TITRE : ESSIEU FERROVIAIRE AJUSTABLE EN LARGEUR, ET ENGIN DE TRAVAUX EQUIPE D’UN TEL ESSIEU

Domaine technique

La présente invention se rapporte à un essieu destiné à circuler sur une voie de chemin de fer et dans lequel la distance entre les deux roues dudit essieu est réglable afin de l’adapter à la largeur de ladite voie de chemin de fer.

L’invention peut être appliquée plus particulièrement, mais non exclusivement, aux véhicules, notamment aux engins de travaux publics ou de construction pouvant circuler à la fois sur rail et sur route.

Technique antérieure

Il existe différentes largeurs de voie de chemin de fer à travers le monde et dans certains pays, plusieurs largeurs de voie coexistent. L'écartement des rails est la distance séparant le flanc interne des deux files de rails d'une voie ferrée.

Notamment dans le domaine des véhicules pouvant circuler à la fois sur rail et sur route, par exemple dans le domaine des véhicules utilisés pour la maintenance ferroviaire, il existe donc un besoin pour un essieu ferroviaire qui puisse s’adapter à différentes largeurs de voie de chemin de fer, ce qui évite d’utiliser des machines spécifiquement conçues pour chaque largeur de voie.

Il existe différentes solutions, qui présentent généralement de nombreux désavantages.

Parmi ces solutions, on connaît un essieu comportant deux ensembles roulants motorisés qui sont fixés sur une glissière selon un positionnement ajustable latéralement. Cet essieu, prévu pour des engins des type nacelle, est prévu pour supporter de faibles efforts à la roue, et n’est pas prévu pour des véhicules lourds. En outre, le réglage en largeur de cet essieu doit être effectué en atelier, avec des moyens de manutention adaptés pour manipuler des ensembles roulants lourds et encombrants. Il en résulte que ce réglage est en outre long et complexe, le réglage fin devant être effectué manuellement.

Parmi les solutions existantes, on connaît également un essieu comportant un boîtier comportant deux roues ferroviaires non motorisées servant uniquement au guidage du véhicule, ce boîtier étant monté mobile sur une traverse située verticalement au- dessus desdites roues ferroviaires. Cette solution s’applique cependant à des entraînements par friction sur rail, elle n’est donc pas applicable sur un véhicule à chenilles, ni dans les pays où la friction entre les roues et les rails est interdite. En outre les roues ferroviaires de cette solution ne sont pas prévues pour être motorisés et le réglage fin de G écartement des roues doit être effectué manuellement.

Il résulte de l’état de la technique qu’il existe un besoin pour un essieu ferroviaire ajustable en largeur qui supporte un poids élevé afin d’être notamment adapté aux véhicules de maintenance ferroviaire les plus lourds. Un tel essieu ferroviaire doit être compatible et applicable à tout type de véhicule, à chenilles, à roues ou autre, et à tout type de roue ferroviaire. Il doit avantageusement permettre un réglage sur le terrain sans retour en atelier, simple et rapide, et sans réglage fin manuel. Exposé de l’invention

L’objet de la présente invention vise par conséquent à pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un nouvel essieu ferroviaire à écartement variable destiné à rouler sur une voie de chemin de fer et comportant deux ensembles roulants prévus en vis-à-vis de chaque côté dudit essieu ferroviaire, caractérisé en ce que chaque ensemble roulant comporte

- une jante sensiblement cylindrique comportant deux rebords en saillie sur sa face externe,

- une roue ferroviaire prévue entre les deux rebords en saillie et dont le moyeu est monté coulissant selon l’axe longitudinal de l’essieu ferroviaire sur la face externe de la jante, et

- des moyens de fixation pour solidariser le moyeu de la roue ferroviaire contre l’un ou l’autre des deux rebords en saillie.

Le moyeu de la roue ferroviaire reposant sur une jante robuste prévue pour supporter un poids élevé, l’essieu selon l’invention peut avantageusement supporter des efforts à la roue très élevés et est notamment adapté aux véhicules de maintenance ferroviaire les plus lourds. L’essieu selon l’invention est compatible et applicable à tout type de véhicule, à chenilles, à roues ou autre, et à tout type de roue ferroviaire. Par la fixation du moyeu de la roue ferroviaire contre l’un ou l’autre des deux rebords en saillie, il permet un réglage en largeur simple et rapide de l’essieu sur le terrain sans retour en atelier, et sans réglage fin manuel. La fixation du moyeu de chaque roue ferroviaire sur les deux rebords extérieurs ou sur les deux rebords intérieurs de l’essieu correspond avantageusement à un écartement des roues adapté à deux largeurs différentes de voie de chemin de fer.

Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque ensemble roulant comporte au moins une cale annulaire prévue autour de la jante entre la roue ferroviaire et le rebord en saillie sur lequel elle est solidarisée. L’utilisation d’une ou plusieurs cales permet avantageusement de pouvoir adapter l’essieu de l’invention à plusieurs largeurs différentes de voie de chemin de fer, l’écartement des deux rebords d’une jante étant par exemple adapté à deux largeurs extrémales de voie de chemin de fer, un jeu de cales étant alors prévu pour chacune des largeurs intermédiaires de voie de chemin de fer.

Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, au moins une cale est en plusieurs parties, préférentiellement sous la forme de deux demi-anneaux. Grâce cette conformation des cales, leur mise en place est facile et rapide, et ne nécessite pas de moyens de manutention.

Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, au moins un rebord en saillie est soit conformé d’une seule pièce avec la jante, soit sous la forme d’une pièce annulaire rapportée et solidarisée sur une des extrémités latérales de la jante. Dans le cas d’une pièce annulaire rapportée, cela permet notamment de remplacer ou de mettre en place une roue ferroviaire sur la jante de manière simple et rapide.

Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque jante comporte un rebord en saillie prévu au niveau de son extrémité latérale située côté extérieur et un rebord en saillie prévu au niveau de son extrémité latérale située côté intérieur. Ainsi, l’essieu peut présenter une largeur maximale sensiblement égale à la largeur maximale d’une voie ferroviaire, et il ne présente donc pas une largeur excessive susceptible de ne pas respecter le gabarit ferroviaire.

Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, l’essieu ferroviaire comprend en outre au moins un moteur dont l’arbre d’entraînement est relié mécaniquement à au moins une des jantes pour l’entraîner à rotation. Ainsi, les roues de l’essieu peuvent être soit libres, soit motorisées. Il est également possible de motoriser individuellement chaque roue, ou de prévoir un seul moteur pour motoriser les deux roues.

Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, un moteur est au moins partiellement logé à l’intérieur d’une jante. Ainsi, la motorisation des roues de l’essieu peut avantageusement être réalisée sans encombrement supplémentaire, et ledit moteur est en outre protégé de l’extérieur par la jante. La présence d’un moteur à l’intérieur d’une jante permet également d’éviter un montage en porte-à-faux dudit moteur.

Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, l’arbre d’entraînement d’un moteur est relié mécaniquement à une jante par l’intermédiaire d’une bague de montage solidarisée ou conformée sur ledit arbre d’entraînement et solidarisée ou conformée sur la face interne de ladite jante. Cette bague de montage transmet avantageusement le couple du moteur à la jante et par conséquent à la roue ferroviaire fixée sur ladite jante.

Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, la bague de montage est solidarisée sur l’arbre d’entraînement et/ou sur la face interne de la jante par montage en force, montage mécanique, soudure ou tout autre mode de fixation de ladite bague de montage sur l’arbre d’entraînement et/ou sur la face interne de la jante.

Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, la bague de montage est monobloc avec l’arbre d’entraînement et/ou la face interne de la jante. Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, au moins un moteur est un moteur-roue, ce qui permet avantageusement de réduire 1’ encombrement représenté par le moteur pour l’essieu ferroviaire.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels :

[Fig 1]

La figure 1 est une vue en perspective d’un essieu ferroviaire à deux moteurs-roues selon l’invention adapté à un écartement des rails de 1000 millimètres.

[Fig 2]

La figure 2 est une vue en coupe verticale de l’essieu ferroviaire de la figure 1.

[Fig 3]

La figure 3 est une vue en perspective d’un essieu ferroviaire à deux moteurs-roues selon l’invention adapté à un écartement des rails de 1435 millimètres.

[Fig 4]

La figure 4 est une vue en coupe verticale de l’essieu ferroviaire de la figure 3.

[Fig 5]

La figure 5 est une vue en perspective d’un essieu ferroviaire à moteur central selon l’invention adapté à un écartement des rails de 1435 millimètre.

[Fig 6]

La figure 6 est une vue en coupe verticale de l’essieu ferroviaire de la figure 5.

[Fig 7]

La figure 7 est une vue en perspective de l’essieu ferroviaire de la figure 5 illustrant la mise en place de deux cales chacune sous la forme de deux demi-anneaux

[Fig 8]

[Fig 9]

[Fig 10] [Fig 11]

Les figures 8 à 11 sont des vues en coupe verticale d’un essieu ferroviaire à deux moteurs-roues selon l’invention dans lesquelles :

- sur la figure 8, l’essieu ferroviaire n’est équipé d’aucune cale et chaque roue ferroviaire est fixée sur le rebord extérieur de l’essieu ;

- sur la figure 9, l’essieu ferroviaire est équipé d’une cale du côté extérieur et d’une cale du côté intérieur, et chaque roue ferroviaire est fixée sur le rebord extérieur de l’essieu ;

- sur la figure 10, l’essieu ferroviaire est équipé d’une cale du côté extérieur et de deux cales du côté intérieur, et chaque roue ferroviaire est fixée sur le rebord intérieur de l’essieu ; et

- sur la figure 11, l’essieu ferroviaire est équipé de deux cales du côté extérieur et d’une cale du côté intérieur, et chaque roue ferroviaire est fixée sur le rebord extérieur de l’essieu.

[Fig 12]

La figure 12 est une vue de détail de la partie encerclée sur la figure 8.

Description détaillée

Les éléments structurellement et fonctionnellement identiques présents sur plusieurs figures distinctes, sont affectés d’une même référence numérique ou alphanumérique.

L’essieu ferroviaire (1) selon l’invention comporte deux roues ferroviaires (2). Il est destiné à circuler sur une voie de chemin de fer et à s’adapter à la largeur de celle-ci. Ainsi, il présente des moyens permettant de régler lequel la distance entre les deux roues (2) dudit essieu pour qu’elles puissent rouler sur les rails de la voie de chemin de fer, quel que soit l’écartement entre les rails de celle-ci.

Cet essieu (1) est par exemple prévu pour équiper les véhicules pouvant circuler à la fois sur rail et sur route, tel que notamment les véhicules prévus pour effectuer la maintenance des voies de chemin de fer.

L’essieu ferroviaire (1) selon l’invention est préférentiellement monté articulé sur le véhicule qu’il équipe, entre une position haute et une position basse. Dans sa position haute, l’essieu ferroviaire (1) selon l’invention n’est pas utilisé et peut être facilement réglé en écartement. Il peut ainsi être positionné à une hauteur qui est particulièrement pratique pour l’opérateur réalisant le réglage en écartement dudit essieu (1). Dans sa position basse, l’essieu ferroviaire (1) selon l’invention repose sur les rails et permet au véhicule qu’il équipe de circuler sur lesdits rails et/ou d’être guidé par ceux-ci. Cette position basse de l’essieu (1) peut correspondre à une position dans laquelle le véhicule est légèrement soulevé du sol au niveau de son extrémité avant ou arrière.

L’essieu ferroviaire (1) selon l’invention comporte deux ensembles roulants (3) prévus en vis-à-vis de chaque côté dudit essieu ferroviaire (1).

Chaque ensemble roulant (3) comporte une jante (4) sensiblement cylindrique comportant deux rebords en saillie (5a, 5b) sur sa face externe (6), une roue ferroviaire (2) prévue entre les deux rebords en saillie (5a, 5b) et dont le moyeu (7) est monté coulissant selon l’axe longitudinal de l’essieu ferroviaire (1) sur la face externe (6) de la jante (4), et des moyens de fixation (8) pour solidariser le moyeu (7) de la roue ferroviaire (2) contre l’un ou l’autre des deux rebords en saillie (5a,

5b) .

Ainsi, chaque roue ferroviaire (2) se présente sous la forme d’une bague dont le pourtour externe (2a) sert de surface de roulement, tandis que la partie centrale évidée, ou moyeu (7), est prévue pour être engagée sur la face externe (6) d’une jante (4).

Les deux ensembles roulants (3) peuvent être reliés par une traverse ou par un carter (24). Ils sont préférentiellement identiques.

Selon une variante de l’invention, chaque ensemble roulant (3) comporte au moins une cale (9) annulaire prévue autour de la jante (4) entre la roue ferroviaire (2) et un rebord en saillie (5a, 5b). Chaque cale (9) est fixée sur ledit rebord en saillie (5a, 5b), par exemple par les moyens de fixation (8).

La mise en place d’une cale (9) sur un rebord en saillie (5a, 5b) permet de positionner la roue ferroviaire (2) plus vers l’extérieur ou plus vers l’intérieur selon que ladite roue ferroviaire (2) est fixée sur un rebord en saillie respectivement intérieur (5b) ou extérieur (5a) équipé de ladite cale.

En effet, au moins une cale (9) peut être prévue du côté extérieur d’une jante (4), du côté intérieur de celle-ci, ou des deux côtés.

Il est possible de mettre en place plusieurs cales sur un même rebord en saillie (5a, 5b), par exemple avec des épaisseurs différentes et indexées, ce qui permet de positionner latéralement et de façon précise la roue ferroviaire (2) fixé sur ledit rebord en saillie (5a, 5b).

Il est également possible d’utiliser des cales (9) dont l’épaisseur est choisie de sorte de permettre un positionnement latéral des roues ferroviaires (2) qui correspond aux différentes largeurs de voie du pays où l’essieu ferroviaire (1) selon l’invention est utilisé.

On notera que par épaisseur des cales (9), on entend leur dimension qui s’étend dans l’axe de l’essieu ferroviaire (1), c’est-à-dire selon la direction transversale à l’axe des rails sur lequel ledit l’essieu ferroviaire (1) peut rouler.

Les jantes (4) peuvent présenter une largeur et un positionnement des rebords en saillie (5a, 5b) qui permettent un positionnement des roues ferroviaires (2) selon deux positions extrémales qui correspondent aux largeurs minimales et maximales de voie de chemin de fer, soit dans le pays où est utilisée l’invention, soit dans le monde entier, afin de commercialiser dans ce dernier cas un seul essieu utilisable dans tous les pays. L’usage des cales (9) permet alors d’adapter l’essieu ferroviaire (1) de l’invention à toutes les autres largeurs de voie intermédiaires.

Au moins une cale (9) peut être en plusieurs parties, préférentiellement sous la forme de deux demi-anneaux (9a, 9b), ce qui permet son montage autour de la jante

(4)·

Les cales (9) peuvent être dans une matière électriquement isolante, par exemple en matière plastique.

Les moyens de fixation (8) prévus pour fixer les roues ferroviaires (2) sur un rebord en saillie (5a, 5b) peuvent comprendre des vis (10) destinées à être vissées dans des orifices filetés (11) prévus dans les faces en regards des deux rebords en saillie (5a, 5b) de chaque jante (4). Ces orifices filetés (11) sont préférentiellement traversants. Les cales présentent préférentiellement des orifices traversants (12) pour le passage desdites vis (10). Ces orifices traversants (12) peuvent être filetés ou non.

Une cale (9) peut être est fixée contre un rebord en saillie (5a, 5b) soit par les vis (10) servant à fixer une roue ferroviaire (2) sur ledit rebord en saillie (5a, 5b), soit par d’autres vis (10a) similaires, mais généralement moins longues.

Chaque rebord en saillie (5a, 5b) peut être conformé d’une seule pièce avec la jante (4), ou être sous la forme d’une pièce annulaire (13) rapportée et solidarisée sur une des extrémités latérales (14, 15) de la jante (4). Dans ce dernier cas, chaque pièce annulaire (13) peut être fixée sur une jante (4) par l’introduction d’une vis (16) dans un orifice fileté (17) prévu dans ladite jante (4).

Chaque jante (4) peut comporter un rebord en saillie (5a) prévu au niveau de son extrémité latérale située côté extérieur (14) et un rebord en saillie (5b) prévu au niveau de son extrémité latérale située côté intérieur (15).

Dans le cas où on souhaite que les roues ferroviaires (2) soient motorisées, l’essieu ferroviaire (1) comprend en outre au moins un moteur (18) dont l’arbre d’entraînement (19) est relié mécaniquement à au moins une des jantes (4) pour l’entraîner à rotation.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, un moteur (18) est au moins partiellement logé à l’intérieur d’une jante (4) et relié mécaniquement à celle-ci pour l’entraîner à rotation. Selon une première variante de l’invention représentée sur les figures 1 à 4 et 8 à 11, les roues ferroviaires (2) sont motorisées individuellement, et chaque ensemble roulant (3) comporte un moteur (18). Dans ce cas notamment, chaque moteur (18) peut être un moteur-roue.

Selon une seconde variante de l’invention représentée sur les figures 5 à 7, les roues ferroviaires (2) sont motorisées par un seul et même moteur (18) relié mécaniquement à chacune des jantes (4) pour les entraîner à rotation.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention représenté sur les figures 1 à 4 et 8 à 11, au moins un moteur (18) est relié mécaniquement à une jante (4) par l’intermédiaire d’une bague de montage (20) solidarisée ou conformée sur l’arbre d’entraînement (19) dudit moteur (18) et solidarisée ou conformée sur la face interne (21) de ladite jante (4). Ainsi, chaque bague de montage (20) est située entre la face interne (21) d’une jante (4) et la face externe (22) de l’arbre d’entraînement (19) d’un moteur (18).

La bague de montage (20) est préférentiellement solidarisée sur l’arbre d’entraînement (19) et/ou sur la face interne (21) de la jante (4) par montage en force, montage mécanique, soudure ou tout autre mode de fixation de ladite bague de montage (20) sur la face externe (22) de l’arbre d’entraînement (19) et/ou sur la face interne de la jante (4).

La bague de montage (20) est préférentiellement solidarisée par soudure. Les points de soudure (25) sont représentés sur la figure 12.

Selon une variante de l’invention, la bague de montage (20) est monobloc avec l’arbre d’entraînement (19) et/ou la face interne (21) de la jante (4).

Une autre bague de montage (23) peut également être prévue entre la face interne (21) de la jante (4) et la face externe du corps du moteur (18), pour une meilleure immobilisation de celui-ci au sein de la jante.

Notamment dans le cas où un moteur n’est pas logé dans une jante (4), l’immobilisation de celui-ci peut se faire par tout moyen connu.

Dans le cas où l’essieu ferroviaire (1) de l’invention ne comprend qu’un seul moteur (18), celui-ci peut être fixé à la traverse ou au carter (24) qui relie les deux ensembles roulants (3) tel que cela est représenté sur les figures 5 à 7.

Une seule cale (9) peut être nécessaire pour chacun des deux ensembles roulants (3), ce qui permet d’adapter l’essieu ferroviaire (1) de l’invention à trois écartements des rails différents, selon que chaque roue ferroviaire (2) est fixée sur le rebord en saillie intérieur (5b) ou extérieur (5a), et que ledit rebord en saillie (5a, 5b) soit équipé d’une cale (9) au non.

Il est possible d’adapter l’essieu ferroviaire (1) de l’invention à des écartements des rails supplémentaires par l’ajout d’une ou plusieurs cales (9) supplémentaires sur le rebord en saillie intérieur (5b) ou extérieur (5a), ou sur les deux rebords en saillie (5a, 5b).

Sur les figures 8 à 11, diverses variantes d’utilisation des cales sont illustrées à titre d’exemple. Ainsi, la figure 8 illustre un cas dans lequel l’essieu ferroviaire (1) de l’invention ne comporte aucune cale (9), et la figure 9 illustre un cas dans lequel l’essieu ferroviaire (1) de l’invention comporte une cale (9) sur le rebord en saillie intérieur (5b) et sur le rebord en saillie extérieur (5a).

Il est évident que la présente description ne se limite pas aux exemples explicitement décrits, mais comprend également d’ autres modes de réalisation et/ou de mise en œuvre. Ainsi, une caractéristique technique décrite peut être remplacée par une caractéristique technique équivalente sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications annexées et une étape décrite de mise en œuvre du procédé peut être remplacée par une étape équivalente sans sortir du cadre de l’invention tel que défini par les revendications.