Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
WO 2022/130307
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Dispositif et procédé pour la fixation d'objets fonctionnels entre deux rails
Domaine de l'invention
La présente invention concerne le domaine ferroviaire et plus précisément
l'exploitation des zones
occupées par les voies ferrées.
Etat de la technique
Dans certains pays, le réseau ferroviaire occupe une partie importante du
territoire. En Suisse par
exemple, le réseau ferroviaire comprend plus de 5000 km de voies ferrées.
Il existe par ailleurs un besoin croissant de surfaces disponibles pour
déposer des objets fonctionnels,
notamment dans le domaine de l'énergie et des communications. Un secteur
particulièrement
concerné est l'utilisation de panneaux solaires (photovoltaïques, thermiques
ou hybrides).
Les documents brevet JP 2014 234 644 et KR 10 125 32 98 divulguent des
panneaux solaires qui sont
disposés entre les rails de voies ferrées.
Avec le dispositif de JP 2014 234 644, les panneaux sont fixés au moyen
d'éléments qui doivent être
insérés sous les rails. Le système décrit dans KR 10 125 32 98 présente des
panneaux solaires qui sont
fixés sur les côtés internes des rails, au moyen d'éléments élastiques, ce qui
a pour effet d'atténuer les
vibrations induites dans les panneaux lors du passage d'un train.
La mise en place et la fixation de ces panneaux est toutefois compliquée et la
durée d'installation peut
être relativement longue. Les éléments de fixation aux rails sont en outre
directement liés aux
panneaux fonctionnels. Dans ce type de configuration, les panneaux font donc
partie du dispositif de
fixation et subissent en conséquence des contraintes mécaniques indésirables,
pouvant détériorer les
panneaux fonctionnels. La disposition d'éléments de fixation sur les panneaux
fonctionnels réduit
également la largeur des panneaux. La surface fonctionnelle, p.ex. le nombre
de cellules
photovoltaïques, est par conséquent diminuée.
D'autre part, le fait de fixer de manière permanente des panneaux aux rails ou
sur les traverses a pour
conséquence de réduire fortement ou d'empêcher les travaux de maintenance
indispensables à
l'entretien des voies ferrées.
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Il serait donc souhaitable de faciliter la fixation des panneaux entre les
rails, de réduire la durée de leur
mise en place et plus généralement de réduire ou éliminer tous les
inconvénients précités.
Description générale de l'invention
La présente invention a notamment pour but de remédier aux problèmes décrits
dans le chapitre
précédent. A cet effet, elle concerne un dispositif pour la fixation d'objets
fonctionnels, p.ex. des
panneaux photovoltaïques, entre les rails d'une voie ferrée. Le dispositif
selon l'invention est constitué
d'au moins :
- une unité de base dimensionnée de manière à être disposée entre lesdits
rails,
- un premier élément de fixation agencé de manière à fixer une partie de
l'unité de base à l'un desdits
rails,
- un deuxième élément de fixation agencé de manière à fixer une autre
partie de l'unité de base à
l'autre desdits rails,
- au moins un élément d'attache agencé de manière à fixer l'unité de base à
au moins un objet
fonctionnel.
Par objet fonctionnel il faut comprendre tout objet contribuant à la
réalisation d'une fonctionnalité
recherchée. A ce titre, on peut citer de manière non-exhaustive les objets
fonctionnels suivants :
Panneaux photovoltaïques, panneaux thermiques, panneaux hybrides, batteries,
conducteurs
électriques, éléments fluidiques.
La géométrie des objets fonctionnels peut être quelconque. Elle doit cependant
être dimensionnée de
manière à disposer les objets fonctionnels entre les rails d'une voie ferrée,
sans entraver le trafic
ferroviaire.
De préférence, chaque élément de fixation comprend une partie liée rendue
solidaire de l'unité de
base et une extrémité libre destinée à contacter le côté interne d'un rail.
Avantageusement, chaque extrémité libre peut se déplacer relativement à
l'unité de base, entre une
position de repos et une position active, cette dernière correspondant à une
configuration dans
laquelle l'extrémité libre contacte le côté interne d'un rail et exerce contre
celui-ci une force suffisante
pour assurer une fixation optimale de l'unité de base auxdits rails.
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Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chaque élément de
fixation comprend un
mécanisme articulé constitué d'au moins deux bras.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, chaque élément de
fixation comprend un vérin
Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, chaque élément de
fixation comprend un
mécanisme articulé constitué d'au moins une tige et d'un élément triangulaire
pivotant.
De préférence, l'unité de base se présente sous la forme d'un boîtier à
l'intérieur duquel est disposée
au moins une partie des éléments de fixation.
L'invention concerne également un ensemble constitué d'au moins un dispositif
tel que décrit
précédemment, un objet fonctionnel et des éléments d'attache pour fixer
l'objet fonctionnel à l'unité
de base ou à un autre objet fonctionnel ; les éléments d'attache étant de
préférence adaptés pour
autoriser une flexibilité angulaire entre le dispositif et le ou les deux
objets fonctionnels adjacents.
Selon une variante préférentielle de l'invention, l'ensemble est constitué de
plusieurs objets
fonctionnels entre lesquels sont disposés des dispositifs de fixation. Les
objets fonctionnels sont donc
indirectement fixés aux rails, par le biais des dispositifs de fixation.
Selon un mode de réalisation, chaque élément d'attache est doté d'une partie
mâle ou d'une partie
femelle. De préférence, chaque paire d'attaches comprend une pièce de
verrouillage destinée à
verrouiller la liaison entre la partie mâle et la partie femelle.
L'invention concerne également un procédé de pose et de fixation d'objets
fonctionnels entre les
rails d'une voie ferrée ; le procédé comprenant les étapes suivantes :
- mise en place d'un dispositif, tel que décrit précédemment, entre deux
rails,
- fixation de l'unité de base aux rails, par activation des éléments de
fixation,
- mise en place d'un objet fonctionnel entre les rails, à côté du
dispositif ou d'un autre objet
fonctionnel,
- attache de l'objet fonctionnel au dispositif ou à l'autre objet
fonctionnel, ou inversement.
Enfin, l'invention concerne aussi une machine ferroviaire pour la pose
d'objets fonctionnels entre les
rails d'une voie ferrée ; la machine comprenant les parties suivantes :
- une unité de traction motorisée, p.ex. une locomotive permettant à la
machine de se déplacer sur
une section de voie ferrée,
- une section de stockage d'objets fonctionnels,
- une section de stockage de dispositifs de fixation,
- une zone d'assemblage permettant de relier les objets fonctionnels et les
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dispositifs de fixation entre eux,
- une rampe disposée à la suite de la zone d'assemblage pour permettre la pose
en
continu des objets fonctionnels et les dispositifs de fixation entre les
rails.
Avantageusement, la machine comprend en outre un module pour l'activation des
éléments de
fixation.
Un procédé inverse et la machine peuvent également être utilisés pour la
dépose des objets
fonctionnels.
Description détaillée de l'invention
L'invention sera mieux comprise dans ce chapitre, avec notamment quelques
exemples illustrés.
Liste des figures
La figure 1 représente une première variante du dispositif de fixation selon
l'invention, en position de
repos (vue de dessus).
La figure 2 représente la même vue que la figure 1, mais sans la paroi
supérieure du dispositif.
La figure 3 représente la variante de figure 1 en position active (vue de
dessus).
La figure 4 représente la même vue que la figure 3, mais sans la paroi
supérieure du dispositif.
La figure 5 représente la variante de la figure 1, en position active (vue de
face).
La figure 6 représente une deuxième variante du dispositif de fixation selon
l'invention, en position
active (vue de dessus).
La figure 7 représente un élément de fixation de la deuxième variante, en
position de repos.
La figure 8 représente la variante de la figure 6, en position active (vue de
face).
La figure 9 représente un élément de fixation d'une troisième variante, en
position active.
La figure 10 représente un exemple d'une paire d'éléments d'attache (vue de
dessus).
La figure 11 représente la fixation des éléments d'attache de la figure 10
(vue de côté).
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La figure 12 montre un ensemble de dispositifs de fixation selon la première
variante et de panneaux
attachés aux dispositifs de fixation.
La figure 13 montre un exemple de machine ferroviaire déposants des
dispositifs de fixation et des
panneaux.
Références numériques utilisées dans les figures
1. Dispositif de fixation
2. Premier rail
3. Deuxième rail
4. Unité de base
5. Premier élément de fixation (variante 1)
6. Deuxième élément de fixation (variante 1)
7. Premier élément de fixation (variante 2)
8. Deuxième élément de fixation (variante 3)
9. Élément d'attache mâle
10. Élément d'attache femelle
11. Objet fonctionnel
12. Partie liée du premier élément de fixation (variante 1)
13. Extrémité libre du premier élément de fixation (variante 1)
14. Partie liée du deuxième élément de fixation (variante 1)
15. Extrémité libre du deuxième élément de fixation (variante 1)
16. Partie liée du premier élément de fixation (variante 2)
17. Extrémité libre du premier élément de fixation (variante 2)
18. Partie liée du deuxième élément de fixation (variante 2)
19. Extrémité libre du deuxième élément de fixation (variante 2)
20. Partie liée du deuxième élément de fixation (variante 3)
21. Extrémité libre du deuxième élément de fixation (variante 3)
22. Premier bras (variante 1)
23. Deuxième bras (variante 1)
24. Vérin
25. Tige
26. Triangle pivotant
27. Pièce de verrouillage
28. Locomotive
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29. Zone d'assemblage
30. Section de stockage
31. Rampe
32. Module d'activation des dispositifs de fixation
33. Module de contrôle optique et technique
34. Segments d'objets fonctionnels de dispositifs de fixation
35. Poignée
36. Fente courbée
37. Ressort
38. Branche (variantes 2 et 3)
Dans les 3 variantes illustrées (figures 1 à 9 et 12), le dispositif de
fixation 1 est constitué d'une unité
de base 4 se présentant sous la forme d'un boîtier de dimensions inférieures à
l'écartement des rails
2,3 (figures 5, 8 et 12). Il contient un mécanisme permettant de libérer des
éléments de fixation 5-8
venant s'appuyer sur les rails 2,3, de manière à exercer une force
suffisamment grande de chaque côté
pour être fixé solidement aux rails.
En reliant ce dispositif de fixation 1 à chaque extrémité d'un objet
fonctionnel 11 (figure 12), il est ainsi
possible de fixer des objets fonctionnels, p.ex. des panneaux photovoltaïques
entre deux rails 2,3.
Dans la première variante (figures 1 à 5), chaque élément de fixation 5,6 est
constitué d'un mécanisme
articulé formé principalement de deux bras 22,23. Chaque élément de fixation
5,6 comporte une partie
liée 12,14 fixée à l'unité de base 4 au moyen d'un axe de rotation (point noir
sur les figures 2 et 4), et
une extrémité libre 13,15.
Le mécanisme articulé est activé par le déplacement de poignées 35 le long de
fentes courbes 36
disposées dans la paroi supérieure du boîtier (voir figures 1 à 4). Lors du
déplacement d'une poignée
35, l'axe de la poignée 35 subit une force de rappel exercée par un ressort 37
en forme d'arc de cercle,
la force étant minimale lorsque le dispositif est en position de repos
(figures 1 et 2) et lorsque le
dispositif est en position active (figures 3 et 4) les extrémités libres 13,
15 émergent du boîtier et
s'appuient sur les rails 2,3 (voir figure 5).
Dans la deuxième variante (figures 6-8), l'élément de fixation 7 comprend un
vérin 24 couplé à deux
branches parallèles 38 dont les extrémités libres 17,19 s'appuient sur les
rails 2,3 (figures 7 et 8).
Dans la troisième variante (figure 9), chaque élément de fixation 8 comprend
un triangle 26 dont un
sommet pivote autour d'un axe fixé à l'unité de base 4 (sommet le plus à
gauche sur la figure 9).
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L'élément de fixation 8 comprend également une tige 25 dont une extrémité est
montée pivotante
autour d'un autre sommet du triangle (sommet le plus à droite sur la figure 9)
et l'autre étant fixée à
une pièce comportant deux branches parallèles 38 dont les extrémités libres 21
s'appuient sur les rails
2,3.
En résumé, le dispositif de fixation comprend une position de repos dans
laquelle les extrémités libres
13,15,17,19,21 sont rétractées dans l'unité de base 4; et une position active
dans laquelle les
extrémités libres 13,15,17,19,21 s'appuient sur un rail 2,3.
La figure 12 montre un ensemble de panneaux fonctionnels 11 et de dispositifs
de fixation.
Dans cet exemple, les panneaux fonctionnels 11 et les dispositifs de fixation
se succèdent à raison de
un dispositif de fixation et deux panneaux fonctionnels
D'autres configurations sont également possibles, comme p.ex. un panneau
fonctionnel, un dispositif
de fixation, trois panneaux fonctionnels, etc...
La liaison entre deux objets fonctionnels ou entre un dispositif de fixation
et un objet fonctionnel peut
être réalisée de différentes manières.
De préférence cependant, on privilégie une liaison qui autorise une
flexibilité angulaire entre deux
éléments adjacents 11,4, ce qui offre la possibilité de poser ou de retirer
aisément les objets
fonctionnels depuis une machine ferroviaire, le long d'une rampe (figure 11).
Dans l'exemple illustré dans la figure 10, les éléments d'attache sont formés
d'une partie mâle 9 et
d'une partie femelle 10.
Une fois la partie mâle 9 insérée dans la partie femelle 10, un élément de
verrouillage 27 est déplacé
de manière à éviter un retrait accidentel de la partie mâle 9.
La disposition de panneaux fonctionnels 11, p.ex. photovoltaïques, présente en
particulier les
caractéristiques suivantes
a) Les panneaux fonctionnels 11 sont munis d'éléments d'attache 9,10 à
d'autres panneaux
fonctionnels 11 ou à au moins un dispositif de fixation 1,
b) Les éléments d'attache 9,10 sont fixés aux dispositifs de fixation,
c) Les dispositifs de fixation 1 sont reliés aux panneaux fonctionnels 11 de
manière à constituer
des segments de longueurs variables. Cette opération peut être réalisée au
moment de la pose
ou avant celle-ci, de manière à pouvoir installer et relier entre eux des
segments entiers.
d) Le déploiement des dispositifs de fixation 1 permet de fixer solidement
tous les panneaux
fonctionnels 11 aux rails 2,3.
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La machine ferroviaire représentée dans l'exemple de la figure 12 se compose
de différentes sections :
a) Une locomotive 28 permettant à la machine de se déplacer sur une section de
chemin de fer.
b) Une section de stockage 30 dans laquelle sont placés des segments 34
prémontés de panneaux
fonctionnels 11 et de dispositifs de fixation 1.
c) Une section d'assemblage 29 permettant de relier les différents segments
entre eux.
d) Une rampe 31 fixée à la section d'assemblage 29 pour permettre la pose en
continu, entre les
rails 2,3 des différents segments de panneaux fonctionnels 11 déjà reliés
entre eux.
e) Un module 32 permettant l'ouverture et la fermeture des dispositifs de
fixation 1) pour la pose
ou la dépose de l'installation.
f) Un module 33 de contrôle optique et technique
Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux exemples discutés
précédemment, mais couvre tout
objet défini dans les revendications. A noter en particulier que les deux
éléments de fixation d'un
même dispositif de fixation ne sont pas forcément identiques. Il est donc
possible, par exemple, de
doter un dispositif de fixation d'un premier élément de fixation selon la
deuxième variante et d'un
deuxième élément de fixation selon la troisième variante.
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