EP0795058B1 - Systeme de guidage a rail et galet a gorge - Google Patents

Systeme de guidage a rail et galet a gorge Download PDF

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EP0795058B1
EP0795058B1 EP95937735A EP95937735A EP0795058B1 EP 0795058 B1 EP0795058 B1 EP 0795058B1 EP 95937735 A EP95937735 A EP 95937735A EP 95937735 A EP95937735 A EP 95937735A EP 0795058 B1 EP0795058 B1 EP 0795058B1
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rail
grooved roller
roller
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Luc Coppens
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Alstom Transportation Belgium NV
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BN NV SA
Bombardier Eurorail SA
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B25/00—Tracks for special kinds of railways
    • E01B25/28—Rail tracks for guiding vehicles when running on road or similar surface

Definitions

  • the present invention relates to a system for guiding a vehicle fitted with steered wheels pneumatic tire, comprising a rail and a roller groove intended to follow the rail, said rail being consisting of a rolled steel profile comprising a tread table erected on a soul reinforced by a bottom sole overflowing on either side of the core and said grooved roller being mounted floating at the end of a directional stocking coupled to the wheels pneumatic tires for the intended vehicle to follow an unmarked path.
  • the directional arm extends parallel to the rail. It is oriented in the direction of movement of the vehicle, when it carries the roller in front of it and is generally completed by a second arm oriented in the direction opposite to the direction of movement of the vehicle, that is to say a support arm which pulls a second roller guide as described in the European patent No. 0 062 370 of the depositor.
  • the rail according to the invention finds its main application in vehicles guided by rail intended for an unmarked track compatible with normal roads.
  • the rail is buried in a rut in a roadway or east laid on the surface of the ground in a clean site.
  • WO 88/00544 we already know a rapid transit vehicle with pneumatic lift and guidance automatic along a predetermined track at by means of a grooved roller which follows a rail.
  • a rail includes a table horizontal bearing delimited by sides vertical connected to said table by rounding of 2 to 5 mm inherent in the rolling of the rail.
  • the pebble guide it has a U-shaped groove delimited by the rim of the pebble and two chin studs on either side of the rail.
  • the relative speed of each of the contact of the roller peg with respect to the rail varies in proportion to the distance between it the instantaneous center of rotation of the roller rim on the rail running table.
  • the points of contact of the roller which present the speeds highest relative and the pressures of strongest contact from the rail will suffer the most significant wear and tear and will cause the most of noise pollution.
  • the present invention aims to remedy the said disadvantages and avoid many others faults related to the use of an iron bearing on iron, especially risk of derailment and defect grip. It offers for this purpose a laminated rail as described in the preamble of claim 1 attached. The goal is achieved when the rail tread includes sidewalls re-entrant inclines.
  • the sides of the rail have an angle of inclination ⁇ with respect to the vertical between 5 and 15 °.
  • At at least one of the sides has a surface portion vertical top and a portion of surface lower inclined, the two surface portions the above being separated by a parallel generator to the rail.
  • Figure 1 shows in side elevation, a guide roller 2 mounted floating at the end of a directional arm 3 of a guidance system of a vehicle fitted with steering wheels with tires tire intended to follow an unmarked route.
  • a lift device not shown supports the roller 2 on the rail.
  • Rail 1 consists of a profile in rolled steel including a tread table 4 flat or curved, erected on a core 5 reinforced by a bottom sole 6 which projects on each side of soul 5.
  • the roller 2 has a shaped groove 10 trough with straight slopes. Throat 10 is delimited by the rim of the roller and two vertical studs 21 which run along the sides 20 of the rail, as illustrated in figure 2.
  • the rail considered to be the better suited for guiding a vehicle of the type above was a rail intended for overhead traveling cranes.
  • a such rail is shown in Figures 3 and 4 at the same time as the grooved roller with which it cooperates. It has a horizontal rolling table 4 bounded by vertical sides connected to said table with rounds of 2 to 5 mm radius.
  • the parallelism of the studs 21 of the roller and of the sides 20 of rail 1 causes them to touch each other in a contact surface which extends over the entire portion of surface of the chin located under the rim of the roller when the roller abuts the rail.
  • the points contacts distant from the instantaneous center of rotation i of the rim of the roller on the rolling face of the rail 4 have a relative speed compared to high rail.
  • the contact points of the roller which have the highest relative velocities and the highest contact pressures from the rail, generate the strongest vibrations and undergo the strongest wear.
  • the present invention offers a guide rail with a tread table 4 is delimited laterally by inclined sides 20 returning.
  • the contact areas between the pegs 21 of the roller included in vertical planes and sides 20 of the rail included in inclined planes are limited to a band of very narrow contact 12 running along the bottom edge of each rounded 13 which borders each side of the roller table 4.
  • the tilt 2 of lateral inclined sides of the rails with respect to the vertical is for example about 10 °.
  • each of the points of this contact strip is less distant from the center rotation snapshot i of the roller rim on the rail rolling table.
  • everyone's efficiency 21 studs to maintain the roller on the rail is not changed.
  • the friction F of the chin 21 against the side 20 of the rail creates some braking force that aligns the roller on the rail by free rotation of the roller around a vertical axis.
  • P pivoting of the roller brings the rim back to an ideal trajectory along a center line of the rail running table (see Figures 11 and 12).
  • the guidance system described above involves only a small play of the roller compared to the rail to avoid jamming of said roller.

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Description

La présente invention est relative à un système de guidage d'un véhicule équipé de roues directrices à bandage pneumatique, comprenant un rail et une galet à gorge destiné à suivre le rail, ledit rail étant constitué d'un profilé en acier laminé comprenant une table de roulement dressée sur une âme renforcée par une semelle inférieure débordant de part et d'autre de l'âme et ledit galet à gorge étant monté flottant à l'extrémité d'un bas directionnel couplé aux roues directrices à bandage pneumatique du véhicule destiné à suivre une voie banalisée.
Le bras directionnel s'étend parallèlement au rail. Il est orienté dans le sens de déplacement du véhicule, lorsqu'il porte le galet devant lui et est généralement complété par un second bras orienté dans le sens opposé au sens de déplacement du véhicule, c'est-à-dire un bras support qui tire un second galet de guidage comme décrit dans le brevet européen n° 0 062 370 du déposant.
Le rail suivant l'invention trouve sa principale application dans les véhicules guidés par rail destinés à une voie banalisée compatible avec une voirie normale. Généralement, le rail est enfoui dans une ornière ménagée dans une chaussée ou est posé à la surface du sol en site propre.
Par le document WO 88/00544, on connaít déjà un véhicule rapide de transport en commun muni d'une sustentation par pneumatique et d'un guidage automatique le long d'une piste prédéterminée au moyen d'un galet à gorge qui suit un rail. Bien qu'aucune description précise du rail ne soit donnée dans ce document, on peut en déduire que le rail utilisé était semblable à ceux utilisés pour les ponts roulants. Un tel rail comporte une table de roulement horizontale délimitée par des flancs verticaux reliés à ladite table par des arrondis de 2 à 5 mm inhérents au laminage du rail. Quant au galet de guidage, il présente une gorge de section en U délimitée par la jante du galet et deux mentonnets de part et d'autre du rail.
Ce rail connu présente néanmoins des défauts d'adhérence et de bruyance que l'on peut expliquer par une analyse minutieuse des formes complémentaires des sections du rail et de la gorge du galet. En effet, tout déplacement latéral du galet dû à un déport latéral du bras support ou une courbe de la piste, d'amplitude supérieure au jeu entre le rail et le galet, fait que le mentonnet du galet bute contre le flanc de rail. Puisque le mentonnet du galet et le flanc du rail sont tous deux compris dans un même plan vertical, leur surface de contact coíncide avec celle d'un segment de cercle dont le rayon est égal au rayon extérieur du mentonnet et la corde à la génératrice du rail qui longe le bord inférieur de l'arrondi.
La vitesse relative de chacun des points de contact du mentonnet du galet par rapport au rail, varie proportionnellement à la distance qui le sépare du centre instantané de rotation de la jante du galet sur la table de roulement du rail. Les points de contact du galet qui présentent les vitesses relatives les plus élevées et les pressions de contact les plus fortes de la part du rail subiront les usures les plus importantes et causeront le plus de nuisance sonore.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients susdits et éviter nombre d'autres défauts liés à l'utilisation d'un roulement fer sur fer, notamment risque de déraillage et défaut d'adhérence. Elle propose dans ce but un rail laminé tel que décrit dans le préambule de la revendication 1 ci-annexée. Le but visé est atteint lorsque la table de roulement du rail comprend des flancs inclinés rentrants.
Suivant une particularité de l'invention, les flancs du rail présentent un angle d'inclinaison α par rapport à la verticale compris entre 5 et 15°.
Dans une forme de réalisation particulière, au moins un des flancs comporte une portion de surface supérieure verticale et une portion de surface inférieure inclinée, les deux portions de surface susdites étant séparées par une génératrice parallèle au rail.
Ces particularités ainsi que d'autres particularités et détails de l'invention apparaítront dans la description détaillée suivante qui fait référence aux dessins ci-annexés, qui représentent à titre d'exemple illustratif et non limitatif, deux formes de réalisation particulières de l'invention.
Dans ces dessins :
  • la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un galet de guidage connu porté par un bras support qui l'appuie sur un rail connu ;
  • la figure 2 est une coupe verticale suivant la ligne II-Il' de la figure 1 du galet à gorge montré dans la figure 1 ;
  • les figures 3 et 4 sont des vues semblables aux figures 1 et 2 à plus grande échelle ;
  • les figures 5 et 6 sont des vues semblables aux figures 3 et 4 d'un rail suivant l'invention ;
  • les figures 7 et 8 illustrent une première forme de réalisation d'un rail suivant l'invention,
  • les figures 9 et 10 illustrent une seconde forme de réalisation d'un rail selon l'invention; et
  • les figures 11 et 12 montrent un galet sur un rail selon l'invention, ainsi aue le pivotement vertical dudit galet.
Dans ces figures, les mêmes signes de référence désignent des éléments identiques et/ou analogues.
La figure 1 montre en élévation latérale, un galet de guidage 2 monté flottant à l'extrémité d'un bras directionnel 3 d'un système de guidage d'un véhicule équipé de roues directrices à bandage pneumatique destiné à suivre une voie banalisée. Un dispositif de sustentation non montré appuie le galet 2 sur le rail. Le rail 1 est constitué d'un profilé en acier laminé comprenant une table de roulement 4 plate ou bombée, dressée sur une âme 5 renforcée par une semelle inférieure 6 qui déborde de chaque côté de l'âme 5.
Le galet 2 présente une gorge 10 en forme d'auge à versants droits. La gorge 10 est délimitée par la jante du galet et deux mentonnets 21 verticaux qui longent les flancs 20 du rail, comme illustré dans la figure 2.
A ce jour, le rail considéré comme étant le mieux adapté pour le guidage d'un véhicule du type susdit était un rail destiné aux ponts roulants. Un tel rail est représenté aux figures 3 et 4 en même temps que le galet à gorge avec lequel il coopère. Il comporte une table de roulement 4 horizontale délimitée par des flancs verticaux reliés à ladite table par des arrondis de 2 à 5 mm de rayon. Le parallélisme des mentonnets 21 du galet et des flancs 20 du rail 1,fait que ceux-ci se touchent suivant une surface de contact qui s'étend à toute la portion de surface du mentonnet située sous la jante du galet lorsque le galet bute contre le rail. Or, les points de contact éloignés du centre instantané de rotation i de la jante du galet sur la face de roulement du rail 4 présentent une vitesse relative par rapport au rail élevée. Les points de contact du galet qui présentent les vitesses relatives les plus élevées et les pression de contact les plus fortes de la part du rail, engendrent les vibrations les plus fortes et subissent l'usure la plus forte.
Pour réduire les vitesses relatives des points de contacts éloignés, la présente invention propose un rail de guidage dont la table de roulement 4 est délimitée latéralement par des flancs inclinés 20 rentrants. De cette manière, les zones de contact entre les mentonnets 21 du galet compris dans des plans verticaux et des flancs 20 du rail compris dans des plans inclinés, sont limitées à une bande de contact 12 très étroite qui longe le bord inférieur de chaque arrondi 13 qui borde chaque côté de la table de roulement 4 du galet. L'inclinaison 2 des flancs inclinés latéraux des rails par rapport à la verticale est par exemple d'environ 10°.
De manière générale, chacun des points de cette bande de contact est moins éloigné du centre instantané de rotation i de la jante du galet sur la table de roulement du rail. L'efficacité de chacun des mentonnets 21 pour assurer le maintien du galet sur le rail n'en n'est pas modifiée. En effet, le frottement F du mentonnet 21 contre le flanc 20 du rail crée une certaine force de freinage qui aligne le galet sur le rail par libre pivotement du galet autour d'un axe vertical. Le pivotement P du galet ramène la jante vers une trajectoire idéale le long d'une ligne médiane de la table de roulement du rail (voir Figures 11 et 12).
Le système de guidage décrit ci-dessus n'implique qu'un faible jeu du galet par rapport au rail pour éviter le coincement dudit galet.

Claims (6)

  1. Système de guidage comprenant un rail (1) et un galet à gorge (2) destiné à suivre le rail (1), ledit rail (1) étant constitué d'un profilé en acier laminé comprenant une table de roulement (4) horizontale dressée sur une âme (5) renforcée par une semelle inférieure (6) débordant de part et d'autre de l'âme (5) et ledit galet à gorge (2) étant monté flottant à l'extrémité d'un bras directionnel (3) couplé à des roues directrices à bandage pneumatique d'un véhicule destiné à suivre une voie canalisée, caractérisé en ce que la table de roulement (4) est délimitée latéralement par des flancs inclinés (20) rentrants.
  2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les flancs (20) du rail (1) présentent une portion plane ayant un angle d'inclinaison par rapport à la verticale compris entre 5 et 15°.
  3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins un des flancs (20) du rail (1) ccmporte une portion de surface supérieure verticale (8) et une portion de surface inférieure inclinée (9), les deux portions de surface (8,9) étant séparées par une génératrice parallèle au rail (1).
  4. Rail destiné à être suivi par un galet de guidage à gorge (2) dans un système de guidage d'un véhicule équipé de roues directrices à bandage pneumatique comprenant un rail (1) et un galet à gorge (2) destiné à suivre le rail (1), ledit rail (1) étant constitué d'un profilé en acier laminé comprenant une table de roulement (4) dressée sur une âme (5) renforcée par une semelle inférieure (6) débordant de part et d'autre de l'âme (5) et ledit galet à gorge (2) étant monté flottant à l'extrémité d'un bras directionnel (3) couplé à des roues directrices à bandages pneumatique d'un véhicule destiné à suivre une voie banalisée, caractérisé en ce que la table de roulement (4) est délimitée latéralement par des flancs inclinés rentrants (20), qui présentent un angle d'inclinaison par rapport à la verticale compris entre 5 et 15°.
  5. Rail selon la revendication 4, caractérisé en ce que la table de roulement (4) présente une section transversale trapézoídale isocèle.
  6. Rail selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la table de roulement (4) est bordée par un arrondi de 2 à 5 mm de rayon.
EP95937735A 1994-11-28 1995-11-16 Systeme de guidage a rail et galet a gorge Expired - Lifetime EP0795058B1 (fr)

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BE9401075A BE1008920A4 (fr) 1994-11-28 1994-11-28 Systeme de guidage a rail et galet a gorge.
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EP0795058A1 EP0795058A1 (fr) 1997-09-17
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DE (1) DE69507837T2 (fr)
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WO (1) WO1996017129A1 (fr)

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