Brevet FR2184412A1 — publié le 19731228

La présente invention concerne d'une manière générale la pesée en marche d'au moins un véhicule ferroviaire circulant sur des rails, et vise plus particulièrement, mais non exclusivement, le cas où cette pesée doit être faite alors que le véhicule ferroviaire en question roule à vitesse normale, de l'ordre de 120 km/heure par exemple. Pour une pesée relativement précise d'un véhicule ferroviaire, il est bien connu de faire passer celui-ci à vitesse réduite sur un tronçon de rail formant l'un des éléments d'une bascule. Ceci nécessite notamment une modification de la voie de circulation concernée, et en outre les trains doivent y être considérablement ralentis lors de leur pesée. Ces sujétions ne sont acceptables que dans le cas où la pesée doit être relativement précise. Il existe par contre de nombreux cas où une pesée peut être exécutée de manière moins rigoureuse, avec une précision par exemple de plus ou moins 10 %, le résultat de la pesée n'étant pas le résultat principal recherché. C'est le cas notamment pour les problèmes d'optimisation de trafic. Pour répondre à ce but, il a déjà été proposé d'utiliser des jauges de contrainte appliquées soit verticalement sur l'ame d'un rail, au niveau d'une traverse portant celui-ci, pour la mesure de la contrainte d'écrasement encaissée par cette clame lors du passage d'un véhicule ferroviaire, à raison du poids par essieu de ce dernier, soit horizontalement sur l' me d'un tel rail, entre deux traverses le portant, pour une mesure de la contrainte de flexion encaissée entre ces traverses par le rail lors du passage d'un véhicule ferroviaire, à raison également du poids par essieu d'un tel véhicule. Mais de telles jauges de contrainte sont des organes de mesure relativement délicats qui, si elles donnent toute satisfaction pour une mesure ponctuelle dans le temps, notamment en laboratoire, ne sont pas satisfaisantes dans le cas de mesure effectuée à longueur d'années et à l'air libre. La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif permettant de manière satisfaisante, sarde et durable, et sans modification de la voie ferrée correspondante, la pesée en marche de véhicules ferroviaires circulant à vitesse normale. L'invention est fondée sur l'observation que, lors du passage d'une quelconque roue d'un véhicule ferroviaire sur un rail, ce dernier, et notamment son crime, subit un écrasement en hauteur non négligeable, à-raison du poids supporté par ladite roue. C'est ainsi qu'avec les rails normalement mis en oeuvre par la SOCIETE NATIONALE DES CHEMINS DE FER FRANCAIS cet écrasement est de l'ordre de quelques microns par tonne de charge par roue. Selon l'invention, pour la pesée en marche d'au moins un véhicule ferroviaire circulant sur des rails, on relève par une mesure de déplacement l'écrasement en hauteur d'un desdits rails au passage de chacune des roues dudit véhicule en un point dudit rail. Cette mesure de déplacement peut très aisément se faire à l'aide d'un quelconque capteur de déplacement du type de ceux actuellement disponibles sur le marché, et un tel capteur s'avère à meme de résister à un service prolongé à l'air libre tout en fournissant un signal de sortie image de manière suffisamment précise des déplacements que son palpeur est amené à détecter. L'objet de l'invention, ses caractéristiques et ses avantages ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un rail équipé d'un dispositif selon l'invention la figure 2 est une vue partielle en élévation de ce rail la figure 3 est un diagramme illustrant le signal délivré par le capteur de déplacement que comporte le dispositif suivant l'invention la figure 4 est un schéma d'un circuit d'exploitation associé à ce capteur. A la figure 1, on reconnaet en section un rail de type usuel. Ce rail comporte une semelle 10, une ame 11 et un champignon 12. Selon l'invention, on se propose de relever, par une mesure de déplacement, l'écrasement en hauteur de ce rail lorsqu'une force verticale F, en pratique le poids porté par la roue d'un quelconque véhicule ferroviaire, lui est appliquée. De préférence, on élimine celles des parties de ce rail qui sont le plus sujettes à modifications ou détériorations. I1 s'agit, d'une part1 du champignon 12 qui est l'objet d'une usure en surface due au passage des trains, et d'autre part de la semelle 10 qui est l'objet de chocs ou de manipulation lors des opérations d'entretien des voies. Ainsi la mesure de déplacement se fera de préférence entre deux points de I'âme du rail situés sur une meme verticale, par exemple le point haut et le point bas de cette cyme, au droit d'une traverse portant le rail (non représentée). Pour ce faire, une platine 14 est rapportée rigidement sur le rail, à la partie basse de son ame 11, cette platine présentant une surface supérieure 15 sensiblement horizontale. Conjointement, une potence 16 est également rapportée rigidement sur le rail, à la partie haute de l' me 11 de celui-ci, cette platine 14 présentant une surface inférieure 17 sensiblement horizontale. Par exemple la platine 14 et la potence 16 sont soudées au rail, la première sur la face supérieure de la semelle 10 de celuici, la deuxième sur la face inférieure de son champignon 12. Un capteur de déplacement 20 est disposé entre la platine 14 et la potence 16. Un tel appareil est disponible dans le commerce et il n'est donc pas nécessaire de le décrire en détail ci-après. I1 suffit de préciser qu'il comporte un bottier 21 et un palpeur 22, et qu'il est apte à délivrer, sur ses bornes de sortie 23, une tension image des mouvements relatifs dudit palpeur 22 par rapport au bottier 21. Tel que représenté, le bottier 21 de ce capteur repose sur la platine 14, à laquelle il peut d'ailleurs autre solidarisé, tandis que le palpeur 22 est lié en mouvement à la potence 16. De préférence, cette liaison est positive, pour les deux sens de déplacement, et elle est ajustable en longueur. Le palpeur 22 comporte dans ce but une extrémité filetée 25 qui traverse un perçage 26 ménagé dans la platine 16 et qui coopère avec deux écrous de blocage 27 disposés de part et d'autre de ladite platine. Ainsi qu'on l'a déjà précisé, le capteur de déplacement 20 est apte à délivrer une tension image des positions relatives de son bottier et de son palpeur, et donc image de la distance séparant la face supérieure 15 de la platine 14 de la face inférieure 17 de la potence 16, c'est-à-dire en définitive image de la distance des deux points correspondants de l' me 11 du rail concerné. On a représenté à la figure 3, l'évolution éventuelle de cette tension V en fonction du temps T. I1 s'agit d'une courbe qui dans son ensemble marque une évo lution continue due par exemple à un changement de température, et qui localement présente des pics 30 dus au passage d'un véhicule ferroviaire et de hauteur proportionnelle au poids porté par chacune des roues de- ce dernier. A la figure 3 on a supposé qu'il s'agissait d'un wagon unique à deux essieux, chacun de ces essieux comportant une seule roue à chacune de ses extrémités ; il n'y a donc que deux pics 30. La figure 4 illustre un circuit d'exploitation susceptible d'entre associé au capteur 20. Tout d'abord, pour éliminer l'évolution continue de la tension prélevée aux bornes du capteur 20, ce circuit comporte un différentiateur 31 formé d'un condensateur 32 et d'une résistance à la masse 33. I1 comporte ensuite un amplificateur 34-et une mémoire 36 formée d'une diode 35 et d'un condensateur 38 en dérivation sur la masse, un adaptateur d'impédance 39, des moyens interrupteurs 37 et 40 et un amplificateur opérationnel 41 monté en intégrateur par une boucle de contre-réaction 42. Les moyens interrupteurs 37 et 40 qui peuvent entre, par exem respectivement ple, des transistors à effet de champ, son commandés par des mo- nostables 43 et 44 eux-mêmes commandés par le capteur 20 par l'intermédiaire d'un sécréteur 45, et de deux différentiateurs, respectivement positif 46 et négatif 47. Au début du pic 30, le condensateur est déchargé par l'interrupteur 37 puis se charge à la tension maximale du signal différentié correspondant à ce pic et du fait de la diode 35 conserve ce signal jusqu'S la fermeture de l'interrupteur 40. Cette fermeture intervient à la fin du pic 30. Dès que l'interrupteur 40 est fermé le condensateur 38 se décharge et le signal différentié correspondant au pic concerné est pris en charge par l'intégrateur 41 ; ce dernier effectue la somme des signaux qui se présentent ainsi à son entre et délivre sur sa sortie une tension image de cette somme et donc du poids global du véhicule ferroviaire qui a transité par la voie concernée, ou du train constitué par un tel véhicule ferroviaire. Après passage du ou des véhicules ferroviaires concernés, la tension de l'intégrateur peut être lue ou exploitée à distance par l'intermédiaire d'un équipement de télétransmission. Une remise à zéro de l'appareillage est alors assurée par exemple par une pédale mécanique, ce qui permet de distinguer les véhicules ou trains successifs. Connaissant la nature des véhicules constituant un tel train, et notamment le nombre de leurs essieux, il est possible également de distinguer le poids de chacun de ces véhicules en assurant en rapport la remise à zéro de l'appareillage après passage de chacun de ceux-ci. Dans la mesure où l'on veut éliminer des erreurs dues au gauchissement du rail au passage de roues défectueuses, on peut placer deux capteurs tels que 21 de chaque cté du rail. Dans la mesure où l'on veut éliminer les conséquences du mouvement de roulis des véhicules ou celles relatives à un chargement dissymétrique, on peut placer un capteur, ou une paire de capteurs sur chaque rail au niveau de la meme traverse. Dans ces deux cas, l'amplificateur 34 est alors utilisé en sommateur de tous les signaux des capteurs. Plusieurs équipements de mesures peuvent entre échelonnés le long de la voie et le poids recherché sera obtenu par une moyenne des résultats donnés par chacun de ces équipements. Cette disposition connue par elle-meme permet d'éliminer les conséquences du mouvement de tangage dont sont usuellement l'objet les véhicules ferroviaires, ce mouvement de tangage ayant pour effet de modifier dans le temps le poids par essieu d'un tel véhicule. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de mise en oeuvre décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la pesée en marche d'au moins un véhicule ferroviaire circulant sur des rails, caractérisé en ce qu'on relève par une mesure de déplacement l'écrasement en hauteur d'un desdits rails au passage de chacune des roues dudit véhicule, en un point dudit rail. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la mesure de déplacement entre deux points de l' me du rail. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, caractérisé en ce qu'on effectue la mesure de déplacement au droit d'une des traverses supportant le rail. 4. Dispositif pour la pesée en marche d'au moins un véhicule ferroviaire circulant sur des rails, caractérisé en ce qu il comporte un capteur de déplacement dont le bottier est lié à un point d'un desdits rails et le palpeur à un autre point du même rail situé à la verticale du précédent. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le bottier du capteur est porté par une platine rapportée rigidement, par exemple par soudage, sur le rail, à la partie basse de ;lime de celui-ci. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4, 5, caractérisé en ce que le palpeur du capteur est lié en mouvement, pour un sens de déplacement au moins, et de préférence de manière ajustable en longueur, à une potence rapportée rigidement, par exemple par soudage, sur le rail, à la partie haute de 1'âme de celui-ci. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le palpeur du capteur est lié en mouvement à ladite potence pour les deux sens de déplacement. 8 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le capteur de déplacement~est apte à délivrer une tension image à la distance des deux points considérés dudit rail, et alimente un circuit d'exploitation comportant un différentiateur, un amplificateur, et un intégrateur. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit d'exploitation comporte en amont de l'intégrateur un condensateur de mise en mémoire et un interrupteur commandé par un monostable, lui-meme commandé par le capteur par l'intermédiaire d'un écrêter et d'un différentiateur.