Domaine de l'invention

La présente invention concerne le domaine ferroviaire et plus précisément l'exploitation des zones occupées par les voies ferrées.

Etat de la technique

Dans certains pays, le réseau ferroviaire occupe une partie importante du territoire. En Suisse par exemple, le réseau ferroviaire comprend plus de 5000 km de voies ferrées.

Il existe par ailleurs un besoin croissant de surfaces disponibles pour déposer des objets fonctionnels, notamment dans le domaine de l'énergie et des communications. Un secteur particulièrement concerné est l'utilisation de panneaux solaires (photovoltaïques, thermiques ou hybrides).

Les documents brevet JP 2014 234 644 et KR 10 125 32 98 divulguent des panneaux solaires qui sont disposés entre les rails de voies ferrées.

Avec le dispositif de JP 2014 234 644, les panneaux sont fixés au moyen d'éléments qui doivent être insérés sous les rails. Le système décrit dans KR 10 125 32 98 présente des panneaux solaires qui sont fixés sur les côtés internes des rails, au moyen d'éléments élastiques, ce qui a pour effet d'atténuer les vibrations induites dans les panneaux lors du passage d'un train.

La mise en place et la fixation de ces panneaux est toutefois compliquée et la durée d'installation peut être relativement longue. Les éléments de fixation aux rails sont en outre directement liés aux panneaux fonctionnels. Dans ce type de configuration, les panneaux font donc partie du dispositif de fixation et subissent en conséquence des contraintes mécaniques indésirables, pouvant détériorer les panneaux fonctionnels. La disposition d'éléments de fixation sur les panneaux fonctionnels réduit également la largeur des panneaux. La surface fonctionnelle, p.ex. le nombre de cellules photovoltaïques, est par conséquent diminuée.

D'autre part, le fait de fixer de manière permanente des panneaux aux rails ou sur les traverses a pour conséquence de réduire fortement ou d'empêcher les travaux de maintenance indispensables à l'entretien des voies ferrées. Il serait donc souhaitable de faciliter la fixation des panneaux entre les rails, de réduire la durée de leur mise en place et plus généralement de réduire ou éliminer tous les inconvénients précités.

Description générale de l'invention

La présente invention a notamment pour but de remédier aux problèmes décrits dans le chapitre précédent. A cet effet, elle concerne un dispositif pour la fixation d'objets fonctionnels, p.ex. des panneaux photovoltaïques, entre les rails d'une voie ferrée. Le dispositif selon l'invention est constitué d'au moins :

- une unité de base dimensionnée de manière à être disposée entre lesdits rails,

- un premier élément de fixation agencé de manière à fixer une partie de l'unité de base à l'un desdits rails,

- un deuxième élément de fixation agencé de manière à fixer une autre partie de l'unité de base à l'autre desdits rails,

- au moins un élément d'attache agencé de manière à fixer l'unité de base à au moins un objet fonctionnel.

Par « objet fonctionnel » il faut comprendre tout objet contribuant à la réalisation d'une fonctionnalité recherchée. A ce titre, on peut citer de manière non-exhaustive les objets fonctionnels suivants : Panneaux photovoltaïques, panneaux thermiques, panneaux hybrides, batteries, conducteurs électriques, éléments fluidiques.

La géométrie des objets fonctionnels peut être quelconque. Elle doit cependant être dimensionnée de manière à disposer les objets fonctionnels entre les rails d'une voie ferrée, sans entraver le trafic ferroviaire.

De préférence, chaque élément de fixation comprend une partie liée rendue solidaire de l'unité de base et une extrémité libre destinée à contacter le côté interne d'un rail.

Avantageusement, chaque extrémité libre peut se déplacer relativement à l'unité de base, entre une position de repos et une position active, cette dernière correspondant à une configuration dans laquelle l'extrémité libre contacte le côté interne d'un rail et exerce contre celui-ci une force suffisante pour assurer une fixation optimale de l'unité de base auxdits rails. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chaque élément de fixation comprend un mécanisme articulé constitué d'au moins deux bras.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, chaque élément de fixation comprend un vérin

Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, chaque élément de fixation comprend un mécanisme articulé constitué d'au moins une tige et d'un élément triangulaire pivotant.

De préférence, l'unité de base se présente sous la forme d'un boîtier à l'intérieur duquel est disposée au moins une partie des éléments de fixation.

L'invention concerne également un ensemble constitué d'au moins un dispositif tel que décrit précédemment, un objet fonctionnel et des éléments d'attache pour fixer l'objet fonctionnel à l'unité de base ou à un autre objet fonctionnel ; les éléments d'attache étant de préférence adaptés pour autoriser une flexibilité angulaire entre le dispositif et le ou les deux objets fonctionnels adjacents.

Selon une variante préférentielle de l'invention, l'ensemble est constitué de plusieurs objets fonctionnels entre lesquels sont disposés des dispositifs de fixation. Les objets fonctionnels sont donc indirectement fixés aux rails, par le biais des dispositifs de fixation.

Selon un mode de réalisation, chaque élément d'attache est doté d'une partie mâle ou d'une partie femelle. De préférence, chaque paire d'attaches comprend une pièce de verrouillage destinée à verrouiller la liaison entre la partie mâle et la partie femelle.

L'invention concerne également un procédé de pose et de fixation d'objets fonctionnels entre les rails d'une voie ferrée ; le procédé comprenant les étapes suivantes :

- mise en place d'un dispositif, tel que décrit précédemment, entre deux rails,

- fixation de l'unité de base aux rails , par activation des éléments de fixation,

- mise en place d'un objet fonctionnel entre les rails, à côté du dispositif ou d'un autre objet fonctionnel,

- attache de l'objet fonctionnel au dispositif ou à l'autre objet fonctionnel, ou inversement.

Enfin, l'invention concerne aussi une machine ferroviaire pour la pose d'objets fonctionnels entre les rails d'une voie ferrée ; la machine comprenant les parties suivantes :

- une unité de traction motorisée , p.ex. une locomotive permettant à la machine de se déplacer sur une section de voie ferrée,

- une section de stockage d'objets fonctionnels,

- une section de stockage de dispositifs de fixation,

- une zone d'assemblage permettant de relier les objets fonctionnels et les dispositifs de fixation entre eux,

- une rampe disposée à la suite de la zone d'assemblage pour permettre la pose en continu des objets fonctionnels et les dispositifs de fixation entre les rails.

Avantageusement, la machine comprend en outre un module pour l'activation des éléments de fixation.

Un procédé inverse et la machine peuvent également être utilisés pour la dépose des objets fonctionnels.

Description détaillée de l'invention

L'invention sera mieux comprise dans ce chapitre, avec notamment quelques exemples illustrés.

Liste des figures

La figure 1 représente une première variante du dispositif de fixation selon l'invention, en position de repos (vue de dessus).

La figure 2 représente la même vue que la figure 1, mais sans la paroi supérieure du dispositif.

La figure 3 représente la variante de figure 1 en position active (vue de dessus).

La figure 4 représente la même vue que la figure 3, mais sans la paroi supérieure du dispositif.

La figure 5 représente la variante de la figure 1, en position active (vue de face).

La figure 6 représente une deuxième variante du dispositif de fixation selon l'invention, en position active (vue de dessus).

La figure 7 représente un élément de fixation de la deuxième variante, en position de repos.

La figure 8 représente la variante de la figure 6, en position active (vue de face).

La figure 9 représente un élément de fixation d'une troisième variante, en position active.

La figure 10 représente un exemple d'une paire d'éléments d'attache (vue de dessus).

La figure 11 représente la fixation des éléments d'attache de la figure 10 (vue de côté). La figure 12 montre un ensemble de dispositifs de fixation selon la première variante et de panneaux attachés aux dispositifs de fixation.

La figure 13 montre un exemple de machine ferroviaire déposants des dispositifs de fixation et des panneaux.

Références numériques utilisées dans les figures

1. Dispositif de fixation

2. Premier rail

3. Deuxième rail

4. Unité de base

5. Premier élément de fixation (variante 1)

6. Deuxième élément de fixation (variante 1)

7. Premier élément de fixation (variante 2)

8. Deuxième élément de fixation (variante 3)

9. Élément d'attache mâle

10. Élément d'attache femelle

11. Objet fonctionnel

12. Partie liée du premier élément de fixation (variante 1)

13. Extrémité libre du premier élément de fixation (variante 1)

14. Partie liée du deuxième élément de fixation (variante 1)

15. Extrémité libre du deuxième élément de fixation (variante 1)

16. Partie liée du premier élément de fixation (variante 2)

17. Extrémité libre du premier élément de fixation (variante 2)

18. Partie liée du deuxième élément de fixation (variante 2)

19. Extrémité libre du deuxième élément de fixation (variante 2)

20. Partie liée du deuxième élément de fixation (variante 3)

21. Extrémité libre du deuxième élément de fixation (variante 3)

22. Premier bras (variante 1)

23. Deuxième bras (variante 1)

24. Vérin

25. Tige

26. Triangle pivotant

27. Pièce de verrouillage

28. Locomotive 29. Zone d'assemblage

30. Section de stockage

31. Rampe

32. Module d'activation des dispositifs de fixation

33. Module de contrôle optique et technique

34. Segments d'objets fonctionnels de dispositifs de fixation

35. Poignée

36. Fente courbée

37. Ressort

38. Branche (variantes 2 et 3)

Dans les 3 variantes illustrées (figures 1 à 9 et 12), le dispositif de fixation 1 est constitué d'une unité de base 4 se présentant sous la forme d'un boîtier de dimensions inférieures à l'écartement des rails 2,3 (figures 5, 8 et 12). Il contient un mécanisme permettant de libérer des éléments de fixation 5-8 venant s'appuyer sur les rails 2,3, de manière à exercer une force suffisamment grande de chaque côté pour être fixé solidement aux rails.

En reliant ce dispositif de fixation 1 à chaque extrémité d'un objet fonctionnel 11 (figure 12), il est ainsi possible de fixer des objets fonctionnels, p.ex. des panneaux photovoltaïques entre deux rails 2,3.

Dans la première variante (figures 1 à 5), chaque élément de fixation 5,6 est constitué d'un mécanisme articulé formé principalement de deux bras 22,23. Chaque élément de fixation 5,6 comporte une partie liée 12,14 fixée à l'unité de base 4 au moyen d'un axe de rotation (point noir sur les figures 2 et 4), et une extrémité libre 13,15.

Le mécanisme articulé est activé par le déplacement de poignées 35 le long de fentes courbes 36 disposées dans la paroi supérieure du boîtier (voir figures 1 à 4). Lors du déplacement d'une poignée 35, l' axe de la poignée 35 subit une force de rappel exercée par un ressort 37 en forme d'arc de cercle, la force étant minimale lorsque le dispositif est en position de repos (figures 1 et 2) et lorsque le dispositif est en position active (figures 3 et 4) les extrémités libres 13, 15 émergent du boîtier et s'appuient sur les rails 2,3 (voir figure 5).

Dans la deuxième variante (figures 6-8), l'élément de fixation 7 comprend un vérin 24 couplé à deux branches parallèles 38 dont les extrémités libres 17,19 s'appuient sur les rails 2,3 (figures 7 et 8).

Dans la troisième variante (figure 9), chaque élément de fixation 8 comprend un triangle 26 dont un sommet pivote autour d'un axe fixé à l'unité de base 4 (sommet le plus à gauche sur la figure 9). L'élément de fixation 8 comprend également une tige 25 dont une extrémité est montée pivotante autour d'un autre sommet du triangle (sommet le plus à droite sur la figure 9) et l'autre étant fixée à une pièce comportant deux branches parallèles 38 dont les extrémités libres 21 s'appuient sur les rails 2,3.

En résumé, le dispositif de fixation comprend une position de repos dans laquelle les extrémités libres 13,15,17,19,21 sont rétractées dans l'unité de base 4 ; et une position active dans laquelle les extrémités libres 13,15,17,19,21 s'appuient sur un rail 2,3.

La figure 12 montre un ensemble de panneaux fonctionnels 11 et de dispositifs de fixation.

Dans cet exemple, les panneaux fonctionnels 11 et les dispositifs de fixation se succèdent à raison de un dispositif de fixation et deux panneaux fonctionnels

D'autres configurations sont également possibles, comme p.ex. un panneau fonctionnel, un dispositif de fixation, trois panneaux fonctionnels, etc...

La liaison entre deux objets fonctionnels ou entre un dispositif de fixation et un objet fonctionnel peut être réalisée de différentes manières.

De préférence cependant, on privilégie une liaison qui autorise une flexibilité angulaire entre deux éléments adjacents 11,4, ce qui offre la possibilité de poser ou de retirer aisément les objets fonctionnels depuis une machine ferroviaire, le long d'une rampe (figure 11).

Dans l'exemple illustré dans la figure 10, les éléments d'attache sont formés d'une partie mâle 9 et d'une partie femelle 10.

Une fois la partie mâle 9 insérée dans la partie femelle 10, un élément de verrouillage 27 est déplacé de manière à éviter un retrait accidentel de la partie mâle 9.

La disposition de panneaux fonctionnels 11, p.ex. photovoltaïques, présente en particulier les caractéristiques suivantes : a) Les panneaux fonctionnels 11 sont munis d'éléments d'attache 9,10 à d'autres panneaux fonctionnels 11 ou à au moins un dispositif de fixation 1, b) Les éléments d'attache 9,10 sont fixés aux dispositifs de fixation, c) Les dispositifs de fixation 1 sont reliés aux panneaux fonctionnels 11 de manière à constituer des segments de longueurs variables. Cette opération peut être réalisée au moment de la pose ou avant celle-ci, de manière à pouvoir installer et relier entre eux des segments entiers. d) Le déploiement des dispositifs de fixation 1 permet de fixer solidement tous les panneaux fonctionnels 11 aux rails 2,3. La machine ferroviaire représentée dans l'exemple de la figure 12 se compose de différentes sections : a) Une locomotive 28 permettant à la machine de se déplacer sur une section de chemin de fer. b) Une section de stockage 30 dans laquelle sont placés des segments 34 prémontés de panneaux fonctionnels 11 et de dispositifs de fixation 1. c) Une section d'assemblage 29 permettant de relier les différents segments entre eux. d) Une rampe 31 fixée à la section d'assemblage 29 pour permettre la pose en continu, entre les rails 2,3 des différents segments de panneaux fonctionnels 11 déjà reliés entre eux. e) Un module 32 permettant l'ouverture et la fermeture des dispositifs de fixation 1) pour la pose ou la dépose de l'installation. f) Un module 33 de contrôle optique et technique

Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux exemples discutés précédemment, mais couvre tout objet défini dans les revendications. A noter en particulier que les deux éléments de fixation d'un même dispositif de fixation ne sont pas forcément identiques. Il est donc possible, par exemple, de doter un dispositif de fixation d'un premier élément de fixation selon la deuxième variante et d'un deuxième élément de fixation selon la troisième variante.