EP3263768A1 - Véhicule de travaux ferroviaires et procédé de fabrication d'une voie ferroviaire - Google Patents
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- EP3263768A1 EP3263768A1 EP17178487.9A EP17178487A EP3263768A1 EP 3263768 A1 EP3263768 A1 EP 3263768A1 EP 17178487 A EP17178487 A EP 17178487A EP 3263768 A1 EP3263768 A1 EP 3263768A1
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- railway
- robotic arm
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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
- E01B29/00—Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
- E01B29/32—Installing or removing track components, not covered by the preceding groups, e.g. sole-plates, rail anchors
Definitions
- the present invention relates to a railway work vehicle, a work train comprising such a work vehicle and a method of manufacturing a railway track without a cross member using such a work vehicle.
- EP-A2-0 803 609 discloses a method of manufacturing a railway track in which a concrete slab having a firm consistency and a solid surface is cast. While the concrete is fresh, stools are placed in rows. Each saddle is introduced into the concrete by being vibrated by means of a vibration device, until it reaches a given position. By vibrating, the concrete surrounds the saddle anchors to secure them with the concrete. The tracks of the railway track are then directly mounted on the saddles, so that one obtains a railroad road devoid of sleepers. Stool vibration is generally performed using a specialized work vehicle comprising a hydraulic cylinder system capable of performing this function.
- the present invention seeks to remedy by proposing a new railway work vehicle which, while having a higher productivity than the vehicles of the prior art, facilitates the production of railway tracks, especially when they have a strong transverse slope or that they are located in a railway tunnel.
- this railway works vehicle comprises at least one robotic arm mounted on the gantry between the uprights.
- This robotic arm is configured to have at least one insert in a fresh concrete slab located in a work area located below the portico.
- the gantry includes a roof support which interconnects the uprights with an upper end thereof, while the robotic arm is suspended from the roof support.
- the work vehicle of the invention makes it possible to obtain a particularly high productivity, insofar as the robotic arm is able to reach, for a given position of the work vehicle, an extended working area, while working at a speed relatively high. Furthermore, the arrangement of the robotic arm relative to the gantry makes it particularly suitable for inserting inserts in the context of a construction of a railroad with a steep transverse slope.
- the follower vehicle comprises means for conveying the inserts stored on the storage tray in the direction of the front end.
- the subject of the invention is also a method for manufacturing a railway track without a cross member, according to the invention the method is implemented with a railway working vehicle as described above, or with a work train such as described above.
- Work train 1 represented at figure 1 comprises a work vehicle 3, sometimes called an inserter vehicle, and a follower vehicle 5.
- Work train 1 is designed for the construction of a railway track for the movement of trains.
- a railroad is preferably a so-called "no crosswalk", visible at figures 2 and 4 and comprising a longitudinal concrete slab 11, on which is implanted a pair of rails secured to this slab 11 via inserts 33, sometimes called saddles, implanted in said slab 11.
- This type of railway and its inserts are known as such.
- the vehicles 3 and 5 are able to move in a direction of advance D1 and in a direction of recoil D2 opposite, represented by arrows in the figures.
- each of the vehicles 3 and 5 is provided with several motorized wheels through which they are supported on the ground.
- the vehicle 3 comprises two bogies 7 of motorized wheels constituting these means of displacement relative to the ground, the vehicle 5 also comprising two bogies 9 of similar function.
- the vehicles 3 and 5 are designed to move over the concrete slab 11 which extends parallel to the direction D1, the bogies 7 and 9 being configured so that the motorized wheels roll on parallel treads between which extends the concrete slab 11, as visible to the figure 4 .
- the treads are, in practice, formed on the surface of a civil engineering structure supporting the slab.
- the wheels rest directly on the work, preferably without rail or other support that the work itself.
- the bogies 7 and 9 are rotatable about vertical axes to adapt to possible curvatures of the future railway that is intended to form the concrete slab 11.
- the advance direction D1 is presently defined when the bogies 7 and 9 are oriented in a so-called "right" orientation, for a movement of the train 1 in a straight line, when the track is itself in a straight line.
- the vehicles 3 and 5 respectively comprise a box 13 and 15 resting on the bogies 7 and 9.
- the box 13 defines a front end 13A of the vehicle 3, directed in the direction D1, and an opposite rear end 13B, as illustrated. to the figure 1 .
- the body 15 defines a front end 15A of the vehicle 5, directed in the direction D1, and an opposite rear end 15B.
- the ends 13B and 15A are adjacent.
- the body 13 comprises, in a central part located between the two bogies 7, a working compartment 17 in which two robotic arms 19 are arranged.
- the box 13 also comprises, between the two bogies 7, a gantry 21, which includes four uprights 23, oriented vertically with respect to the ground, each of the uprights 23 rising above one of the bogies 7 in order to constitute a frame for the work compartment 17 and delineate the latter.
- the working compartment 17 comprises two side walls 25, mounted on the uprights 23, the side walls 25 extending at a distance from each other and being directed in planes parallel to the direction of advance D1.
- the side walls 25 each form a panel which forms a part of the outer casing of the box 13, covering at least a portion of the height of the box 13.
- the side walls 25 each extend in a plane substantially orthogonal to the axis of the wheels when the bogies 7 are in their right orientation.
- the robotic arms 19 extend between the uprights 23 of the gantry 21 and between the side walls 25.
- the gantry 21 further comprises a roof support 27, consisting of a set of beams interconnecting the uprights 23 at one end. superior of these.
- the robotic arms 19 are suspended from this roof support 27 so as to be enclosed and protected in the working compartment 17.
- the latter comprises a lower opening 29 opposite the roof support 27 and visible in particular to the figure 5 .
- the robotic arms 19 are configured to reach a working area 31 located under the body 13 between the two bogies 7 via the opening 29 which opens at this location.
- the robotic arms 19 can thus have the inserts 33 at this working area 31 in the concrete slab 11, when the concrete of the slab 11 is still fresh, to build the aforementioned railway track.
- the vehicle 3, and in particular the body 13, is equipped with a detection system, not shown, configured to detect metal elements in the concrete slab 11 and in particular the presence of reinforcements in the concrete of the slab 11.
- the detection system is particularly suitable for determining a position of the detected metal elements.
- each of the robotic arms 19 is positioned close to and the plumb of one of the future rails of the railway track under construction, that is to say, in line with the position of implantation of the inserts 33.
- Each robotic arm 19 comprises a basic rotary actuator 35 through which it is implanted in the roof support 27 of the gantry 21.
- This basic rotary actuator 35 comprises in particular a support structure of the robotic arm 19 and an engine. , and is schematically represented on the figure 3 by a square.
- Each robotic arm 19 is thus suspended from the roof support 27, via its respective base rotary actuator 35, and projects downwards towards the concrete slab 11.
- Each robotic arm 19 comprises a first member 37 which is mounted on the base rotary actuator 35, so that the basic rotary actuator 35 rotates the first member 37 about a base axis X35 substantially perpendicular to the direction of advance D1 and parallel in the sagittal plane P1. This particular configuration gives the robotic arms 19 the ability to reach a particularly extensive work area 31.
- the first member 37 comprises a first rotary actuator 39 about an axis X39, a second member 41 of the robotic arm 19.
- the axis X39 is perpendicular to the axis X35.
- the second member 41 forms an arm extending from the first rotary actuator 39, perpendicular to the axis X39, to a second rotary actuator 43 of the robotic arm 19.
- the second rotary actuator 43 is configured to support and drive in rotation a third member 45 of the robotic arm 19 about an axis X43 parallel to the axis X39.
- the third member 45 includes a third rotary actuator 49 supporting and rotating a fourth member 51 of the robotic arm 19, about an axis X49 orthoradial with respect to the axis X43.
- the fourth member 51 forms an arm that extends along the axis X49 and is provided with a fourth rotary actuator 53 disposed at an end opposite to the third rotary actuator 49. Via the fourth rotary actuator 53, the fourth member 51 supports and rotates a fifth member 55 about an axis X53 perpendicular to the axis X49.
- the fifth member 55 forms an arm and comprises a fifth rotary actuator 57 through which it supports and rotates a gripping member 59 of the robotic arm 19 about an axis X57.
- the axis X57 is perpendicular to the axis X53 and coaxial with the fifth member 55.
- the gripping member 59 forms a terminal member of the robot 19.
- the gripping member 59 is able to grip the inserts 33 and the robotic arm 19 to move its gripping member 59 through the various members and rotary actuators described above to insert them in the portion of the slab 11 which is located in the working area 31.
- the robotic arm 19 With its six actuators rotating and at its different members, the robotic arm 19 has six degrees of freedom and is able to vibrate the insert 33 in the working area 31 during the insertion of this insert 33 in the fresh concrete of the slab
- the rotary actuators 35, 39, 43, 49, 53 and 57 are formed by electric servomotors.
- the two robotic arms are controlled completely independently and are mechanically independent of each other.
- the robotic arms are adapted to insert the inserts completely independently and following six degrees of freedom and that in any position and with any inclination in the working area 31. It is therefore particularly possible to install support inserts for a third rail including power supply or for safety rails or against rails or for anti-derailment devices or for other types of railway equipment, such as signaling beacons.
- the robotic arm 19 is preferably controlled by an automaton.
- This controller is configured to operate the robotic arm 19 automatically.
- the robot and the robotic arm 19 can be remotely controlled from a remote control station.
- this control station is located on the work train 1, or even the work vehicle 3. This control station is not shown in the figures.
- the detection system is able to communicate to the automaton the position where the metallic elements are detected in the concrete of the plate 11.
- the automaton is then configured to determine the insertion position of the inserts 33 as a function of the position of the metal elements.
- the automaton is, for example, able to shift a predetermined insertion position of one of the inserts by a certain distance in the longitudinal direction, if metal elements are detected at this predetermined position.
- the works vehicle 3 furthermore comprises a feed module 61 for the robotized arms 19 in inserts 33.
- This feed module 61 comprises an inserts storage compartment 33, which extends within the body 13 from the rear end 13B to the work compartment 17, as can be seen in figure 2 .
- the compartment 63 contains a stock of inserts 33 and communicates with the working compartment 17 so that the robotic arms 19 can recover by themselves the inserts 33 contained in the compartment 63.
- the supply module 61 also includes a ramp 65 located at the rear end 13B and protruding outside the compartment 63 in the direction D2, so that the ramp 65 can be fed inserts 33 from outside the vehicle 3. The compartment 63 is thus fed with inserts 33 by the ramp 65.
- the vehicle 3 also comprises a generator group 67 capable of generating energy, for supplying the robotic arms 19 as well as auxiliary equipment of the work train 1.
- the generator group 67 extends from the working compartment 17 to the front end 13A.
- the vehicle 3 is adapted to be electrically powered from the vehicle 5 which is for example equipped with a generator. This eliminates the vibrations inherent in the use of a generator on the vehicle 3 and ensures a better accuracy of the positioning of the inserts in the slab 11.
- the body 15 of the follower vehicle 5 includes an inserts storage tray 33 which rests on the bogies 9.
- the plate 69 advantageously extends from the front end 15A to the rear end 15B.
- the box 15 also includes side walls 71 and a roof 72 which form a tunnel with the plate 69, this tunnel being directed in the direction of advance D1.
- Reserve inserts 33 are stored within this tunnel in buckets 73, sometimes called "big-bags", resting on the plate 69.
- Each bucket 73 preferably forms a flexible container of large capacity, provided with straps.
- the follower vehicle 5 is provided with means for conveying the buckets 73, of the traveling crane type, symbolized by the square 75 on the figure 2 .
- the crane 75 is able to move the buckets 73 within the body 15, in particular to bring them close to the front end 15A.
- the inserts 33 are then transferred by an operator, manually, to the ramp 65 to supply the vehicle 3.
- a crane or crane can be provided to perform this transfer automatically or assist the operator in this transfer operation.
- the vehicle 3 is thus able to be supplied with inserts from the vehicle 5 without it being necessary to stop the operation of the work train 1 to refuel the vehicle 5 in inserts.
- the vehicle 5 is adapted to be refueled inserts while the vehicle 3 operates and performs the installation of inserts in the concrete of the slab 11.
- the follower vehicle 5 is provided with an automatic control module 77 of the bogies 9.
- the control module 77 forms, for example, a controller, which is configured to automatically control the movement of the vehicle 5 along the directions D1 and D2 via bogies 9, so that the vehicle 5 follows the movement of the vehicle 3.
- the control module 77 moves the vehicle 5 so that the front end 15A of the vehicle 5 is maintained at a distance of predetermined monitoring the rear end 13B of the vehicle 3. This distance followed is measured parallel to the direction of advance D1 from the end 15A to the end 13B, and is preferably between 30 and 400 cm .
- the works vehicle 3 and the follower vehicle 5 are designed to move in a coordinated manner without however being coupled.
- the absence of coupling between the vehicles 3 and 5 makes it possible, when necessary, to desynchronize in a particularly easy way the movement of the vehicles 3 and 5.
- the vehicle 3 can carry out work on the railway track while the vehicle 5 can be detached and sent to an insert replenishment area 33.
- a conventional coupling is provided between the vehicles 3 and 5 to provide a similar function.
- the work train 1 thus described is therefore particularly suitable for the manufacture of a railway track without a cross member.
- the works vehicle 3 comprises a second pair of robotic arms disposed in the working compartment 17 or in a second working compartment of the vehicle 3.
- This second pair of robotic arms is arranged so that the robotic arms are aligned with the future rails of the railway track, that is to say on both sides of the sagittal plane P1 of the vehicle 3.
- the vehicle 3 comprises more pairs of robotic arms.
- the vehicle 3 comprises only one robotic arm, which is then preferably disposed in the sagittal plane P1.
- the vehicle 3 comprises a pair of robotic arms according to the foregoing description, and an additional robotic arm disposed in the sagittal plane P1, so that the vehicle 3 is particularly suitable for the construction of a track railway with three rails.
- the vehicles 3 and 5 of the displacement means are formed by crawler trains or a wheel system adapted to roll on metal rails.
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Description
- La présente invention concerne un véhicule de travaux ferroviaires, un train de travaux comprenant un tel véhicule de travaux ainsi qu'un procédé de fabrication d'une voie ferroviaire sans traverse à l'aide d'un tel véhicule de travaux.
-
EP-A2-0 803 609 décrit un procédé de fabrication d'une voie de chemin de fer dans lequel on coule une dalle de béton ayant une consistance ferme et une surface unie. Pendant que le béton est frais, on enfonce des selles disposées en lignes. Chaque selle est introduite dans le béton en étant mise en vibration au moyen d'un dispositif de vibration, jusqu'à ce qu'elle atteigne une position donnée. Grâce à la mise en vibration, le béton enveloppe les ancrages des selles pour solidariser celles-ci avec le béton. Les rails de la voie de chemin de fer sont ensuite directement montés sur les selles, de sorte que l'on obtient une voie ferroviaire dénuée de traverses. La mise en vibration des selles est généralement effectuée à l'aide d'un véhicule de travaux spécialisé comprenant un système de vérins hydrauliques aptes à assurer cette fonction. - Cependant, l'insertion des selles nécessite des moyens relativement lourds qui ne sont notamment pas adaptés pour incliner les selles dans le cas d'une voie de chemin de fer présentant un dévers important, ou, de façon générale, une déclivité transversale importante. Par ailleurs, dans le cas où la voie de chemin de fer à réaliser s'étend au sein d'un tunnel, il peut s'avérer difficile d'alimenter en selles ce véhicule de travaux spécifique.
- C'est à ces inconvénients que vise à remédier la présente invention en proposant un nouveau véhicule de travaux ferroviaires qui, tout en présentant une productivité plus élevée que les véhicules de l'art antérieur, facilite la production de voies ferroviaires, notamment lorsqu'elles présentent une forte déclivité transversale ou qu'elles sont situées dans un tunnel ferroviaire.
- La présente invention a pour objet un véhicule de travaux ferroviaires, comprenant :
- un portique, qui inclut des montants, et
- un premier moyen de déplacement du véhicule de travaux ferroviaires par rapport au sol selon au moins une direction d'avance du véhicule de travaux ferroviaires.
- Selon l'invention, ce véhicule de travaux ferroviaires comprend au moins un bras robotisé monté sur le portique, entre les montants. Ce bras robotisé est configuré pour disposer au moins un insert dans une dalle de béton frais situé dans une zone de travail située au-dessous du portique. Le portique comprend un support de toit qui relie entre eux les montants par une extrémité supérieure de ces derniers, tandis que le bras robotisé est suspendu au support de toit.
- Le véhicule de travaux de l'invention permet d'obtenir une productivité particulièrement élevée, dans la mesure où le bras robotisé est apte à atteindre, pour une position donnée du véhicule de travaux, une zone de travail étendue, tout en travaillant à une vitesse relativement élevée. Par ailleurs, la disposition du bras robotisé par rapport au portique le rend particulièrement adapté pour insérer des inserts dans le cadre d'une construction d'une voie ferroviaire à forte pente transversale.
- Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, prises isolément ou en combinaison :
- Le véhicule comprend un compartiment de travail au sein duquel le bras robotisé est disposé, le compartiment de travail comprenant deux parois latérales, montées sur les montants, ainsi qu'une ouverture inférieure, par l'intermédiaire de laquelle le bras robotisé peut atteindre la zone de travail.
- Deux bras robotisés sont prévus en étant disposés par paire de part et d'autre d'un plan sagittal du véhicule de travaux ferroviaires, le plan sagittal étant sensiblement perpendiculaire au sol et parallèle à la direction d'avance.
- Le bras robotisé comprend au moins un actionneur rotatif de base, solidaire du portique, et un premier membre monté sur l'actionneur rotatif de base, l'actionneur rotatif de base étant apte à entraîner en rotation le premier membre autour d'un axe de base, de préférence sensiblement perpendiculaire à la direction d'avance.
- Le bras robotisé présente six degrés de liberté et est configuré pour mettre en vibration l'insert dans la zone de travail au cours de l'insertion de ce dernier dans la dalle de béton frais.
- Les bras robotisés sont propres à être commandés de manière indépendante l'un de l'autre.
- Le véhicule comprend comprend un module d'alimentation du bras robotisé en inserts, le module d'alimentation incluant :
- une rampe située à une extrémité arrière du véhicule de travaux ferroviaires, apte à être alimentée en inserts depuis l'extérieur du véhicule de travaux ferroviaires, et
- un compartiment de stockage d'inserts, le compartiment de stockage étant alimenté en inserts par la rampe et étant situé entre la rampe et le bras robotisé,
- Le véhicule comprend un système de détection configuré pour détecter des éléments métalliques dans le béton de la dalle et avantageusement un organe de commande de la position des bras robotisés propre à modifier une position d'insertion des inserts en fonction d'une position d'éléments métalliques détectés.
- L'invention a également pour objet un train de travaux comprenant un véhicule de travaux ferroviaires conforme à ce qui précède ainsi qu'un véhicule suiveur incluant :
- un plateau de stockage d'inserts s'étendant à partir d'une extrémité avant du véhicule suiveur,
- un deuxième moyen de déplacement du véhicule suiveur par rapport au sol selon au moins la direction d'avance, et
- un module de commande automatique du deuxième moyen de déplacement, le module de commande étant configuré pour commander automatiquement le déplacement du véhicule suiveur selon la direction d'avance par l'intermédiaire du deuxième moyen de déplacement, de façon à ce que l'extrémité avant du véhicule suiveur soit maintenue à une distance de suivi prédéterminée du véhicule de travaux ferroviaires.
- De manière avantageuse, le véhicule suiveur comprend un moyen de convoyage des inserts stockés sur le plateau de stockage en direction de l'extrémité avant. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une voie ferroviaire sans traverse, selon l'invention le procédé est mis en oeuvre avec un véhicule de travaux ferroviaires tel que décrit ci-avant, ou avec un train de travaux tel que décrit ci-avant.
- L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et non exhaustif, et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
- la
figure 1 est une vue en perspective d'un train de travaux conforme à l'invention ; - la
figure 2 est une coupe longitudinale, selon un plan II-II visible sur lafigure 1 , du véhicule de travaux de lafigure 1 ; - la
figure 3 montre un détail de réalisation du véhicule de travaux desfigures 1 et2 , selon le cadre III visible à lafigure 2 ; - la
figure 4 est une coupe transversale, effectuée selon le plan IV visible à lafigure 1 , du train de travaux des figures précédentes; et - la
figure 5 montre une vue de dessous du train de travaux des figures précédentes. - Le train de travaux 1 représenté à la
figure 1 comprend un véhicule de travaux 3, parfois appelé véhicule inserteur, ainsi qu'un véhicule suiveur 5. - Le train de travaux 1 est conçu pour la réalisation d'une voie ferroviaire pour la circulation de trains. Une telle voie ferrée est préférentiellement une voie dite « sans traverse », visible aux
figures 2 et4 , et comprenant une dalle de béton 11 longitudinale, sur laquelle est implantée une paire de rails, solidarisés avec cette dalle 11 par l'intermédiaire d'inserts 33, parfois appelés selles, implantés dans ladite dalle 11. Ce type de voie ferrée et ses inserts sont connus en tant que tels. - Les véhicules 3 et 5 sont aptes à se déplacer selon une direction d'avance D1 et selon une direction de recul D2 opposée, représentées par des flèches sur les figures. Pour cela, chacun des véhicules 3 et 5 est pourvu de plusieurs roues motorisées par l'intermédiaire desquelles ils sont supportés sur le sol. Dans l'exemple illustré, le véhicule 3 comprend deux bogies 7 de roues motorisées constituant ces moyens de déplacement par rapport au sol, le véhicule 5 comprenant également deux bogies 9 de fonction similaire. Les véhicules 3 et 5 sont conçus pour se déplacer au-dessus de la dalle de béton 11 qui s'étend parallèlement à la direction D1, les bogies 7 et 9 étant configurés pour que les roues motorisées roulent sur des bandes de roulement parallèles entre lesquelles s'étend la dalle de béton 11, comme visible à la
figure 4 . Les bandes de roulement sont, en pratique, formées en surface d'un ouvrage de génie civil supportant la dalle. Les roues reposent directement sur l'ouvrage, préférentiellement sans rail ou autre support que l'ouvrage lui-même. De façon classique, les bogies 7 et 9 sont rotatifs autour d'axes verticaux pour s'adapter à d'éventuelles courbures de la future voie ferroviaire qu'est destinée à former la dalle de béton 11. La direction d'avance D1 est présentement définie lorsque les bogies 7 et 9 sont orientés selon une orientation dite « droite », pour un déplacement du train 1 en ligne droite, lorsque la voie est elle-même en ligne droite. - Par ailleurs, les véhicules 3 et 5 comportent respectivement une caisse 13 et 15 reposant sur les bogies 7 et 9. La caisse 13 définit une extrémité avant 13A du véhicule 3, dirigée selon la direction D1, et une extrémité arrière 13B opposée, comme illustré à la
figure 1 . De même, la caisse 15 définit une extrémité avant 15A du véhicule 5, dirigée selon la direction D1, et une extrémité arrière 15B opposée. Les extrémités 13B et 15A sont adjacentes. - La caisse 13 comprend, dans une partie centrale située entre les deux bogies 7, un compartiment de travail 17 au sein duquel deux bras robotisés 19 sont disposés. La caisse 13 comprend également, entre les deux bogies 7, un portique 21, qui inclut quatre montants 23, orientés verticalement par rapport au sol, chacun des montants 23 s'élevant à l'aplomb de l'un des bogies 7 afin de constituer une ossature pour le compartiment de travail 17 et de délimiter ce dernier. Le compartiment de travail 17 comprend deux parois latérales 25, montées sur les montants 23, les parois latérales 25 s'étendant à distance l'une de l'autre et étant dirigées dans des plans parallèles à la direction d'avance D1. Les parois latérales 25 forment chacune un panneau qui forme une partie de l'enveloppe extérieure de la caisse 13, en couvrant une portion au moins de la hauteur de la caisse 13. Les parois latérales 25 s'étendent chacune dans un plan sensiblement orthogonal à l'axe des roues lorsque les bogies 7 sont dans leur orientation droite. Les bras robotisés 19 s'étendent entre les montants verticaux 23 du portique 21 et entre les parois latérales 25. Le portique 21 comprend en outre un support de toit 27, constitué d'un ensemble de poutres reliant entre eux les montants 23 par une extrémité supérieure de ces derniers. Les bras robotisés 19 sont suspendus à ce support de toit 27 de façon à être enfermés et protégés dans le compartiment de travail 17. Ce dernier comprend une ouverture inférieure 29 opposée au support de toit 27 et visible notamment à la
figure 5 . Les bras robotisés 19 sont configurés pour atteindre une zone de travail 31 située sous la caisse 13 entre les deux bogies 7 via l'ouverture 29 qui débouche à cet endroit. Les bras robotisés 19 peuvent ainsi disposer les inserts 33 au niveau de cette zone de travail 31 dans la dalle de béton 11, lorsque le béton de la dalle 11 est encore frais, pour construire la voie ferroviaire susmentionnée. - Avantageusement, le véhicule 3, et notamment la caisse 13, est équipé d'un système de détection, non représenté, configuré pour détecter des d'éléments métalliques dans le béton de la dalle 11 et notamment la présence d'armatures dans le béton de la dalle 11. Le système de détection est notamment propre à déterminer une position des éléments métalliques détectés.
- Au sein du compartiment de travail 17, les deux bras robotisés 19 sont disposés de part et d'autre d'un plan sagittal P1 du véhicule 3, le plan sagittal étant sensiblement perpendiculaire au sol et parallèle à la direction d'avance D1. Lorsque les bogies sont orientés de façon droite, le plan sagittal P1 est ainsi perpendiculaire à l'axe des roues des bogies 7 et constitue un plan médian du véhicule 3. Ainsi, de préférence, chacun des bras robotisés 19 est positionné à proximité et à l'aplomb de l'un des futurs rails de la voie ferroviaire en cours de construction, c'est-à-dire à l'aplomb de la position d'implantation des inserts 33.
- Chaque bras robotisé 19 comprend un actionneur rotatif de base 35 par l'intermédiaire duquel il est implanté dans le support de toit 27 du portique 21. Cet actionneur rotatif de base 35 comprend notamment une structure de support du bras robotisé 19 ainsi qu'un moteur, et est schématiquement représenté sur la
figure 3 par un carré. Chaque bras robotisé 19 est ainsi suspendu au support de toit 27, par l'intermédiaire de son actionneur rotatif de base 35 respectif, et fait saillie vers le bas en direction de la dalle de béton 11. Chaque bras robotisé 19 comprend un premier membre 37 qui est monté sur l'actionneur rotatif de base 35, de sorte que l'actionneur rotatif de base 35 entraîne en rotation ce premier membre 37 autour d'un axe de base X35, sensiblement perpendiculaire à la direction d'avance D1 et parallèle au plan sagittal P1. Cette configuration particulière confère aux bras robotisés 19 la capacité d'atteindre une zone de travail 31 particulièrement étendue. Le premier membre 37 comprend un premier actionneur rotatif 39 autour d'un axe X39, d'un deuxième membre 41 du bras robotisé 19. L'axe X39 est perpendiculaire à l'axe X35. Le deuxième membre 41 forme un bras qui s'étend à partir du premier actionneur rotatif 39, perpendiculairement à l'axe X39, jusqu'à un deuxième actionneur rotatif 43 du bras robotisé 19. Le deuxième actionneur rotatif 43 est configuré pour supporter et entrainer en rotation un troisième membre 45 du bras robotisé 19 autour d'un axe X43 parallèle à l'axe X39. Le troisième membre 45 inclut un troisième actionneur rotatif 49 supportant et entraînant en rotation un quatrième membre 51 du bras robotisé 19, autour d'un axe X49 orthoradial par rapport à l'axe X43. Le quatrième membre 51 forme un bras qui s'étend le long de l'axe X49 et qui est pourvu d'un quatrième actionneur rotatif 53 disposé à une extrémité opposée au troisième actionneur rotatif 49. Par l'intermédiaire du quatrième actionneur rotatif 53, le quatrième membre 51 supporte et entraîne en rotation un cinquième membre 55 autour d'un axe X53 perpendiculaire à l'axe X49. Le cinquième membre 55 forme un bras et comporte un cinquième actionneur rotatif 57 par l'intermédiaire duquel il supporte et entraîne en rotation un organe de préhension 59 du bras robotisé 19 autour d'un axe X57. L'axe X57 est perpendiculaire à l'axe X53 et coaxial avec le cinquième membre 55. L'organe de préhension 59 forme quant à lui un membre terminal du robot 19. L'organe de préhension 59 est apte à saisir les inserts 33 et le bras robotisé 19 à déplacer son organe de préhension 59 par l'intermédiaire des différents membres et actionneurs rotatifs décrits ci-avant pour les insérer dans la partie de la dalle 11 qui est située dans la zone de travail 31. Grâce à ses six actionneurs rotatifs et à ses différents membres, le bras robotisé 19 présente six degrés de liberté et est apte à mettre en vibration l'insert 33 dans la zone de travail 31 au cours de l'insertion de cet insert 33 dans le béton frais de la dalle de béton 11. Ici, les actionneurs rotatifs 35, 39, 43, 49, 53 et 57 sont formés par des servomoteurs électriques. - Les deux bras robotisés sont commandés de manière entièrement indépendante et sont indépendants mécaniquement l'un de l'autre. En d'autres termes les bras robotisés sont propres à insérer les inserts de manière complètement indépendante et suivant six degrés de liberté et cela dans n'importe quelle position et avec n'importe quelle inclinaison dans la zone de travail 31. Il est donc notamment possible d'installer des inserts supports pour un troisième rail notamment d'alimentation électrique ou pour des rails de sécurité ou contre-rails ou pour des dispositifs anti-déraillement ou pour d'autres types d'équipement ferroviaires, tels que des balises de signalisation.
- Le bras robotisé 19 est préférentiellement commandé par un automate. Cet automate est configuré pour faire fonctionner le bras robotisé 19 de façon automatique. De manière optionnelle, l'automate et le bras robotisé 19 peuvent être pilotés à distance depuis un poste de commande distant. Alternativement, ce poste de commande est situé à bord du train de travaux 1, voire du véhicule de travaux 3. Ce poste de commande n'est pas illustré sur les figures.
- Avantageusement encore, le système de détection est propre à communiquer à l'automate la position où les éléments métalliques sont détectés dans le béton de la dalle 11. L'automate est alors configuré pour déterminer la position d'insertion des inserts 33 en fonction de la position des éléments métalliques. L'automate est, par exemple, propre à décaler d'une certaine distance dans le sens longitudinal une position d'insertion prédéterminée de l'un des inserts, si des éléments métalliques sont détectés à cette position prédéterminée.
- Le véhicule de travaux 3 comprend, en outre, un module d'alimentation 61 des bras robotisés 19 en inserts 33. Ce module d'alimentation 61 comprend un compartiment 63 de stockage d'inserts 33, qui s'étend au sein de la caisse 13 depuis l'extrémité arrière 13B jusqu'au compartiment de travail 17, tel que cela est visible à la
figure 2 . Le compartiment 63 renferme un stock d'inserts 33 et communique avec le compartiment de travail 17 de façon que les bras robotisés 19 puissent récupérer par eux-mêmes les inserts 33 contenus dans le compartiment 63. Le module d'alimentation 61 inclut également une rampe 65 située à l'extrémité arrière 13B et faisant saillie à l'extérieur du compartiment 63 selon la direction D2, de sorte que la rampe 65 peut être alimentée en inserts 33 depuis l'extérieur du véhicule 3. Le compartiment 63 est ainsi alimenté en inserts 33 par la rampe 65. - Le véhicule 3 comprend également un groupe générateur 67 apte à générer de l'énergie, pour alimenter les bras robotisés 19 ainsi que des équipements auxiliaires du train de travaux 1. Le groupe générateur 67 s'étend depuis le compartiment de travail 17 jusqu'à l'extrémité avant 13A.
- En variante, le véhicule 3 est propre à être alimenté électriquement depuis le véhicule 5 qui est par exemple équipé d'un groupe électrogène. Cela permet d'éliminer les vibrations inhérentes à l'utilisation d'un groupe électrogène embarqué sur le véhicule 3 et permet de garantir une meilleure précision du positionnement des inserts dans la dalle 11.
- La caisse 15 du véhicule suiveur 5 inclut un plateau 69 de stockage d'inserts 33 qui repose sur les bogies 9. Le plateau 69 s'étend avantageusement à partir de l'extrémité avant 15A jusqu'à l'extrémité arrière 15B. La caisse 15 comprend également des parois latérales 71 et un toit 72 qui forment un tunnel avec le plateau 69, ce tunnel étant dirigé selon la direction d'avance D1. Des inserts 33 de réserve sont stockés au sein de ce tunnel dans des godets 73, parfois appelés « big-bags », reposant sur le plateau 69. Chaque godet 73 forme préférentiellement un conteneur souple de grande capacité, muni de sangles. Le véhicule suiveur 5 est pourvu d'un moyen de convoyage des godets 73, du type pont roulant, symbolisé par le carré 75 sur la
figure 2 . Le pont roulant 75 est apte à déplacer les godets 73 au sein de la caisse 15, afin notamment de les amener à proximité de l'extrémité avant 15A. Les inserts 33 sont ensuite transférés par un opérateur, manuellement, jusque sur la rampe 65 afin d'alimenter le véhicule 3. Alternativement, un pont roulant ou une grue peut être prévu pour effectuer ce transfert de façon automatique ou assister l'opérateur dans cette opération de transfert. Le véhicule 3 est ainsi propre à être alimenté en inserts depuis le véhicule 5 sans qu'il soit nécessaire d'arrêter le fonctionnement du train de travaux 1 pour ravitailler le véhicule 5 en inserts. Avantageusement, le véhicule 5 est propre à être ravitaillé en inserts tandis que le véhicule 3 fonctionne et réalise la pose d'inserts dans le béton de la dalle 11. - Le véhicule suiveur 5 est pourvu d'un module de commande 77 automatique des bogies 9. Le module de commande 77 forme par exemple un automate, qui est configuré pour commander automatiquement le déplacement du véhicule 5 selon les directions D1 et D2 par l'intermédiaire des bogies 9, de façon à ce que le véhicule 5 suive le déplacement du véhicule 3. En pratique, le module de commande 77 déplace le véhicule 5 de façon à ce que l'extrémité avant 15A du véhicule 5 soit maintenue à une distance de suivi d prédéterminée de l'extrémité arrière 13B du véhicule 3. Cette distance de suivi d est mesurée parallèlement à la direction d'avance D1, de l'extrémité 15A à l'extrémité 13B, et est de préférence comprise entre 30 et 400 cm. Ainsi, le véhicule de travaux 3 et le véhicule suiveur 5 sont conçus pour se déplacer de façon coordonnée sans toutefois être attelés. L'absence d'attelage entre les véhicules 3 et 5 permet, lorsque nécessaire, de désynchroniser de façon particulièrement aisée le mouvement des véhicules 3 et 5. Ainsi, à titre d'exemple, le véhicule 3 peut effectuer des travaux sur la voie ferroviaire alors que le véhicule 5 peut être détaché et envoyé dans une zone de réapprovisionnement en insert 33.
- Alternativement, un attelage classique est prévu entre les véhicules 3 et 5 pour assurer une fonction similaire.
- Le train de travaux 1 ainsi décrit est donc particulièrement adapté à la fabrication d'une voie ferroviaire sans traverse.
- En variante, le véhicule de travaux 3 comprend une deuxième paire de bras robotisés, disposée dans le compartiment de travail 17 ou dans un second compartiment de travail du véhicule 3. Cette deuxième paire de bras robotisé est disposée de façon à ce que les bras robotisés soit alignés avec les futurs rails de la voie ferroviaire, c'est-à-dire de part et d'autre du plan sagittal P1 du véhicule 3.
- En variante, le véhicule 3 comprend davantage de paires de bras robotisés.
- En variante également, le véhicule 3 ne comprend qu'un seul bras robotisé, lequel est alors préférentiellement disposé dans le plan sagittal P1.
- En variante également, le véhicule 3 comprend une paire de bras robotisés conformes à la description qui précède, ainsi qu'un bras robotisé supplémentaire disposé dans le plan sagittal P1, de sorte que le véhicule 3 est particulièrement adapté à la construction d'une voie ferroviaire à trois rails.
- En variante, les moyens de déplacement des véhicules 3 et 5 sont formés par des trains de chenilles ou un système de roues adapté pour rouler sur des rails métalliques.
- Les modes de réalisation et variantes décrits dans ce qui précèdent peuvent être combinés pour créer de nouveaux modes de réalisation.
Claims (11)
- Véhicule (3) de travaux ferroviaires, comprenant :- un portique (21), qui inclut des montants (23), et- un premier moyen (7) de déplacement du véhicule de travaux ferroviaires par rapport au sol selon au moins une direction d'avance (D1) du véhicule de travaux ferroviaires,ce véhicule de travaux ferroviaires (3) étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un bras robotisé (19) monté sur le portique (21), entre les montants, en ce que ce bras robotisé est configuré pour disposer au moins un insert (33) dans une dalle (11) de béton frais situé dans une zone de travail (31) située au-dessous du portique, en ce que le portique (21) comprend un support de toit (27) qui relie entre eux les montants par une extrémité supérieure de ces derniers et en ce que le bras robotisé (19) est suspendu au support de toit.
- Véhicule de travaux ferroviaires (3) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un compartiment de travail (17) au sein duquel le bras robotisé (19) est disposé, le compartiment de travail comprenant deux parois latérales (25), montées sur les montants (23), ainsi qu'une ouverture inférieure (29), par l'intermédiaire de laquelle le bras robotisé peut atteindre la zone de travail (31).
- Véhicule de travaux ferroviaires (3) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que deux bras robotisés (19) sont prévus en étant disposés par paire de part et d'autre d'un plan sagittal (P1) du véhicule de travaux ferroviaires, le plan sagittal étant sensiblement perpendiculaire au sol et parallèle à la direction d'avance (D1).
- Véhicule de travaux ferroviaires (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras robotisé (19) comprend au moins un actionneur rotatif de base (35), solidaire du portique (21), et un premier membre (37) monté sur l'actionneur rotatif de base, l'actionneur rotatif de base étant apte à entraîner en rotation le premier membre autour d'un axe de base (X35), de préférence sensiblement perpendiculaire à la direction d'avance (D1).
- Véhicule de travaux ferroviaires (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras robotisé (19) présente six degrés de liberté et est configuré pour mettre en vibration l'insert (33) dans la zone de travail (31) au cours de l'insertion de ce dernier dans la dalle (11) de béton frais.
- Véhicule de travaux ferroviaires (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bras robotisés sont propres à être commandés de manière indépendante l'un de l'autre.
- Véhicule de travaux ferroviaires (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un module d'alimentation (61) du bras robotisé (19) en inserts (33), le module d'alimentation incluant :- une rampe (65) située à une extrémité arrière (13B) du véhicule de travaux ferroviaires, apte à être alimentée en inserts depuis l'extérieur du véhicule de travaux ferroviaires, et- un compartiment (63) de stockage d'inserts, le compartiment de stockage étant alimenté en inserts par la rampe et étant situé entre la rampe et le bras robotisé (19),et en ce que le bras robotisé est configuré pour saisir les inserts dans le compartiment de stockage.
- Véhicule de travaux ferroviaires (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un système de détection configuré pour détecter des éléments métalliques dans le béton de la dalle et avantageusement en ce qu'il comprend un organe de commande de la position des bras robotisés propre à modifier une position d'insertion des inserts en fonction d'une position d'éléments métalliques détectés.
- Train de travaux comprenant un véhicule de travaux ferroviaires (3) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes ainsi qu'un véhicule suiveur (5) incluant :- un plateau (69) de stockage d'inserts (33) s'étendant à partir d'une extrémité avant (15A) du véhicule suiveur,- un deuxième moyen (9) de déplacement du véhicule suiveur par rapport au sol selon au moins la direction d'avance (D1), et- un module de commande automatique (77) du deuxième moyen de déplacement, le module de commande étant configuré pour commander automatiquement le déplacement du véhicule suiveur selon la direction d'avance (D1) par l'intermédiaire du deuxième moyen de déplacement, de façon à ce que l'extrémité avant (15A) du véhicule suiveur soit maintenue à une distance de suivi (d) prédéterminée du véhicule de travaux ferroviaires (3).
- Train de travaux selon la revendication 9, caractérisé en ce que le véhicule suiveur (5) comprend un moyen (75) de convoyage des inserts (33) stockés sur le plateau (69) de stockage en direction de l'extrémité avant (15A).
- Procédé de fabrication d'une voie ferroviaire sans traverse, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre avec un véhicule de travaux ferroviaires (3) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou avec un train de travaux conforme à l'une quelconque des revendications 9 ou 10.
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