Brevet FR2006347A1 — publié le 19691226

L'invention concerne des perfectionnements au nettoyage des rails, particulièrement en vue d4améliorer l'adhérence des roues des véhicules ferroviaires, et elle vise des moyens grâce auxquels des techniques connues mettant en jeu du plasma d'arc élec-5 trique permettent d'obtenir de meilleurs résultats que précédemment. Selon l'invention, la puissance d'une torche portée par la véhicule et qui agit sur le rail ou sur le rail et la roue adjacents, est réglée automatiquement en fonction de la vitesse ins-10 tantanée du véhicule. De préférence, cette puissance est au moins approximativement proportionnelle à la racine carrée de cette vitesse, c'est-à-dire déterminée parl'équation ï = k S j/2, dans laquelle P et S désignent respectivement la puissance et la vitesse, et k est une constante. 15 De cette manière, la puissance fournie convient au nettoyage du rail quelle que soit la vitesse du véhicule, mais il y a moins de risque de détériorer le rail ou des j oints isolants en utilisant à faible vitesse une puissance mieux appropriée à une vitesse plus élevée ou nécessaire pour améliorer l'adhérence à cette 20 vitesse. On réalise donc une économie d'énergie, puïsqu'à n'importe quelle vitesse il est inutile que la dépense d'énergie soit supérieure à celle qui améliore l'adhérence. De plus, on augmente ainsi la durée d'utilisation de la torche. Un système de réglage qui obéit à une loi de la forme P = 25 k S 1/2 supporte mieux des variations des signaux reçus par son dispositif de commande qu'un système sotimis à une loi de la fo&ïae P = kS. Par exemple, si les signaux de vitesse reçus par ce dernier système avaient une imprécision de 100^5 la puissance produite serait le double de la puissance de règlages et il en ré-30 sulterait des risques graves de détérioration,, alors que dans le cas du premier système, cette puissance ne serait égale qu'à 1s4 fois la puissance de réglage % il existe donc une protection automatique des rails et des autres éléments de la voie contre tente détérioration. 35 Avec un réglage assuré de cette manière, aux vitesses éle vées, la consommation d'énergie est sensiblement plus faible que dans le cas d'autres systèmes de nettoyage, par exemple par étincelles à haute tension, dans lesquels la consommation d'énergies est par principe une fonction linéaire de la vitesse,, 40 On va maintenant décrire un exemple d'appareillage selon * * BAD ORIGINAL 69 11585 9 2006347 l'invention avec référence à la -figure 1 des dessins annexés9 la figure 2 représentant des résultats typiques d0 essais de nettoyage de rails dans des conditions précisées ci-après. Gomme le montre la figure 1, une génératrice t ac hy mé tri que 5 de courant alternatif 1 est couplée à un essieu, par exemple d'une roue de locomotive, portant une ou plusieurs torches à plasma 29 située à proximité du champignon du rail et dirigée vers ce champignon® La génératrice 1 produit des signaux dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse du véhicule ou du train. Par 10 exemple, la génératrice 1 peut être montée dans une boite d'essieu, et son rotor peut être entraîné par un tenon coopérant avec une rainure d'une plaque solidaire de l'essieu. Les signaux produits par un circuit générateur d'impulsions3 suivi d'un circuit intégrateur 4 sont envoyées à un générateur de fonction à diod© 5 15 ou à un amplificateur principal qui donne une tension de sortie proportionnelle à la racine carrée de la valeur d'entrée, e'est-à-dire à la racine carrée de la vitesse. On envoie la sortie à un enroulement de réglage d'un transducteur linéaire 6 ou à une rsac-tance saturable qui contrôle le courant de la torche. Si besoin 20 est, un amplificateur linéaire est incorporé ou adjoint au générateur 5s de façon à amplifier la sortie jusqu'à tin niveau approprié au transducteur 6® On peut aussi, en cas de besoin., monter dans le circuit un tach.ymètre 7® 25 La torche 2 est alimentée en courant triphasé à partir d'une source 8 via les enroulements précités du transducteur 6 et un pont redresseur triphasé 9® De plus, la source 8 peut aussi alimenter la torche, comme indiqué en 10» En supposant que le courant de gaz amené à la torche 2 soit 30 maintenu constant;, l'énergie absorbée par ,1a torche est proportionnelle au courant qui la traverse puisque la tension aux bornes de la torche est sensiblement constants» il s'ensuit que l'énergie absorbée par la torche est sensiblement proportionnelle à la racine carrée de la vitesse, du véhicules c'est-à-dire approsi-35 mativement donnée par la .formule P = kS'î/2s dans laquelle 3? désigne la puissance absorbée^ S la vitesse.; et k est fonction du gaz produisant le plasma utilisé et du dégré d5 adhérence requis. Cela * donne une mesure de 1* efficacité thermique du système considéré» O21 indique ci-après des valeurs approximatives de k pour divers 40 gaz et une valeur d'adhérence minimale âe+0,3 mesurée sur une BAD ORIGINAL 11585 3 2006347 "bande de 1,0 de large du rail,. Plasma formé d ' argon pur 20 Argon + 10$ d*hydrogène 7 Azote +10$ d'hydrogène 3 5 la courbe de la figure 2 montre les résultats typiques obte nus au cours d'essais de nettoyage effectues sur des rails dans des conditions de fonctionnement normales, en utilisant un mélange d'argon et de 10$ d'hydrogène, la torche étant placée à 2,5cm du rail pour obtenir une adhérence minimale de + 0,3 sur une por-10 tion du champignon du rail mesurant 10cm de large. Sur cette figure, on a porté en abscisses les vitesses en km/heure et en ordonnées les quantités d'énergie consommée correspondantes en kff. Cette courbe suit approximativement la loi P = kS*'^. On peut remplacer la génératrice 1 par une génératrice tachy-15 métrique à courant continu dont la tension de sortie est proportionnelle à la vitesse. On traite aussi cette sortie dans un générateur de fonction dont la sortie est proportionnelle à la racine carrée de la tension précitée. 11585 4 2006347 REVENDICATIONS 1 - Procédé de nettoyage de rails pour véhicules au moyen d'au moins une torche à plasma d'arc électrique portée par le véhicule, caractérisé en ce que l'énergie fournie à la torche est 5 réglée automatiquement en fonction de la vitesse du véhicule qui se déplace sur le rail. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de réglage obtenue est approximativement proportionnelle à la. racine carrée de la vitesse précitée. 10 3 - Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendiction 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison avec une torche à plasma portée par le véhicule et qui agit sur le rail, des organes sensibles à la vitesse qui produisent des signaux fonction de la vitesse du véhicule, et des orga- 15 nés de réglage sensibles à ces signaux de façon à régler la puissance fournie à la torche en fonction de la vitesse du véhicule. 4 - Appareillage suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un convertisseur de fonction est interposé entre les organes sensibles à la vitesse et les organes de réglage, la sortie 20 de ce convertisseux* fournie aux organes de réglage étant sensiblement proportionnelle à la racine carrée de la vitesse précitée. 5 - Appareillage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les organes sensibles à la vitesse sont constitués par une génératrice tachymétrique dont la sortie est sensiblement propor- 25 tionnelle à la vitesse, et que le convertisseur est un générateur de fonction dont la sortie est sensiblement proportionnelle à la racine carrée de la vitesse précitée. 6 - Appareillage suivant la revendiciion 3 ou 4, caractérisé en ce que les organes de réglage sont constitués par au moins un 30 transducteur.