Brevet FR3125991A1 — publié le 20230210

Système d’entraînement auxiliaire d’un véhicule ferroviaire, véhicule ferroviaire et procédé associé s Le système (18) d’entraînement auxiliaire d’une voiture (10) d’un véhicule ferroviaire, comprend : - une source d’air comprimé (20); - un moteur à air comprimé (22) propre à être alimenté en air comprimé par la source d’air comprimé (20) ; - un organe d’entraînement (24) d’une roue (12) de la voiture (10), propre à être entraîné en rotation par le moteur à air comprimé (22) pour entraîner la roue (12) en rotation. Le système (18) comprend, en outre, un dispositif (26) de déplacement de l’organe d’entraînement (24) entre une position active dans laquelle l’organe d’entraînement (24) est en contact avec la roue (12) et une position inactive dans laquelle l’organe d’entraînement (24) est à l’écart de la roue (12), l’organe d’entraînement (24) étant propre à entraîner en rotation la roue (12) dans la position active. Figure pour l'abrégé : Figure 1 Système d’entraînement auxiliaire d’un véhicule ferroviaire, véhicule ferroviaire et procédé associés La présente invention concerne un système d’entraînement auxiliaire d’une voiture d’un véhicule ferroviaire, comprenant : - une source d’air comprimé ; - un moteur à air comprimé propre à être alimenté en air comprimé par la source d’air comprimé ; - un organe d’entraînement d’une roue de la voiture, propre à être entraîné en rotation par le moteur à air comprimé pour entraîner la roue en rotation. CN 108162991 A décrit un tel système. Un tel système permet de déplacer une voiture d’un véhicule ferroviaire sur de courtes distances en se passant d’une motorisation classique par exemple portée par une locomotive. Ce système est, par exemple, utilisé pour déplacer la voiture de manière précise, notamment en amont d’une étape de couplage de la voiture avec une autre voiture ou la locomotive. Lorsque le système d’entraînement auxiliaire n’est plus nécessaire ou plus adéquat, il est mis à l’arrêt. Pour déplacer le véhicule ferroviaire sur de longues distances, la motorisation classique intégrée dans une locomotive prend alors le relais. Toutefois, dans ces conditions, même mis à l’arrêt, le système d’entraînement auxiliaire étant mécaniquement lié à la roue de la voiture, il perturbe le déplacement du véhicule. Un but de l’invention est de fournir un système d’entraînement auxiliaire d’une voiture de véhicule ferroviaire, simple à opérer et à maintenir, tout en étant peu entravant pour la voiture lors d’une traction classique. A cet effet, l’invention a pour objet un système d’entraînement du type précité, comprenant, en outre, un dispositif de déplacement de l’organe d’entraînement entre une position active dans laquelle l’organe d’entraînement est en contact avec la roue et une position inactive dans laquelle l’organe d’entraînement est à l’écart de la roue, l’organe d’entraînement étant propre à entraîner en rotation la roue dans la position active. Selon des modes particuliers de réalisation, le système comprend également l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement envisageable : - le dispositif de déplacement est propre à être alimenté en air comprimé par la source d’air comprimé pour déplacer l’organe d’entraînement vers la position inactive ; - le dispositif de déplacement comprend un vérin pneumatique ; - le vérin pneumatique comprend un cylindre délimitant une chambre, un piston s’étendant dans la chambre, et une tige solidaire du piston et de l’organe d’entraînement, le piston étant déplacé dans la chambre lorsque le vérin pneumatique est alimenté en air comprimé de sorte à déplacer l’organe d’entraînement vers la position inactive, le dispositif de déplacement comprenant, en outre, un organe de rappel contraignant le piston de sorte à contraindre l’organe d’entraînement vers la position active ; - le système comprend en outre une vanne pneumatique contrôlant l’alimentation en air comprimé depuis la source d’air comprimé vers le dispositif de déplacement ; - le système comprend en outre une vanne pneumatique contrôlant l’alimentation en air comprimé depuis la source d’air comprimé vers le moteur à air comprimé ; - l’organe d’entraînement est opérable entre une configuration bloquée dans laquelle il est bloqué en rotation et une configuration libre dans laquelle il est libre en rotation, l’organe d’entraînement étant configuré pour freiner la roue lorsqu’il est en position active et en configuration bloquée. L’invention concerne également une voiture d’un véhicule ferroviaire comprenant une pluralité de roues et au moins un système d’entraînement auxiliaire tel que décrit précédemment, l’au moins un système d’entraînement auxiliaire étant associé à une roue, l’organe d’entraînement étant en contact avec la roue correspondante dans la position active et à l’écart de la roue dans la position inactive, l’organe d’entraînement étant propre à être entraîné en rotation par le moteur à air comprimé pour entraîner en rotation la roue correspondante dans la position active. L’invention concerne en outre un procédé d’entraînement auxiliaire d’une voiture d’un véhicule ferroviaire comprenant un système d’entraînement auxiliaire tel que décrit précédemment, le procédé comprenant les étapes de : - déplacement de l’organe d’entraînement depuis la position inactive jusqu’à la position active par le dispositif de déplacement ; et - alimentation du moteur à air comprimé en air comprimé, l’organe d’entraînement étant entrainé en rotation par le moteur à air comprimé pour entraîner en rotation la roue. Optionnellement, le procédé comprend en outre, lorsque l’organe d’entraînement est dans sa position active, une étape de passage de l’organe d’entraînement depuis une configuration libre dans laquelle il est libre en rotation jusqu’à une configuration bloquée dans laquelle il est bloqué en rotation, pour freiner la roue de la voiture. D’autres aspects et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la est une représentation schématique d’une portion d’une voiture d’un véhicule ferroviaire comprenant un système d’entraînement auxiliaire selon l’invention, le dispositif de déplacement étant en position active, le moteur étant alimenté en air comprimé ; et la est une représentation schématique de la portion de voiture de la , le dispositif de déplacement étant dans la position inactive, l’alimentation en air comprimé du moteur étant coupée. En référence aux figures 1 et 2, on décrit une voiture 10 d’un véhicule ferroviaire. La voiture 10 comprend une pluralité de roues 12, ici montées sur un bogie 14 du véhicule ferroviaire, et au moins un système d’entraînement auxiliaire 18 associé à une roue 12, par exemple monté sur le bogie 14. La voiture 10 comprend, par exemple, un système d’entraînement auxiliaire 18 pour chaque roue 12. Selon un autre exemple, seules certaines roues sont associées à un système d’entraînement auxiliaire 18. Dans la suite, à l’appui des figures 1 et 2, on décrit un seul système d’entraînement auxiliaire 18 associé à une roue 12 de la voiture 10. Il est entendu que cette description s’applique également à d’autres éventuels systèmes 18 associés à d’autres roues 12 du véhicule 10. Le système d’entraînement auxiliaire 18 comprend une source 20 d’air comprimé, un moteur à air comprimé 22, un organe 24 d’entraînement de la roue 12, un organe de transmission 25 et un dispositif 26 de déplacement de l’organe d’entraînement 24. La source 20 d’air comprimé est un réservoir comprenant de l’air comprimé. L’air comprimé est, par exemple, stocké dans le réservoir à une pression supérieure à 3 bar, de préférence comprise entre 3 et 5,4 bar. Cette pression correspond notamment aux pressions rencontrées dans les dispositifs de conduite générale de frein présents sur tous les wagons et véhicules ferroviaires classiques UIC. Le moteur à air comprimé 22 est fluidiquement connecté à la source 20 et est propre à être alimenté en air comprimé par la source 20. Lorsqu’il est alimenté en air comprimé, le moteur 22 engendre un couple dans un premier sens de rotation ou dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sens. L’organe d’entraînement 24 est propre à être entraîné en rotation par le moteur à air comprimé 22 par l’intermédiaire de l’organe de transmission 25 pour entraîner la roue 12 en rotation. En particulier, le moteur 22 transmet le couple qu’il engendre à l’organe d’entraînement 24 de sorte que l’organe d’entraînement 24 est mis en rotation. L’organe d’entraînement 24 est entraîné en rotation dans le premier sens de rotation ou dans le deuxième sens de rotation opposé en fonction du sens de rotation du couple engendré par le moteur 22. Le moteur à air comprimé comporte par exemple une turbine comprenant des pales propres à entrainer en rotation la turbine dans le premier sens ou dans le deuxième sens. L’organe d’entraînement 24 est mobile entre une position active (illustrée sur la ) et une position inactive (illustrée sur la ). Dans la position active, l’organe d’entraînement 24 est en contact avec la roue 12. Dans la position inactive, l’organe d’entraînement 24 est à l’écart de la roue 12. L’organe d’entraînement 24 est propre à entrainer en rotation la roue 12 dans la position active. En particulier, dans la position active, l’organe d’entraînement 24 transmet le couple généré par le moteur 22 à la roue 12. La roue 12 est entraînée en rotation dans un sens de rotation ou dans un sens de rotation opposé en fonction du sens de rotation de l’organe d’entraînement 24. L’organe d’entraînement 24 est, par exemple, un galet mobile en rotation autour d’un axe parallèle à un axe de rotation de la roue 12. Le galet est avantageusement réalisé dans un matériau permettant d’obtenir un coefficient de frottement entre le galet et la roue 12 qui soit suffisant pour éviter un glissement lors du contact entre le galet et la roue 12. Par exemple, l’organe d’entraînement 24 est, en outre, opérable entre une configuration bloquée et une configuration libre. Dans la configuration libre, l’organe d’entraînement 24 est libre en rotation. Dans la configuration bloquée, l’organe d’entraînement 24 est bloqué en rotation. L’organe d’entraînement 24 est avantageusement configuré pour freiner la roue 12 lorsqu’il est en position active et en configuration bloquée. Le freinage de la roue 12 est réalisé par friction entre l’organe d’entraînement 24 est la roue 12. Le dispositif de déplacement 26 est configuré pour déplacer l’organe d’entraînement 24 entre la position active et la position inactive. Comme il sera détaillé ci-dessous, ici, le dispositif de déplacement 26 comprend un organe de rappel 30 contraignant l’organe d’entraînement 24 vers la position active. Le dispositif de déplacement 26 est en outre avantageusement propre à être alimenté en air comprimé par la source 20 d’air comprimé pour déplacer l’organe d’entraînement 24 vers la position inactive. La position active correspond ainsi à une position de repos du dispositif de déplacement 26. En particulier, le dispositif de déplacement 26 comprend un vérin pneumatique 32 fluidiquement connecté à la source 20 d’air comprimé et propre à être alimenté en air comprimé par la source 20 et une tringlerie 33 propre à raccorder le vérin à l’organe de transmission 25 et/ou à l’organe d’entraînement 24. Comme illustré sur l’exemple des figures 1 et 2, le vérin pneumatique 32 comporte un cylindre 34, un piston 36 et une tige 38. Le cylindre 34 délimite une chambre 40. Le piston 36 s’étend dans la chambre 40. Le piston 36 délimite une portion avant 42 de chambre 40 et une portion arrière 44 de chambre 40. Les portions avant 42 et arrière 44 sont séparées hermétiquement par le piston 36. Avantageusement, la portion avant 42 de la chambre 40 est propre à être alimentée en air comprimé par la source 20. Lorsque le vérin pneumatique 32 est alimenté en air comprimé, le piston 36 est déplacé dans la chambre 40. En particulier, dans ce cas, la portion avant 42 de la chambre 40 est alimentée en air comprimé. Le piston 36 se déplace alors dans la chambre 40 de sorte qu’un volume de la portion arrière 44 décroît et qu’un volume de la portion avant 42 croît. La tige 38 est solidaire du piston 36 et de l’organe d’entraînement 24. Avantageusement, la tige 38 s’étend au moins en partie dans la portion avant 42 de la chambre 40, entre deux extrémités dont l’une est fixée au piston 36 et l’autre est fixée à l’organe d’entraînement 24. Ainsi, lorsque le piston 36 se déplace dans la chambre 40, la tige 38 est déplacée. Le déplacement de la tige 38 entraîne à son tour le déplacement de l’organe d’entraînement 24 via la tringlerie 33, notamment à l’écart de la roue 12. Ainsi, lorsque le vérin pneumatique 32 est alimenté en air comprimé, le piston 36 est déplacé de sorte à déplacer l’organe d’entraînement 24 vers la position inactive. Avantageusement, le vérin pneumatique 32 présente également un orifice d’évacuation d’air (non-illustré) par lequel l’air comprimé est propre à s’échapper de la portion avant 42. Pour contraindre l’organe d’entraînement 24 vers la position active, l’organe de rappel 30 contraint le piston 36, notamment à l’encontre du mouvement du piston 36 généré par l’apport d’air comprimé dans le vérin pneumatique 32. Ainsi, l’organe de rappel 30 applique une force de rappel sur le piston 36. De la sorte, pour déplacer l’organe d’entraînement 24 vers la position inactive, le vérin pneumatique 32, en particulier la portion avant 42 de la chambre 40, doit être alimentée en air comprimé de sorte qu’une pression suffisante pour vaincre la force de rappel engendrée par l’organe de rappel 30 règne dans la portion avant 42. L’organe de rappel 30 est, par exemple, un ressort élastique s’étendant dans la portion arrière 44 de la chambre 40 du vérin pneumatique 32. Le ressort élastique est solidaire du piston 36 et s’appuie avantageusement sur une paroi arrière 45 du cylindre 34. Avantageusement, le système 18 comprend en outre une première vanne pneumatique 48 contrôlant l’alimentation en air comprimé depuis la source 20 d’air comprimé vers le moteur 22 et une deuxième vanne pneumatique 50 contrôlant l’alimentation en air comprimé depuis la source 20 d’air comprimé vers le dispositif de déplacement 26. Chaque vanne pneumatique 48, 50 est opérable entre une configuration ouverte dans laquelle elle autorise l’alimentation et une configuration fermée dans laquelle l’alimentation est coupée. Les première et deuxième vannes pneumatiques 48, 50 sont par exemple des vannes électromécaniques. Par exemple, le système 18 comprend également une vanne d’évacuation d’air (non-illustrée) contrôlant l’évacuation d’air depuis la portion avant 42 de la chambre 40 du vérin 32 par l’orifice d’évacuation d’air. Avantageusement, le système 18 comprend également un dispositif de commande électromécanique (non-illustré) configuré pour commander le moteur à air comprimé 22 ainsi que les première et deuxième vannes pneumatiques 48, 50. En particulier, le dispositif de commande est configuré pour commander le sens du couple engendré par le moteur 22, commander l’alimentation en air comprimé depuis la source 20 vers le moteur 22 et commander l’alimentation en air comprimé depuis la source 20 vers le dispositif de déplacement 26. En outre, le dispositif de commande électromécanique est configuré pour commander l’organe d’entraînement 24 entre la configuration libre et la configuration bloquée. Egalement, le dispositif de commande électromécanique est configuré pour commander la vanne d’évacuation d’air pour autoriser ou empêcher l’évacuation d’air depuis la portion avant 42 de la chambre 40 du vérin 32. Par exemple, le dispositif de commande électromécanique est déporté du système d’entraînement auxiliaire, notamment installé dans un compartiment passager de la voiture 10. Le dispositif de commande comprend avantageusement une interface homme-machine propre à être manipulée par un opérateur pour commander le moteur 22, les vannes pneumatiques 48, 50 et l’organe d’entraînement 24. Dans ce qui suit, on décrit un procédé d’entraînement auxiliaire de la voiture 10 décrite précédemment à l’aide du système d’entraînement auxiliaire 18. Initialement, comme illustré sur la , l’organe d’entraînement 24 est en position inactive et en configuration bloquée. En d’autres termes, l’organe d’entraînement 24 est à l’écart de la roue 12 et est bloqué en rotation. Par exemple, la première vanne pneumatique 48 est en configuration fermée. De ce fait, le moteur 22 n’engendre aucun couple. Avantageusement, la deuxième vanne pneumatique 50 est en configuration ouverte et la vanne d’évacuation d’air empêche l’évacuation d’air depuis la portion avant 42 de la chambre 40 du vérin 32. Le système d’entraînement auxiliaire 18 est utilisé pour déplacer de manière auxiliaire la voiture 10. Dans ce but, l’organe d’entraînement 24 est avantageusement mis en configuration libre de sorte qu’il soit libre en rotation. L’organe d’entraînement 24 est ensuite déplacé depuis la position inactive jusqu’à la position active par le dispositif de déplacement 26. Pour ce faire, avantageusement, un opérateur manipule l’interface homme-machine du dispositif de commande électromécanique pour placer la deuxième vanne pneumatique 50 en configuration fermée et pour commander la vanne d’évacuation d’air pour autoriser l’évacuation d’air depuis la portion avant 42 de la chambre 40 du vérin 32. Avantageusement, l’opérateur manipule l’interface homme-machine pour choisir un sens du couple que le moteur 22 doit engendrer selon qu’une marche avant ou une marche arrière de la voiture 10 est désirée. Ensuite, le moteur 22 à air comprimé est alimenté en air comprimé. Pour ce faire, avantageusement, l’opérateur manipule l’interface homme-machine pour placer la première vanne pneumatique 48 en configuration ouverte. Le système d’entraînement 18 est alors tel que représenté sur la . L’organe d’entraînement 24 est alors entraîné en rotation par le moteur à air comprimé pour entraîner la roue 12 en rotation. Ceci provoque alors le déplacement de la voiture 10. Optionnellement, lorsque l’organe d’entraînement 24 dans sa position active, par exemple au lieu d’alimenter le moteur 22 en air comprimé, l’organe d’entraînement 24 est passé depuis la configuration libre à la configuration bloquée. Pour ce faire, avantageusement, l’opérateur manipule l’interface homme-machine pour provoquer le passage de l’organe d’entraînement 24 en configuration bloquée. Ceci provoque alors le freinage de la roue 12 et donc de la voiture 10. Avantageusement, pour ramener l’organe d’entraînement 24 vers la position inactive, de l’air comprimé est à nouveau injecté dans la portion avant 42 du vérin pneumatique, la vanne d’évacuation d’air empêchant l’évacuation d’air depuis la portion avant 42 de la chambre 40 du vérin 32. Pour ce faire, l’opérateur manipule l’interface homme-machine pour placer la deuxième vanne pneumatique 50 en configuration ouverte et pour contrôler la vanne d’évacuation d’air de sorte à empêcher l’évacuation d’air. La voiture 10 est alors déplaçable par des moyens de traction classique, par exemple par une locomotive, sans interférence de l’organe d’entrainement 24 sur la roue 12. Avantageusement, lorsque le véhicule ferroviaire est à l’arrêt, l’organe d’entraînement 24 est en position active et en configuration bloquée. De la sorte, le système d’entraînement auxiliaire 18 participe à l’immobilisation du véhicule ferroviaire, en association, par exemple, avec un système de freinage principale du véhicule. Grâce à l’invention, le système d’entraînement auxiliaire 18 permet un déplacement efficace de la voiture 10. En outre, lorsqu’il n’est pas nécessaire, par exemple lors d’un déplacement effectué par une locomotive, le système 18 n’entrave pas la voiture 10. Egalement, le système d’entraînement auxiliaire 18 est simple et est facile à implémenter sur la voiture 10. D’une part, l’utilisation d’air comprimé est commune dans le domaine ferroviaire. D’autre part, le système 18 requiert peu d’éléments et il est aisé de les ajouter sur le bogie 14 d’une voiture préexistante. En outre, comme décrit ci-dessus, le système d’entraînement auxiliaire 18 peut mettre en mouvement la voiture 10 mais également la freiner si nécessaire. Le système 18 intègre donc avantageusement à la fois une fonction de motorisation et une fonction de freinage. Système (18) d’entraînement auxiliaire d’une voiture (10) d’un véhicule ferroviaire, comprenant : - une source d’air comprimé (20); - un moteur à air comprimé (22) propre à être alimenté en air comprimé par la source d’air comprimé (20) ; - un organe d’entraînement (24) d’une roue (12) de la voiture (10), propre à être entraîné en rotation par le moteur à air comprimé (22) pour entraîner la roue (12) en rotation ; caractérisé en ce que le système (18) comprend, en outre, un dispositif (26) de déplacement de l’organe d’entraînement (24) entre une position active dans laquelle l’organe d’entraînement (24) est en contact avec la roue (12) et une position inactive dans laquelle l’organe d’entraînement (24) est à l’écart de la roue (12), l’organe d’entraînement (24) étant propre à entraîner en rotation la roue (12) dans la position active. Système (18) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de déplacement (26) est propre à être alimenté en air comprimé par la source d’air comprimé (20) pour déplacer l’organe d’entraînement (24) vers la position inactive. Système (18) selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de déplacement (26) comprend un vérin pneumatique (32). Système (18) selon la revendication 3, dans lequel le vérin pneumatique (32) comprend un cylindre (34) délimitant une chambre (40), un piston (36) s’étendant dans la chambre (40), et une tige (38) solidaire du piston (36) et de l’organe d’entraînement (24), le piston (36) étant déplacé dans la chambre (40) lorsque le vérin pneumatique (32) est alimenté en air comprimé de sorte à déplacer l’organe d’entraînement (24) vers la position inactive, le dispositif de déplacement (26) comprenant, en outre, un organe de rappel (30) contraignant le piston (36) de sorte à contraindre l’organe d’entraînement (24) vers la position active. Système (18) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant en outre une vanne pneumatique (50) contrôlant l’alimentation en air comprimé depuis la source d’air comprimé (20) vers le dispositif de déplacement (26). Système (18) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une vanne pneumatique (48) contrôlant l’alimentation en air comprimé depuis la source d’air comprimé (20) vers le moteur à air comprimé (22). Système (18) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe d’entraînement (24) est opérable entre une configuration bloquée dans laquelle il est bloqué en rotation et une configuration libre dans laquelle il est libre en rotation, l’organe d’entraînement (24) étant configuré pour freiner la roue (12) lorsqu’il est en position active et en configuration bloquée. Voiture (10) d’un véhicule ferroviaire comprenant une pluralité de roues (12) et au moins un système d’entraînement auxiliaire (18) selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’au moins un système d’entraînement auxiliaire (18) étant associé à une roue (12), l’organe d’entraînement (24) étant en contact avec la roue (12) correspondante dans la position active et à l’écart de la roue (12) dans la position inactive, l’organe d’entraînement (24) étant propre à être entraîné en rotation par le moteur à air comprimé (22) pour entraîner en rotation la roue (12) correspondante dans la position active. Procédé d’entraînement auxiliaire d’une voiture (10) d’un véhicule ferroviaire comprenant un système d’entraînement auxiliaire (18) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, le procédé comprenant les étapes de : - déplacement de l’organe d’entraînement (24) depuis la position inactive jusqu’à la position active par le dispositif de déplacement (26); et - alimentation du moteur à air comprimé (22) en air comprimé, l’organe d’entraînement (24) étant entrainé en rotation par le moteur à air comprimé (22) pour entraîner en rotation la roue (12). Procédé selon la revendication 9, comprenant, en outre, lorsque l’organe d’entraînement (24) est dans sa position active, une étape de passage de l’organe d’entraînement (24) depuis une configuration libre dans laquelle il est libre en rotation jusqu’à une configuration bloquée dans laquelle il est bloqué en rotation, pour freiner la roue (12) de la voiture (10).