Brevet FR2020979A1 — publié le 19700717

Les dispositifs actuels permettant les travaux de rectification de voies ferrées utilisent des machines capables de déplacer la voie pour l'amener à la position désirée géné- raclement définie, pour une file de rails, par une ligne de référence fictive s'étendant en partie sur une portion de cette voie déjà rectifiée, en arrière du dispositif de déplacement de la voie, et en partie sur une portion de voie à rectifier, si- tuée en avant de la machines Entre les deux points extrêmes de cette ligne de r6- référence, un troisième point, sensiblement au droit du dispositif de déplacement de la voie, donne la position dans laquelle cette voie doit être amenée automatiquement. Cette ligne de référence peut être matérialisée de différentes façons comme par exemple par une armature rigide, un fil métallique tendu, un faisceau lumineux ou autre. Parmi ces divers moyens de matérialisation de la ligne de référence, ceux à faisceau lumineux tendent à être de plus en plus employés et les dispositif s permettant de les établir sent généralement constitués de la manière suivante : - Un émetteur placé en un point situé en avant de la machine, sur la portion de voie non rectifiée. - Un écran placé sensiblement audroit du dispositif de déplacement de la voie. - Un récepteur placé en un point arrière, sur la portion de voie déjà rectifiée. Un premier mode connu d'utilisation de ce dispositif consiste à déplacer avec la machine l'ensemble des trois élé- mente constitués par l'émetteur, 1' écran et le récepteur maintenus à des distances constantes l'un de l'autre. Il est clair que ce procédé ne permet pas de rectifier la voie suivant un profil désiré du fait que le point avant (émetteur) guidant la ligne de référence qui conditionne la rectification, se dépla- ce suivant les ondulations et défauts de la voie non rectifiée. Ce procédé a seulement pour effet une réduction et un étalement des défauts de cette voie. Un deuxième mode.d'utilisation connu consiste à ne déplacer avec la machine que l'ensemble des deux éléments cons titués par 1' écan et le récepteur, le troisi-me élément cons titubé par l'émetteur étant fixé en un point bon de la voie à rectifier, en avant de la machine. Un tel mode d'utilisation permet d'obtenir tas meilleur profil de la voie par le fait que l'extrémité avant de la ligne de référence est fixe.Cependant, la position du point rectifié dépend aussi de la position du point arrière qui n'est pas toujours bonne, celle-ci pouvant être influencée par les erreurs inévitables de positionnement de la voie, ou par des défauts permanents de la voie auxquels on ne peut remédier par les opérations de rectification. Enfin, un troisième mode d'utilisation connu consiste à ne déplacer, avec la machine, qu'un seul élément constitué par 11 écran situé sensiblement au droit du dispositif de déDla- cément de la voie, l'émetteur étant fixé à l'avant sur un point bon de la voie à rectifier, le récepteur à l'arrière sur un point; de la soie déjà rectifiée.Ce dernier mode d'utilisation semble offrir les meilleures garanties de précision, les extrémités de la ligne de référence étant fixes, mais il exige que l'élément figurant le point arrière soit indépendant de la machine à rectifier la voie, sur un chariot supplémentaire, ce chariot devant être déplacé et positionné séparément, ces manoeuvres ayant pour effet un ralentissement du travail. L'invention a pour objet un dispositif à faisceau lumineux permettant de parer aux inconvénients des divers modes d'utilisation décrits ci-dessus. Ce dispositif, qui utilise comme plan de référence longitudinal un système à faisceau lumineux comportant un émetteur, un écran délimitateur du faisceau et un récepteur à oel- lules sensibles fournissant un signal d'erreur, est caractérisé par le fait que l'écran et le récepteur sont fixés sur un voie support orientable placé au droit d'un point avancé de la voie et que l'émetteur est placé au droit d'un point de mesure de l'état géométrique de cette voie. Ce dispositif permet de commander le dispositif de dé- placement de la voie, comme il sera décrit plus loin, suivent la position du faisceau délimité par l'écran, par rapport à l'a- xe du récepteur. Ce même dispositif peut être utilisé également et d'une manière avantageuse pour le guidage d'une base relative de référance du genre de celle décrite précédemment dans le premier mode d'utilisation. En effet lorsque les défauts de la voie à rectifier deviennent trop importants pour permettre l'utilisation d'une base relative seuls, la combinaison du dispositif selon l'invention avec une telle base permet de rectifier la voie suivant un profil rigoureux, par le guidage de cette base non plus par son point de mesure avant constitué par un galet parcourant les défauts de la voie à rectifier, mais par un autre point, situé au droit du premier et matérialisé par ltémet- teur du dispositif maintenu constamment dans un plan de référence établi parallèlement au profil désiré par l'ensemble récepteur-écran de l'élément mobile fixé sur un point bon de la voie, en avant de cette base. La distance entre ce plan de référence et le point de mesure avant de la base relative parcourant la voie étant variable, le maintien de l'émetteur dans le plan de référence est assuré par un appareillage compensant la variation de cette distance par un déplacement, par rapport à cette base, de son galet d'appui sur la voie, lequel appareillage est commandé par le dispositif selon l'invention, d'une façon analogue à celle qui sera décrite plus loin pour la commande du dispositif de déplacement de la voie. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description et du dessin annexé, lequel dessin représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution ayant trait seulement, dans un but de simplification et de clarté de l'exposé, à l'opération de nivellement de la voie, dans un plan vertical. Bien entendu, on pourrait représenter ce même dispositif pour l'opération de dressage, mais cette fois dans un plan horizontal. - La figure1 est un schéma d'ensemble du dispositif monts sur une machine.du type bourreuse-niveleuse pour voies ferrées. - La figure 2 est un schéma d'un dispositif permettant d'effectuer simultanément le nivellement et le dressage. - La figure 3 est un schéma d'ensemble du dispositif combiné avec une baserelative de référence. L'installation représentée fiv.1 comprend deux véhicules indépendants : un chariot auxiliaire I fixé sur un point bon de la voie et une machine 2 se déplaçant sur la voie à rectifier 3. Le chariot auxiliaire 1 supporte un ensemble récepteur-écran à fente propre à établir le plan de référence. La machine Z du genre bourreuse-niveleuse comporte un émetteur à source lumineuse et un dispositif de déplacement de la voie. Sur cette machine 2 dont seule la partie avant est représentée pour la simplification du dessin, on voit un montant 4, coulissant verticalement, en contact avec une file de rails 3 par un galet 5 et portant un émetteur 6 à source Lu- mineuse, à une hauteur prédéterminée et constante du rail.Cette machine comporte un dispositif de déplacement de la voie composé par exemple d'une pince à rails 10 reliée à un vérin hydraulique 7 dont l'action est commandée automatiquement par un dispositif à relais et électro-valves figuré en 8 relié par un câble électrique 9 au récepteur du chariot auxiliaire 1. Cette machine 2 comporte également à la façon habituelle un châssis mobile Il de compactage du ballast sous les traverses de la voie. Le chariot auxiliaire 1 est constitué par un lorry 12, déplaçable le long de la voie et pouvant être immobilisé par. exemple par des pinces de blocage figurées en 13 et sur lequel lorry est maintenu 1' ensemble constitué par le . récepteur 15 et l'écran à fente 16, ensemble réglable en inclinaison par le moyen des vis 17.et en hauteur par le moyen de l'écrou 18. L'ensemble récepteur-écran à fente se présente sous la forme d'un bottier 14 ne laissant pénétrer la lumière que par la fente 20 située dans l'axe de l'écran 16 orienté vers lu machine 2. Dans ce bottier, à l'opposé de la Sente de l'écran, est disposé un équipage de cellules réceptrices 21 sensibles à la source lumineuse de l'émetteur 6 telles que, par exemple, des cellules photo-électriques. Cet équipage à cellules photo-électriques peut être constitué par exemple par deux cellules disposées chacune symé- triquement de part et d'autre du plan défini par la fente et l'axe du boîtier et recevant tout ou partie des rayons lumi- neux dirigés par cette fente.Le signal résultant de la dit- férence d'éclairement des cellules, amplifié selon un mode con- nu par un ensemble électronique figuré en 22 relié par le câble électrique 9 au dispositif à relais et électro-valves 8, ces mande automatiquement le relevage de la voie tant que l'éclai- rement de ces cellules n'est pas équilibré, et l'arrêt de @e relevage lorsque l'émetteur 6 ayant atteint le plan défini par la fente de l'écran et l'axe du récepteur, ces cellules resoi- vent le même éclairement. Le processus de travail au moyen de l'installation décrite est le suivant Le chariot auxiliaire 1 est amené et immobilisé sur un point bon, en avant de la machine 2, sur le tronçon de voie à rectifier. Un opérateur rbgle la position de l'ensemble récep- teur-écran 14 au moyen de l'écrou 18 et des vis 17 en fonction du profil désiré de la voie. l'opérateur de la machine fait avancer celle-ci et enclenche le nivellement automatique. Â ce moment, tout décalage de la voie par rapport au profil désiré (un affaissement par exemple), se traduit par un même decalage de l'émetteur 6 par rapport au plan de référence établi, entraînant le déséquilibre de l'éclairement des cellules du récepteur provoquant le signal qui commande le relevage de la voie jusqu'à ce que cet équilibre soit à nouveau rétabli. L'alignement étant ainsi à nouveau obtenu, les outils de bourrage 11 de la machine fixent la voie dans cette position. Comme il découle de la description, le dispositif selon l'invention est également utilisable pour le dressage d'une voie en alignement. L'opération de dressage s'effectuant dans un plan perpendiculaire à celai du nivellement, il suffit de tourner de 900 l'ensemble du dispositif. Il est également possible d'effectuer simultanément le nivellement et le dressage en ayant simplement deux dispositifs, disposés chacun dans un plan, mais il est encore plus avantageux, sans sortir du cadre de l'invention, d'utiliser en lieu et place de l'écran et du récepteur décrits, un écran à deux fentes disposées suivant deux axes orthogonaux, correspon dant chacune à un équipage da deux cellules du récepteur. Cette disposition est clairement représentée par la fig.2. Sur cette figure, ensemble récepteur-écran 14 se présente sous la forme de yeux 1/2 bottiers 14 et 14a superposés dont les reperdes simples se rapportent aux.composants servant au nivellement et les repères à Indices a à ceux servant au dressage. Une cloison séparatrice 23 interdit l'interférence des deux plans de rayons lumineux en provenance de l'émetteur 6, délimités par les fentes 20 et 20a de 1 écran 16. Chaque équipage de cellules 21 et 21a, relié par le cabale 9 au dispositif t= relais et électro-valves 8, commandent automatiquement et individuellement, l'un le levage (équipage 21), l'autre le ripage (équipage 21a), suivant le processus décrit précédemment. La figure 3 illustre la combinaison du dispositif selon l'invention avec une base relative, donnée à titre d'exemple et dans le cas de son utilisation en nivellement seulement, toujours dans un but de simplification et de clarté de l'exposé. On a représenté une base relative travaillant avec une machine bourreuse-niveleuse 2 comportant le même dispositif de rectification de la voie que celle décrite et dessinée en fig.1 et dont les éléments portent les maies repères. La base relative se compose de deux éléments articulés, un portique 24 reposant sur la voie par deux galets aux points B et C et une console 25 articulée en 26 sur le portique 24 et reposant sur la voie par un galet au point 1, par l'intermédiaire d'un mécanisme qui va être décrit. Cette base relative est liée en translation à la machine 2 par une bielle 27. Les erreurs d'alignement des 3 points A, B et C provoquent un pivotement des éléments 24 et. 25 autour de leur articu- lation commune 26 entraidant une variation de la distance d entre l'éxtrémité d'un montant 28 de l'élément 25 et le premier montant 29 in portique 24, distance d qui est m@@urée par exem- pie par un capteur inductif 30 fixé sur le montant 29 dont les signaux commandent le relevage de la voie Jusqu't ce que le point B soit aligné sur les extrémités s et C. La combinaison du dispositif selon l'invention à une telle base, dont les avantages ont été cités précédemment, est obtenue de la manière suivante. 'Sur une ligne fictive B'C' parallèle à BC on fixe l'é- metteur 6 sur un montant 31 de la console 25 en un p@int A' si- tué au droit du point Â. La distance AA' est rendue ajustable par le mécanisme déjà cite qui se compose d'un bras pivotant 32 portant à son extrémité avant un galet au point A et à l'autre extrémité un secteur denté 33 engrené à une vis sans fin 34 animée par un moteur électrique 35, par exemple.Ce moteur, relié par le câble électrique 9 au récepteur 15 du dispositif selon l'invention, est asservi, selon le même processus déjà décrit, aux cellules dudit récepteur de manière à garder le point A' matérialisé par l'émetteur 6 constaininent dans le plan de référence établi par l'ensemble récepteur-écran 14 du chariot auxiliaire 1 fixé sur un point bon de la voie. La.voie est ainsi rectifiée suivant le profil désiré défini par le plan de référence établi, indépendamment des défauts de la voie parcourus par le galet d'appui du point avant de cette base relative. Les exemples donnés tout au long de cette description ne sont aucunement limitatifs et toutes variantes pourront être apportées sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, par exemple, la liaison entre lesoeganes sensibles du récepteur du chariot auxiliaire et le dispositif de commande de la rectification de la voie, figuré par un conducteur, pourra être remplacéepar une liaison radio; de même le dispositif électromécanique d'ajustement de la position du point avant d'une base relative pourrait tout aussi bien être hydraulique. La base relative représentée est purement figurative et il est évident que la combinaison du dispositif selon l'invention est réalisable, avec les mêmes avantages, avec toute autre base de référence assurant les mêmes fonctions. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de commande pour la rectification automatique d!une voie ferrée utilisant comme plan de référence longitudinal un système à faisceau lumineux comportant un émetteur, un cran délimitateur du faisceau et un récepteur à cellules sensibles fournissant un signal d'erreur, caractérisé par le fait que l'écran et le récepteur sont fixés sur un même support orientable placé au droit d'un point avancé de la voie et que l'émetteur est placé au droit d'un point de mesure de l'état géométrique de cette voie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le signal d'erreur commande un appareil force de rectification de la voie au niveau du point de mesure. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le signal d'erreur commande un. mécanisme te positionnement par rapport à la voie, du point de mesure avant d'une base relative auxiliaire commandant elle-m$me l'appareil force de rectification de la voie. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'il se compose d'nn seul émetteur et d'un ensemble écran-récepteur à deux fentes et deux groupes de cellules définissant deux plans de référence longitudinaux, l'un horizontal, 1' autre vertical.