Brevet FR2644741A2 — publié le 19900928

FR 2644741 A2 19900928 FR 8902838 A 19890303 DISPOSITIF DE GUIDAGE UNILATERAL AUTOMATIQUE D'UN VEHICULE AUTOMOTEUR LE LONG D'UNE PAROI SENSIBLEMENT CONTINUE L'invention concerne des perfectionnements au dispositif de guidage unilatéral automatique d'un véhicule automoteur le long d'une paroi sensiblement continue, qui a été décrit au brevet principal. Dans ce brevet, on propose de guider de façon unilatérale et automatique un véhicule a roues directrices le long d'une paroi sensiblement continue de grande longueur, telle que la paroi d'une galerie faisant partie. par exemple, du tunnel qui doit être creusé sous la Manche entre la France et l'Angleterre. Pour cela, le brevet principal prévoit un dispositif qui comprend des moyens permettant d exercer systematiquement sur le véhicule une poussée orientée vers la paroi, et des moyens d'appui du véhicule sur la paroi ou sur une surface fixe s'tendart parallelen,ent a tette paroi, pour équilibrer oar reaction ladite poussée. De preference, ce dispositif comprend des moyens de commande automatique des roues directrices du véhicule imposant a ces roues un angle de braquage faible en direction de ladite paroi, et des moyens de régulation de l'angle de braquage des roues du véhicule en fonction de la force d'appui sur la paroi ou surface fixe précitée. Divers modes de réalisation de ce dispositif ont été décrits dans le brevet principal. La présente invention a pour objet d'autres modes de réalisation de ce dispositif. Elle propose notamment un dispositif de guidage unilatéral automatique d'un véhicule automoteur à roues directrices le long d'une paroi sensiblement continue. du type decrit dans l'une des revendications 8 5 il du brevet principal, caractérisé en ce que la surface fixe précitée est formée par un muret s'étendant le long de la surface de roulement du véhicule, sur une hauteur relativement faible à partir de cette surface. Les moyens d'appui du véhicule sur- le muret comprennent alors des roues d'axe vertical, réparties régu- librement sur un palonnier longitudinal monté sur le véhicule au moyen d'une suspension du type en parallélogramme déformable. On garantit ainsi que le palonnier reste toujours parallèle a l'axe longitudinal du véhicule. Selon les modes de réalisation, chaque côte du véhicule comprend un palonnier de ce type. qui est mobile entre une position de service où ses roues sont en appui sur le muret, et une position de repos où il est sensiblement escamoté, par exemple sous la carrosserie du véhicule; ou bien le véhicule comprend un palonnier unique déplaçable parallelement à lui-meme d'un côté a l'autre du vehicule. Ge préférence. les roues sortes par le ou chaaue palonnier précité sont du type tiré par rapport au sens normal de deplacement du ver-cule Par ailleurS l'intervalle entre les roues sur un palonnier est supérieur a la longueur d'éventuelles interruptions locales du muret, ccrrespondant par exemple aux douchés de galeries transversales dans le tunnel. De cette façon, le passage du véhicule au droit de ces galeries transversales n'entraîne pas I'écartement du palonnier et évite tout choc violent des roues de guidage sur le muret. On prévoit également que le véhicule comorend des arceaux ou bras latéraux de sécurité, qui s'étendent transversalement pardessus le muret, et qui sont destinés à venir en appui a leur extrémité libre sur la face du muret opposée à la face d'appui des roues du palonnier pour retenir le véhicule lorsque celui-ci aurait tendance a s'écarter anormalement du muret. ces bras latéraux étant montés escamotables sur le véhicule. On obtient ainsi une sécurité positive lors du guidage automatique du véhicule le long de la paroi et on évite, lorsque ces bras latéraux sont en position de service, que le véhicule puisse accidentellement traverser toute la surface de roulement du tunnel en directicn de la paroi opposée. Dans un autre mode de réalisation du dispositif selon 1 invention, la surface de roulement du véhicule comprend une ornière ou rainure de guidage a section sensiblement en V, qui s'étend parallelement a la paroi préci tée, et chaque moyen d'appui du véhicule comprend une paire de roues croisées, dont les axes de roulement sont sensiblement parallèles aux flancs de la rainure de guidage, l'une de ces roues étant destinées à venir en appui sur un flanc de la rainure pour le guidage du véhicule, l'autre roue venant en appui sur l'autre flanc de la rainure pour retenir le véhicule lorsque celui-ci a tendance s'écarter anormalement de sa trajectoire prédéterminée vers 'a paroi opposee. Chaque paire de roues croisées est portee par un support monté sur le véhicule au moyen d'une suspension comprenant d'une part des moyens de relevage et de descente de la paire de roues dans la rainure de guidage, et d'autre part des moyens de transmission de la poussée latérale du véhicule en direction de la paroi précitée. Ces moyens de transmission comprennent d'une part des moyens d'appui élastique du véhicule sur le support des roues croisées. et d'autre part des moyens de butée qui sont transversalement opposés a ces moyens d'appui élastique, ainsi que des moyens d'inversion des fonctions des moyens de butée et d'appui élastique. Enfin, les roues directrices du véhicule sont reliées aux moyens d'aDpui du véhicule sur la surface fixe précitée, par des moyens d'asservissement commandés euxmêmes par des moyens de sélection de fonctions telles que le pilotage manuel ou automatique, le sens de déplacement du véhicule et le guidage automatique a droite ou a gauche. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexes dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en coupe transversale d'un tunnel equipé d'un dispositif selon l'invention ; la figure 2 est une vue schématique en plan d'une partie de ce tunnel, représentant le véhicule en dé- placement dans le tunnel la figure 3 est une vue correspondant à la figure 2. pour une variante de réalisation du véhicule la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention la figure S est une vue schématique, à plus grande échelle d'une partie du dispositif de la figure 4 la fiaure 6 est une vue ~.hemat-ue en plan s-une partie d'un véhicule selon li-nvention. On se réfère d'abord a la figure 1, où l'on a désigné par la référence 12 un tunnel de même type que celui décrit et représenté au brevet principal. Ce tunnel 12 a par exemple un diamètre interne de l'ordre de 5 m. une longueur de l'ordre d'une cinquantaine de kilometres dans le cas du Tunnel sous la Manche, et est relié à intervalles réguliers à des galeries transversales 14 ayant un diamètre interne de l'ordre de 3 m. Ce tunnel 12 comprend une surface sensiblement norizontale 16 de roulement de véhicule, formée par une chape de béton ayant une épaisseur de l'ordre de 10 cm, et un plafond 18 délimitant avec la paroi supérieure du tunnel 12 un espace 20 pour lé passage de câbles. conduites, etc... Dans le tunnel 12 circulent des vehicules automoteurs 22 qui sont du type amphidrome, comportant à leurs deux extrémités des roues directrices 24 et un système classique de pilotage manuel, de sorte que chaque véhicule peut se déplacer indifféremment dans un sens et dans l'autre à l'intérieur du tunnel 12, le long de l'une ou de l'autre paroi de ce tunnel, changer de sens et/ou de voie de déplacement, etc... La surface de roulement 16 des véhicules est bordée longitudinalement par deux murets 90 qui s'étendent le long des parois latérales 28, 30 du tunnel 12 et qui ont une hauteur relativement faible au-dessus de la surface de roulement 16, par exemple de l'ordre de 30 a 40 cm. Ces murets peuvent etre realisés par utilisation du béton libéré par l'amincissement de la chape 16 (dû à l'absence de rails métalliques noyas dans la chape) ou bien par pose d'éléments préfabriqués de grande longueur. Comme on le voit mieux en figure 2, chaque véhicule 22 est equipé de deux palonniers longitudinaux 92 portant des roues 94 d'appui sur un muret 90. Chaque palonnier 92 est monté sur le chassis du véhicule 22 au moyen de bras pivotants 9b, pour former une suspension du type pa rallèlogramme déformable. obligeant chaque palonnier 92 d rester parallele à l'axe longitudinal du véhicule 22. L'un des palonniers 92 peut donc etre en position de service, avec ses roues 94 appliquées sur le muret 90, tandis que l'autre palonnier est escamoté sous le véhicule. Des moyens hydrauliques ou pneumatiques par exemple sont associés aux palonniers pour les déplacer d'une position a l'autre. Chaque palonnier 92 porte au moins deux roues 94, oui sont séparées d'un intervalle üprieur a la longueur des débouchés des galeries transversales 28 dans le tunnel, de telle sorte que les débouchés de ces galeries puissent être passés sans difficultés, lorsque les murets 90 sont interromDus localement au droit des galeries 28. comme on peut le voir schématiauement en figure 2. Pour réduire les chocs des roues 94 sur les extrémités des murets 90, ces roues sont de préférence du type tiré par rapport à la direction normale de déplacement du véhicule, indiquee par la flèche F. Bien évidemment, l'autre palonnier 92 du véhicule, qui est actif lorsque le véhicule se déplace en sens inverse, en prenant appui le long de l'autre paroi du tunnel, comprend également des roues tirées 94, orientées en sens inverse. Dans la variante de réalisation de la figure 3, le véhicule 22 ne comprend qu'un palonnier~98, qui s'étend sensiblement au milieu du véhicule, et qui porte des bras ou essieux transversaux 100 aux extrémités desquels sont montées les roues 94 d'appui sur les murets 90. Il suffit de déplacer le palonnier 98 transversalement, d'un côte ou de l'autre du véhicule, pour que les roues 94 se trouvar,t d'un meme coté soient en position de service, tandis que les roues 94 se trouvant de l'autre côté du véhicule sont en position escamotée. Des moyens 102 de poussée elastiqué et des moyens oe butée 104 sont associés au palonnier 98 pour supporter la poussée du véhicule 22 en direction du muret 90. Lorsaue le véhicule se replace en sens inverse le long cf l'autre paroi du tunnel, les fonctions de ces moyens 102 et 104 sont inversées. Comme dans le mode de réalisation précédent, le palonnier 98 est monté sur le châssis du véhicule par l'intermédiaire de bras tirés 106 formant une suspension du type parallélogramme déformable. Ces bras sont répartis en deux groupes de part et d'autre du palonnier 98, chaque groupe étant actif pour un sens de déplacement détermine du véhicule, et inactif dans l'autre sens. Par ailleurs, le véhicule 22 est équipé de bras ou arceaux de sécurité 108 (figure 1) qui sont montés escamotables sur ses côtes longitudinaux et qui, en position de service, s'étendent pardessus le muret 90 de façon a ce que leur extrémité libre. pourvue d'un patin de glissement ou moyen analogue, puisse venir en cas de besoin en appui sur la face du muret qui est opposée à celle sur laquelle s'appuient les roues 94 du palonnier. On limite ainsi posi tivement l'écart maximum entre le véhicule 22 et le muret 90 sur lequel il s'appuie. Lorsque le véhicule 22 doit changer de voie de déplacement dans le tunnel, il suffit d'escamoter les bras 108, par exemple par pivotement vers le haut. On se refère maintenant aux figures 4 et 5, qui représentent une variante de réalisation du dispositif selon l'invention. En figure 4, la surface de roulement 16 comprend une rainure longitudinale 110 a section transversale sensiblement en V qui s'étend le long de la paroi 28 du tunnel et dont un des flancs forme la surface fixe de guidage des véhicules circulant le long de cette paroi. Cette rainure 110 reçoit les moyens d'appui du véhicule, qui sont ici constitués par des paires de roues croisées 112 et 114. La roue 112 a son axe de rotation pa rallèle au flanc 116 de la rainure 110 sur lequel elle s'appuie et qui se trouve du côté de la paroi 28. L'autre roue 114 a son axe de rotation parallèle a l'autre flanc 118 de la rainure 110, qui se trouve du côté de la paroi opposée du tunnel. En position normale de fonctionnement cette roue 114 n'est pas appliquée sur le flanc 118. mais s'en trouve écarté d'une certaine distance et ne vient s'appuyer sur ce flanc 118 que lorsque le véhicule tend à s'écarter de sa trajectoire normale, en se dirigeant vers la paroi opposée du tunnel. De préférence, les flancs 116 et 118 de la rainure 110 sont perpendiculaires. et sont inclines a 45 par rapport â un plan vertical en formant un angle à 135 avec la surface de roulement, ce qui limite le risque d'écaillage du beton au niveau de l'arête. Les roues 112 et 114 sont montées de préférence sur un même support, comprenant une extension verticale 120 qui est guidée verticalement et qui est associée à des moyens 130 de relevage et de descente. Des moyens 132, par exemple å ressort, permettent d'exercer sur la paire de roues 112. 114 une force verticale orientée vers le bas, du même ordre de grandeur que la poussée latérale du véhicule, de sorte que la roue de guidage est pressée normalement sur l'un ou l'autre flanc de la rainure 110. Cette poussée laérale est transmise au support des roues 112 et 114 par des moyens 134 associés à des moyens de butée 13ô. Les fonctions des moyens 134 et 136 doivent pouvoir etre inversés lorsque le véhicule change de voie de déplacement. On peut alors utiliser la forme de réalisation représentée en figure 5. Dans cette figure, chaque moyen 134, 136 comprend -un vérin 138, hydraulique ou pneumatique, associe à un ressort de rappel 140. Les cylindres des vérins 138 sont par exemple solidaires de l'essieu ou du châssis du vehicule tandis que leurs tiges de piston sont reliées chacune à une plaque de butee 42. les deux plaques 142 étant disposees de part et d'autre de l'estension 120 du support bs roues croises 112 et 114 et déterminant entre elles un intervalle qui correspond à la course ne~~~~aire pour pec- mettre le pilotage automatique du véhicule et aui limite a une valeur admissible l'écart entre le véhicule et la paroi le long de laquelle il est guidé automatiquement. On voit en figure 5 que le verin 138 de drcit. situé du côté opposé a la paroi 28 du tunnel, est mis à l'échappement, pour permettre au ressort de rappel 140 de jouer son rôle, la plaque 142 de sa tige de piston étant appliquée sur l'extension 120, tandis que le vérin de gauche. situé du coté de la paroi 28. est alimente en fluide sous pression de façon à comprimer le ressort 140. sa plaque 142 venant en appui sur le fond du cy-lindre de ce vérin. Dans ces conditions, si le véhicule au cours de son déplacement tend à se rapprocher de la paroi 28; il en résulte une compression du ressort 140 du verin de droite. tandis que la poussée latérale du véhicule en direction de la paroi 28 est transmise à la roue d'appui 112 par la plaque 142 et l'extension 120. Inversement, si le véhicule tend à s'écarter de la paroi 28, il en résulte une détente du ressort 140 du vérin de droite, et une diminution de la force d'appui de la roue 112 sur le flanc 116 de la rainure 110. Si le véhicule s'écarte encore de la paroi 28, c'est alors la roue de securite 114 qui viendra en appui sur le flanc 118 de la rainure 110 tandis que la plaque 142 du e- rin de gauche viendra buter sur l'extension 120. On empêche ainsi le véhicule de s'écarter trop de la paroi du tunnel 28. Les mouvements du véhicule par rapport à la paroi 28 peuvent être utilisés pour moduler dans le sens voulu l'angle de braquage des roues 24 du véhicule, par exemple au moyen du systeme représenté en figure 6. Dans cette figure. les roues directrices 24 du véhicule sont reliées entre elles par une tringlerie 144 formant un parallélogramme deformable, comprenant deux barres transversales parallèles 146 et deux barres longitu- dinales parallèles 148. ces barres 146 148 étant artiou- lees entre elles a leurs esstre=,lt-s, les barres lOr,r,itudi- nales 148 étant en outre articulées en leur milieu sur l'essieu portant les roues 24. Des moyens sont également prévus pour que les roues directrices 24 du véhicule soient sensiblement parallèles aux barres longitudinales 148. Des moyens de couplage 150, 152 sont en outre prévus respectivement sur les barres transversales 146, de telle sorte, qu'en fonction du sens de déplacement du véhicule, l'une de ces barres soit liée au support des roues 112, 114. tandis que l'autre peut coulisser transvers0- lement par rapport au châssis du véhicule. Dans le cas représenté en figure 6, où le véhicule se déplace dans le sens indiqué par la flèche F, c'est la barre 146 situee à l'avant qui est solidarisée de la roue de guidage 112, tandis que la barre arrière 146 peut coulisser transversalement. Ainsi, lorsque le véhicule tend à se rapprocher de la paroi, il en resulte nécessairement une translation vers la gauche, dans le sens de la flèche 154, de l'essieu portant les roues 24 par rapport à la barre avant 146 de la tringlerie 144, ce qui tend à réduire l'angle de braquage des roues 24. Inversement, i le véhicule tend à s'écarter de la paroi 28, l'essieu se déplace en translation dans le sens opposé a la fléche 154, ce qui tend a augmenter l'angle de braquage des roues 24, et donc a ramener le ve- hicule vers la paroi 28. Par contre, lorsque le véhicule doit se deplacer en sens inverse, c'est- -dire dans le sens opposé à celui indiqué par la flèche F, c'est le moyen de couplage 152 qui solidarise la barre 146 avec le support de la roue de guidage 114, tandis que le moyen de couplage 150 permet une translation de la barre 146 correspondante. Les moyens d'asservissement de l'angle de braquage des roues 24, qui ont été représentés en figure 6, sont des moyens mécaniques, utilisant des tringleries Lorsque ces moyens d'asservissement sont du type hydrau lique. par exemple lorsaue le ehicu'e est équipe un di- rection du type assiste, I'angle de braquage des roues 24 peut être commande en fonction de la pression d'appui du véhicule sur la paroi de guidage. Il suffit alors de prévoir un inverseur en un point approprié du circuit ,ydrau- lique d'asservissement, pour obtenir les mêmes résultats qu'avec le système mécanique de la figure 6. On prévoit enfin que le véhicule soit équipe à ses extrémités d'un "chasse-boeufs pour dégager la voie de roulement, et que le support de roues de guidage comporte des sabots de nettoyage de la rainure 110. De façon genérale, les dispositifs de guidage de véhicule selon la présente invention présentent l'avantage de ne pas utiliser de rails métalliques noyés dans la surface de roulement des véhicules, et d'être silencieux (les moyens d'appui sur la surface de guidage etant des roues equipées de pneumatiques, qui roulent sur des surfaces en béton). Par ailleurs, le béton de ces sur faces de guidage ou d'appui travaille en compression, avec des risques d'êcaillage faibles ou sensiblement nuls, en fonction des modes de réalisation du dispositif selon l'invention. REVENDICATIONS 1) Dispositif de guidage unilatëral automatique d'un véhicule automoteur à roues directrices le long dyune paroi sensiblement continue-, selon l'une des revendications 8 a 11 du brevet principal. comprenant des moyens de commande automatique des roues directrices (24) du véhicule, imposant à ces roues un angle faible de braquage en direction de la paroi (28) et des moyens d'appui du véhicule (22) sur une surface fixe parallèle à ladite paroi (28,30), caractérisé en ce que ladite surface fixe est formée par un muret (90) s'étendant le long de la surface de roulement (16) du véhicule, sur une hauteur relativement faible a partir de cette surface. 2) Dispositif selon la revendication 1, carac terse en ce que les moyens d'appui du véhicule sur le muret (90) comprennent des roues (94) d'axe vertical, réDarties Kéguliérenent sur un palonnier lonsitudinal (92,98) monte sur le véhicule au moyen d'une suspension (96,106) du type en parallélogramme déformable 3) Dispositif selon la revendication 2, carac terisé en ce qu'un palonnier (92) du type précité est prévu de chaque côté du véhicule, et est mobile entre une position de service où ses roues (94) sont en appui sur le muret (90), et une position de repos ou il est sensiblement escamoté, par exemple sous la carrosserie du véhicule (22) 4) Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce que le véhicule comprend un palonnier unique (98) du type précité, déplaçable parallèlement à lui-même d'un côté à l'autre du véhicule. 5) Dispositif selon l'une des revendications 2 à , caracterise-en ce que les roues (94) du palonnier (92,98) sont du type tiré, par rapport au sens normal de déplacement du véhicule 6) Dispositif selon l'une des revendications 2 a 5, caractérisé en ce que l'intervalle entre les roues (94) sur un palonnier est supérieur à la longueur d'éventuelles interruptions locales du muret (90). 7) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6. caractérisé en ce que le véhicule comprend des bras latéraux de sécurité (108), s'étendant transversalement audessus du muret (9Q) et destinés à venir en appui a leur extrémité libre sur la face du muret (90) opposée à la face d'appui des roues (94) du palonnier, pour retenir le vehicule lorsque celui-ci a tendance a s-'ecarter anormalement du muret, ces bras latéraux (108) étant montés escamotables sur le véhicule. 8) Dispositif selon la revendication 12 du brevet principal, dans lequel la surface de roulement (16) du véhicule comprend une rainure (110) de guidage à section sensiblement en v s étendant parallèlement à la paroi pr- citée (28). caractérisé en ce que chaque moyen d'appui du véhicule comprend une paire de roues croisees 112,114). dont les axes de roulement sont sensiblement parallèles aux flancs (116,118) de la rainure de guidage, l'une (112) de ces roues étant destinee à venir en appui sur un flanc (116) de la rainure pour le guidage du véhicule. l'autre roue (114) venant en appui sur l'autre flanc (118) de la rainure pour retenir le véhicule lorsque celui-ci a tendance â s'écarter anormalement de la paroi (28) le long de laquelle il est guidé. 9) Dispositif selon la revendication 8. carac térisé en ce que chaque paire de roues croisées (112,114) est portée par un support (120) monte sur le véhicule au moyen d'une suspension comprenant, d'une part des moyens (130) de relevage et de descente de la paire de roues dans la rainure de guidage (110) et d'autre part des moyens (134,136) de transmission de la poussée latérale du vehicule en direction de ladite paroi (?8). 10) Dispositif selon la revendication 9, carac terse en ce que lesdits moyens de transmission comprennent des moyens (134) d'appui élastique du véhicule sur le support (128) des roues croisées, et des moyens de butée (136) qui sont transversalement opposés auxdits moyens (134) d'appui élastique, ainsi que des moyens d'inversion des fonctions des moyens de butée et d'appui élastique. 11) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les roues directrices (24) du véhicule sont reliées aux moyens d'appui du véhicule sur la surface fixe précitée par des moyens d'asservissement commandés eux-mêmes par des moyens de sélection de fonctions telles que le pilotage manuel ou automatique, le sens de déplacement du véhicule, et le guidage automatique à droite ou à gauche