UCA in Antwerpen
ontwikkeld telegeleide besturing

Herman Paternoster

De Antwerpse constructeur UCA is gespecialiseerd in het bouwen van spoorvoertuigen die zich ook op de weg kunnen verplaatsen. Grote petrochemische bedrijven hebben op hun terreinen in de Antwerpse haven kilometers rails liggen. Wanneer de wagons aangevoerd worden om gelost of geladen te worden, stelt zich het probleem dat de locomotief er heel de tijd ongebruikt bij staat. Hij kan immers niet keren.

Version Française

Een polyvalente loc daarentegen koppelt de wagons los en rijdt langs de gewone weg terug om de lading te gaan aanslepen of om een andere taak aan te pakken. De UCA-TRAC is zo een machine en is voorzien van zowel rubberen banden als treinwielen. Deze laatste dienen om het voertuig op de sporen te houden. De aandrijfkracht gaat naar de grote wielen met rubberen banden gevuld met schuimrubber.

Wrijvingscoëfficiënt
Het is bekend dat rubber op staal een grotere grip heeft dan staal op staal. Het trekvermogen ligt ongeveer 3 keer hoger, zodat de TRAC de kracht heeft van een kleine loc. Een vuistregel zegt dat de trekbare last 100 keer groter is dan het eigengewicht van de loc (op rubber banden). Dit wil zeggen dat de gewone modellen, met een eigengewicht van 10 tot 16 ton, tot 1.600 ton kunnen slepen, wat ongeveer 20 volle wagons betekent.

Dit alles met aan de bron een viercilinder dieselmotor van 78 kW. De maximale afgeregelde snelheid is slechts 15 km/h (de machine kan principieel tot 28 km/h gaan). Het motorkoppel wordt via een powershift-transmissie met 4 versnellingen en koppelomvormer overgebracht. Een schakelaar op de stuurkolom combineert rijrichting en de 4 versnellingen vooruit en achteruit tot volle snelheid. Men kan opteren voor 2 of 4 wielaandrijving, permanent of uitschakelbaar.

De stuurassen hebben een planetaire naafreductie en Max-trac krachtenverdelend differentieel. De vertraging gebeurt door hydraulisch bekrachtigde zelfstellende schijfremmen. Een parkeerrem staat op de uitgaande as van de transmissie.

Krabbesturing
De besturing gebeurt met spoorstangen op beide assen. Hierdoor zijn er drie besturingsmogelijkheden : voorwielaandrijving, vierwielaandrijving of krabbesturing, en dit via een keuzeschakelaar. De machine is voorzien van automatische uitlijning en de minimale draaicirkel aan de banden bedraagt 8 meter.

Er zijn veel uitrustingen gemonteerd om tot de diverse manoeuvres in staat te zijn. Op het dragend chassis zijn de bevestigingsplaten voor de buffers gemonteerd. Er is een hefinrichting, die geleidingswielen van en op het spoor zet. Zij hebben een diameter van 460 mm. De drukstabilisatie van het hydraulisch systeem gebeurt met gasdruk en overcenterventielen. De treinbuffers zijn draaibaar en pneumatisch bediend.

Voor de persluchtvoorzieningvan de wagonremmen is een schroefcompressor van 1200 liter gemonteerd, met een tank van 100 liter.

Telegeleid
Een van de merkwaardige uitrustingen is de telegeleide besturing. Dit geeft voordelen op gebied van veiligheid, maar ook dat de wagons waarin de producten in korrelvorm, poeder of kristallen worden vervoerd, met meer dan 2 % extra kunnen beladen worden. De bestuurder bevindt zich met een telegeleide display bij de vulschuif, zodat de wagons millimeter voor millimeter kunnen gepositioneerd worden.

De nieuwste ontwikkeling (RB20 tot RB 28-4) laat tracties tot 3000 ton toe. Zoals gezegd hangt alles van het eigengewicht van de TRAC af. Dit eigengewicht wordt onder meer verhoogd door het aanbrengen van enorme wieldoppen, die rechtstreeks op de banden rusten en de aslagers niet belasten. Hierdoor kan men de massa per wiel met 250 kg doen stijgen.

Interview
Mainpress heeft deze firma bezocht. We hadden een gesprek met managing director Yves Radermecker, die ons uitgebreid een machine in constructie liet aanschouwen. Er is een continue productontwikkeling aan de gang", verduidelijkt hij, "er worden steeds meer technische opties aangeboden waardoor de klant een machine kan samenstellen die aan al zijn behoeftes voldoet".

Uit het gesprek bleek duidelijk dat de spoorwegnormen in de verschillende landen van de EU nog helemaal niet op elkaar zijn afgestemd. Wie wil werken volgens de norm van de Duitse Bundesbahn ziet al gauw de factuur stijgen, omdat deze onderdelen duurder zijn.

De heer Radermecker geeft een voorbeeld. "Voor de sturing maakt UCA in de regel gebruik van componenten van Scheider/Telemecanique, omdat zij goedkoper zijn en compacter. Ook krijgt de software via een eenvoudig abonnement een upgrade. Bij de kleinere types spoortractor komt men met het (oerdegelijk) materiaal van Siemens soms in plaatsnood. Schneider integreert gemakkelijker, terwijl Siemens per toepassing een afzonderlijke module aanbiedt."

Een zelfde voorbeeld haalt Radermecker aan op gebied van de remventielen. "Bepaalde klanten eisen Knorr-materiaal, maar dit is ongeveer 10.000 € duurder dan Wabco-systemen. Op die manier kan een basisprijs van bijvoorbeeld 200.000 € snel oplopen. Toch blijft onze spoortractor 3 à 7 keer goedkoper dan een vergelijkbare locomotief. Zeker naar onderhoud toe. Wist u dat de motor van klassieke rangeerlocomotieven de hele dag draait, ook al worden maar gedurende een paar uur bewegingen uitgevoerd ? Ons voertuig kan – als een vrachtwagen – veelvuldig gestart en afgezet worden."

Zoals uit de laatste opmerking blijkt volgen de machines van UCA zeer nauw de werkomstandigheden. Ook op gebied van onderhoud zijn er enorme verschillen. Er bestaat zelfs een systeem dat eventuele fouten via een gsm-verbinding aan de onderhoudsafdeling doorgeeft. Ook kan UCA via de zelfde weg correcties doorseinen.

Mainpress vroeg hoe UCA tegenover de recente economische ontwikkelingen staat. "Ons product laat toe aan bedrijven enorme bezuinigingen door te voeren, niet alleen in verbruik, maar vooral op gebied van onderhoud", verduidelijkt Radermecker. "Klassieke locomotieven een groot onderhoud geven is enorm duur, omdat die technieken relatief ouderwets en dus niet onderhoudsvriendelijk zijn".

Basis
De mildere onderhoudsfactuur is mede te danken aan de basis, waarvan de UCA-machine is afgeleid. Het gaat hier om JCB-machines, van Britse origine, die vooral als mobiele hoogtewerker en in de zware bouwindustrie worden ingezet.

Het meest spectaculaire is toch de telegeleide besturing. Stel u voor : een trein van 3000 ton die zonder inzittende bestuurder voorbijkomt. "Er is inderdaad een evolutie aan de gang", vertelde Radermecker. "niet alleen op gebied van energiebeheersing en milieubelasting, maar ook naar automatisering toe. De zuiver manuele bediening kon met succes vervangen worden door een bediening op afstand via radio en nu komt daar bij dat de machine meer en meer aan selfcontrolling gaat doen. We hebben tractie- en spincontrole (dat het doorslippen van de wielen belet en ook het blokkeren bij afremming), maar ook diverse veiligheidscontroles. Deze zorgen voor een automatische stilstand bij de geringste aanleiding."

Toekomst
De diverse spoorbreedtes in Europa vormen de achillespees voor spoorvoertuigontwikkelaars. De overgang van 1435 mm naar de breedte in Spanje en naar smalspoor vormen technische uitdagingen. Een adequate oplossing is in ontwikkeling.

Vele kleinere systemen zoals het droogblazen van het spoor door middel van perslucht en camerabewaking zorgen ervoor dat de producten van UCA in hun sector toonaangevend zijn. Gezien de levensduur van de machines tussen 15 en 20 jaar ligt is men haast verplicht om zelfs bij spoorvoertuigen de recentste technieken toe te passen. Zoniet dreigt men binnen enkele jaren te maken te hebben met een verouderde machine die vermoedelijk aan de dan geldende normen niet meer zal voldoen.

UCA à Anvers
Développe commande téléguidéé
Herman Paternoster

Par contre, une locomotive polyvalente se détache des wagons et retourne par le même chemin pour tirer la charge ou entreprendre une autre tâche. La machine UCA-TRAC est dotée de pneus en caoutchouc et de roues pour voies ferrées. Celles-ci ont pour but de maintenir le véhicule sur les rails. La force motrice est assurée par les grandes roues à pneus pleins en caoutchouc mousse.

Coefficient de frottement
Il est bien connu que le caoutchouc a une plus grande prise sur l’acier que l’acier. La force de traction est environ trois fois supérieure, de sorte que le TRAC développe la force d’une petite locomotive. Selon certaines règles empiriques, la charge pouvant être tractée est cent fois plus grande que le poids de la locomotive (équipée de pneus en caoutchouc). En d’autres termes, les modèles traditionnels, présentant un poids de 10 à 16 tonnes, peuvent tirer jusqu’à 1600 tonnes, ce qui représente environ 20 wagons pleins.

La force motrice est assurée par un moteur diesel à quatre cylindres de 78 kW. La vitesse maximale paramétrée n’est que de 15 km/h (la machine peut en principe monter jusqu’à 28 km/h). Le couple moteur est transmis par une transmission powershift à quatre vitesses et un convertisseur de couple. Un interrupteur placé sur la colonne de commande combine la direction de conduite et les quatre vitesses avant et arrière, jusqu’à pleine vitesse. Le choix existe entre 2 ou 4 roues motrices, permanentes ou débrayables.

Les axes de commande sont équipés d’une réduction de moyeu planétaire et d’un différentiel de répartition des forces Max-trac. Le freinage est assuré par des freins à disques à assistance hydraulique. Un frein de parking agit sur l’axe sortant de la transmission.

Déplacement en crabe
L’ensemble est commandé à l’aide de barres d’accouplement présentes sur les deux axes. Ceci offre trois possibilités de commande au moyen d’un interrupteur de sélection : roues avants directrices, quatre roues directrices ou déplacement en crabe. La machine est équipée d’un système d’alignement automatique. Le rayon de braquage minimal sur ses pneus est de 8 mètres.

La machine dispose de nombreux équipements permettant diverses manœuvres. Les plaques de fixation pour les amortisseurs sont montées sur le châssis porteur. Le véhicule est doté d’un dispositif de levage qui positionne les roues de guidage sur le rail et les retire. Celles-ci ont un diamètre de 460 mm. La régulation de la pression du système hydraulique est assurée par la pression du gaz et des soupapes de verrouillage hydrauliques. Les amortisseurs des trains sont rotatifs et à commande pneumatique. Pour l’approvisionnement en air comprimé des freins des wagons, le véhicule dispose d’un compresseur à vis de 1200 litres et d’un réservoir de 100 litres.

Téléguidé
La commande téléguidée est un des équipements les plus remarquables de ce véhicule. Elle offre des avantages en matière de sécurité et permet aussi aux wagons qui transportent les produits en grains, poudre ou cristaux, d’être chargés de 2% de plus. Le conducteur dispose d’un afficheur de téléguidage placé près du tiroir de remplissage, afin de positionner idéalement les wagons, millimètre par millimètre.

Le tout dernier développement (RB20 à RB 28-4) autorise des tractions atteignant 3000 tonnes. Comme nous l’avons déjà dit, tout dépend du poids de la TRAC. Ce poids est augmenté entre autres par l’apport d’énormes enjoliveurs, qui reposent directement sur les pneus et ne chargent pas les paliers des essieux. Ceci a permis d’augmenter la masse par roue de 250 kg.

Interview
Mainpress a visité la société et s’est entretenu avec le managing director Yves Radermecker qui nous a expliqué en détail une machine en construction. "Le produit ne cesse d’évoluer" précise-t-il. "Nous offrons toujours plus d’options techniques afin de composer une machine qui réponde à l’ensemble des besoins de nos clients."

A l’analyse de notre conversation, il s’avère que les normes ferroviaires des différents pays de l’UE ne sont pas encore harmonisées. Si vous voulez travailler selon la norme du Bundesbahn allemand, vous verrez grimper votre facture car ces pièces sont plus chères. Monsieur Radermecker nous cite un exemple. "UCA utilise traditionnellement des composants de Schneider/Télémecanique pour la commande car ceux-ci sont moins chers et plus compacts. Le logiciel est mis à niveau au travers d’une simple formule d’abonnement. Dans les plus petits modèles de nos tracteurs ferroviaires, le matériel (super solide) de Siemens pose parfois des problèmes d’espace. Schneider s’intègre facilement tandis que Siemens propose un module distinct pour chaque application."

Monsieur Radermecker nous donne un même exemple en matière de ventilateurs de freinage. « Certains clients exigent du matériel Knorr qui coûte environ 10.000 € plus cher que les systèmes Wabco. Ceci peut rapidement faire monter le prix de base de 200.000 € par exemple. Néanmoins, notre tracteur ferroviaire reste 3 à 7 fois moins cher qu’une locomotive similaire, surtout en termes d’entretien. Saviez-vous que le moteur des locomotives de manœuvre classiques tourne toute la journée même si celles-ci n’effectuent des mouvements que durant quelques heures ? A l’instar d’un camion, notre véhicule peut être fréquemment mis en marche et arrêté. »

Les machines d’UCA respectent méticuleusement les environnements de travail. Sur le plan de l’entretien, on note d’énormes différences. Il existe même un système qui transmet toute éventuelle erreur via GSM au département d’entretien. UCA peut également transmettre les corrections par la même voie.

Mainpress s’est intéressé à la position d’UCA face aux récentes évolutions économiques. "Notre produit permet aux sociétés de réaliser des économies substantielles, non seulement en consommation mais surtout en matière d’entretien" remarque-t-il. "Le grand entretien des locomotives classiques est très coûteux parce que ces techniques sont relativement obsolètes et peu conviviales en termes d’entretien."

Base
La réduction de la facture d’entretien découle également du choix de la machine de base, de laquelle est dérivée la machine UCA. Il s’agit de machines JCB, d’origine britannique, qui sont surtout utilisées comme plates-formes élévatrices dans l’industrie de construction lourde.

La commande téléguidée reste l’élément le plus spectaculaire. Imaginez-vous, un train de 3000 tonnes qui défile devant vous sans conducteur. "Nous assistons effectivement à une évolution" déclare Monsieur Radermecker "non seulement sur le plan du contrôle de l’énergie et de la pollution environnementale mais aussi sur le plan de l’automatisation. La commande purement manuelle a pu être remplacée avec succès par une commande à distance pilotée par onde radio. En outre, la machine exécute de plus en plus de tâches d’auto-contrôle. Elle a un dispositif de contrôle de la traction et de la rotation (qui évite le patinage des pneus et leur blocage au freinage), mais aussi divers systèmes de contrôle de sécurité. Ceux-ci se chargent de l’arrêt automatique de la machine au moindre problème. »

Avenir
Les différentes largeurs de rail en Europe constituent la pierre d’achoppement des développeurs de véhicules ferroviaires. Le passage de 1435 mm à l’écartement des rails espagnols et l’étroitesse d’autres rails représente un terrible défi technique. Une solution adéquate est toutefois en développement.