La présente invention concerne un dispositif de maintien d'une trajectoire d'un véhicule guidé lors d'un déraillement et/ou déguidage dudit véhicule guidé, selon le préambule de la revendication 1, et un tel organe de guidage selon la revendication 12 et en plus un tel véhicule selon la revendication 14.
Par « véhicule guidé », il est fait référence aux moyens de transport en commun tels que des bus, trolleybus, tramways, métros, trains ou unités de train, etc., mais aussi aux moyens de transport de charge tel que, par exemple, les ponts roulants, pour lesquels l'aspect sécuritaire est très important et pour lesquels le guidage est assuré en particulier par un unique rail. Ce dernier sert de guide à un organe de guidage qui prend généralement appui sur le rail et suit sa trajectoire au cours du déplacement du véhicule guidé. L'organe de guidage permet par exemple à un système de guidage de diriger un essieu directeur du véhicule selon la trajectoire définie par le rail, ledit essieu étant par exemple pourvu de roues porteuses.
Une première variante connue de l'organe de guidage comprend une paire de roues de guidage, aussi appelées galets de guidage, montées en V et pourvus de mentonnets permettant d'enserrer le rail de guidage. Un tel organe de guidage est par exemple décrit dans les documents US 7,228,803 B2, US 6,029,579 A1, US 6,363,860 B1. Un tel organe de guidage protège de manière sûre le guidage du véhicule jusqu'à son arrêt. Il permet par exemple d'éviter des dégâts matériels qui pourraient provenir d'une perte de guidage, et de préserver l'intégrité physique du personnel ou des passagers embarqués dans le cas d'un transport public.
Les véhicules guidés par ce type d'organe de guidage fonctionnent selon le principe général suivant, en faisant référence à la Figure 1: ledit organe de guidage suit le rail 3 au moyen de la paire de galets 1, 2 en contact avec le rail 3 et commande au système de guidage une direction à imposer à un essieu directeur du véhicule. Le rail 3 de guidage est en particulier composé d'une semelle 4 fixée au sol 5 et d'une âme 6 supportant un champignon 7 sur lequel les galets 1, 2 sont en appui via une bande de roulement 9. Chacun des galets 1, 2 d'une même paire de galets de guidage a ainsi sa bande de roulement 9 en contact avec une surface du champignon 7, appelée surface de roulement 8 et répartie symétriquement de part et d'autre de la partie supérieure du champignon 7. Lors du déplacement du véhicule, les galets 1, 2 sont en contact avec le champignon 7, et leurs mentonnets 10 respectifs entourent, de manière sans contact en mode nominal, ce dernier et s'approchent de l'âme 6 en dessous de celui-ci. Comme la distance entre les extrémités inférieures 201, 101 des deux mentonnets 10 entourant le champignon 7 est inférieure à la largeur C du champignon 7, une extraction du champignon 7 hors de l'emprise desdits galets 1, 2, ou encore hors de la zone comprise entre les bandes de roulement 9 et les mentonnets 10, n'est possible que si l'angle 11 de fixation des galets, i.e. l'angle correspondant au secteur formé par les axes de rotation de chacun des galets 1, 2 d'une paire de galets et qui est coupé par le plan de symétrie de la paire de galets en V, augmente et/ou si les mentonnets 10 et/ou les bords extérieurs du champignon 7 se déforment.
L'orientation correcte du véhicule est ainsi obtenue par couplage de la paire de galets de l'organe de guidage du système de guidage avec l'essieu directeur du véhicule. Si les galets enserrent correctement le rail de guidage, le véhicule suit la trajectoire décrite par le rail lors de son déplacement. Par contre, si les galets sortent de leur position normale de fonctionnement, par exemple, si le champignon du rail de guidage sort de la zone comprise entre les bandes de roulement et les mentonnets, alors le véhicule risque de quitter la trajectoire établie initialement par le rail. En effet, dès que les galets ne sont plus soumis à la direction imposée par le rail de guidage, ils peuvent partir vers la droite ou la gauche du rail, déviant ainsi le véhicule de la trajectoire prévue. Le scénario en question est défini comme une perte de guidage ou simplement déguidage du véhicule. En d'autres termes, le positionnement correct des galets est une condition nécessaire pour garantir la direction correcte du véhicule.
Une seconde variante de l'organe de guidage est décrite dans le document WO 2008/074942 A1 et consiste en une paire de galets enserrant un champignon, tel que décrit précédemment, mais à la différence que les galets sont dépourvus des mentonnets. Dans ce cas, les mentonnets des roues sont remplacés par des mentonnets fixes et solidaires à une base de fixation des galets, ces derniers étant de plus protégés par un bouclier de sécurité. Cette configuration apporte une rigidité plus élevée qui augmente l'effort nécessaire pour que les galets s'extraient du rail.
Quelle que soit la variante de l'organe de guidage considérée, l'extraction du champignon hors de l'emprise des galets est possible. C'est le cas par exemple lorsque un effort vertical d'arrachement dirigé vers le haut est appliqué sur les galets ou sur une base de fixation des galets de façon à ce qu'une déformation des pièces (mentonnet et/ou champignon et/ou axe des galets) fasse que la distance entre les mentonnets dépasse la largeur du champignon. Dans ce cas, les galets n'enserrent plus le rail et peuvent se positionner soit à côté de ce dernier, ainsi que présenté en Figure 2, soit sur le rail de guidage, comme illustré par la Figure 3, les références utilisées en Figure 1 étant reprises pour les Figures 2 et 3. En position sur le rail de guidage, le véhicule peut encore être guidé même si l'organe de guidage n'enserre plus le rail de guidage. Par contre, si les galets de guidage se trouvent positionnés à côté du rail de guidage, un braquage des roues porteuses peut faire sortir le véhicule guidé de sa trajectoire initialement prévue, ce qui peut avoir des conséquences néfastes pour l'exploitation du véhicule et du réseau auquel il appartient, ainsi que pour la sécurité des passagers et du personnel embarqué.
Ainsi, les systèmes de guidage actuels des véhicules guidés ne permettent pas d'assurer un maintien de la trajectoire dudit véhicule guidé lors d'un déraillement. Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif simple, sûr et fiable, de maintien de la trajectoire d'un véhicule guidé lors d'un déraillement ou d'une perte de guidage de ce dernier. En d'autres termes, il s'agit notamment d'empêcher de manière rapide et fiable que le système de guidage d'un véhicule guidé puisse garder son pouvoir de braquage au moyen des bielles de direction en cas de perte de guidage et/ou de déraillement.
Afin de parvenir à cet objectif, un dispositif est proposé par le contenu de la revendication 1.
Un ensemble de sous-revendications présente également des avantages de l'invention.
La présente invention se rapporte à un dispositif de maintien d'une trajectoire, destiné à équiper un véhicule guidé apte à se déplacer sur une voie comprenant au moins un rail de guidage et deux rails latéraux qui sont, par exemple, des rails de courant, lesdits rails latéraux étant parallèles audit rail de guidage et positionnés, en particulier symétriquement, de part et d'autre de ce dernier, et ledit rail de guidage définissant une trajectoire pour le véhicule guidé. Ledit véhicule guidé comprend notamment un système de guidage pour le guidage dudit véhicule selon la trajectoire imposée par le rail de guidage. Le système de guidage comprend en particulier un organe de guidage comprenant des roues de guidage ou galets, chacune des roues de guidage étant destinée à prendre appui sur ledit rail de guidage afin d'imposer audit véhicule guidé, via ledit organe de guidage, ladite trajectoire définie par le rail de guidage. Ledit dispositif de maintien est caractérisé en ce qu'il comprend:
- a. une barre destinée à être fixée audit organe de guidage, de manière à être transversale à la voie et donc au rail de guidage, ladite barre ayant une longueur L comprise entre la distance D séparant les rails latéraux l'un de l'autre soustraite de la largeur C du champignon dudit rail de guidage et ladite distance D séparant les rails latéraux l'un de l'autre, i.e. D - C < L < D;
- b. un moyen de fixation adapté pour une fixation de ladite barre audit organe de guidage de manière à ce que ladite barre soit positionnée transversalement à la voie et donc au rail de guidage, entre et au niveau desdits rails latéraux de façon à prendre appui sur l'un ou l'autre desdits rails latéraux lors d'un déraillement et/ou déguidage dudit véhicule guidé de manière à guider ledit véhicule guidé en imposant audit organe de guidage la trajectoire définie par le rail de guidage.
En effet, comme les rails latéraux sont parallèles au rail de guidage, ils sont également adaptés pour asservir un déplacement du véhicule guidé selon ladite trajectoire imposée par le rail de guidage. Les rails latéraux peuvent en particulier être des rails de courant ou d'alimentation destinés à alimenter en énergie électrique ledit véhicule guidé, ou des rails latéraux configurés pour le guidage dudit véhicule guidé lors d'un déraillement ou déguidage dudit véhicule guidé par coopération avec un dispositif de maintien d'une trajectoire selon l'invention. A cette fin, ladite barre est configurée de façon à maintenir les extrémités des galets en position sur le rail de guidage tel que présenté en Figure 3 ou 4. Par extrémité de galets, il est notamment fait référence au mentonnet équipant un galet ou roue, mais aussi à un bouclier ou carénage de galets qui prendrait appui sur le rail de guidage lors d'un déraillement ou perte de guidage tel qu'illustré schématiquement en Figure 3 lorsque ledit véhicule guidé est équipé du dispositif de maintien de la trajectoire selon l'invention. La géométrie et la structure de la barre, ainsi que le moyen de fixation de ladite barre audit organe de guidage permettent en particulier de transmettre audit organe de guidage une direction à suivre afin de maintenir ledit véhicule guidé le long de la trajectoire définie par le rail de guidage.
De manière préférentielle, ladite barre et/ou ledit moyen de fixation comprennent un matériau isolant apte à empêcher un transfert d'électricité d'un desdits rails latéraux vers ledit véhicule guidé lors d'un contact de ladite barre avec ledit rail latéral, notamment lors du cas particulier où le rail latéral est un rail de courant. Par exemple, ladite barre peut comprendre à chacune de ses extrémités ledit matériau isolant, et/ou être constituée dudit matériau isolant et/ou revêtue au moins en partie d'une couche dudit matériau isolant.
Préférentiellement, ladite barre de guidage comprend une mâchoire apte à entourer le champignon dudit rail de façon à servir de chasse-pierre lors de son utilisation sur un véhicule guidé correctement enraillé. En particulier, des parties saillantes de ladite mâchoire s'étendent, lors d'une utilisation dudit dispositif de maintien selon l'invention, de part et d'autre du champignon, sous ce dernier, la distance séparant les extrémités desdites parties saillantes de la mâchoire sous ledit champignon étant inférieure à la largeur dudit champignon de façon à empêcher une sortie du champignon dudit rail hors de l'emprise de ladite mâchoire lors de l'utilisation dudit dispositif de maintien selon l'invention.
Ladite barre a en particulier une forme sensiblement parallélépipédique. Selon un mode préférentiel de réalisation, ladite barre a au moins une partie d'une de ses extrémités taillée en biseau, de sorte que par exemple vue de face, la forme géométrique globale de la barre corresponde substantiellement à un rectangle sur lequel est superposé un trapèze isocèle dont la base à une longueur identique à la longueur du rectangle, et le sommet a une longueur inférieure à la base. De cette façon, la forme géométrique de la barre permet en particulier un auto-centrage de ladite barre entre les rails latéraux lors d'un déraillement et/ou déguidage du véhicule guidé. De plus, ladite barre peut en particulier comprendre à au moins une de ses extrémités une roulette d'appui configurée pour prendre appui sur un desdits rails latéraux lors dudit déraillement et/ou déguidage dudit véhicule guidé.
Préférentiellement, le moyen de fixation est en particulier adapté pour fixer ladite barre à une base de fixation d'une roue/galet ou des roues/galets de guidage de l'organe de guidage. De plus, ledit moyen de fixation peut en particulier fixer ladite barre audit organe de guidage de manière rigide ou de manière souple, i.e. de façon à amortir la transmission à l'organe de guidage d'un choc d'un objet avec ladite barre. A cette fin, le moyen de fixation comprend préférentiellement un dispositif d'amortissement de choc, comprenant par exemple un système d'amortissement hydraulique et/ou à ressort.
La présente invention concerne également un organe de guidage d'un véhicule guidé comprenant ledit dispositif de maintien d'une trajectoire tel que précédemment décrit, ledit organe étant en particulier caractérisé en ce qu'il comprend une paire desdites roues de guidage montées en V à pointe dirigée vers le bas et pourvues de mentonnets permettant d'enserrer le rail de guidage. La présente invention concerne également un véhicule guidé comprenant ledit dispositif de maintien tel que décrit précédemment.
Finalement, des exemples de réalisation et d'application sont fournis à l'aide de:
- Figure 1
- paire de galets de guidage correctement enraillé en mode nominal sur un rail de guidage;
- Figure 2
- positionnement à côté d'un rail de guidage d'une paires de galets de guidage lors d'un déraillement;
- Figure 3
- positionnement sur un rail de guidage d'une paires de galets de guidage lors d'un déraillement;
- Figure 4
- positionnement des galets de guidage lors d'un déraillement d'un véhicule guidé équipé d'un dispositif de maintien selon l'invention;
- Figure 5
- exemple de fixation d'un dispositif de maintien selon l'invention à une base de fixation de galets d'un organe de guidage;
- Figure 6
- exemple de réalisation selon l'invention d'un dispositif de maintien de la trajectoire;
- Figure 7
- exemple de réalisation selon l'invention d'une barre équipée de roulettes d'appui.
Les Figures 1 à 3 présentent respectivement un enraillement correct d'une paire de galets 1, 2 sur un rail de guidage 3 représentant le mode nominal de fonctionnement de la paire de galets 1, 2, un cas de déraillement de la paire de galets 1, 2 à côté dudit rail de guidage 3, et un cas de déraillement de la paire de galets 1, 2 sur le rail de guidage 3, chaque galet étant monté sur une base de fixation 12 de l'organe de guidage. Le déraillement de la paire de galets 1, 2 à côté du rail de guidage 3 peut conduire à un braquage de l'organe de guidage susceptible de conduire à une perte de trajectoire pour le véhicule guidé.
Afin d'éviter un tel problème, la présente invention propose d'équiper l'organe de guidage d'un véhicule guidé d'un dispositif de maintien de la trajectoire. La Figure 4 présente à cet effet un exemple de réalisation d'un dispositif de maintien selon l'invention, monté sur un organe de guidage d'un véhicule guidé ayant déraillé. Le véhicule guidé peut par exemple circuler sur une voie comprenant un rail de guidage 3 et des rails latéraux 13, 14, qui peuvent par exemple servir à alimenter en courant électrique ledit véhicule guidé. Un organe de guidage comprenant une paire de roues ou galets 1, 2 de guidage montés en V à pointe dirigée vers le bas permet au véhicule guidé de suivre la trajectoire décrite par le rail de guidage 3 en mode nominal. Lors d'un déraillement tel que présenté en Fig. 4, le dispositif de maintien selon l'invention permet de maintenir ladite trajectoire dudit véhicule guidé malgré le déraillement et/ou déguidage. Le dispositif de maintien selon l'invention comprend notamment:
- a. une barre 15 destinée à être fixée audit organe de guidage, par exemple à une base de fixation 12 des galets 1, 2 dudit organe de guidage, de manière à être transversale à la voie et donc au rail de guidage 3, ladite barre 15 ayant une longueur L comprise entre la distance D séparant les rails latéraux 13, 14 l'un de l'autre soustraite de la largeur C du champignon dudit rail de guidage 3 et ladite distance D séparant les rails latéraux l'un de l'autre, i.e. D - C < L < D;
- b. un moyen de fixation adapté pour une fixation de ladite barre 15 audit organe de guidage de manière à ce que ladite barre soit positionnée transversalement à la voie et donc au rail de guidage 3, entre et au niveau desdits rails latéraux 13, 14 de façon à prendre appui sur l'un ou l'autre desdits rails latéraux 13, 14 lors d'un déraillement et/ou déguidage dudit véhicule guidé, de sorte que ladite barre 15 soit apte à imposer audit organe de guidage la trajectoire définie par le rail de guidage 3.
Préférentiellement, ladite barre 15 est montée devant ledit organe de guidage par rapport à un sens de déplacement S dudit véhicule guidé, tel que présenté en Figure 5 et en Figure 6. Chaque extrémité 151, 152 de la barre 15 est en particulier incurvée dans un sens contraire au sens de déplacement S dudit véhicule, ou peut simplement comprendre un embout isolant, métallique ou non. Un moyen de fixation 16 peut par exemple rendre ladite barre 15 solidaire d'une base de fixation 12 des galets de l'organe de guidage. Le moyen de fixation comprend en particulier un système d'écrous 162 et de visserie 161 adapté à la fixation de ladite barre 15 audit organe de guidage, par exemple à ladite base de fixation 12 dudit organe de guidage. En particulier, le système d'écrous 162 et de visserie 161 peut coopérer avec un système de plaques 163 de maintien de ladite barre solidaire à ladite base de fixation 12. Préférentiellement, le dispositif de maintien selon l'invention, par exemple ladite barre 15 et/ou lesdites plaques 163, comprend une mâchoire 17 apte à entourer le champignon dudit rail de guidage 3, notamment par des parties saillantes 171 de ladite mâchoire 17, de façon à servir de chasse-pierre lors de son utilisation sur un véhicule guidé correctement enraillé. La mâchoire 17 est notamment configurée de façon à permettre un jeu d'environ 14 mm tout autour du champignon du rail de guidage 3. La valeur dudit jeu est en particulier déterminée de façon à ce que ledit jeu évite un contact de ladite mâchoire avec le rail de guidage lors de mouvements latéraux, verticaux, de rotations de roulis, et de tangage des galets, tout en prenant également en considération une usure des galets.
La Figure 7 présente un exemple de réalisation de la barre 15 selon l'invention. Les références des figures précédentes sont gardées en Figure 7 pour des objets identiques. Préférentiellement, ladite barre 15 est par exemple constituée d'un matériau métallique ou d'un alliage (par exemple en acier, en inox, etc.), ou d'un matériau composite (par exemple, en fibre de verre, en fibre de carbone, etc.), ou un mélange de matériau métallique et composite, par exemple en métal recouvert de composite. Le choix est notamment fait en fonction des efforts mécaniques et de la présence de courant dans les rails latéraux 13, 14. Préférentiellement, ladite barre 15 est structurée de façon à minimiser sa flexion longitudinale. Une longueur L typique de la barre 15 est par exemple 768 mm pour des rails latéraux 13, 14 espacés de 800 mm, de façon à garantir un jeu d'environ 16 mm entre chaque extrémité de la barre 15 et le rail latéral lors d'un déraillement ou perte de guidage dudit véhicule guidé. En particulier, chaque extrémité de la barre 15 peut être munie d'une roulette 153 d'appui configurée pour prendre appui sur ledit rail latéral 13, 14 lors du déraillement ou de la perte de guidage du véhicule guidé.
En résumé, le dispositif selon l'invention présente les avantages suivants:
- un nombre réduit de composants susceptibles de causer une panne, impliquant notamment un faible coût de développement, de fabrication, de mise en place et de maintenance;
- une résistance aux environnements extérieurs contraignants liés aux véhicules guidés;
- une sécurisation et un maintien de la trajectoire en cas de déraillement de l'organe de guidage;
- une fonction de chasse-pierre du dispositif selon l'invention permettant d'écarter des objets se trouvant sur la voie de guidage et de protéger l'organe de guidage, notamment au moyen de ladite mâchoire équipant la barre selon l'invention.