Brevet FR2729104A1 — publié le 19960712

La présente invention concerne une roue de guidage pour véhicule, susceptible de coopérer avec un rail de voie ferrée ou analogue. Une telle roue est destinée à équiper aussi bien les véhicules ferroviaires usuels, comme par exemple les locomotives et automotrices et les wagons et voitures de chemin de fer, que les véhicules dénommés rail-route, qui sont aptes à circuler sur les routes et sur les rails des voies ferrées et qui ont notamment pour but d'assurer la maintenance des réseaux ferroviaires (opérations de nettoyage et de débroussaillage des voies), le remplacement et la pose d'éléments constitutifs desdites voies, le déplacement de wagons, etc ... Aussi, quoique non exclusivement, la présente invention sera décrite en regard de son application aux véhicules rail-route, tout en sachant qu'elle pourrait être utilisée sur les véhicules ferroviaires précédemment cités. On sait que les véhicules rail-route connus comportent généralement un châssis portant un ensemble de roues avant et arrière à pneumatiques et un ensemble de roues à boudins (ou mentonnets) internes de guidage. Des moyens d'actionnement sont également prévus sur ces véhicules pour permettre le passage dudit ensemble de roues à boudins internes situées devant et derrière les roues avant et arrière à pneumatiques du véhicule, d'une position relevée pour laquelle elles sont éloignées des rails de la voie ferrée et, donc, surélevées par rapport aux roues à pneumatiques, vers une position abaissée pour laquelle lesdites roues a boudins internes sont amenées au contact des rails de la voie ferrée. Par ailleurs, on sait que pour pouvoir franchir, sans les déclencher, les contacteurs ou pédales de signalisation agencés le long de la face latérale interne des rails, il est également prévu sur ledit ensemble de roues à boudins internes, des roues à boudins (ou mentonnets) externes de guidage. Pour cela, les roues à boudins internes portées en bout d'un arbre ou essieu sont relevées pour se trouver au-dessus des rails, tandis que les roues à boudins externes portées par un autre arbre s'appliquent, par l'intermédiaire de moyens de basculement fluidiques prévus entre les deux arbres, sur les rails de la voie en regard de leur face latérale externe, ce qui assure le guidage du véhicule et évite, ainsi, aux boudins internes des roues alors relevées, de toucher les contacteurs lors du déplacement du véhicule sur les rails. On se rend donc compte qu'un tel ensemble hybride est mécaniquement lourd et encombrant puisqu'il comprend alors deux arbres ou essieux pourvus respectivement de roues à boudins externes et de roues à boudins internes aussi bien à l'avant qu'à l'arrière du véhicule. De plus, il est nécessaire de prévoir des dispositifs d'entralnement complexes et/ou volumineux des roues à boudins externes lorsque celles-ci reposent sur les rails, via les roues à boudins internes (par des transmissions à chaînes par exemple), ce qui complique la réalisation dudit ensemble. En outre, un risque de glissement du véhicule subsiste malgré tout durant l'opération de changement d'arbres (passage des roues à boudins internes aux roues à boudins externes et viceversa), notamment lorsque la voie ferrée est en dévers et/ou en courbe. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. A cet effet, la roue de guidage pour véhicule, destinée à coopérer avec un rail de voie ferrée ou analogue et du type comportant un boudin interne de guidage, est remarquable, selon l'invention, en ce qu'elle comprend, de plus, un boudin externe de guidage et en ce que lesdits boudins interne et externe sont excentrés, d'une part, par rapport à l'axe de rotation de ladite roue et, d'autre part, l'un par rapport à l'autre, de façon que lesdits boudins interne et externe de guidage viennent sensiblement alternativement en regard des faces latérales correspondantes dudit rail. Ainsi, grâce à l'invention, l'agencement de deux boudins excentrés et décalés, interne et externe, sur chaque roue permet de ne pas déclencher les pédales de signalisation prévues sur les faces latérales internes des rails. En effet, au moment de franchir une telle pédale, le boudin excentré interne occupe une position effacée ou éloignée vis-à-vis du rail, tandis que le boudin excentré externe se trouve en correspondance de la face latérale externe du rail, assurant à cet instant le guidage du véhicule. L'ensemble de roues à boudins externes et internes s'affranchit des inconvénients issus des ensembles usuels lourds et encombrants à deux essieux respectivement à boudins externes et à boudins internes et, par suite, des problèmes liés à l'entraînement des roues à boudins externes.Avec l'invention, aucune transmission supplémentaire n'est à prévoir pour assurer l'entraînement des roues de guidage. Par ailleurs, les risques de glissement du véhicule sont diminués, d'une part, par la présence au moins de lune des portions de boudins (interne ou externe) le long de l'une des faces latérales du rail et, d'autre part, par le nontransfert des charges d'un essieu à l'autre lors des opérations de "pédalage". De préférence, lesdits boudins externe et interne présentent des diamètres identiques, et le diamètre de ladite roue est sensiblement égal aux diamètres identiques desdits boudins. Plus particulierement, lesdits boudins excentras, interne et externe, sont décalés l'un de l'autre, par rapport au plan de ladite roue, d'un angle d'environ 1200. Cet agencement permet d'avoir une portion périphérique de la bande de roulement de la roue, sensiblement opposée à l'angle de 1200, dans laquelle les boudins font à peine saillie de celle-ci, tout en assurant malgré tout le guidage. Ainsi, on peut entralner les roues de guidage à boudins directement par les roues à pneumatiques sans les endommager, ce qui évite alors l'emploi de transmissions complexes, encombrantes et coûteuses. Par ailleurs, ladite roue étant destinée à être agencée sur un arbre dudit véhicule, lesdits boudins externe et interne sont montés sur des excentriques prévus sur ledit arbre supportant ladite roue. Lesdits excentriques peuvent être rapportés sur ou intégrés audit arbre. En outre, lesdits boudins interne et externe sont montés de façon amovible sur ledit arbre. Et ils peuvent être rendus solidaires de ladite roue par des éléments de liaison. L'invention concerne également un véhicule destiné à circuler sur une voie ferrée et comportant, avantageusement, des roues de guidage à boudins externe et interne, telles que préalablement définies. Les figures du dessin annexe feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente un exemple de véhicule rail-route pourvu d'un ensemble de roues à boudins externes et internes conformes à l'invention et disposées sur une voie ferrée. La figure 2 est une vue en plan d'une des roues de guidage dudit ensemble, montrant son boudin interne en relation avec la face latérale correspondante d'un rail de la voie. La figure 3 est une coupe de ladite roue selon la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en plan de ladite roue de guidage montrant son boudin externe en relation avec l'autre face latérale du rail, tandis que son boudin interne est éloigné dudit rail. La figure 5 est une coupe de ladite roue de guidage selon la ligne V-V de la figure 4. La figure 6 représente les roues de guidage dudit ensemble au contact de la voie ferrée, dans une position pour laquelle les roues à pneumatiques du véhicule reposent également sur les rails. Le véhicule rail-route 1, illustré sur la figure 1, est destiné notamment aux travaux d'entretien de voies ferrées. Il comprend, de façon usuelle, un châssis 2 supportant un groupe moteur 3, un ensemble 4 de roues avant et arrière 5 à pneumatiques 5A et un ensemble 6 de roues de guidage 7 aptes à coopérer avec les rails R d'une voie ferrée VF, et pourvus de boudins ou mentonnets internes 8 servant au guidage du véhicule sur la voie. Plus particulièrement, l'ensemble 4 est constitué de deux essieux 9 avant et arrière associés au châssis 2 et portant, à leurs extrémités, les roues 5 à pneumatiques. Dans ce mode de réalisation, les quatre roues 5 du vehicule sont motrices via des transmissions, non représentées, issues du groupe moteur 3. Sur ce type de véhicule rail-route, l'écartement des roues à pneumatiques de chaque essieu peut correspondre à celui des rails de la voie ferrée, de façon que le véhicule puisse reposer également par ses roues à pneumatiques sur les rails et permettre ainsi la traction de wagons, comme on le verra ultérieurement. On voit, sur la figure 1, que le véhicule 1 repose sur les rails R de la voie ferrée VF par son ensemble 6 de roues de guidage 7 qui occupe alors une position abaissée, tandis que l'ensemble 4 est alors éloigné des rails. Cet ensemble 6 se compose de deux équipages escamotables sensiblement identiques 6A, 6B, dont l'un, 6A, est prévu à l'avant du châssis 2, devant l'essieu 9, et dont l'autre, 6B, est prévu à l'arrière du châssis 2, derrière l'essieu 9. Chaque équipage est monté pivotant sur le châssis 2 par l'intermédiaire d'axes 10 et comprend un arbre liA ou llB qui est parallèle à l'essieu correspondant 9 et aux extrémités duquel sont montés les roues de guidage 7 au moyen de roulements non représentés.Aussi, des moyens d'actionnement définis par des vérins 12, assurent le passage ou le basculement de chaque équipage escamotable 6A, 6B, d'une position abaissée représentée sur la figure 1, pour laquelle les roues de guidage 7 sont au contact des rails et les roues 5 à pneumatiques éloignées de ceux-ci, vers une position relevée représentée en traits mixtes sur la figure 1, pour laquelle les roues de guidage sont escamotées, le véhicule étant alors en mode route. Chaque vérin 12 est articulé au châssis et à l'équipage correspondant par des axes 13. Lors de l'actionnement des vérins, les équipages pivotent autour des axes 10 par rapport au châssis 2. Comme le montrent plus particulièrement les figures 2 et 3, chaque roue 7 de l'ensemble 6 comprend, de plus, un boudin ou mentonnet externe de guidage 14. Et, selon l'invention, les deux boudins de guidage, respectivement interne 8 et externe 14, sont excentrés, d'une part, par rapport à l'axe de rotation de la roue 7, c'est-à-dire l'axe géométrique A de l'arbre liA ou 11B, et, d'autre part, l'un par rapport à l'autre, c'est-à-dire que les axes de rotation Al et A2 des boudins interne et externe, parallèles à l'axe A, sont décalés angulairement dans le plan de ladite roue.Ainsi, les boudins externe et interne de chaque roue 7 viennent alternativement au voisinage des faces latérales correspondantes interne et externe FI et FE du rail, assurant un guidage constant du véhicule et permettant le passage des pédales de signalisation sans les déclencher. Structurellement et de façon simplifiée, le boudin interne 8 de chaque roue est monté sur un excentrique 15 d'axe de rotation Al et prévu, dans ce cas, directement sur l'arbre liA et llB des équipages 6A, 6B. Le boudin externe 14 est monté sur un excentrique 16 d'axe de rotation A2 et fixé en bout de chaque arbre llA, llB par une vis 17 coaxiale à l'axe A. Dimensionnellement et dans cet exemple de réalisation, les boudins 8 et 14 ont des diamètres extérieurs identiques qui correspondent de plus sensiblement au diamètre desdites roues 7. Les axes excentrés Al et A2 sont à égale distance de l'axe A. L'angle B, formé dans le plan de la roue par les axes excentrés Al et A2 et ayant pour sommet l'axe A, est sensiblement égal à 1200, mais il pourrait toutefois être différent et compris entre 900 et 1800. Néanmoins, le fait de prévoir un angle de 1200 permet, comme le montre la figure 2, de dégager une portion périphérique angulaire 7A1 de la bande de roulement 7A de ladite roue, opposée & l'angle B, où les boudins excentrés sont presque effacés ou faiblement en saillie par rapport à cette bande de roulement, cela tout en assurant un guidage de la roue 7.Grâce à cela, les pneumatiques 5A des roues 5 peuvent être amenés au contact des roues de guidage 7 pour les entraîner par friction, sans qu'ils soient trop endommages, comme ils le seraient avec des boudins internes faisant saillie périphériquement desdites roues. Actuellement, ltentraînement par friction entre les pneumatiques 5A et les roues 7 n'est possible que si les pneumatiques portent uniquement sur la bande de roulement des roues 7, ce qui requiert des réglages compliqués entre l'écartement des pneus 5A et les bandes de roulement 7A des roues de guidage 7. Les boudins 8 et 14 sont montés de façon amovible sur les excentriques 15 et 16. Et ils peuvent être liés en rotation avec la roue 7 par un élément de liaison tel qu'une vis 18 montée, dans cet exemple illustré sur les figures 2 et 3, sur le boudin interne 8 et s'engageant dans un trou alors oblong 7B ménage dans la roue. De plus, des organes de commande tels que des vérins 19, comme le montre la figure 1, sont prévus entre chaque arbre llA, llB et des plaques de structure 6C de l'équipage correspondant, pour régler la position desdits boudins montés sur les excentriques 15, 16, par rapport audit arbre, de façon à présenter, si nécessaire, correctement les boudins au moment du passage des pédales. Grâce à ces roues à deux boudins excentrés, interne et externe, le véhicule 1 peut franchir les pédales ou contacteurs de signalisation sans les déclencher. En effet, comme le montrent les figures 4 et 5, au moment du passage d'une pédale P prévue sur la face latérale interne FI du rail R, la roue 7 se présente ou est réglée par le vérin 19 pour se présenter suite à la rotation de l'arbre, de façon que le boudin externe excentré 14 soit en regard de la face latérale externe FE du rail, c'est-à-dire sensiblement en vis-à-vis de la pédale P. En conséquence, le boudin interne excentré 8 se trouve décale d'environ 1200 et n'est pas au contact du rail R et, donc, de la face FI, de sorte que la pedale P n'est pas déclenchée. La rotation de la roue selon le sens de la flèche F sur la figure 4 permet ainsi de franchir la pédale sans la déclencher, tandis qu'un guidage et un maintien du véhicule sur les rails sont assurés par les boudins externes evitant les risques de glissement des roues préalablement mentionnés. Dans le mode d'utilisation du véhicule 1 montré sur la figure 1, les roues 5 à pneumatiques sont éloignées des rails et entraînent directement les roues de guidage 7 par friction du fait de leur motricité. Puisque, avantageusement, une portion périphérique 7A1 de la bande de roulement des roues, opposée à l'angle B, est presque dépourvue des boudins excentrés, les pneumatiques 5A peuvent directement s'appliquer convenablement au moins sur cette portion périphérique, pour assurer une motricité maximale sans subir de dégradations notables. Bien évidemment, on pourrait conserver des transmissions usuelles des roues de guidage 7, telles que hydrostatiques, par chalnes et pignons, ou autres. Dans le mode d'utilisation du véhicule 1 montré sur la figure 6, les pneumatiques 5A des roues sont amenés au contact des rails R de la voie ferrée VF. Pour cela, les équipages 6A et 6B occupent une position intermédiaire grâce à leurs vérins de manoeuvre 12, de façon que les roues 7 et les pneumatiques 5A coopèrent avec lesdits rails. Cette configuration du véhicule lui procure une force de traction importante, d'autant plus que les quatre roues 5 sont motrices, engendrée par l'appui des pneus sur les rails, ce qui lui permet alors de pouvoir tracter sans difficulté des wagons. De même, le freinage du véhicule 1 sur les rails s'effectue de façon optimale. REVENDICATIONS 1. Roue de guidage pour véhicule, destinée à coopérer avec un rail de voie ferree ou analogue et du type comportant un boudin interne de guidage (8), caractérisée en ce qu'elle comprend, de plus, un boudin externe de guidage (14) et en ce que lesdits boudins interne (8) et externe (14) sont excentrés, d'une part, par rapport à l'axe de rotation de ladite roue (7) et, d'autre part, l'un par rapport à l'autre, de façon que lesdits boudins interne et externe de guidage viennent sensiblement alternativement en regard des faces latérales correspondantes dudit rail. 2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits boudins externe (14) et interne (8) présentent des diamètres identiques, et en ce que le diamètre de ladite roue (7) est sensiblement égal aux diamètres identiques desdits boudins (8, 14). 3. Roue selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdits boudins excentrés, interne (8) et externe (14), sont décalés l'un de l'autre, par rapport au plan de ladite roue, d'un angle d'environ 1200. 4. Roue selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, destinée à être agencée sur un arbre dudit véhicule, caractérisée en ce que lesdits boudins externe (14) et interne (8) sont montés sur des excentriques (15, 16) prévus sur ledit arbre (liA, lob). 5. Roue selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits excentriques (15, 16) sont rapportés sur ou intégrés audit arbre. 6. Roue selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que lesdits boudins interne (8) et externe (14) sont montés de façon amovible sur ledit arbre (liA, llB). 7. Roue selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lesdits boudins interne (8) et externe (14) sont rendus solidaires de ladite roue par des éléments de liaison (18). 8. Véhicule destiné à circuler sur une voie ferrée ou analogue, caractérisé en ce qu'il est équipé de roues de guidage (7) telles que définies selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 7.