Dans sa position de travail, l'élément mobile est ainsi rendu insensible aux oscillations et à l'usure des roues du véhicule, de sorte que l'entrefer entre les deux éléments du moteur linéaire peut être maintenu rigoureusement constant. Selon les modes de réalisation de l'invention, les moyens de guidage associés à l'élément fixe du moteur linéaire peuvent comprendre des chemins de roulement disposés de part et d'autre de cet élément fixe et solidaires de celui-ci, des roues portées par l'élément mobile du moteur linéaire venant reposer sur ces chemins de roulement, ou bien ces moyens de guidage peuvent comprendre des roues montées à rotation libre autour d'axes transversaux sur cet élément fixe et sur lesquelles viennent s'appuyer les chemins de roulement montés fixement sur l'élément mobile du moteur linéaire et s'étendant parallèlement à la direction de déplacement du véhicule. Les moyens de guidage vertical de l'élément mobile sur le véhicule peuvent comprendre des glissières verticales alignées dans la direction de déplacement du véhicule et dans lesquelles sont reçus à coulissement avec jeu des montants verticaux solidaires de l'élément mobile du moteur linéaire, des éléments élastiquement déformables étant prévus pour le montage des glissières sur le véhicule. En variante, les moyens de guidage vertical de l'élément mobile du moteur linéaire comprennent un pivot vertical solidaire de l'élément mobile, monté à coulissement dans un palier à rotule solidaire du véhicule. Dans un mode de réalisation de l'invention, le moteur linéaire est du type à entrefer plat. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, ce moteur linéaire est à entrefer en U, l'induit comprennant un profilé à section en U qui vient coiffer l'inducteur, et les moyens de guidage associés à l'élément fixe du moteur linéaire comprennent des moyens de positionnement transversal de l'élément mobile par ràpport à l'élément fixe. L'invention est particulièrement applicable à une installation de transport ferroviaire, dans laquelle la voie de guidage du véhicule est formée par deux rails parallèles sur lesquels reposent les roues du véhicule, cette installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend deux moteurs linéaires parallèles par véhicule, les éléments fixes de ces moteurs étant montés entre les rails de part et d'autre de l'axe central de la voie, et leurs éléments mobiles étant montés sur le véhicule de part et d'autre de son axe longitudinal. Cette installation permet donc de respecter le gabarit ferroviaire européen, qui prévoit des systèmes de transmission d'informations montés au sol entre les rails le long de l'axe longitudinal de la voie. L'invention apparaîtera plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue schématique partielle en perspective illustrant le principe de l'invention; - la figure 2 est une vue schématique en coupe verticale axiale de l'installation de la figure 1- représentant l'élément mobile du moteur linéaire en position de repos; - la figure 3 est une vue semblable à la figure 2, représentant cet élément mobile en position de travail; - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3, représentant l'élément mobile du moteur linéaire en position de travail lorsque le diamètre des roues du véhicule a diminué par suite d'usure;; - la figure 5 est une demi-vue de gauche de l'installation de la figure 3 - la figure 6 est une vue semblable à la figure 1, mais représente schématiquement une variante de réalisation de l'invention; - les figures 7, 8 et 9 sont des vues semblables aux figures 2, 3 et 4 respectivement, mais pour cette variante de réalisation de l'invention; - les figures 10 et 11 sont des demi-vues de gauche des installations des figures 7 et 8 respectivement. On se réfère d'abord aux figures 1 à 5 dans lequelles on a représenté schématiquement une première forme de réalisation de l'invention, appliquée à une installation de transport du type ferroviaire. Dans cette installation, la voie de guidage du véhicule, dont on n'a représenté qu'un. bogie 10, comprend deux rails parallèles 12 d'un type classique, sur lesquels roulent les roues 14 du bogie. Ce bogie est par exemple du type classique à essieux et peut faire partie d'un véhicule équipé des moyens habituels d'entrainement et de freinage, et il est en outre pourvu de deux plaques longitudinales parallèles 16 montées sous le bogie 10 et formant les induits de deux moteurs linéaires parallèles, dont les inducteurs 18 sont posés sur la voie entre les rails 12 de part et d'autre de l'axe longitudinal de la voie de guidage du véhicule. Sur le dessin schématique de la figure 1, on voit que chaque induit 16 supporte quatre roues latérales 20, qui sont montées à rotation libre autour d'axes transversaux et qui reposent sur deux chemins de roulement parallèles 22 formés par les bords supérieurs des ailes verticales d'un profilé en U24 posé sur la voie, parallèlement aux rails 12 et dans lequel est reçu l'inducteur 18 du moteur linéaire correspondant. On comprend que, quand les inducteurs 18 des deux moteurs linéaires sont excités, ils développent un champ magnétique glissant qui agit sur les induits 16 associés au bogie 10 pour accélérer ou freiner le déplacement de ce dernier sur les rails 12, en fonction de la polarisation d'excitation des inducteurs 18. Il est essentiel pour cela de pouvoir maintenir l'entrefer entre les induits 16 et les inducteurs 18 à une valeur constante relativement très faible, par exemple de l'ordre de quelques millimètres, en dépit des oscillations provoquées par le déplacement du bogie 10 sur les rails 12. Il est également nécessaire que les induits 16 puissent être relevés à une hauteur suffisante pour permettre le déplacement du véhicule sur des voies qui ne sont pas équipées de moteurs linéaires ou qui peuvent comprendre des obstacles placés au sol entre les rails 12. Lés moyens permettant de réaliser ces fonctions sont représentés dans les figures 2 à 5. Le bogie 10 est équipé de deux glissières verticales 26 à section en U, qui sont longitudinalement alignées et qui reçoivent chacune un montant vertical 28 faisant partie d'un support 30 sous lequel est fixée la plaque 16 formant l'induit du moteur linéaire. Les deux glissières verticales 26 sont orientées dos à dos, de telle sorte que l'induit 16 puisse entrainer le bogie 10 sur les rails 12 dans un sens et dans l'autre, par l'un ou l'autre de ses montants verticaux 28 qui vient prendre appui sur la plaque de fond de la glissière 26 correspondante. Le guidage latéral des montants verticaux 28 dans les glissières 26 est assuré par des butées latérales 32 fixées sur les ailes des glissières 28 et venant en appui sur les flancs des montants verticaux 28 du support d'induit.Par ailleurs, les glissières 26 sont fixées au bogie 10 par l'intermédiaire d'éléments élastiques 34 permettant d'absorber au moins partiellement les mouvements relatifs de faible amplitude entre le bogie 10 et l'induit 16. En variante, les glissières verticales 26 et les montants verticaux 28 du support d'induit pourraient être remplacés par un pivot vertical solidaire du support d'induit et coulissant verticalement à l'intérieur d'un palier à rotule porté par le bogie 10. Ce dernier comprend également des moyens de levage vertical du support d'induit, qui sont ici constitués par des vérins verticaux 36, dont les cylindres sont solidaires du bogie 10 et dont les tiges de piston 38, orientées vers le bas, passent avec jeu dans des trous formés dans des plaques horizontales 40 du support d'induit, des butées 42 ayant des dimensions supérieures à celles des trous étant fixées sur les extémités inférieures des tiges de piston 38 de façon à prendre appui sur la face inférieure des plaques 40 pour soulever verticalement le support d'induit, quand les tiges de piston 38 sont rétractées à l'intérieur des vérins 36. Ces vérins 36 peuvent être du type simple effet, leurs pistons étant associés à des ressorts de rappel les sollicitant constamment vers une position où les tiges de piston 38 sont rétractées à l'intérieur des vérins de telle sorte que, quand les vérins 36 sont alimentés en fluide sous pression, les tiges de piston 38 s'étendent à l'extérieur des vérins pour laisser descendre le support d'induit et , quand les vérins sont mis à l'échappement, les tiges de piston 38 sont rétractées à l'intérieur des vérins et relèvent le support d'induit dans la position représentée en figure 2. Dans cette position, la distance D entre l'induit 16 et le plan de roulement, est suffisante pour respecter le gabarit, quelles que soient la charge du bogie 10 et l'usure de ses roues 14. Dans la position de travail représentée dans les figures 3, 4 et 5, L'entrefer E entre l'induit 16 et l'inducteur 18 est maintenu à une valeur constante par les roues 20 reposant sur les chemins de roulement 22, que les roues 14 soient neuves (figure 3) ou usées (figure 4) grâce aux jeux J1 entre les butées 42 des tiges de piston et les plaques horizontales 40 du support d'induit, et 2 entre ces butées 42 et les parties du support d'induit qui sont situées sous ces butées. Quand les inducteurs 18 sont excités et que les vérins 36 sont alimentés pour permettre la descente des induits 16, ces derniers sont attirés par attraction magnétique vers les inducteurs, et leurs roues sont ainsi maintenues appliquées sur les chemins de roulement associés aux inducteurs 18. On fait maintement référence aux figures 6 à 11, représentant une autre forme de réalisation de l'invention, qui diffère de celle des figures 1 à 5 en ce que les moteurs linéaires sont à.entrefer en U. Dans ces figures 6 à 11, les éléments identiques à ceux de la première forme de réalisation seront désignés par les mêmes références que celles utilisées dans les figures 1 à 5. On voit en figure 6 que le bogie 10 est équipé de deux induits 46 à section en U, qui sont destinés à venir coiffer les inducteurs 48 posés sur la voie et reçus dans des profilés en U 50, dont les ailes verticales forment par leur bord supérieur les chemins de roulement 52 des roues 54 montées à rotation libre autour d'axes transversaux sur les induits 46. En outre, chaque induit est équipé de quatre roues 56 montées à rotation libre autour d'axes verticaux et venant engager les ailes verticales des profilés 50, pour maintenir à une valeur constante l'entrefer horizontal entre une aile verticale de l'induit 46 et la face verticale correspondante de l'inducteur 48. Comme dans la première forme de réalisation, L'induit 46 est fixé à un support 30 comprenant deux montants verticaux 28 alignés longitudinalement et destinés à venir en appui sur des glissières verticales 58 fixées au bogie 10 par l'intermédiaire d'éléments élastiques 60 pour assurer le déplacement du bogie 10 sur les rails 12 dans un sens ou dans l'autre. Toutefois, ces glissières 58 n'assurent pas un guidage latéral des montants 28 du support d'induit. Des vérins 36 dont les cylindres sont fixés au bogie 10 permettent d'assurer le levage de l'induit 46 dans sa position de repos représentée en figure 7, au moyen de leurs tiges de piston dont les extrémités inférieures portent des butées venant s'appuyer sous les plaques horizontales 40 du support d'induit quand ces tiges de piston sont rétractées à l'intérieur des vérins 36 par mise à l'échappement de ces derniers. En variante, les glissières 58 et les montants verticaux 28 peuvent être remplacés par un pivot vertical solidaire du support d'induit 30 et coulissant verticalement dans un palier à rotule qui est lui-même monté à coulissement transversal sur le bogie 10. Pendant le relevage de l'induit 46 de sa position de travail représentée en figure 8 ou 9 dans sa position de repos représentée en figure 7, le guidage latéral est assuré par les roues 56 en appui sur les ailes verticales du profilé correspondant 50, tant que l'induit 46 n'est pas écarté complètement de l'inducteur 48. Inversement, lors de la descente de l'induit 46 sur l'inducteur 48, le positionnement peut être réalisé au moyen d'un élargissement local des ailes verticales du profilé 50 pour faciliter l'amenée des roues 56 en contact avec les ailes verticales de ce profilé. Les roues 54 sont ensuite mises en appui sur les bords supérieurs de ces ailes verticales du profilé, dès que l'écarte- ment entre les ailes verticales -du profilé redevient normal. Cette opération peut être effectuée par un cycle de descente de l'induit 46 réalisé en deux temps et piloté automatiquement. Comme précédemment, le fonctionnement du moteur linéaire et le maintien de l'entrefer à une valeur constante prédéterminée sont indépendants de la charge supportée par le bogie 10 et de l'usure de ses roues 14. L'installation selon l'invention, qui prévoit de disposer deux moteurs linéaires parallèles entre les rails 12 de guidage du véhicule, de part et d'autre de l'axe longitudinal de la voie ainsi formée, peut donc être réalisée sur des voies préexistantes. Elle permet, en équipant des tronçons de voie avec des éléments inducteurs discontinus, de faciliter le déplacement d'un véhicule ferroviaire sur ces tronçons de voie lorqu'ils présentent une pente relativement importante. Par ailleurs, le relevage des induits en position de repos permet de toujours respecter le gabarit du matériel. REVENDICATIONS 1. Installation de transport dans laquelle un véhicule guidé sur une voie est entrainé en déplacement ou freiné par un moteur linéaire comprennant un inducteur (18, 48) et un induit (16,46), l'un fixe de ces deux éléments étant disposé sur la voie et l'autre mobile étant monté sous le véhicule par des moyens propres à maintenir un entrefer constant entre les deux éléments quand le moteur linéaire fonctionne, caractérisé en ce que le véhicule (10) comprend des moyens (26, 58) de guidage vertical avec jeu de l'élément mobile (16, 46) du moteur linéaire, qui est verticalement dépla çable entre une position supérieure de repos où le moteur linéaire ne produit pas d'effet sur le véhicule et une position de travail où cet élément (16, 46) repose sur des moyens de guidage (22,52) qui sont associés à l'élément fixe (18, 48) du moteur linéaire et qui sont propres à assurer un entrefer constant entre les deux éléments de ce moteur quand le véhicule se déplace, des moyens (36) de levage étant prévus sur le véhicule pour déplacer l'élément mobile (16, 46) du moteur linéaire de sa position de travail dans sa position supérieure de repos et pour l'y maintenir, ces moyens de levage étant automatiquement désolidarisés dudit élément mobile (16, 46) lorsque celui-ci est dans sa position de travail. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de guidage vertical de l'élément mobile (16, 46), qui sont associés au véhicule (10), comprennent des moyens (26, 58) de transmission au véhicule de la force d'entrainement ou de freinage produite par le moteur linéaire, et des moyens (34, 60) d'absorption des mouvements relatifs de faible amplitude entre le véhicule et l'élément mobile (16, 46) du moteur linéaire. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de guidage associés à l'élément fixe (18,48) du moteur linéaire comprennent des chemins de roulement (22, 52) disposés de part et d'autre dudit élément fixe et solidaires de celui-ci, et sur lesquels reposent des roues (20, 54) portées par ledit élément mobile (16, 46) du moteur lineaire. 4. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de guidage associés à l'élément fixe (18, 48) du moteur linéaire comprennent des roues montées à rotation libre autour d'axes transversaux sur cet élément fixe et sur lesquelles viennent s'appuyer des chemins de roulement montés fixement sur l'élément mobile (16, 46) du moteur linéaire et s'étendant parallèlement à la direction de déplacement du véhicule. 5. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de guidage vertical de l'élément mobile (16, 46) sur le véhicule comprennent des glissières verticales (26, 58) alignées dans la direction de déplacement du véhicule et dans lesquelles sont reçus à coulissement avec jeu des montants verticaux (28) solidaires de l'élément mobile (16, 46) du moteur linéaire. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdites glissières verticales (26, 58) sont fixées au véhicule par l'intermédiaire de coussinets (34, 60) élastiquement déformables. 7. Installation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de guidage vertical de l'élément mobile (16, 46) du moteur linéaire comprennent un pivot vertical solidaire de l'élément mobile et monté à coulissement dans un palier à rotule porté par le véhicule. 8. Installation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce queleas moyens de levage de l'élément mobile (16, 46) comprennent des vérins verticaux (36), dont les cylindres sont montés sur le véhicule et dont les tiges de piston (38) traversent avec jeu le support (30) de l'élément mobile et comportent une butée (42) venant s'appuyer sur ce support pour soulever l'élément mobile et l'écarter de sa position de travail. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que les vérins (36) sont des vérins simple effet, tendant à ramener l'élément mobile (16, 46) dans sa position de repos lorsqu'ils sont mis à l'échappement. 10. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moteur linéaire est à entrefer plat. 11. Installation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le moteur linéaire est à entrefer en U, l'induit comprenant un profilé (46) à section en U qui vient coiffer l'inducteur (48), et en ce que les moyens de guidage associés à l'élément fixe du moteur linéaire comprennent des moyens (56) de positionnement transversal de l'élément mobile (46) par rapport à l'élément fixe (48) du moteur. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que ces moyens de positionnement transversal comprennent des roues (56) montées à rotation autour d'axes verticaux sur l'un des éléments, et des chemins de roulement verticaux et parallèles à la direction de déplacement du véhicule, portés par l'autre des éléments du moteur linéaire. 13. Installation de transport ferroviaire selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la voie de guidage du véhicule est formée par deux rails (12) parallèles sur lesquelles reposent les roues (14) du véhicule, caractérisée en ce qu'elle comprend deux moteurs linéaires parallèles par véhicule, les éléments fixes de ces moteurs étant montés entre les rails (12) de part et d'autre de l'axe central de la voie, et leurs éléments mobiles étant montés sur le véhicule de part et d'autre de son axe longitudinal. 14. Installation de transport ferroviaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens liés au véhicule sont montés sur un bogie ferroviaire (10) classique à essieux.