EP3192716A1 - Dispositif de maintenance pour la maintenance de véhicules ferroviaires - Google Patents

Dispositif de maintenance pour la maintenance de véhicules ferroviaires Download PDF

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Publication number
EP3192716A1
EP3192716A1 EP17150811.2A EP17150811A EP3192716A1 EP 3192716 A1 EP3192716 A1 EP 3192716A1 EP 17150811 A EP17150811 A EP 17150811A EP 3192716 A1 EP3192716 A1 EP 3192716A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
maintenance device
railway vehicle
maintenance
maintained
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17150811.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Louis-Romain Joly
Gérard GRUDE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SNCF Mobilites
Original Assignee
SNCF Mobilites
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNCF Mobilites filed Critical SNCF Mobilites
Publication of EP3192716A1 publication Critical patent/EP3192716A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K13/00—Other auxiliaries or accessories for railways

Definitions

  • the present invention relates to the field of maintenance of railway vehicles such as trains, subways, trams, etc., and relates more specifically to a rail vehicle maintenance device.
  • Railway vehicle means any vehicle moving on or being guided by a ground or elevated railway track, defined by rails, ropes, cables or other guide elements for wheels, rollers or other non-friction sliding devices.
  • a railway vehicle may in particular designate a wagon or a set of wagons that can be towed by a locomotive.
  • Such a railway vehicle also designates a self-propelled train, that is to say ensuring its own propulsion.
  • a railway vehicle typically supports a plurality of various devices for driving the railway vehicle.
  • these devices several are generally fixed under the chassis of the railway vehicle.
  • maintenance operations are regularly necessary.
  • the rail vehicle that must be maintained is routed to a dedicated maintenance site.
  • the maintenance site typically typically comprises pits arranged under the vehicle so as to allow the passage of operators under the chassis of the vehicle. This installation is particularly heavy, complex and expensive to implement.
  • the maintenance operations of rail vehicles can also be accomplished by automated means to overcome some of the human resources.
  • the automated means are typically each dedicated to a predetermined type of railway vehicle.
  • a large number of automated means is required to cover all known railway vehicles, which makes this mode of maintenance particularly expensive.
  • the human maintenance means require that the rail vehicle is routed to its dedicated maintenance place, which increases the time and cost of maintenance operations of railway vehicles.
  • Such a mechatronic assistant may be in the form of a flying maintenance device, robotic or remote controlled.
  • a flying maintenance device robotic or remote controlled.
  • the space generally available under the body of a railway vehicle being relatively small, a flight stabilization system equipping the flying maintenance device is necessary.
  • This flight stabilization system is extremely expensive.
  • the energy consumption of the flying maintenance device is very important.
  • Such a mechatronic assistant can alternatively be in the form of a ground maintenance device, equipped with wheels or tracks, which can be robotized or remote controlled, and able to move under the railway vehicle to maintain.
  • the surface generally provided by railways under rail vehicles typically includes a mosaic of ballasts and ties, often irregular, resulting in a lack of stability of the wheel or track mounted land maintenance devices.
  • One solution to improve the stability of the ground maintenance devices is to increase the diameter of the wheels or the surface of the tracks of the maintenance device. This solution is not satisfactory because it increases the size of the maintenance device, which considerably reduces its availability and limits the areas of the rail vehicle to which the maintenance device can actually access. In addition, the increase in the size of the ground maintenance device significantly increases the energy consumption required for its propulsion.
  • a maintenance device comprising a plurality of rolling blocks able to move along guide elements of a railway vehicle and comprising means for modifying the track width of at least one of said rolling blocks , so as to allow a movement of the maintenance device along said guide elements, relative to the railway vehicle to be maintained, the maintenance device can move along the rails of the rail vehicle to maintain, while avoiding obstacles to the railway vehicle to maintain, these obstacles may be including the wheels of the railway vehicle.
  • FIG. 1 illustrating a railway vehicle 1 to maintain.
  • the rail vehicle 1 is mounted on guide elements such as rails 3a and 3b.
  • a maintenance device 5 according to the invention is shown under the box 7 of the rail vehicle 1 to maintain.
  • the maintenance device 5 has a height defined so as to allow its movement under the body of the railway vehicle 1.
  • the maintenance device 5 comprises a frame 9 supporting a plurality of rolling blocks 11.
  • the maintenance device 5 has a generally rectangular shape.
  • the maintenance device 5 is symmetrical about its longitudinal axis 12.
  • the maintenance device 5 may have an asymmetric shape with respect to its longitudinal axis 12, in order to minimize the distances that it will have to travel without having all its wheels in contact with the rails supporting the rail vehicle to maintain.
  • the rolling blocks 11 are able to move along the guide elements of the railway vehicle 1 to be maintained, for example along the rails 3a, 3b shown in FIG. figure 1 as will be seen in the following description.
  • the chassis 9 of the maintenance device 5 comprises a plurality of longitudinal members 13 which interconnect the bearing blocks 11 of the maintenance device.
  • the maintenance device 5 shown in FIG. figure 2 comprises four bearing blocks 11 interconnected by the longitudinal members 13. Of course, a distinct number of bearing blocks 11 constituting the maintenance device 5 can be envisaged.
  • Each of the spacings 15, 17 and 19 between two consecutive rolling blocks 11 may be adapted at will independently of one another, depending on the diameter of the wheels and the distance between the axles of the rail vehicle to maintain.
  • the length of each spar 13 may be separate from one spar to another, and / or a distinct number of spars 13 between two consecutive rolling blocks 11 may be considered.
  • the connection between a spar and a bearing block, or between two spars between them, can be provided by any means known to those skilled in the art, in particular by screwing.
  • the frame 9 of the maintenance device 5 has locations adapted to support measurement and image acquisition devices of the railway vehicle to maintain.
  • These measurement and acquisition devices may be, for example and not limited to, a camera 21 or a "LIDAR", not shown, acronym for "Light Detection And Ranging”.
  • the bearing block 11 comprises in each of its lateral ends 23a and 23b rolling units 25a, 25b respectively supported by support plates 27a, 27b of the bearing block 11.
  • Each rolling unit 25a, 25b is able to move on the along the rails of the railway vehicle to be maintained, for example along the rails 3a, 3b shown in FIG. figure 1 .
  • the rolling units may be equipped with slip-resistant strips 28.
  • the rolling units 25a, 25b are able to be rotated respectively by rotary motors 29a, 29b.
  • the rotary motors 29a, 29b may designate rotary electric motors step by step.
  • Each of the rolling units 25a, 25b may be constituted for example by a wheel, by a track driven by wheels or by a roller, as shown in the figures.
  • more bearing units may be provided at the lateral ends 23a, 23b of the bearing block.
  • the bearing block 11 further comprises support plates 31a, 31b, which in particular allow the attachment of the longitudinal members 13 connecting two adjacent bearing blocks to each other as illustrated in FIG. figure 2 .
  • the rolling units 25a, 25b are able to be driven in translation along an axis substantially parallel to a longitudinal axis 33 of the rolling units.
  • the bearing block 11 comprises two linear actuators 35a, 35b respectively acting on the bearing units 25a, 25b.
  • the linear actuators 35a, 35b are for example driven respectively by linear stepper motors 37a, 37b.
  • Figures 4 and 5 are respectively an enlarged view of the figure 3 , centered on the lateral end 23a of the bearing block 11, and an isometric view of the lateral end 23a of the bearing block 11.
  • the characteristics relating to the lateral end 23a of the bearing block 11 are symmetrically applied to the lateral end 23b of the bearing block 11.
  • the linear actuator 35a comprises a movable rod 39a connected to the support plate 27a.
  • the support plate 27a is also connected to guide rods 41a able to move in translation during the activation of the linear actuator 35a, through bearings 43 which may for example be supported by the support plate 31a and by a complementary support plate 45a.
  • the rotary motors 29a, 29b respectively cause the rotation of the rolling units 25a, 25b about their longitudinal axis 33
  • the linear actuators 35a, 35b respectively driven by the linear motors 37a, 37b respectively cause the translation displacement of the rolling units 25a, 25b along an axis substantially parallel to the longitudinal axis 33 of the rolling units.
  • the track width of the bearing block 11 is modifiable as a function of the stroke of the moving rod of the linear actuator, that is to say that the distance between the rolling units 25a, 25b of the same rolling block is editable.
  • the modification of the track width can be controlled mechanically when the maintenance device encounters an obstacle to the railway vehicle to be maintained.
  • an obstacle can be constituted in particular by the wheels of the railway vehicle to be maintained, resting on their guide elements.
  • the maintenance device comprises electronic detection means for the presence of an obstacle to the railway vehicle to be maintained, these means being able to communicate with a control and control unit of linear actuators 35a, 35 of width modification. track of a bearing block.
  • Such electronic detection means of the presence of an obstacle are for example parameterized to detect the presence of an axle or wheels of the railway vehicle to maintain.
  • Such obstacle detection means may consist of a sensor 47 (visible at figures 2 and 8 ), in particular being an optical sensor (in the visible spectrum or not), and / or an ultrasonic sensor, and / or a resistive sensor, and / or a capacitive sensor, and / or an inductive sensor.
  • This sensor is preferably positioned at the front of the maintenance device, the front of the device being defined relative to the operation of the device when the device moves along the guide elements such as the rails.
  • the electronic means for detecting the presence of an obstacle may comprise means making it possible to detect overcurrent in the motors 29a, 29b controlling the rolling units 25a, 25b.
  • the control and command unit may in turn comprise a database containing information relating to the type of railway vehicle to be maintained.
  • This database may notably include information relating to the geometry of the rail vehicle to be maintained and the geometry of the maintenance device.
  • the electronic detection means for the presence of an obstacle to the railway vehicle may comprise an optical sensor and the control and control unit may comprise an image processing algorithm, parameterized to identify the vehicle. to maintain.
  • the running units of the maintenance device may further be coded wheels and / or adapted to count the number of rotations controlled by the rotary actuators and to communicate this information to the control and command unit. .
  • the aforementioned means for detecting the presence of an obstacle allow the maintenance device to know the location (or locations) at which the rolling units must be retracted in order to allow the movement of the maintenance device relative to the railway vehicle to be maintained.
  • the maintenance device 5 is initially dismantled. The operator deposits the rolling blocks 11 on the rails 3a, 3b. It then connects the bearing blocks 11 to each other through the longitudinal members 13. It installs on the maintenance device the various accessories (sensors, control unit and control, etc.). The maintenance device is ready to use. The operator controls the maintenance device by means of a wired or wireless control panel. If the maintenance device is not equipped with an automatic detection means of the identifier of the railway vehicle to be examined, the operator can himself enter this information.
  • the maintenance device may include robotic means, arranged to allow the movement of the device under the railway vehicle to maintain, autonomously.
  • the maintenance device moves towards the railway vehicle to be maintained.
  • the rolling units 25a, 25b are at this stage all positioned in contact with the rails 3a, 3b.
  • the control and control unit orders the modification of the track width of the first bearing block 11 of the maintenance device.
  • the activation of the linear actuators of the first bearing block 11 causes the retraction of the bearing units 25a, 25b (not visible), thus modifying the track width of the first bearing block 11, so as to allow the displacement of the first block of bearing 11 of the maintenance device along the rails 3a, 3b.
  • step B The progress of the maintenance device continues while the first rolling block 11 has a reduced track width until the first bearing block 11 of the maintenance device exceeds the first obstacle 49.
  • the control and control unit orders the modification of the track width of the first bearing block 11 of the maintenance device.
  • the activation of the linear actuators of the first bearing block 11 causes the stretching of their rods so as to position the rolling units 25a, 25b in a position in which they bear on the rails 3a, 3b (step C).
  • the maintenance device 5 has the advantage of to be able to move under the railway vehicle to be maintained, that is to say that the maintenance device remains stable on the rails 3a and 3b during its passage along the rails and when it encounters the obstacles. In other words, no force maintaining the position of the maintenance device is necessary thanks to the arrangement of all the running blocks of the maintenance device according to the invention.
  • the information detected by the maintenance device during its movement can be returned directly to the operator using the maintenance device or can be sent remotely for processing, or processed directly on board the aircraft. railway vehicle.
  • the accessibility of the underbody maintenance device of the rail vehicle is improved.
  • the reduction in the size of the maintenance device also significantly reduces the energy consumption required for its propulsion vis-à-vis mechatronic wizards of the prior art.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de maintenance (5) de véhicules ferroviaires, ledit dispositif comprenant : - une pluralité de blocs de roulement (11) aptes à se déplacer le long d'éléments de guidage d'un véhicule ferroviaire (1), - des moyens adaptés pour modifier la largeur de voie d'au moins un desdits blocs de roulement (11), de façon à autoriser un déplacement du dispositif de maintenance le long desdits éléments de guidage, relativement au véhicule ferroviaire à maintenir (1). Le dispositif de maintenance selon l'invention est remarquable en ce qu'il comprend des moyens de détection de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire (1) à maintenir, aptes à communiquer avec une unité de contrôle et de commande des moyens de modification de la largeur de voie d'au moins un desdits blocs de roulement (11).

Description

  • La présente invention concerne le domaine de la maintenance des véhicules ferroviaires tels que les trains, les métros, les tramways, etc., et se rapporte plus précisément à un dispositif de maintenance de véhicules ferroviaires.
  • Un véhicule ferroviaire désigne tout véhicule se déplaçant sur ou étant guidé par une voie ferroviaire au sol ou surélevée, définie par des rails, des filins, des câbles ou d'autres éléments de guidage pour roues, rouleaux ou autres dispositifs à glissement sans frottement. Un tel véhicule ferroviaire peut notamment désigner un wagon ou un ensemble de wagons pouvant être tracté(s) par une locomotive. Un tel véhicule ferroviaire désigne également une rame automotrice, c'est-à-dire assurant sa propre propulsion.
  • Un véhicule ferroviaire supporte typiquement une pluralité de dispositifs variés destinés à la conduite du véhicule ferroviaire. Parmi ces dispositifs, plusieurs sont généralement fixés sous le châssis du véhicule ferroviaire. Afin de garantir le niveau de performance d'un véhicule ferroviaire équipé de ces dispositifs, des opérations de maintenance sont régulièrement nécessaires.
  • Ces opérations de maintenance peuvent être accomplies notamment par des moyens humains. Pour ce faire, le véhicule ferroviaire qui doit être maintenu est acheminé vers un site de maintenance dédié. Le site de maintenance comprend généralement typiquement des fosses agencées sous le véhicule de façon à permettre le passage d'opérateurs sous le châssis du véhicule. Cette installation est particulièrement lourde, complexe et coûteuse à mettre en oeuvre.
  • Les opérations de maintenance des véhicules ferroviaires peuvent également être accomplies par des moyens automatisés permettant de s'affranchir en partie des ressources humaines. Toutefois, les moyens automatisés sont typiquement dédiés chacun à un type prédéterminé de véhicule ferroviaire. Ainsi, un grand nombre de moyens automatisés est nécessaire pour couvrir l'ensemble des véhicules ferroviaires connus, ce qui rend ce mode de maintenance particulièrement coûteux. En outre, comme pour les moyens de maintenance humains, les moyens de maintenance automatisés nécessitent que le véhicule ferroviaire soit acheminé sur son lieu de maintenance qui lui est dédié, ce qui augmente le temps et le coût des opérations de maintenance des véhicules ferroviaires.
  • Une alternative de l'art antérieur proposée pour la maintenance des véhicules ferroviaires consiste à utiliser un assistant mécatronique d'intervention mobile.
  • Un tel assistant mécatronique peut se présenter sous la forme d'un dispositif de maintenance volant, robotisé ou télécommandé. Toutefois, l'espace généralement disponible sous caisse d'un véhicule ferroviaire étant relativement faible, un système de stabilisation de vol équipant le dispositif de maintenance volant est nécessaire. Ce système de stabilisation de vol est extrêmement onéreux. En outre, la consommation énergétique du dispositif de maintenance volant est très importante.
  • Un tel assistant mécatronique peut alternativement se présenter sous la forme d'un dispositif de maintenance terrestre, équipé de roues ou de chenilles, pouvant être robotisé ou télécommandé, et apte à se déplacer sous le véhicule ferroviaire à maintenir.
  • La surface généralement offerte par les voies ferrées sous les véhicules ferroviaires comprend typiquement une mosaïque de ballasts et de traverses, souvent irrégulière, ce qui entraîne un manque de stabilité des dispositifs de maintenance terrestres montés sur roues ou sur chenilles.
  • Une solution visant à améliorer la stabilité des dispositifs de maintenance terrestres consiste à augmenter le diamètre des roues ou la surface des chenilles du dispositif de maintenance. Cette solution n'est pas satisfaisante car elle augmente l'encombrement du dispositif de maintenance, ce qui réduit considérablement sa disponibilité et limite les zones du véhicule ferroviaire auquel le dispositif de maintenance peut effectivement accéder. En outre, l'augmentation de l'encombrement du dispositif de maintenance terrestre augmente significativement la consommation énergétique nécessaire à sa propulsion.
  • Une solution alternative au problème d'amélioration de la stabilité des dispositifs de maintenance terrestres consiste à équiper le dispositif de maintenance de systèmes actifs de contrôle d'assiette. Cependant, ces systèmes sont relativement onéreux et consommateurs importants d'énergie.
  • La présente invention vise à résoudre les inconvénients précités de l'art antérieur, et se rapporte à cet effet à un dispositif de maintenance de véhicules ferroviaires, ledit dispositif comprenant :
    • une pluralité de blocs de roulement aptes à se déplacer le long d'éléments de guidage d'un véhicule ferroviaire,
    • des moyens adaptés pour modifier la largeur de voie d'au moins un desdits blocs de roulement, de façon à autoriser un déplacement du dispositif de maintenance le long desdits éléments de guidage, relativement au véhicule ferroviaire à maintenir,
      ledit dispositif de maintenance étant remarquable en ce qu'il comprend des moyens de détection de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire à maintenir, aptes à communiquer avec une unité de contrôle et de commande des moyens de modification de la largeur de voie d'au moins un desdits blocs de roulement.
  • Ainsi, en prévoyant un dispositif de maintenance comprenant une pluralité de blocs de roulement aptes à se déplacer le long d'éléments de guidage d'un véhicule ferroviaire et comprenant des moyens pour modifier la largeur de voie d'au moins un desdits blocs de roulement, de façon à autoriser un déplacement du dispositif de maintenance le long desdits éléments de guidage, relativement au véhicule ferroviaire à maintenir, le dispositif de maintenance peut se déplacer le long des rails du véhicule ferroviaire à maintenir, tout en évitant les obstacles au véhicule ferroviaire à maintenir, ces obstacles pouvant être notamment les roues du véhicule ferroviaire.
  • Selon des caractéristiques optionnelles du dispositif de maintenance de l'invention :
    • les moyens de détection de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire à maintenir comprennent au moins un capteur compris dans le groupe suivant : capteur optique dans le spectre visible ou non, capteur à ultrasons, capteur résistif, capteur capacitif, capteur inductif ;
    • le capteur est positionné à l'avant du dispositif de maintenance ;
    • les moyens de détection de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire à maintenir sont paramétrés pour détecter la présence d'un essieu du véhicule ferroviaire à maintenir ;
    • l'unité de contrôle et de commande comprend une base de données contenant des informations relatives au type du véhicule ferroviaire à maintenir;
    • les moyens de détection de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire à maintenir comprennent un capteur optique en ce que l'unité de contrôle et de commande comprenant un algorithme de traitement d'image paramétré pour identifier le véhicule ferroviaire à maintenir ;
    • les blocs de roulement du dispositif de maintenance comprennent au moins deux unités de roulement aptes à se déplacer le long d'éléments de guidage d'un véhicule ferroviaire à maintenir, appartenant au groupe suivant : roues, rouleaux, chenilles ;
    • les unités de roulement sont des unités de roulement codées et/ou adaptées pour compter leur nombre de rotation ;
    • les moyens adaptés pour modifier la largeur de voie d'au moins un desdits blocs de roulement comprennent un actionneur linéaire comprenant une tige mobile montée sur ledit bloc de roulement ;
    • le dispositif de maintenance comprend des moyens de robotisation agencés pour permettre le déplacement dudit dispositif de façon autonome ;
    • le dispositif de maintenance comprend des moyens adaptés pour déplacer son centre de gravité ;
    • lesdits moyens de déplacement comprennent une masse en liaison glissière par rapport auxdits blocs de roulement, ladite liaison glissière étant actionnée par des moyens sélectionnés dans le groupe comprenant un vérin, une courroie crantée entraînée par un moteur pas-à-pas, un ensemble du type vis sans fin-écrou.
  • D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des figures ci-annexées dans lesquelles :
    • la figure 1 illustre en vue de face un véhicule ferroviaire en phase de maintenance par le dispositif de maintenance de l'invention ;
    • la figure 2 est une vue isométrique du dispositif de maintenance ;
    • la figure 3 est une vue de dessus du dispositif de maintenance, centrée sur un bloc de roulement du dispositif de maintenance ;
    • la figure 4 est une vue agrandie de la figure 3, centrée sur une extrémité du bloc de roulement du dispositif de maintenance ;
    • la figure 5 représente l'extrémité du bloc de roulement de la figure 4, en vue isométrique ;
    • la figure 6 est une vue isométrique d'un bloc de roulement du dispositif de maintenance, illustrant schématiquement un mouvement de translation et de rotation apte à être appliqué à deux éléments de roulement du bloc de roulement du dispositif de maintenance ;
    • la figure 7 représente le dispositif de maintenance en cours de déplacement vers le véhicule ferroviaire à maintenir ;
    • la figure 8 est un agrandissement de la figure 7 ;
    • la figure 9 représente une séquence de passage de deux obstacles du véhicule ferroviaire à maintenir, par le dispositif de maintenance.
  • Sur l'ensemble des figures, des références identiques ou analogues représentent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues.
  • On se réfère à la figure 1, illustrant un véhicule ferroviaire 1 à maintenir. Le véhicule ferroviaire 1 est monté sur des éléments de guidage tels que des rails 3a et 3b. Un dispositif de maintenance 5 selon l'invention est représenté sous la caisse 7 du véhicule ferroviaire 1 à maintenir. Le dispositif de maintenance 5 présente une hauteur définie de façon à permettre son déplacement sous la caisse du véhicule ferroviaire 1.
  • On se réfère à la figure 2, représentant le dispositif de maintenance 5 en vue isométrique.
  • Le dispositif de maintenance 5 comprend un châssis 9 supportant une pluralité de blocs de roulement 11. Le dispositif de maintenance 5 présente une forme généralement rectangulaire. Le dispositif de maintenance 5 est symétrique par rapport à son axe longitudinal 12. Alternativement, le dispositif de maintenance 5 peut présenter une forme dissymétrique par rapport à son axe longitudinal 12, ceci afin de permettre de minimiser les distances qu'il devra parcourir sans avoir toutes ses roues en contact avec les rails supportant le véhicule ferroviaire à maintenir.
  • Les blocs de roulement 11 sont aptes à se déplacer le long des éléments de guidage du véhicule ferroviaire 1 à maintenir, par exemple le long des rails 3a, 3b représentés à la figure 1, comme on va le voir dans la suite de la description.
  • Le châssis 9 du dispositif de maintenance 5 comporte une pluralité de longerons 13 qui relient entre eux les blocs de roulement 11 du dispositif de maintenance.
  • Le dispositif de maintenance 5 représenté à la figure 2 comporte quatre blocs de roulement 11 reliés entre eux par les longerons 13. Bien sûr, un nombre distinct de blocs de roulement 11 constituant le dispositif de maintenance 5 peut être envisagé.
  • Chacun des entraxes 15, 17 et 19 entre deux blocs de roulement 11 consécutifs peut être adapté à volonté indépendamment l'un de l'autre, en fonction du diamètre des roues et de l'entraxe des essieux du véhicule ferroviaire à maintenir. Pour cela, la longueur de chaque longeron 13 peut être distincte d'un longeron à un autre, et/ou un nombre distinct de longerons 13 entre deux blocs de roulement 11 consécutifs peut être envisagé. La liaison entre un longeron et un bloc de roulement, ou entre deux longerons entre eux, peut être assurée par tout moyen connu de l'homme du métier, notamment par vissage.
  • Le châssis 9 du dispositif de maintenance 5 comporte des emplacements adaptés pour supporter des dispositifs de mesure et d'acquisition d'images du véhicule ferroviaire à maintenir. Ces dispositifs de mesure et d'acquisition peuvent être, par exemple et non limitativement, une caméra 21 ou un « LIDAR », non représenté, acronyme anglo-saxon de « Light Detection And Ranging ».
  • On se réfère à la figure 3, illustrant un bloc de roulement 11 du dispositif de maintenance 5.
  • Le bloc de roulement 11 comprend en chacune de ses extrémités latérales 23a et 23b des unités de roulement 25a, 25b respectivement supportées par des platines support 27a, 27b du bloc de roulement 11. Chaque unité de roulement 25a, 25b est apte à se déplacer le long d'éléments de guidage du véhicule ferroviaire à maintenir, par exemple le long des rails 3a, 3b représentés à la figure 1. A cet effet, les unités de roulement peuvent être équipées de bandes antidérapantes 28. Les unités de roulement 25a, 25b sont aptes à être entraînées en rotation respectivement grâce à des moteurs rotatifs 29a, 29b. Les moteurs rotatifs 29a, 29b peuvent désigner des moteurs électriques rotatifs pas à pas. Chacune des unités de roulement 25a, 25b peut être constituée par exemple par une roue, par une chenille entraînée par des roues ou encore par un rouleau, comme représenté sur les figures. Bien entendu, davantage d'unités de roulement peuvent être prévues au niveau des extrémités latérales 23a, 23b du bloc de roulement.
  • Le bloc de roulement 11 comporte en outre des platines support 31a, 31b, qui permettent notamment la fixation des longerons 13 reliant deux blocs de roulement adjacents entre eux comme illustré à la figure 2.
  • Selon l'invention, les unités de roulement 25a, 25b sont aptes à être entraînées en translation le long d'un axe sensiblement parallèle à un axe longitudinal 33 des unités de roulement. Pour cela, le bloc de roulement 11 comprend deux actionneurs linéaires 35a, 35b agissant respectivement sur les unités de roulement 25a, 25b. Les actionneurs linéaires 35a, 35b sont par exemple respectivement pilotés par des moteurs linéaire pas à pas 37a, 37b.
  • On se réfère aux figures 4 et 5 qui sont respectivement une vue agrandie de la figure 3, centrée sur l'extrémité latérale 23a du bloc de roulement 11, et une vue isométrique de l'extrémité latérale 23a du bloc de roulement 11. Les caractéristiques relatives à l'extrémité latérale 23a du bloc de roulement 11 s'appliquent par symétrie à l'extrémité latérale 23b du bloc de roulement 11.
  • L'actionneur linéaire 35a comprend une tige mobile 39a reliée à la platine support 27a. La platine support 27a est en outre reliée à des tiges de guidage 41a apte à se déplacer en translation lors de l'activation de l'actionneur linéaire 35a, à travers des paliers 43 pouvant par exemple être supportés par la platine de support 31a et par une platine de support complémentaire 45a.
  • Ainsi, comme représenté schématiquement à la figure 6, les moteurs rotatifs 29a, 29b entraînent respectivement la rotation des unités de roulement 25a, 25b autour de leur axe longitudinal 33, tandis que les actionneurs linéaires 35a, 35b respectivement pilotés par les moteurs linéaires 37a, 37b entraînent respectivement le déplacement en translation des unités de roulement 25a, 25b selon un axe sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 33 des unités de roulement. Ainsi, la largeur de voie du bloc de roulement 11 est modifiable en fonction de la course de la tige mobile de l'actionneur linéaire, c'est-à-dire que la distance entre les unités de roulement 25a, 25b d'un même bloc de roulement est modifiable.
  • Selon l'invention, la modification de la largeur de voie peut être commandée mécaniquement lorsque le dispositif de maintenance se heurte à un obstacle au véhicule ferroviaire à maintenir. Un tel obstacle peut être notamment constitué par les roues du véhicule ferroviaire à maintenir, reposant sur leurs éléments de guidage.
  • On peut ainsi prévoir un galet apte à rouler sur l'obstacle, monté en liaison pivot autour d'un axe vertical sur la platine support 27a ; l'actionneur linéaire 35a est remplacé par une simple tige de guidage, et au moins un ressort de rappel est alors prévu pour rappeler la platine de support 27a vers sa position de voie large ; on peut aussi prévoir un dispositif à linguet pour réduire l'effort de déplacement de l'unité de roulement 25a vers sa position de voie étroite.
  • Alternativement, le dispositif de maintenance comprend des moyens de détection électroniques de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire à maintenir, ces moyens étant aptes à communiquer avec une unité de contrôle et de commande des actionneurs linéaires 35a, 35 de modification de la largeur de voie d'un bloc de roulement.
  • Ces moyens de détection électroniques de la présence d'un obstacle sont par exemple paramétrés pour détecter la présence d'un essieu ou de roues du véhicule ferroviaire à maintenir. De tels moyens de détection d'obstacle peuvent être constitués par un capteur 47 (visible aux figures 2 et 8), pouvant notamment être un capteur optique (dans le spectre visible ou non), et/ou un capteur à ultrasons, et/ou un capteur résistif, et/ou un capteur capacitif, et/ou un capteur inductif. Ce capteur est de préférence positionné à l'avant du dispositif de maintenance, l'avant du dispositif étant défini relativement à la marche du dispositif lorsque le dispositif se déplace le long des éléments de guidage tel que les rails.
  • Selon une variante possible, les moyens électroniques de détection de la présence d'un obstacle peuvent comprendre des moyens permettant de détecter une surintensité dans les moteurs 29a, 29b commandant les unités de roulement 25a, 25b.
  • L'unité de contrôle et de commande peut quant à elle comprendre une base de données contenant des informations relatives au type du véhicule ferroviaire à maintenir. Cette base de données peut notamment comprendre des informations relatives à la géométrie du véhicule ferroviaire à maintenir et à la géométrie du dispositif de maintenance. En comparant les détections effectuées par le dispositif de maintenance et les informations de la base de données, l'unité de contrôle et de commande du dispositif de maintenance peut connaître les positions auxquelles chacune des roues de l'assistant doivent s'escamoter.
  • De façon complémentaire ou alternative, les moyens de détection électroniques de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire peuvent comprendre un capteur optique et l'unité de contrôle et de commande peut comprendre un algorithme de traitement d'image, paramétré pour identifier le véhicule ferroviaire à maintenir.
  • De façon complémentaire ou alternative, les unités de roulement du dispositif de maintenance peuvent en outre être des roues codées et/ou adaptées pour compter le nombre de rotations commandées par les actionneurs rotatifs et pour communiquer ces informations à l'unité de contrôle et de commande.
  • Les moyens précités de détection de la présence d'un obstacle permettent au dispositif de maintenance de connaître l'emplacement (ou les emplacements) au(x)quel(s) il convient de rétracter les unités de roulement afin d'autoriser le déplacement du dispositif de maintenance relativement au véhicule ferroviaire à maintenir.
  • Le fonctionnement du dispositif de maintenance va à présent être décrit en référence aux figures 7 à 9.
  • Un opérateur arrive sur le site pour effectuer une opération de maintenance ou de visite d'un véhicule ferroviaire 1. Le dispositif de maintenance 5 est initialement démonté. L'opérateur dépose les blocs de roulement 11 sur les rails 3a, 3b. Il relie ensuite les blocs de roulement 11 entre eux grâce aux longerons 13. Il installe sur le dispositif de maintenance les différents accessoires (capteurs, unité de contrôle et de commande, etc.). Le dispositif de maintenance est prêt être utilisé. L'opérateur contrôle le dispositif de maintenance au moyen d'un pupitre de commande filaire ou sans fil. Si le dispositif de maintenance n'est pas équipé d'un moyen de détection automatique de l'identifiant du véhicule ferroviaire à examiner, l'opérateur peut lui-même saisir cette information.
  • L'opérateur commande la direction et la vitesse d'avancement du dispositif sous le véhicule ferroviaire à maintenir (figure 8). Alternativement, le dispositif de maintenance peut comprendre des moyens de robotisation, agencés pour permettre le déplacement du dispositif sous le véhicule ferroviaire à maintenir, de façon autonome.
  • Le dispositif de maintenance se déplace en direction du véhicule ferroviaire à maintenir. Les unités de roulement 25a, 25b sont à ce stade toutes positionnées au contact des rails 3a, 3b.
  • On se réfère à la figure 9 illustrant une séquence de passage de deux obstacles 49, 51 du véhicule ferroviaire à maintenir, par le dispositif de maintenance 5 comprenant quatre blocs de roulement 11.
  • En se référant à l'étape A de la figure 9, lorsque le dispositif de maintenance détecte la présence d'un essieu du véhicule ferroviaire, ou lorsqu'il vient buter contre cet essieu, ou lorsqu'il en détecte le voisinage immédiat, l'unité de commande et de contrôle ordonne la modification de la largeur de voie du premier bloc de roulement 11 du dispositif de maintenance. L'activation des actionneurs linéaires du premier bloc de roulement 11 entraîne la rétractation des unités de roulement 25a, 25b (non visible), modifiant ainsi la largeur de voie du premier bloc de roulement 11, de façon à autoriser le déplacement du premier bloc de roulement 11 du dispositif de maintenance le long des rails 3a, 3b.
  • L'avancement du dispositif de maintenance continue alors que le premier bloc de roulement 11 présente une largeur de voie réduite jusqu'à ce que le premier bloc de roulement 11 du dispositif de maintenance dépasse le premier obstacle 49 (étape B).
  • Lorsque le premier bloc de roulement 11 du dispositif de maintenance a dépassé le premier obstacle 49, l'unité de contrôle et de commande ordonne la modification de la largeur de voie du premier bloc de roulement 11 du dispositif de maintenance. L'activation des actionneurs linéaires du premier bloc de roulement 11 entraîne l'étirement de leurs tiges de façon à positionner les unités de roulement 25a, 25b dans une position selon laquelle elles prennent appui sur les rails 3a, 3b (étape C).
  • La séquence qui vient d'être décrite en référence aux étapes A, B et C de la figure 9 est répétée aux étapes D à Q de la figure 9, pour chaque bloc de roulement du dispositif de maintenance lorsque le dispositif de maintenance détecte la présence d'un essieu du véhicule ferroviaire ou lorsque ledit bloc de roulement vient buter contre cet essieu.
  • Comme on le comprend en se référant aux étapes A à Q de la figure 9 illustrant la séquence de passage de deux obstacles 49, 51 du véhicule ferroviaire à maintenir, le dispositif de maintenance 5 selon l'invention présente l'avantage de pouvoir se déplacer sous le véhicule ferroviaire à maintenir, c'est-à-dire que le dispositif de maintenance demeure stable sur les rails 3a et 3b lors de son passage le long des rails et lorsqu'il rencontre les obstacles. En d'autres termes, aucune force de maintien en position du dispositif de maintenance n'est nécessaire grâce à l'agencement de l'ensemble des blocs de roulement du dispositif de maintenance selon l'invention.
  • Il est en outre à noter que les informations détectées par le dispositif de maintenance au cours de son déplacement peuvent être restituées en direct à l'opérateur utilisant le dispositif de maintenance ou peuvent être envoyées à distance pour traitement, ou encore traitées directement à bord du véhicule ferroviaire.
  • Grâce à la présente invention, on obtient un dispositif de maintenance facile d'utilisation, stable sur les éléments de guidage du véhicule ferroviaire, adaptable à différents types de véhicules ferroviaires et pouvant être amené sur le site où se trouve le véhicule ferroviaire à maintenir.
  • En outre, de par son encombrement réduit, l'accessibilité du dispositif de maintenance sous caisse du véhicule ferroviaire est améliorée. La diminution de l'encombrement du dispositif de maintenance permet également de réduire sensiblement la consommation énergétique nécessaire à sa propulsion vis-à-vis d'assistants mécatroniques de l'art antérieur.
  • Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce dispositif de maintenance de véhicules ferroviaires, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples illustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes faisant intervenir les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

Claims (12)

  1. Dispositif de maintenance (5) de véhicules ferroviaires, ledit dispositif comprenant :
    - une pluralité de blocs de roulement (11) aptes à se déplacer le long d'une voie ferroviaire d'un véhicule ferroviaire (1),
    - des moyens adaptés pour modifier la largeur de voie d'au moins un desdits blocs de roulement (11), de façon à autoriser un déplacement du dispositif de maintenance le long de ladite voie ferroviaire, relativement au véhicule ferroviaire à maintenir (1),
    ledit dispositif de maintenance étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection de la présence d'un obstacle (49, 51) au véhicule ferroviaire (1) à maintenir, aptes à communiquer avec une unité de contrôle et de commande des moyens de modification de la largeur de voie d'au moins un desdits blocs de roulement (11).
  2. Dispositif de maintenance (5) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire à maintenir comprennent au moins un capteur (47) compris dans le groupe suivant : capteur optique dans le spectre visible ou non, capteur infrarouge, capteur à ultrasons, capteur résistif, capteur capacitif, capteur inductif.
  3. Dispositif de maintenance (5) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur (47) est positionné à l'avant du dispositif de maintenance (5).
  4. Dispositif de maintenance (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de détection de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire à maintenir sont paramétrés pour détecter la présence d'un essieu du véhicule ferroviaire (1) à maintenir.
  5. Dispositif de maintenance (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité de contrôle et de commande comprend une base de données contenant des informations relatives au type du véhicule ferroviaire (1) à maintenir.
  6. Dispositif de maintenance (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de détection de la présence d'un obstacle au véhicule ferroviaire à maintenir comprennent un capteur optique en ce que l'unité de contrôle et de commande comprenant un algorithme de traitement d'image paramétré pour identifier le véhicule ferroviaire à maintenir.
  7. Dispositif de maintenance (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les blocs de roulement (11) dudit dispositif de maintenance (5) comprennent au moins deux unités de roulement (25a, 25b) aptes à se déplacer le long d'éléments de guidage d'un véhicule ferroviaire (1) à maintenir, appartenant au groupe suivant : roues, rouleaux, chenilles.
  8. Dispositif de maintenance (5) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les unités de roulement (25a, 25b) sont des unités de roulement codées et/ou adaptées pour compter leur nombre de rotations.
  9. Dispositif de maintenance (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens adaptés pour modifier la largeur de voie d'au moins un desdits blocs de roulement (11) comprennent un actionneur linéaire (35a, 35b) comprenant une tige mobile (39a, 39b) montée sur ledit bloc de roulement (11).
  10. Dispositif de maintenance (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de robotisation agencés pour permettre le déplacement dudit dispositif de maintenance de façon autonome.
  11. Dispositif de maintenance (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens adaptés pour déplacer son centre de gravité.
  12. Dispositif de maintenance (5) selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement comprennent une masse en liaison glissière par rapport auxdits blocs de roulement, ladite liaison glissière étant actionnée par des moyens sélectionnés dans le groupe comprenant un vérin, une courroie crantée entraînée par un moteur pas-à-pas, un ensemble du type vis sans fin-écrou.
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