Brevet FR2720360A1 — publié le 19951201

La présente invention concerne un dispositif de motorisation d'un locotracteur. Les locotracteurs sont bien connus des entreprises qui utilisent des wagons de chemin de fer pour l'acheminement de leurs marchandises, comme les entreprises travaillant les minerais ou les produits alimentaires en vrac tels que des céréales. En effet, les wagons sont amenés à l'aide d'une locomotive jusqu'à une gare de dépôt où il est nécessaire de venir les chercher pour les conduire jusqu'au quai de déchargement ou de chargement de l'entreprise. Le problème à résoudre est le transfert de wagons laissés en gare. Leur poids est très important et il faut un engin de forte puissance, autre qu'une locomotive dont le prix d'achat est beaucoup trop élevé et dont les caractéristiques mécaniques ne sont pas adaptées, puisque ces engins sont plutôt réservés à de longs parcours avec des vitesses relativement élevées. C'est l'intérêt du locotracteur dont la vitesse de déplacement est très lente mais dont les capacités de traction sont importantes. De tels véhicules permettent aussi un déplacement sur route grâce à des pneumatiques, des roues ferroviaires escamotables assurant un guidage par rapport aux rails, lors des phases de traction. Un autre problème qui se pose est celui du freinage de ces véhicules car ils sont très lourds même si l'inertie du convoi, très importante, est prise en compte par un système de freinage propre. D'une part, un des remèdes consiste à rouler à des vitesses réduites et d'autre part à prévoir un freinage de sécurité. Il se trouve que les moyens de freinage actuellement proposés sont mécaniques ou pneumatiques mais ils n'offrent pas une garantie de fiabilité suffisante puisqu'il s'agit d'une sécurité active et non passive. L'invention vise à remédier à cet inconénient. Elle a donc pour objet un dispositif de motorisation d'un locotracteur caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux trains de roues munies de pneumatiques, mus chacun par un moteur hydraulique, une pompe hydraulique à débit variable associée à chacun de ces moteurs, des circuits hydrauliques fermés respectifs de liaison des pompes à débit variable aux moteurs, un moteur thermique pour l'entraînement de ces pompes à débit variable grâce à une boîte de répartition mécanique. Selon un mode de réalisation préférentiel, les pompes à débit variable des circuits fermés hydrauliques sont reliées entre elles en parallèle par des conduits équipés d'ajutages. Selon un perfectionnement, il comprend des différentiels associés aux trains de roues actionnés par des vérins, de façon à permettre leurs blocages à l'aide d'un tiroir de commande. De plus, la boîte de répartition mécanique comprend une boîte de vitesses mécanique de façon à faire varier la vitesse de rotation des pompes à débit variable. Selon une autre caractéristique, le locotracteur comprend deux trains de roues ferroviaires de guidage, disposés respectivement à l'avant et à l'arrière, équipés de moyens de relevage de façon à les rendre escamotables. Ces moyens de relevage comprennent, de façon préférentielle, des vérins hydrauliques et un tiroir de commande alimentés en fluide sous pression à partir du circuit hydraulique de l'un des trains. De plus, les pompes à débit variable comprennent chacune un dispositif d'inversion du sens du flux dans les circuits hydrauliques de façon que le véhicule puisse avancer ou reculer. La présente invention est décrite ci-après selon un mode de réalisation préférentiel en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente une vue en élévation du locotracteur selon l'invention, - la figure 2 représente une vue schématique de face du locotracteur, et - la figure 3 représente une vue du schéma hydraulique de ce locotracteur. Sur la figure 1, on a représenté le locotracteur selon l'invention qui comprend un châssis 10, trois trains de roues 12, 14 et 16, ainsi qu'une cabine 18 de conduite et une motorisation 20. Ainsi que cela est visible sur les figures 1 et 2, les trains de roues sont équipés de pneumatiques 22, avec une voie égale à l'écartement des rails 24, sur lesquels se déplace le locotracteur. Dans le châssis est intégré un réservoir 26 de fluide sous pression, plus particulièrement un réservoir d'air sous pression. En effet, la motorisation comprend un ensemble moteur 28 destiné à la propulsion du véhicule et un compresseur 30 d'air qui alimente ce réservoir. Chaque train de roues 12, 14 et 16 est équipé respectivement d'un moteur hydraulique indépendant 32, 34 et 36, avec un différentiel pour permettre à l'une des roues d'un train de tourner plus vite ou plus lentement que l'autre, notamment dans les courbes, ceci de façon bien connue. L'ensemble moteur 28 comprend un moteur thermique 38, dans le cas présent du type diesel. Cet ensemble moteur 28 entraîne une boîte de répartition mécanique 40. Cette boîte de répartition mécanique présente, de manière classique, une boîte de vitesses mécanique à deux rapports et une boîte de transfert intégrée qui entraîne à son tour trois pompes hydrauliques 42, 44 et 46, à débit variable. Ces pompes à débit variable ainsi que les circuits hydrauliques qu'elles alimentent sont représentés sur le schéma hydraulique de la figure 3. Les pompes hydrauliques 42, 44, 46 sont reliées aux moteurs hydrauliques 32, 34, 36 par un ensemble de tuyaux pour former un ensemble propulsif hydraulique portant la référence générale 42. Cet ensemble propulsif hydraulique 42 est complété par tous les éléments nécessaires à son bon fonctionnement. Ainsi que cela est représenté sur la figure 3, l'ensemble propulsif hydraulique 48 comprend trois circuits élémentaires 50, 52 et 54 reliant directement une pompe à débit variable donnée avec un moteur donné. Ainsi, les circuits élémentaires 50, 52 et 54 comprennent respectivement les moteurs hydrauliques 32, 34 et 36 associés en série respectivement avec les pompes à débit variable 42, 44 et 46 pour former des circuits fluides ou hydrauliques 56, 58 et 60 formant des boucles fermées. Chaque moteur fonctionne avec les deux sens d'alimentation, comme cela est symbolisé sur la figure 3. Les pompes hydrauliques 42, 44 et 46 sont munies de dispositif d'inversion du sens du flux dans le circuit hydraulique sur lequel elles sont connectées. Il est en outre prévu, pour chacun des trois circuits élémentaires 50, 52, 54, des pompes de gavage 62, 64 et 66 qui aspirent le fluide dans une bâche 68, 7C et 72 et des limiteurs de débit 74, 76 et 78 interposés sur les canalisations 80, 82 et 84 de retour à la bâche. Les pompes de gavage débitent dans les circuits 56, 58 et 60 à travers des paires de clapets à billes 86A, 86R, 88A, 88R et 90A, 90R. Des paires de clapets de sécurité 92A, 92R ; 94A, 94R ; 96A, 96R sont également disposées en parallèle sur les pompes à débit variable, l'ouverture étant inversée pour fonctionner dans les deux sens de circulation du fluide. En outre, les branches amont et aval des circuits fluides 56, 58 et 60 sont reliées entre elles par des conduits uniques 98 et 100 équipés d'étranglements formant des ajutages 98A, lOOA. Ces ajutages ont un diamètre de 2 mm environ. Les conduits uniques 98 et 100 assurent un montage en parallèle des pompes à débit variable 42, 44, 46 des circuits fluides 56, 58 et 60 en autorisant le passage du fluide d'un circuit élémentaire 50, 52 et 54 dans un autre au travers des ajutages 98A, 100A. Le circuit formé par la mise en parallèle des pompes à débit variable des circuits élémentaires 50, 52 et 54 est lui aussi de type fermé. Le circuit élémentaire 50 comprend de façon supplémentaire, une pompe 102 alimentée par la pompe de gavage 64, qui débite grâce à un distributeur 104 à tiroir dans des vérins de manoeuvre 106, 108 double effet. Ces vérins de manoeuvre sont reliés à des trains de roues ferroviaires 110, 112 visibles sur la figure 1. Le circuit élémentaire 54 comporte, également de façon complémentaire, un distributeur à tiroir 114 alimenté par la pompe de gavage 66 qui commande des vérins 116 de blocage/déblocage des différentiels 11;8 associés à chaque train de roues du locotracteur. Le fonctionnement d'un locotracteur selon l'invention est maintenant décrit. Le moteur diesel 38 entraîne, par l'intermédiaire de la boîte de répartition mécanique 40, les trois pompes à débit variable 42, 44 et 46 qui mettent le fluide à des pressions sensiblement identiques, dans chacun des trois circuits élémentaires 50, 52 et 54. Ce fluide sous pression entraîne les moteurs hydrauliques. Le dispositif d'inversion du sens du flux dans les circuits fluides ou hydrauliques 56, 58, 60 permet de choisir le sens de roulement du locotracteur, à savoir avancer ou reculer. Les conduits 98 et 100 munis des ajutages 98A et LOOFA assurent un équilibrage des pressions et des débits dans les trois circuits élémentaires 50, 52 et 54 en permettant un passage du fluide hydraulique d'un circuit dans un autre. Le diamètre réduit des ajutages, au regard de celui des tuyaux formant l'ensemble propulsif, permet un équilibrage progressif des pressions et des débits, évitant ainsi d'éventuels à-coups dans les trains de roues. Dans le cas du patinage d'un train de roues, la pression dans le circuit associé au train patinant est modifiée progressiement par réajustage automatique des pressions à partir des autres circuits élémentaires montés en parallèle pour provoquer l'arrêt progressif du train de roues patinant et ainsi assurer une meilleure répartition des forces motrices entre les différents trains de roues. Pour modifier la vitesse de rotation des moteurs hydrauliques, il suffit de faire varier le débit des pompes hydrauliques associées. Par contre, on remarque que le moteur 38 à combustion interne fonctionne toujours à la vitesse de rotation à laquelle le couple est maximum, ce qui permet de tirer le meilleur parti du moteur. La boîte de répartition mécanique, équipée d'une boîte de vitesses à deux rapports, permet de faire varier la vitesse de rotation des pompes, ce qui permet aussi d'ajuster le débit et la puissance hydraulique en fonction des besoins, le moteur diesel étant toujours à son meilleur rendement. Lorsque le tiroir du distributeur 104 est actionné vers la droite les vérins 106 et 108 abaissent les deux trains de roues ferroviaires et inversement lorsque le tiroir du distributeur est actionné vers la gauche, les pistons des vérins sont rétractés et les trains de roues sont escamotées. Lors d'un démarrage par exemple, il peut être utile de bloquer les différentiels afin de limiter le patinage des roues d'un même train. Dans ce cas, le tiroir, déplacé vers la droite assure le blocage du différentiel par sortie du piston du vérin 116 et inversement lorsque le locotracteur est lancé, le différentiel débloqué peut jouer son rôle, le piston du vérin étant en position rétractée. On remarque que lorsque le moteur diesel est arrêté, les roues des trains moteur sont immobilisées par l'inertie du fluide dans l'ensemble hydraulique de propulsion 48 se présentant sous la forme d'un circuit de type fermé. Ceci garantit de plus une sécurité au freinage, l'inertie du mouvement du fluide dans les circuits assurant une certaine progressivité. Le compresseur d'air 30 est nécessaire sur ce type d'engin de traction pour permettre le déblocage et le blocage des freins propres aux wagons tractés. En effet, lorsque la locomotive laisse les wagons en gare, ceux-ci sont immobilisés par blocage des freins pour des raisons de sécurité évidentes et il faut alimenter en air comprimé le circuit de freinage des wagons avant toute manoeuvre du convoi. On remarque que le locotracteur peut se déplacer sur rails mais également sur route puisque ses pneumati ques le lui permettent, après que les trains de roues ferroviaires aient été rétractés. Le locotracteur ainsi réalisé est d'un prix de revient compatible avec les possibilités d'utilisation offertes, si bien que les utilisateurs peuvent faire l'investissement relativement facilement. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de motorisation d'un locotracteur caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux trains (12, 14, 16) de roues munies de pneumatiques (22) mus chacun par un moteur hydraulique (32, 34, 36), une pompe hydraulique (42, 44, 46) à débit variable associée à chacun de ces moteurs, des circuits hydrauliques fermés (56, 58, 60) respectifs de liaison des pompes à débit variable aux moteurs, un moteur thermique (38) pour l'entraînement de ces pompes à débit variable grâce à une boîte de répartition mécanique (40). 2.- Dispositif de motorisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pompes a débit variable (42, 44, 46) des circuits hydrauliques fermés (56, 58, 60) sont reliées entre elles en parallèle par des conduits (98, 100) équipés d'ajutages (98A, 100A). 3.- Dispositif de motorisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des différentiels (118) associés aux trains de roues actionnés par des vérins (116), de façon à permettre leurs blocages à l'aide d'un tiroir de commande (114). 4.- Dispositif de motorisation selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la boîte de répartition mécanique (40) comprend une boîte de vitesses mécanique de façon à faire varier la vitesse de rotation des pompes (42, 44, 46) à débit variable. 5.- Dispositif de motorisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux trains (110, 112) de roues ferroviaires de guidage, disposés respectivement à l'avant et à l'arrière équipés de moyens de relevage de façon à les rendre escamotables. 6.- Dispositif de motorisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de relevage comprennent des vérins hydrauliques (106, 108) et un tiroir de commande (104) alimentés en fluide sous pression à partir du circuit hydraulique (60) de l'un des trains. 7.- Dispositif de motorisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pompes à débit variable (42, 44, 46) comprennent chacune un dispositif d'inversion du sens du flux dans les circuits hydrauliques (56, 58, 60) de façon que le locotracteur puisse avancer ou reculer.