Brevet FR2718082A3 — publié le 19951006

FR 2718082 A3 19951006 FR 9404069 A 19940329 L'invention est relative à un véhicule rail-route. Pour déplacer des wagons, dépanner des motrices et voire même pour procéder à des travaux le long des voies ferrées, il est connu d'avoir recours à des véhicules routiers comportant une adaptation leur permettant de circuler sur les rails. Cette adaptation est composée d'un ou de deux essieux qui, porteurs de roues pour rails, sont montés libres en rotation dans un châssis pouvant occuper une position active, dans laquelle les roues sont sur les rails, et une position effacée, dans laquelle elles sont sans contact avec les rails. Lorsque le véhicule est en position rail, sa directivité est assurée par les roues pour rails coopérant avec les rails, et sa motricité est assurée par contact avec les rails ou avec les roues pour rails des pneumatiques de son train moteur. En raison de la faible largeur des champignons des rails, ou des ailes des rails pour les voies de tramways, mais aussi de l'état de surface très glissant des faces utiles de ces rails, I'adhérence est bien souvent compromise et en tout cas ne permet pas au véhicule rail-route de tirer des charges élevées, telles qu'un wagon chargé ou une motrice devant être dépannée, et cela quelle que soit la puissance pouvant être fournie par le moteur du véhicule. A cela s'ajoute une contrainte récente imposée par les propriétaires des réseaux ferrés qui souhaitent que les véhicules d'entretien, de traction ou de dépannage, de type rail-route, ne circulent que sur les rails des réseaux ferrés et aient un encombrement latéral très réduit, de chaque côté de la voie, de manière qu'aucun élément, telle qu'une roue sur pneumatique, d'une part, ne puisse prendre appui sur les traverses ou le ballast avec le risque de les détériorer et, d'autre part, ne détériore des ouvrages disposés à côté des rails, tels que des aiguillages. Aucun des véhicules actuels ne peut atteindre cet objectif puisque tous conservent au moins les roues sur pneumatique du train arrière partiellement en contact avec les rails, ce qui implique des débordements latéraux importants, en raison des différences entre le gabarit des voies ferrées et le gabarit routier. Une autre contrainte concernant ce type de véhicule est la nécessité de pouvoir s'inscrire dans les courbes de plus petit rayon, pouvant atteindre 12,5 mètres pour les tramways urbains. Là encore les véhicules actuels comportant des essieux pour ails qui, disposés à l'avant des roues avant et à l'arrière des roues arrière du véhicule routier, ont un empattement très important rendant impossible leur inscription dans des courbes serrées. La présente invention a pour objet de fournir un véhicule railroute qui, pouvant fournir à l'attelage, en position rail, une puissance élevée lui permettant de tracter aisément une charge roulante lourde, s'inscrit dans les courbes les plus réduites et satisfait l'obligation de circulation sur les seules rails, sans débordement latéral. A cet effet, dans le véhicule selon l'invention, chacun des essieux pour rail est lié au châssis du véhicule par une structure articulée sur laquelle prennent appui deux vérins hydrauliques aptes à déplacer l'essieu, entre une position d'effacement, dans laquelle ses roues sont relevées sous le châssis en ménageant une garde au sol au moins égale à celle du véhicule, et une position de travail, dans laquelle ses roues sont en appui sur les rails et le châssis du véhicule est soulevé avec toutes ses roues pour route sans contact avec le sol, tandis que, d'une part, chacune des roues pour rail est liée en rotation à un moteur hydraulique indépendant et que, d'autre part, les deux essieux pour rail sont disposés sous le châssis du véhicule, de part et d'autre des roues arrière pour route, et de manière qu'en position de travail les plans médians verticaux contenant leurs axes longitudinaux soient sensiblement à égale distance du plan médian transversal et vertical contenant le centre de gravité théorique du véhicule en charge. Lorsque le véhicule est en position rail, c'est-à-dire lorsque ses roues pour rail sont en appui sur les rails et reportent sur celles-ci la totalité du poids de véhicule et de son chargement, ses roues pour route sont toutes soulevées et ne peuvent plus endommager les traverses et le ballast. Par ailleurs, il est possible, en jouant sur la course des vérins hydrauliques assurant, d'une part, la mise en place des essieux pour rail sur les rails et, d'autre part, I'élévation du véhicule, de modifier la garde au sol mesurée entre le sol et les roues pour route du véhicule, par exemple pour permettre à ce véhicule de ne pas venir en contact avec des aiguillages, des quais ou de tout autre obstacle bordant les voies. La disposition particulière des essieux pour rail facilite grandement l'inscription du véhicule dans les courbes à faible rayon de courbure. Par ailleurs, le levage du véhicule par des moyens qui ne sont liés au véhicule par aucun système d'amortissement, donne à cet équipement une grande stabilité lui permettant, par exemple, de supporter sans risque le bras articulé d'une nacelle, même lorsque cette nacelle travaille latéralement en bout de course. La motorisation de chacune des quatre roues pour rail par des moteurs hydrauliques permet d'obtenir une bonne motricité et des démarrages progressifs de forte puissance et de faible vitesse parfaitement adaptés pour la traction d'une charge roulante. On notera que grâce aux vérins d'actionnement des structures articulées et des essieux pour rail, il est possible de régler le niveau vertical de l'attelage porté par le véhicule pour l'ajuster au niveau de l'attelage de la charge roulante devant être tirée, et ainsi éliminer les composants des forces de traction ou de réaction qui modifient l'adhérence des roues pour rail sur les rails. Dans une forme d'exécution de l'invention, les vérins hydrauliques commandant les déplacements de l'essieu pour rail avant ont une commande qui est différente de celle des vérins commandant les déplacements de l'essieu pour rail arrière. Cette disposition permet d'ajuster l'assiette longitudinale du véhicule, par exemple pour assurer un meilleur report des charges sur ses essieux pour rail lorsqu'ils tractent une charge roulante tels qu'un wagon ou une motrice. Suivant une autre caractéristique importante de l'invention, les moteurs hydrauliques d'entraînement des roues pour rail sont reliés à une centrale hydraulique dont la commande est assurée par un boîtier disposé dans la cabine du véhicule et par au moins un boîtier extérieur. Cet aménagement est particulièrement important puisqu'il permet à un seul homme, d'abord à partir de la cabine du véhicule, d'amener ce véhicule au-dessus des rails et de le mettre en position rail, puis, à partir d'un autre lieu équipé du boîtier extérieur, par exemple à partir de la nacelle d'un bras élévateur ou de la cabine d'une grue pivotante montée l'une et l'autre sur la plate forme du véhicule, de commander les déplacements longitudinaux du véhicule sur les rails. Cet avantage est très important puisque, en réduisant le personnel affecté à une tâche d'entretien, il améliore la rentabilité de cette tâche, sans en affecter la sécurité. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence aux dessins schématiques annexés représentant à titre d'exemple une forme d'exécution du véhicule selon l'invention. Figures 1 et 2 sont des vues de côté en élévation montrant le véhicule lorsqu'il est respectivement en position route et en position rail. Figure 3 est une vue en plan par-dessus, à échelle agrandie, d'une structure articulée portant un essieu pour rail. Figure 4 est une vue en coupe verticale selon IV-IV de figure 2. Aux figures 1 et 2, la référence numérique 2 désigne le châssis d'un véhicule et notamment d'un camion comportant un train avant 3 et un train arrière 4, une cabine 5, une plate forme 6 et un attelage 7. S'agissant d'un véhicule rail-route, il comporte également pour sa fonction rail, respectivement un essieu avant A et un essieu arrière B. L'essieu avant A est disposé entre le train avant 3 et le train arrière 4, tandis que l'essieu arrière B est disposé en arrière du train arrière 4. Chacun de ces essieux est lié au châssis 2 par une structure articulée C. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, cette structure articulée est constituée par deux bras latéraux 8 dont les extrémités arrières sont articulées, autour d'un axe transversal 9, et plus précisément sur un arbre 10a pour l'essieu A, et sur un arbre 10b pour l'essieu B. Chacun de ces arbres est monté libre en rotation dans des paliers 12 du châssis 2, comme montré à la figure 3. A leur autre extrémité, les bras 8 portent un palier transversal 1 3 dans lequel est monté libre en rotation l'essieu A ou B correspondant. Les bras 8 sont reliés par au moins une entretoise 14. Entre l'entretoise 14 et le palier 13 sont fixées deux chapes verticales 1 5 servant chacune à l'articulation de l'un des éléments d'un vérin hydraulique, par exemple à l'articulation de la tige d'un vérin 16 dont le corps est articulé en 17 sur le châssis. La figure 3 montre que les roues pour rail 18, calées à chacune des extrémités de l'essieu A ou B, sont munies d'un bandage 19 en matériau ayant un bon coefficient de frottement, par exemple en polyuréthanne dense et que chacune de ses roues est associée à un moteur hydraulique d'entraînement 20. Le corps de chacun des moteurs 20 est fixé à l'extérieur et dans l'axe longitudinal de la roue sur la branche 22 d'un support coudé et contre coudé 23, dont l'autre branche 24 est fixée sur le bras latéral 8 correspondant de la structure articulée. Bien entendu, L'arbre du moteur 20 est lié en rotation à la roue pour rail 18 correspondante. On notera que la structure articulée C peut aussi être constituée par des parallélogrammes déformables ou par tout autre moyen équivalent. La figure 1 montre que, lorsque le véhicule est en position route, les structures articulées C des essieux pour rail A et B sont en position d'effacement, c'est-à-dire maintiennent les roues pour rail 18 au dessus du sol en ménageant une garde au sol G1, de valeur au moins égale à la garde au sol normale du véhicule. L'alimentation des vérins 16 dans le sens de leur extension provoque le pivotement des structures articulées C autour de leur arbre d'articulation 10a- 10b et amène ainsi les roues 18 en contact avec les rails 21. Dès que les roues 18 sont en contact avec les rails, I'extension des vérins à pour effet de soulever verticalement le véhicule. II en résulte que les roues pour route 3a 4a du véhicule décollent du sol, d'une quantité qui dépend de la course des vérins 16 et qui, de toute façon, est suffisante pour éviter tout contact de ces roues avec les rails, les traverses ou le ballast de la voie. Avantageusement, la course des vérins est choisie de manière que, en position rail, la garde G2 mesurée entre les roues pour route et le niveau des rails 21 permette à ces roues d'être au dessus des obstacles couramment rencontrés en bordure d'une voie ferrée, tels qu'aiguillages, quais ou autres constructions. En pratique, une garde de 30 à 50 cm est suffisante. En se reportant à la figure 2, on constatera une caractéristique essentielle de l'invention, à savoir que les deux plans médians verticaux et transversaux P1 et P2 contenant les axes longitudinaux des essieux pour rail A et B sont, lorsque le véhicule est en position de travail sur rail, situés sensiblement à égale distance D1 - D2 par rapport au plan médian transversal PM du véhicule contenant le centre de gravité théorique du véhicule en charge. Cette disposition est très importante car elle procure une très grande stabilité à la plate forme 6 et à l'équipement disposé sur cette plate forme. Cette figure montre également que l'empattement entre les essieux A et B à une valeur D1 + D2 qui, très réduite par rapport à l'empattement des essieux pour rail des véhicules rail-route actuels, permet au véhicule selon l'invention de s'inscrire aisément dans des courbes ayant des rayons de courbure très faibles, comme celles que l'on rencontre dans les voies ferrées pour tramways. Les deux groupes de vérins 16 sont chacun associés à une commande distincte ce qui permet, lorsque le véhicule est en position rail de faire varier l'assiette longitudinale de la plate forme, soit pour les besoins de l'équipement porté par cette plate forme, soit pour améliorer la répartition des charges de traction sur les essieux. Les commandes des deux groupes de vérins sont disposés dans la cabine 5 du véhicule, mais aussi dans un boîtier de commande supplémentaire 22, disposé à l'extérieur du véhicule et permettant donc de commander à partir du sol son passage de la position route à la position rail. Dans la forme d'exécution représentée aux figure 1 et 2, la plate-forme 6 est équipée d'un bras articulé 26, télescopique et pivotant, portant une nacelle 27, mais il est évident qu'il peut recevoir tout autre équipement, tel que bras de levage articulé, bras portant des moyens d'élagage et tout autre matériel pouvant être utilisé pour l'entretien des voies ou leur environnement. Lorsque le véhicule est en position rail, sa motricité sur ses rails est assurée par les quatre moteurs hydrauliques indépendants 20 qui sont alimentés à travers une transmission hydrostatique par une pompe hydraulique faisant partie d'un groupe hydraulique, bien connu de l'homme de l'art et non représenté. Cette pompe peut être entraîné par un moteur indépendant ou par le moteur thermique équipant le véhicule. Avantageusement, les moyens commandant les quatre moteurs hydrauliques comprennent un boîtier d'actionnement disposé dans la cabine 5 et un boîtier d'actionnement 28, disposé à l'extérieur de cette cabine et par exemple dans la nacelle 27. Un autre boîtier de commande peut être installé dans le boîtier 22. Grâce à cet agencement, après que le conducteur ait amené le véhicule sur les rails et ait déclenché sa mise en position rail à partir de la cabine, il peut quitter la cabine pour venir dans la nacelle 27 et commander, à partir de cette nacelle, le déplacement du véhicule. Cet aménagement permet de réduire le nombre de personnes affectées à un véhicule sans que la sécurité du travail soit mise en cause. II ressort de ce qui précède que grâce à sa structure particulière, le véhicule rail-route selon l'invention apporte de nombreux avantages par rapport aux véhicules actuels tout en satisfaisant à toutes les contraintes imposées par la règlementation actuelle et future, à savoir en Dosition rail - Inscription dans les courbes de faible rayon, - Eloignement des roues du sol lorsque le véhicule est en position rail, - Forte motricité sur les rails, permettant de tirer des charges roulantes particulièrement lourdes, - Couple de démarrage élevé et progressif, sans risque de perte d'adhérence, - Très bonne stabilité, - Possibilité de dégagement en hauteur pour le passage des obstacles de la voie. et. en Dosition route - total effacement des roues pour rail sous le véhicule, sans trop modifier la répartition des charges sur les trains avnt et arrière. REVENDICATIONS 1. Véhicule rail-route comprenant un châssis (2) avec un train avant (3), un train arrière (4), un moteur thermique pour l'entraînement de son train moteur, un essieu avant pour rail (A) et un essieu arrière pour rail (B), portant chacun au moins deux roues (18) pour rail, caractérisé en ce que chacun des essieux pour rail (A, B) est lié au châssis (2) par une structure articulée (C) sur laquelle prennent appui deux vérins hydrauliques (16) aptes à déplacer l'essieu, entre une position d'effacement, dans laquelle ses roues sont relevées sous le châssis en ménageant une garde au sol (G1), au moins égale à celle du véhicule, et une position de travail dans laquelle ses roues (18) sont en appui sur les rails (21) et le véhicule est soulevé avec toutes ses roues pour route (3a, 4a) sans contact avec le sol, tandis que, d'une part, chacune des roues (18) pour rail est liée en rotation à un moteur hydraulique indépendant (20) et que, d'autre part, les deux essieux pour rail (A, B) sont disposés sous le châssis (2) du véhicule, de part et d'autre des roues arrière (4a) pour route et de manière que, en position de travail, les plans médians verticaux (P1, P2), contenant leurs axes longitudinaux, soient sensiblement à égales distances du plan médian (PM), vertical et transversal, contenant le centre de gravité théorique du véhicule en charge. 2. Véhicule rail-route selon la revendication 1 caractérisé en ce que les vérins hydrauliques (16) commandant les déplacements de l'essieu avant pour rail (A) ont une commande qui est différente de celle des vérins (16) commandant les déplacements de l'essieu arrière pour rail (B). 3. Véhicule rail-route selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la structure articulée (C) portant un essieu (A, B) pour rail est constituée par deux bras latéraux (8) dont les extémités arrière sont articulées sur le châssis (2) autour d'un arbre transversal (10a, 10b), et dont les extrémités avant portent un palier transversal (13) pour l'essieu, par au moins une entretoise (14), et par deux chapes (15), sensiblement verticales, sur chacune desquelles est articulé l'un des éléments, tiges ou corps, d'un vérin hydraulique (16) dont l'autre élément est articulé sur le châssis (2). 4. Véhicule rail-route selon la revendication 3 caractérisé en ce que sur chacun des bras (8) de la structure articulée (C) est fixée l'une des branches (24) d'un support (23), coudé et contre coudé en S, portant, à l'extrémité libre de son autre branche (22) faisant vis-à-vis à la roue (18) pour rail, le corps du moteur hydraulique (20) dont l'arbre est lié à la roue (18). 5. Véhicule rail-route selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en que les moteurs hydrauliques (20) d'entraînement de roues (18) pour rail sont reliés à une centrale hydraulique dont la commande est assurée par un boîtier disposé dans la cabine du véhicule et par au moins un boîtier (28) extérieur à cette cabine. 6. Véhicule rail-route selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que chacune des roues (18) pour rail est munie d'un bandage (19) en matériau à bon coefficient de frottement.