FR2463691A1 - Appareil destine a un vehicule comportant des roues caoutchoutees mobiles suspendues, notamment pour le transport dans des tunnels en cours de percement - Google Patents

Abstract

APPAREIL DESTINE A UN VEHICULE DE TRANSPORT COMPORTANT DES ROUES CAOUTCHOUTEES MOBILES SUSPENDUES. LE GROUPE DE ROUES D'UN COTE DU VEHICULE ET LE GROUPE DE ROUES DE L'AUTRE COTE DU VEHICULE SONT CHACUN DANS UN PLAN ORIENTE OBLIQUEMENT, CES PLANS SE COUPANT AU-DESSUS DES ROUES QUI PEUVENT ETRE DEPLACEES VERS LE HAUT ET VERS LE BAS PAR RAPPORT AU VEHICULE. APPLICATION EN PARTICULIER AU TRAFIC DANS UN TUNNEL ENTIEREMENT FORE, DE SECTION TRANSVERSALE A PEU PRES CIRCULAIRE.

Description

La présente invention concerne un appareil destiné à un véhicule de transport, à utiliser en particulier pour le trafic dans un tunnel au profil entièrement foré comportant une section transversale à peu près circulaire.

Surtout pour les tunnels petits, à partir d'environ 3 m de diamètre, le creusement mécanique de l'en- semble de la section transversale du tunnel à la place du creusement classique à l'explosif a soulevé un grand intérêt. Ce procédé a de nombreux avantages importants. I1 permet de réaliser une section transversale régulière avec de faibles pertes par écoulement, si bien que des tunnels en terrain aquifère de section transversale assez faible peuvent être construits. Les dégâts causés par fissuration aux édifices existants par suite du travail aux explosifs sont éliminés. Le tunnel peut être rendu plus facilement étanche, ce qui permet d'éviter l'abaissement de la nappe d'eau souterraine, etc.

Alors que les foreuses pour le creusement d'un profil complet sont actuellement bien au point, le transport vers l'extérieur du tunnel des matières abattues par le creusement pose de graves problèmes. Pour une inclinaison supérieure à 200, ces matières peuvent être entraînées vers le bas par l'eau. L'utilisation de transporteurs à bande est concevable pour de courts tunnels, mais ils manquent de souplesse et sont très coûteux pour de longs tunnels. I1 y a souvent à transporter de grandes quantités de matériaux et d'équipement, entre autres pour l'obturation de fuites d'eau éventuelles. Un transporteur à bande gênerait un tel transport. Actuellement, des rails ainsi que des wagons et des locomotives sont utulisés en règle générale.Cela présuppose une pente ascendante ou descendante modérée du tunnel. I1 serait souvent plus avantageux de construire le tunnel avec une pente supérieure à celle que permet l'adhérence de la locomotive par rapport aux rails en acier, mais il n'existe pas encore-actuellement de possibilité avantageuse de transport dans ces conditions.

Dans les tunnels longs, un train vide doit pou voir croiser un train chargé à l'intérieur du tunnel. Un mode opératoire pour y parvenir consiste à creuser à l'explosif des emplacements de croisement. Ceci est long et coûteux et, en particulier, le câble haute tension alimentant la foreuse du tunnel doit être éloigné avant le travail aux explosifs. I1 serait également possible de poser une double voie sur la totalité du parcours. Mais il est évident que cela aussi serait très coûteux, entre autres parce que les rails devraient être relevés pour atteindre une largeur suffisante, ce qui entraîne à son tour l'utilisation de traverses hautes et coûteuses.

Un autre mode opératoire consisterait à choisir une vpie sur rails simple, le croisement étant réalisé au moyen d'un appareil de voie mobile, en faisant rouler les wagons sur un plan à une plus grande hauteur, afin de disposer de suffisamment d'espace en largeur. Ce mode opératoire est coûteux et en outre nécessite des wagons de dimensions relativement faibles par rapport au diamètre du tunnel. Cela implique à son tour des appareils de voie longs et lourds, qui doivent être déplacés.

La surface du tunnel par elle-même est régulière et lisse après le forage. Elle convient ainsi très bien comme voie de roulement pour des bandages en caoutchouc.

Jusqu'à présent, on ne pouvait la réaliser à une grande échelle dans de si petits tunnels, car il n'existait aucun véhicule ayant des caractéristiques de roulement satisfaisantes et une puissance suffisante, et il n'y avait pas non plus d'emplacements de croisement dans le tunnel.

I1 serait par conséquent très utile de mettre au point une technique nouvelle et améliorée.

La conduite est un problème particulier lors du roulement direct sur la surface courbe du tunnel. Les véhicules doivent pouvoir rouler dans les deux sens à une vitesse suffisante et sans avoir à effectuer un demi-tour.

Il s'avère de plus dans la pratique que les véhicules tendent à rouler en étant inclinés latéralement, ce qui peut provoquer facilement un basculement, en particulier quand les roues arrière sont directrices. Les wagons doivent être relativement étroits, afin que deux wagons puissent passer l'un à côté de l'autre. La voie doit être aussi large que possible pour assurer une protection suffisante contre le basculement. Pour obtenir une usure uniforme du caoutchouc, la bande de roulement des roues doit être à peu près orthogonale à la surface portante de la roche. Cela signifie que le plan des roues doit être oblique.

Les déblais provenant de la foreuse du tunnel et les matériaux qui tombent lors du transport en direction de l'extérieur se rassemblent avec l'eau dans le couloir central. Afin de réduire l'usure des bandages et la résistance au roulement lors de la circulation au milieu de ces déblais, un grand écartement des roues est aussi très avantageux. De plus, une grande garde au sol est avantageuse pour pouvoir passer par-dessus les blocs de rochers qui sont tombés.

Afin de parvenir à une capacité de charge suffi sante dans de tels tronçons de tunnel de faible section, le véhicule doit comporter de nombreuses petites roues.

Il est en outre important que la charge soit répartie uniformément sur les roues et que la position en hauteur de celles-ci, en particulier lors du roulement dans les courbes, puisse être modifiée par rapport à la caisse contenantla charge.

La présente invention a pour objet un appareil destiné à un véhicule de transport équipé de roues caout chutées à suspension mobile, à utiliser en particulier dans des tunnels de profil entièrement foré avec un section transversale du fond ayant à peu près la forme d'une partie de circonférence. Les véhicules sont ainsi caractérisés par le fait que les roues d'un côté et celles de l'autre côté du véhicule se-trouvent chacune dans un plan oblique, ces plans se coupant au-dessus des roues et par le fait que les roues dans ces plans peuvent se déplacer vers le haut et vers le bas par rapport au véhicule.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limita tifs et sur lesquels
la figure 1 est une vue de côté d'une forme de réalisation des véhicules
la figure 2 représente les détails d'une roue porteuse avec sa suspension
la figure 3 est une coupe à travers le tunnel représentant le véhicule vu de l'avant, dans sa position normale de transport ;
la figure 4 est une coupe analogue montrant deux véhicules qui se croisent sur une rampe
la figure 5 est une coupe longitudinale du tunnel montrant deux véhicules au moment où ils se croisent
la figure 6-est une vue par-dessus dudit croisement ; et
la figure 7 est un schéma du circuit hydraulique des suspensions des roues.

Le véhicule selon la figure 1 est subdivisé en deux- éléments, un élément antérieur 1 comportant un moteur 2, un siège 3 du conducteur, qui peut pivoter de 1800 pour le trajet de retour, une caisse 4 contenant la charge comportant des panneaux de vidage 5 et des roues 6 de bogie. L'élément arrière 7 du véhicule est articulé autour d'un axe vertical 8 par rapport à l'élément avant du véhicule au moyen d'un vérin hydraulique 9. L'élément arrière du véhicule comporte aussi une caisse contenant la charge, des panneaux de vidage et des roues 10 de bogie.

Chaque ensemble de roue selon la figure 2 est constitué par une roue caoutchoutee 11 qui est montée sur un bras 12 de support pivotant autour d'un arbre 13.

L'ajustement angulaire du bras 12 et par conséquent, la hauteur du véhicule sont réglables au moyen d'un vérin hydraulique 14. Ce vérin 14 est fixé au châssis du véhicule par un tourillon 15. Les moyeux 16 des roues peuvent être du type à roue libre ou comporter un mécanisme de commande, de préférence sous la forme de moteurs hydrauliques dont le nombre est fonction des déclivités pour lesquelles le véhicule est construit.

La figure 3 est une coupe du tunnel 17 montrant le véhicule dans sa position normale de transport. Les roues 18 et 19 orientées obliquement déterminent une grande largeur de voie associée à une grande stabilité et une garde au sol suffisante pour les pierres 20 qui ont pu éventuellement tomber entre les roues.

La figure 4 représente un croisement sur la voie 21. Dans le cas présent, les roues sont remontées et rentrées de façon que les caisses relativement volumineuses puissent se croiser dans le tunnel relativement étroit.

Les figures 5 et 6 sont des coupes longitudinales du tunnel représentant le croisement. Le dos d'âne comporte des rampes 22, 23 qui soulèvent les véhicules dans le plan diamétral du tunnel où sa largeur est maximale.

La figure 7 représente schématiquement le circuit hydraulique du système de suspension des roues. Une pompe hydraulique 25 refoule l'huile sous pression-d'un réservoir 24 pour la manoeuvre en hauteur du véhicule. Une soupape de sûreté 26 limite la pression maximale. Les roues 6 de la moitié antérieure du véhicule peuvent être actionnées par un distributeur 27,tandis qu'un distributeur 28 actionne les roues droites 10 et un distributeur 29 les roues gauches 10, de la partie arrière du véhicule.

Normalement, les distributeurs 27, 28 et 29 sont dans la position représentée et l'huile provenant de la pompe les traverse librement et retourne au réservoir. Lorsqu'on désire relever l'avant du véhicule, on déplace le tiroir du distributeur 27 vers la droite. L'huile sous pression est ainsi amenée à la partie supérieure des quatre vérins montés en parallèle de l'élément avant du véhicule, les roues sont poussées vers le bas par la pression, et l'avant du véhicule est relevé. Les côtés gauche et droit de l'élément arrière du véhicule peuvent être manoeuvrés de la même manière. Les distributeurs étant dans la position neutre représentée, l'huile est enfermée dans la partie supérieure du vérin, et le véhicule conserve sa position haute ajustée.Mais, étant donné que l'huile peut circuler librement entre les vérins dans chaque circuit, les roues peuvent se trouver à des hauteurs différentes dans chaque groupe, indépendamment de la semelle et avec à peu près la même charge par roue. Lorsqu'un abaissement du véhicule est désiré, les tiroirs des distributeurs sont déplacés vers la gauche, ce qui raccourcit les vérins.

Etant donné que l'ensemble est partagé en trois groupes différents, le véhicule a-cquiert une stabilité totale par un appui en trois points, ce qui correspond à un véhicule à quatre roues comportant un essieu oscillant au milieu. Si l'une des roues avant roule sur une pierre tombée, l'huile s'échappe du vérin correspondant pour passer dans les trois autres et le déplacement en hauteur du véhicule lui-meme ne représente que le quart de celui de la roue. Cela conduit à un roulement agréable. Pour accroître l'amortissement des secousses et des s-ollicita- tions dues à une semelle irrégulière, chaque circuit peut être équipé d'un accumulateur hydraulique 30.

Pour les roues arrière, le déplacement est plus important, étant donné que, dans ce cas, seulement deux vérins branchés en parallèle sont incorporés dans chaque circuit. Toutefois, le véhicule n'est soulevé que du côté où il doit passer sur une pierre, c'est-à-dire qu'il s'incline quelque peu de autre côté. Avec l'ensemble représenté, la stabilité latérale du véhicule est ainsi commandée à partir des roues arrière et l'élément avant de ce véhicule peut participer librement, pendant que l'huile coule entre les divers vérins de l'élément avant du véhicule. Une caractéristique importante réside dans le fait qu'il est possible d'accoupler rigidement les éléments avant et arrière du véhicule,de façon qu'une articulation ne puisse se produire qu'autour de l'axe vertical.Cela permet ainsi de supprimer une articulation horizontale dans le sens de la longueur du véhicule. Toutes les roues suivent malgré tout les irrégularités éventuelles de la voie.

En variante, lorsque le côté droit et le côté gauche de la moitié avant du véhicule comportent chacun un circuit et que les vérins de l'élé-ment arrière du véhicule comportent un circuit commun, il est possible d'améliorer la stabilité d'un wagon vide, en particulier quand le groupe moteur est très lourd et monté loin des roues. Dans ces conditions, le confort de conduite est légèrement moindre. Un tel passage d'un véhicule vide à un véhicule complètement chargé peut être important Lorsqu'il s'agit d'assurer une stabilité maximale dans les courbes les plus prononcées.

Le. système décrit n'est pas limité aux véhicules à huit roues. Pour de petits véhicules, quatre roues seulement peuvent suffire et il existe un projet plus important avec seize roues, c' est-à-dire quatre dans chaque groupe.

I1 est possible que, à la place d'un vérin pour chaque bras de support de roue, un vérin actionne deux roues, un bras support étant orienté vers l'avant et un autre vers l'arrière, le vérin étant fixé aux deux bras entre des organes de fixation. Un vérin pour chaque bras présente l'avantage d'une plus grande sécurité dans le cas d'une perforation éventuelle, d'une détérioration du vérin ou du tuyau d'alimentation, e-tc., étant donné que la roue correspondante peut être rapidement soulagée et mise hors d'action, après quoi on fait sortir le wagon du tunnel en vue de le réparer.

Un autre avantage réside dans le fait que les roues de chaque groupe peuvent être plus rapprochées les unes des autres, ce qui est avantageux quand elles sont nombreuses et que des variations sensiblement plus réduites de la longueur des bras de levier se produisent dans l'ensemble du secteur de pivotement du bras de support de la roue, lorsqu'il y a un vérin par roue.

Afin de faciliter le croisement, le premier véhicule, par exemple le véhicule complètement chargé, peut rouler d'un côté de façon que le côté du wagon tourné vers la ligne médiane du tunnel soit un peu plus abaissé que le côté extérieur. Quand ce véhicule roule sur le dos d'âne, le côté extérieur s'abaisse, le véhicule chargé venant se placer près de la paroi du tunnel. Ceci augmente la place libre quand le véhicule vide passe à côté. Par un biseautage vers l'intérieur des cadres et des angles du fond de la caisse comme cela est représenté sur les figures 3 et 4, il est possible d'utiliser des wagons de plus grande capacité, même quand un croisement est nécessaire dans de petits tunnels sans niches creusées à l'explosif.

Une conduite sans danger sur une voie présentant des courbes pose des problèmes particuliers. Des essais ont montré que des véhicules courants ont facilement tendance à rouler en montant sur le côté de la paroi du tunnel, ce qui peut provoquer facilement un basculement à grande vitesse. Cela s'applique en particulier aux véhicules qui doivent rouler dans les deux sens à la vitesse maximale.

Selon une caractéristique de l'invention, les roues sont montées symétriquement à des distances à peu près égales de l'axe d'articulation vertical. De cette façon, le groupe arrière des roues roule dans les deux sens de marche et, quel que soit le rayon de courbure, dans la trace du groupe avant des roues. Avec un écartement des roues dans la position de circulation normale et une servocommande stable avec une grande démultiplication entre la roue directrice et le vérin de commande ainsi qu'une grande distance entre les groupes de roues avant et arrière,on obtient un bon contrôle de la direction et une bonne protection contre un basculement.

Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre indicatif et non limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Appareil destiné à un véhicule de transport comportant des roues caoutchoutées mobiles suspendues, à utiliser en particulier pour le trafic dans un tunnel au profil entièrement foré avec un fond de section transversale ayant à peu près la forme d'une partie de circonférence, caractérisé en ce que le groupe de roues d'un côté et le groupe de roues de l'autre côté du véhicule sont chacun dans un plan orienté obliquement, ces plans se coupant au-dessus des roues,et en ce que les roues dans ces plans peuvent être déplacées vers le haut et vers le bas par rapport au véhicule.

2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le véhicule est porté par des roues caoutchoutées montées sur des bras pivotants mobiles dans le sens de la longueur et la hauteur du véhicule peut être réglée au moyen de vérins hydrauliques qui sont montés entre les bras et le châssis du véhicule, caractérisé en ce que les pivots (13) des bras sont montés plus haut sur la face extérieure du véhicule qu'au milieu dudit véhicule sur le châssis (1, 7), de telle façon que lors d'un mouvement vers le bas. des bras (12) par rapport au châssis (1, 7), les roues (6, 10) soient déplacées en même temps vers l'exté- rieur dans un sens augmentant leur écartement et en ce que les roues sont inclinées vers le bas et vers l'extérieur.

3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le véhicule est subdivisé en deux parties (1, 7) réunies en étant articulées autour d'un axe vertical et en ce que les roues sont disposées à peu près symétriquement par rapport à l'axe mentionné ci-dessus.

4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que tous les vérins (14) de commande des roues d'une moitié (1) de ce véhicule sont montés en parallèle dans un groupe, en ce que les vérins (14) de commande des roues du côté droit de l'autre moitié du véhicule sont montés en parallèle dans un groupe et en ce que les vérins (14) du côté gauche de l'autre moitié du véhicule sont montés en parallèle dans un autré groupe, chaque groupe comportant un distributeur (27, 28, 29), afin de pouvoir être réglé séparément en haute-ur.