Brevet FR2214882A1 — publié le 19740819

@ @@ése@ @ i@ven@l@ ec@c@ @n sppareil servant @@ vé@icales fe@@ovi@@ @@s, du type comprenant une fon@s ion o au noins un @ronçon @@ @ails a@ pesage aupporté pa@ es capteurs ce char@e ou @uni @e capteurs ae charge et con@ pour venir en prise avec les roues du vénicule. Il est bien connt @ue l'on peut effectuer le pesage de véhicules ferroviaires au @ogen de bascules fixes à plateforme @ui sont disposées @ans des fosses de pesage sur le parcours @u véhicule. I1 est courant dans ce dispositions de prévoir une espèce e rail sur la surface supérieure de la plate-forme.Le surface de roulement sur ce rail est disposée aan. le même plan nue la surface correspondante ses rails fixes reposant sur le sol auprès de la bascule, mais elle en est séparée par un joint ouvert à chaque extrémité, de sorte rue le tronçon de rails porté par la bascule à plate-forme est libre de se mouvoir verticalement. Dans ces dispositions, la charge peut être mesurée par divers moyens, par exemple par un y stère mécanique ce pesage ou bien au moyen de cellules de charge. Dans les bascules de ce type, la nécessité usuelle d'un support solide et rigide pou la bascule conduit à utiliser une fondation étendue et massive. Etant donné la gran set et le coût de ces installations de bascule, leur utilisation est restreinte à ses emplacements fixes choisis .Par suite, le -besoin s'est fait sentir d'une bascule qui soit peu coûteuse, fui puisse être facilement installée presque en n'importe cuel endroit, cue l'on puisse amener à un nouvel emplacement sans grands irais, et qui assure une exactitude acceptable de pesage. Outre la dépense @u'elles représentent, les fondarions rigides et @@ssives posent un problème particulièrement gênant @uand il s'agit de peser un véhicule pendant qu'il est en mouvement. En particulier, les rails supportant la charge @'un véhicule en mouvement présentent deux propriétés dont il faut tenir compte si l'on veut réaliser une exactitude accep tabl@ ce @esage. Ainsi, étant donné que le ail et les tra v@@se@ ui le supportent fléchissent sous la charge des @@@es, le train se meut no@malement à un niveau un peu plus bas niveau nominal défini par la surface de roulement @ @@il non chargé. En même temps, des oscillactions dans le lan ve--ical sont engendrées bar suisse de la flexion du rail entre les traverses adjacentes.Quand le train passe sur un appareil -De pesage aui utilise une fondation rigide et massive, les propriétés élastiques des rails de la plate-forme, supportés relativement rigidement, sont notablement différence tes ses propriétés élastique ses rails reposant sur le sol. Le véhicule subit donc un raidissemert soudain du outien par leu rails, qui réduit notablement la flexion des rails et élimine entièrement l'oscillation due à la flexion entre les traverses, ce qui fait que le véhicule est pratinueinent "soulevé". Cela cause, à son tour, des variations incontro"- lées dans les forces verticales qui agissent sur le véhicule lorsqu'il est pesé pendant qu'il est en mouvement. On a proposé de résoudre le problème d'un soulèvement soudain du véhicule, en prolongeant la fondation de la bascule dans les deux sens le long des voies, la fondation devenant graduellement moins rigide vers es extrémités de manière à assurer une transition graduelle entre les rails supportés par les traverses et les rails supportés par la fondation rigide. Toutefois, cette solution n'est pas apparue satisfaisante car même les accès de transition modifient notablement la fréquence d'oscillation lorsque le véhicule passe. En outre, le coût de l'installation est excessif. I1 est aussi déJà connu de donner à un système de pelage une forme telle que les capteurs de charge relient la pla-te-forme qui supporte le véhicule aux rails ou à la fondation de rails, de sorte que l'appareil de pesage est intégré au réseau ferré et est entièrement indépendant de toute fondation séparée ou de tout autre soutien rigide, dont les propriétés élastiques seraient différentes de celles des rails. Avec cette disposition, l'appareil de pesage peut suivre le mouvement des rails, ce qui élimine toutes différences de hauteur entre l'appareil de pesage et le rail. Toutefois, il est apparu que ce dernier type d'appareil de pesage ne peut pas assurer une exactitude acceptable de pesage ainsi qu'il est nécessaire dans le pesage de préciion. Un premier but de l'invention est de fournir un appareil servant à peser un véhicule ferroviaire, qui ne nécessite plus de fondation massive et qui surmonte les incon vénients dus à l'usage de ces fondations et qui, simultanément, soit capable de réaliser une exactitude de pesage égale ou supérieure à celle des systèmes fixes connus précités. Un autre but de l'invention est de fournir un appareil de pesage qui soit capable de peser pratiquement à la même vitesse que les systèmes de pesage connus munis de grandes fondations rigides et massives. Ces buts sont atteints dansua appareil de pesage dans lequel, suivant l'invention, la fondation comprend une fondation en poutre supportée par des traverses ou remplaçant elle-même les traverses ou munie de moyens équivalents aux traverses, et placée dans la direction longitudinale du réseau ferré, à une certaine distance en dessous ou à coté des rails qui courent des deux côtés du tronçon de rails de pesage, ladite fondation en poutre reliant les extrémités des rails tournés vers le tronçon de rails de pesage. Dans un mode d'exécution préféré de l'invention, la fondation en poutre peut être sous la forme d'une poutre en U ou en I disposée sous chaque rail et dont la rigidité à la flexion diminue graduellement vers ses extrémités. Le but de cette disposition est d'amortir successivement les oscillations verticales du véhicule quand il approche de la bascule et passe dessus. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre diexemples non limitatifs- > fera bien comprendre comment l'invention peut être réaliséelles particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu partie de ladite invention. La figure la est une vue en plan d'un système de bascule comprenant un appareil de pesage selon l'invention, dont le tronçon de rails de pesage est supporté par des cellules de charge la figure lb est une vue en coupe suivant la ligne B-B de la figure la la figure lc est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure la ; sont des les figures2a et 2b/ vues en coupe de deux variantes de fondation en poutre selon ltinvention la figure 3a est une vue en coupe longitudinale d'un système de rails, I1 appareil de pesage comprenant un tronçon de rails muni de j auges de contrainte la figure t est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure 3a. Les figures la à lc montrent comment un appareil de pesage selon l'invention est disposé dans un réseau ferré classique comportant des rails 1 supportés par des traverses 2. L'appareil de pesage comprend une fondation formée de deux poutres 3, en U, supportées par des traverses 4 qui sont surbaissées relativement aux traverses 2 qui supportent les rails hors de l'appareil de pesage, la différence verticale de niveau étant égale à la différence de hauteur entre le tronçon de rails de pesage et les rails d'accès. Cette différence de hauteur est compensée par des poutrelles transversales 6 disposées au-dessous du rail d'accès. Selon ce mode d'exécution, l'appareil de pesage comprend deux rails 7 qui sont reliés entre eux avec possibilité de pivotement par une liaison transversale 8 et sont supportés à leurs extrémités par des cellules de charge 9.Les rails de pesage 7 présentent, à cet effet, des évidements 10 destinés à loger les cellules de charge 9. La liaison 8 peut etre soit un arbre soit une liaison fixe, mais flexible en torsion. La fondation à poutres en U est munie d'une smae 5 et d'ailes 11 dirigées suivant la longueur de la poutre en U et dont on peut faire varier la rigidité à la flexion en faisant varier la hauteur des ailes auxquelles on donne une hauteur croissant graduellement des extrémités de la fondation à poutres en U vers l'appareil de pesage. De cette manière, la rigidité à la flexion de la fondation à poutres en U peut-etre accrue d'un minimum aux deux extrémités à un maximum auprès du rail de pesage.La rigidité relativement grande à la flexion de la fondation à poutres en U, jointe à son soutien par plusieurs traverses 4, élimine la possibilité de flexions verticales importantes et soudaines du rail qui pourraient autrement se produire à cause d'une traverse médiocrement soutenue lorsque la roue passe le long du rail. En outre, la rigidité continuellement croissante de la poutre sortit aussi progressivement les oscillations verticales du véhicule à mesure qu'il approche du rail de pesage sans modifier radicalement les oscillations. Pour réduire encore les-oscillations verticales, on peut diminuer l'espacement ce. traverses le long de la fondation à poutres en U pour assurer un soutien encore plus stable de l'appareil de pesage. Pour éviter que les extrémités des rails d'accès n'exercent des forces axiales de compression sur le rail de pesade 7, par exemple par suite de dilatations therminues, on fixe ces extrémités de rail contre les mouvements horizontaux dans la partie de fondation de l'appareil de pesage au moyen d'une liaison comprenant une poutre transversale 12 et une fiche verticale 13 cui s'adapte dans des trous correspondants prévus dans la semelle du rail et la poutre transversale. Na turellemert, les extrémités du rail peuvent être fixées à la fondation par soudage ou par tous autres moyens appropriés. Dans certains modes d'exécution, on peut éliminer les traverses en donnant à la fondation en poutre une forme telle @u'elle remplace les traverses, ce que l'on peut obtenir en reliant les poutres en U ou en I par plusieurs liaisons transversales, au même niveau que la fondation en poutre. Les figures 2a et 2b montrent deux variantes de section de la fondation en poutre selon l'invention, qui ont le même moment d'inertie. Le mode d'exécution représenté sur la figure 2a correspond pratiquement à la fondation en poutre en U illustrée sur les figures la à lc, tandis que la poutre selon la figure 2b a une section en I. I1 faut noter que cette dernière fondation a une hauteur H notablement plus Urande nue la fondation représentée sur la figure 2a, bien que le moment d'inertie soit approximativement le même pour les deux types. Toutefois, la fondation en poutre en I peut être dans certains cas une variante concevable. Les figures 3a et 3b montrent une variante de rail de pesage supporté à ses extrémités par des supports de réaction l@@ portant directement sur les nemes poutres transversales 15 ue les rails d'accès. Le rail de pesade 17 présente un troncon de pesage qui comprend des jauges de contrainte 13 orientées sensiblement à 450 par rapport à l'axe neutre longitudinal du rail ce pesage 17, de sorte que les Jauges de contrainte ont pour effet ce capter les contraintes dueu aux forces @e cisaillement du rail et donnent ainsi des lectures qui @ont proportionnelles à la force exercée par la roue. Les jauges @e contrainte sont disposées des deux côtés de l'âme 18 du rail de pesage 17 et sont centrées sur l'axe neutre de celui-ci. Comme on le comprendra, les jauges étant centrées sur l'axe neutre, le dispositif est en principe insensible aux forces et moments de flexion non intéressants dans la direction longitudinale du rail.Cela est dû au fait que la contrainte causée par des moments de flexion dans la portion de la jauge qui se trouve au-dessus de l'axe est neutralisée ou compensée par des contraintes de sens opposé et d'égale grandeur dans la portion des Jauges qui se trouve au-dessous de l'axe neutre. Les tronçons de mesure du rail de pesage ont, de préférence, une section en I qui définit des évite- ments 19 de part et d'autre des rails en chaque tronçon de mesure. En plaçant les jauges de contrainte dans cm évidements, on les place près de l'axe neutre vertical et de part et d'autre de celui-ci, ce qui fait que l'appareil de pesage devient donc pratiquement insensible aux forces horizontales cul agissent transversalement au rail de pesage. En outre, on peut régler le niveau de contrainte dans une large mesure en faisant varier la hauteur et la largeur de l'ame. L'ampli tude de contrainte est aussi relativement élevée et constante d-ans toute lt-ame, ce qui fait que l'emplacement des Jauges est moins déterminant au point de vue du signal de sortie. Il va de soi que les modes de réalisation représentés ne sont que des exemples et qu'on pourrait les modifier, notaranent par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. R s V E Ii P I C À T I O N S 1. Appareil servant à peser des véhicules ferroviaires, du type comprenant une fondation et au moins un tronçon de rails de pesage supporté par des capteurs de charge ou muni de capteurs de charge et conçu pour coopérer avec et supporter les roues d'un véhicule ferroviaire, ledit appareil étant caractérisé en ce que la fondation comprend une fondation en poutre supportée par des traverses ou remplaçant ellemême les traverses ou munie de moyens équivalents aux traverses et placée dans la direction longitudinale du réseau ferré, à une certaine distance au-dessous ou à côté des rails qui courent des deux côtés du tronçon de rails de pesage, ladite fondation en poutre reliant les extrémités des rails tournées vers le tronçon de rails de pesage. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fondation en poutre comprend deux poutres séparées, une pour chaque rail. 3. Appareil selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la fondation en poutre présente une section en U, l'axe étant supportée par les traverses et le rail de pesage étant disposé entre les ailes dirigées vers le haut. 4. Appareil selon la-revendication l, caractérisé en ce que le rail de pesage remplace une partie des rails et est supporté à ses extrémités par des capteurs de charge. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rail de pesage remplace une partie du rail et est supporté à ses extrémités par la fondation en poutre, et en ce que les capteurs de charge sont des jauges de contrainte disposées de manière à détecter une contrainte proportionnelle à'la charge et engendrée dans le rail de pesage. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que des capteurs de charge sont disposés de manière à capter la contrainte engendrée dans le rail de pesage par suite de forces de cisaillement pendant que la roue du véhicule passe dessus. 7. Appareil selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que le tronçon de mesure a une' section sensiblement en I. 8. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tronçon de rails comprend deux rails de pesage reliés entre eux de façon pivotante par au moins une liaison transversale. 9. appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fondation en poutre présente une rigidité à la flexion qui croît graduellement de ses extrémités vers le tronçon de pesage.