Brevet FR2312402A1 — publié le 19761224

L'invention concerne un dispositif automatique de surveillance et de contrôle de la stabilité des éléments d'une rame circulant à vitesse élevée. Avec l'accroissement continuel de la vitesse des trains, des problèmes de plus en plus aigus se posent en ce qui concerne la stabilité des différents é1é- ments constituant une rame ferroviaire et,notamment, en ce qui concerne la stabilité transversale des bogies0 Â grande vitesse, en effet, des jeux anormaux entre le bogie et la voie, ou entre les différentes pièces du bogie, jeux pouvant résulter de dé fectuosités ou d'une usure, sont susceptibles d'engendrer des mouvements de lacet, qui sont préjudiciables au confort des voyageurs et peuvent même compromettre la bonne tenue de la rame sur ses rails. Différents dispositifs ont déjà été proposés pour améliorer la stabilité des bogies. Certains de ces dispositifs sont uniquement de nature mécanique. Leur inconvénient est qu'il est difficile d'en obtenir un effet correcteur parfaitement adapté, dans toute l'étendue de la gamme, aux perturbations à corriger. En outre, ces dispositifs ne permettent pas de conserver en mémoire des indications sur les différentes instabilités qui se sont manifestées sur 1 'élément de rame et d'en tirer des conclusions pour la correction de ces instabilités0 Il a également été proposé des dispositifs électriques ou électro-mécaniques, mais ici également, les indications fournies par ces dispositifs sont géné- ralement insuffisantes pour permettre la correction des inetabilités. L'objet de l'invention est en conséquence de créer un dispositif automatique permettant de détecter instantanément une inntabilité apparaissant sur l'un des bogies d d'une rame ferroviaire et d'en mesurer l'amplitude, afin de déclencher les actions suivantes - alerte immédiate au conducteur de la rame, - correction automatique (éventuelle) de l'instabilité, mémorisation pour chaque élément de rame concerné, par exemple pour chaque bogie, des instabilités qui se sont manifestées et de leurs caractéristiques. A cet effet, l'invention con cerne un dispositif automatique de surveillance et de contrôle de la stabilité des éléments d'une rame circulant à vitesse élevée, notamment pour la surveillance et le contrôle de la stabilité transversale des bogies d'une telle rame, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque bogie,un capteur de signaux, un coffret électronique d'alimentation et de traitement, un totalisateur d'instabilités et un dispositif de visualisation à mémoire, ainsi que, pour l'ensemble de la rame et dans chaque cabine de conduite de celle-ci, un dispositif d'alerte, de contrôle et de test. En outre, par l'intermédiaire du coffret électronique, le signal issu du capteur est sélectionné de façon ajustable en amplitude et en fréquence, de manière que seuls les signaux présentant des valeurs d'amplitude et de fréquence caractéristiques d'une instabilité du bogie agissent sur les dispositifs de totalisation,de visuali- sation, d'alerte et de contrôle, et éventuellement de commande des amortisseurs anti-lacet. D'autres particularités de l'invention seront mises en évidence dans la description qui va suivre et qui se réfère à un exemple de réalisation représenté sur les dessins ci-joints, dans lesquels - la figure i représente, de façon schématique ,une rame ferroviaire équipée du dispositif selon l'invention - la figure 2 est un schéma par blocs de l'ensemble du dispositif selon l'invention 5 - les figures 3a, 3b et 3c montrent respectivement en coupes transversale et longitudinale par rapport à la voie, et en vue en plan, le montage du capteur dans la traverse du bogie - la figure 4 est le schéma par blocs de l'ensemble de détection - la figure 5 est le schéma électrique d'une voie de détection. Le dispositif automatique de surveillance et de contrôle de la stabilité selon l'invention comporte essentiellement, pour chaque bogie,(figure 1),1'en semble suivant - un capteur - un coffret Qlectronique 2 muni éventuellement d'un to talisateur 3 - un dispositif 4 de visualisation à mémoire. Cet ensemble est alimenté en énergie électrique par une batterie 8 montée sur chaque voiture et qui peut avantageusement hêtre celle qui doit,de toute façon, Otre prévue pour 1 'éclairage de la voiture et d'autres services. Les différents ensembles i, 2, 3, 4 correspondants aux différents bogies sont reliés, d'une part entre eux, d'autre part à un coffret d'alerte et de test 5, disposé dans chaque cabine de conduite de la rame, par une ligne de train 6. Le capteur 1 peut avantageusement être constitué par un accéléromètre asservi, à électronique incorporée, dont les caractéristiques propres sont adaptées à cette utilisation particulière. Un tel capteur est monté (figures 3a, 3b, 3c) dans le plan transversal médian de chacun des bogies, à l'intérieur d'un boftier double, étanche, facile à mettre en place et qui le protège des nuisances ennironnan- tes. I1 est fixé sur le bogie par l'intermédiaire d'un filtre mécanique dont la fonction de transfert n(influence pas le capteur dans la bande de fréquences 0-10 Hz. Le coffret électronique 2 assure les fonctions suivantes : a) à partir d'une source d'énergie disponible sur la voiture ou la motrice (batterie 8), engendrer les tensions nécessaires au fonctionnement de l'ensemble du dispositif ; b) extraire du signal issu du capteur les informations représentatives d'un mouvement de grande amplitude ; c) actionner les dispositifs de visualisation locale, c' est-à-dire le totalisateur 3 et le dispositif de visualisation à mémoire 4, ainsi que, par l'intermê- diaire de la ligne de train 6, les dispositifs d'alerte placés dans le coffret 5 à l'intérieur de la cabine de conduite t d) permettre les tests et contrôle sur l'ensemble 1, 2, 5, 4 ;; e) commander éventuellement des amortisseurs anti-lacet réglables 7, à commande électrique, afin de stabiliser le bogie qui présente un mouvement de grande amplitude. Le coffret électronique 2 est représenté plus en détail sur les figures 4 et 5. Il comporte un dispositif d'alimentation et de régulation 9, dont l'entrée est reliée à la batterie 8 et dont la sortie est reliée, d'une part,au dispositif de commande 11 des amortisseurs anti-lacet, d'autre part,au sous-ensemble de traitement 10. Le dispositif 9 fournit ainsi au sous-ensemble 10 et au dispositif 11 une tension régulée. L'entrée du sous-ensemble de traitement 10 est reliée au capteur 1. Le signal ainsi recueilli à partir du capteur 1 traverse successivement : - un filtre passe-haut 12 qui élimine les fréquences in férieures à 1Hz. - un filtre passe-bas 13 qui élimine les fréquences su périeures à 10Hz. - un amplificateur 14 réglable. - un circuit 15 à constante de temps réglable. - un comparateur 16 à valeur de seuil réglable. Cette succession de composants opère une sélection en fréquence et en amplitude des signaux en provenance du capteur, cette sélection pouvant Outre ajustée par le réglage des composants 14, 15 et 16, de façon à correspondre aux valeurs de fréquence et d'amplitude caractéristiques d'une instabilité. Ainsi seuls les signaux présentant ces valeurs caractéristiques pourront atteindre et actionner le relais 17, par l'intermédiaire duquel seront mis en oeuvre le totalisateur 3 et le dispositif de visualisation à mémoire 4, ainsi qu'éventuellement le dispositif de commande 18 des amortisseurs anti-lacet 7. Chaque fois que le relais 17 est actionnés le totalisateur 3 ainsi que le dispositif mOmo- risé 4 avancent d'une unité. il est donc possible de connnttre ainsi, par simple lecture, le nombre d'instabilités enregis- trées pour un bogie déterminé depuis la précédente remise à zéro du totalisateur 3 et du dispositif 4. Les relais 17 des différente bogies sont en outre reliés en série par la ligne de train 6 au coffret d'alerte 5 placé dans la cabine de conduite, si bien que le conducteur de la rame est immédiatement averti,par un signal sonore et/ou un signal lumineux dès qu'un des bogies de la rame présente une instabilité, et peut agir en conséquence, par exemple en déclenchant un freinage d'urgence. On peut mdme envisager que le freinage d'urgence soit automatiquement déclenché par le coffret 5, si, dans ce coffret,des organes de sélection en fréquence et en amplitude, analogues à ceux des coffrets 2, mais réglés à un niveau plus élevé, ont permis de détecter une instabilité particulièrement dangereuse. Un relais de test 19 (figure 4) placé dans le coffret 5, permet de vérifier le bon fonctionnement, pour l'ensemble de la rame, des dispositifs de contrôle des instabilités et la remise à zéro des systèmes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDI CÂTI0S 10) Dispositif automatique de surveillance et de contrôle de la stabilité des éléments d'une rame circulant à vitesse élevée, notamment pour la surveillance et le contrôle de la stabilité transversale des bogies d'une telle rame, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque bogie 1un capteur de signaux (1), un coffret électronique d'alimentation et de traitement (2), un totalisateur d'insta- bilités (3) et un dispositif de visualisation à mémoire (4), ainsi que, pour l'ensemble de la rame et dans chaque cabine de conduite de celle-ci, un dispositif (5) d'alerte, de contrôle et de test. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (1) est constitué par un accéléromètre asservi à électronique incorporé, monté sur chacun des bogies. 30) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, par l'intermédiaire du coffret électronique (2), le signal issu du capteur (1) est sélectionné de façon ajustable en amplitude et en fréquence, de manière que Seuls les signaux présentant des valeurs d'amplitude et de fréquence caractéristiques d'une instabilité du bogie agissent sur les dispositifs de totalisation (3),de visualisa- tion (4), d'alerte et de contrôle (5), et éventuellement de commande des amortisseurs anti-lacet (7). 40) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le coffret électronique (2) comporte un dispositif d'alimentation et de régulation (9), un sous-ensemble de traitement (10) et un dispositif (11) de commande des amortisseurs anti-lacet (7). 50) Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le sous-ensemble de traitement (10) du coffret électronique (2) comporte un filtre passe-haut (12), un filtre passe-bas (13), un amplificateur réglable (14), un circuit à constante de temps réglable (15) et un comparateur à valeur de seuil réglable (16), ces composants étant montés en série dans l'ordre précité et étant successivement traversés par les signaux issus du capteur (1), signaux qui se trouvent ainsi sélectionnés en amplitude et en fréquence avant d'aboutir au relais (17) relié au totali sateur (3), au dispositif de visualisation (4), au dispositif de commande des amortisseurs anti-lacet (7) ainsi que, par l'intermédiaire de la ligne de train (6), au dispositif d'alerte et de contrôle (5). 60) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un relais de test (19),placé dans le dispositif (5), permet, pour l'ensemble de la rame,de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs de contrôle et la remise à zéro des systèmes. 70) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de contrôle (5) assure éventuellement le freinage d'urgence en cas d' instabilité dangereuse.