Brevet FR2323138A1 — publié le 19770401

Dans les systèmes de transport guidés, entièrement automatiques ou non, utilisant des véhicules dont les roues porteuses et les roues de guidage sont équipées de pneumatiques, le dégonflement de ceux-ci doit titre détecté pour pouvoir intervenir rapidement afin d'éviter d'utiliser le véhicule concerné dans des conditions évetuellement dangereuses pour les passagers et le matériel. Il est possible de faire appel à la seule observation, soit d'un agent à bord du véhicule ou à poste fixe (station par exemple). soit eventuel- lement des passagers. Nais cette méthode n'est pas efficace, car en général un dégonflement ne sera décelé que lorsqu'il conduira à un comportement anormal du véhicule, ctest-å-dire trop tard dans la plupart des cas. Pour pallier cet inconvénient, il est proposé de mettre en place, en un ou plusieurs points de passage des véhicules, un dispositif de détection du dégonflement des pneumatiques, tant des roues porteuses que des roues de guidage, totalement indépendant de la charge des véhicules. L'invention a pour objet un dispositif de détection du dégonflement des pneumatiques d'un véhicule comportant des roues porteuses qui roulent sur deux chemins de roulement et des roues de guidage qui prennent appui contre deux barres latérales, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mesurer l'effort vertical appliqué à chaque chemin de roulement, un circuit électronique qui élabore un signal représentatif de la différence des efforts verticaux dans les deux chemins, et un comparateur à seuil qui produit un signal lorsque ladite différence est supérieure au seuil et signale ainsi la présence d'un dégonflement des roues porteuses. Avantageusement, pour pouvoir localiser le ou les dégonflements, le dispositif selon l'invention comporte en outre un second circuit qui élabore un signal représentatif de la somme des efforts verticaux dans les deux chemins de roulement, un second comparateur à seuil qui produit un signal lorsque ladite somme est supérieure à ce seuil, et un registre à décalage commandé par ce signal et recevant en entrée le signal du premier comparateur à seuil. Dans un mode particulier de réalisation, un "compteur-à-deux'l interposé entre ledit registre à décalage et ledit second comparateur à seuil, commande l'avance du registre à décalage après deux signaux consécutifs dudit comparateur. Le dispositif selon l'invention peut également détecter le dégonflement des roues latérales de guidage. Pour cela, il comporte en outre des moyens pour mesurer l'effort latéral exercé sur chaque barre de guidage, un troisième circuit qui élabore un signal représentatif de la somme des efforts latéraux dans les deux barres de guidage, un troisième comparateur à seuil qui produit un signal lorsque cette somme est supérieure au seuil, et un circuit de sortie commandé à partir dudit second comparateur à seuil et qui produit un signal lorsqu'à tout signal de celui-ci ne correspond pas un signal dudit troisième comparateur à seuil, ce qui correspond au passage d'au moins une roue de guidage dégonflée. Dans un mode préféré de réalisation, ledit circuit de sortie consiste en un registre à décalage commandé par le compteur-A-deux relié audit second comparateur à seuil, et connecté en entrée à un second compteur-à-deux qui reçoit le signal dudit troisième comparateur à seuil. D'autres caractéristiques de la présente invention apparaStront dans ltexemple de réalisation donné ci-après. à titre nullement limitatif, en regard du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une section partielle de la voie dans une zone de détection, - la figure 2 représente la disposition des jauges de contrainte sur le chemin de roulement, - la figure 3 est un schéma de principe du dispositif, - la figure 4 est un diagramme de fonctionnement du dispositif. La figure 1 représente partiellement la voie sur laquelle se déplacent les véhicules. Ceux-ci comportent des roues porteuses 1 à pneumatiques, qui roulent sur un chemin 2 formé par un profilé métallique en I et des roues latérales 3 à pneumatiques, qui prennent appui contre une barre de guidage 4 fixée à intervalles réguliers à des supports 5. Un deuxième chemin et une deuxième barre de guidage sont disposés symétriquement, l'ensemble reposant sur des traverses 6 ou directement sur le sol. Dans une zone de détection de dégonflement des pneumatiques, la barre de guidage 4 a une résistance à la flexion dans le plan horizontal moindre que dans les autres zones et le support 5 est en forme de tripode. Deux jauges de contraintes 7 et 8 placées sur deux des trois jambages du support 5 permettent de mesurer l'effort latéral exercé par la roue 3 contre la barre 4. De même, quatre jauges de contraintes 9, 10, 11 et 12 sont placées sur l'2me du chemin de roulement 2, de manière à mesurer ltefort vertical exercé par la roue porteuse 1 qui se trouve dans cette zone. La disposition des jauges, connue de l'homme du métier, est donnée par la figure 2. Les jauges 9 et Il d'une part, 10 et 12 d'autre part, inclinées à 45 sur l'axe neutre, mesurent les déformations principales suivant ces directions, donc les contraintes de cisaillement dans les deux sections transversales correspondantes.Ainsi, la mesure différentielle, réalisée par le montage en pont de ces jauges, permet de déterminer la valeur de l'effort vertical qui est égal à la différence des efforts tranchants dans les deux sections transversales. une une voie, les zones de mesure des deux chemins de roulement sont en regard, ainsi que celles des barres de guidage. La position relative de ces zones est déterminée par la disposition des roues porteuses et des roues de guidage, et par le principe de détection du dégonflement des roues de guidage comme il est expliqué par la suite. La figure 3 donne le schEaa de principe du dispositif. Tout d'abord, il faut noter qu'il est admis et confirmé par l'expérience que la probabilité pour que deux roues porteuses en regard siettdégonflées identique- ment est nulle. Les efforts verticaux exercés sur chaque chemin de roulement sont mesurés simultanément au moyen de ponts de jauges de contraintes 13 et 14, montés conne indiqué à la figure 2, dont les signaux de sortie sont envoyés à deux amplificaterrs opérationnels 15 et 16. Le signal de sortie de chacun d'eux représentatif de la valeur de l'effort vertical exercé par chaque roue porteuse, est appliqué à un autre amplificateur opérationnel 17 qui en effectue la différence.Celle-ci est soit nulle ou voisine de zéro, ce qui signifie que les deux roues sont bien gonflées ou qu'il n'y a pas de roue dans la zone de détection, soit nettement différente de zéro, ce qui signifie qu'une des roues porteuses est dégonflée, la valeur de cette différence étant d'autant plus grande que l'écart de pression dans les pneumatiques est plus grand. Ainsi, pour détecteur un dégonflement, on compare la valeur de cette différence à un seuil SI. Pour cela, le signal de sortie de l'amplificateur 17 est envoyé à un comparateur à seuil 18, réglé à cette valeur Sf. Celui-ci produit un signal de sortie lorsque la valeur de la différence est supérieure à SI. Ce signal commande soit une alarme, soit tout autre circuit. En outre, il est très intéressant de localiser le degonflement détecté lorsque plusieurs véhicules, attelés ou non, circulent sur la mtme voie. Pour cela, le dispositif signale le passage de chaque paire de roues porteuses dans la zone de détection. On utilise le fait que la sonne des efforts verticaux de deux roues en regard n'est jamais nulle ; mie si l'une d'elles est dégonflée, cette somme est toujours supérieure à la valeur de l'effort normalement exercé par une seule roue. Ainsi, un amplificateur opérationnel 19 effectue la somme des signaux de sortie des amplificateurs 15 et 16. Cette somme est comparée à un seuil S2 au moyen d'un second comparateur à seuil 20 dont le signal de sortie caracrise la présence de roues porteuses dans la zone de détection lorsque ladite somme est supérieure à la valeur S2. Ce signal commande l'avance d'un registre à décalage 21 qui stocke les signaux issus du comparateur 18. Ces signaux sont maintenus, pendant un temps suffisant pour le chargement du registre 21, au moyen d'une mémoire 22 remise à zéro par un retardateur 23. Il est alors possible, par dépouillement des informations contenues dans le registre à décalage 21 après le passage d'un train de véhicules, de savoir s'il y a eu dégonflement et quelle paire de roues porteuses est concernée. En fait, qu'il s'agisse d'un bogie de véhicule ou d'un véhicule à quatre roues, un dégonflement de l'une des roues modifie la répartition des charges sur les quatre roues et fait apparaître une grande différence d'efforts verticaux au niveau de la paire de roues correctement gonflées. Ainsi la détection et la localisation n'ont de sens que ramenées au bogie ou au véhicule à quatre roues. Pour cette raison, un compteur-à-deux 24, place à la sortie du comparateur à seuil 20, ne transmet qu'un signal sur deux de celui-ci ; ce qui permet la détection de groupes de deux paires de roues porteuses, correspondant à un bogie ou à un véhicule à quatre roues. La détection des dégonflements des roues de guidage est plus difficile que celle des roues porteuses. En effet, l'effort exercé par une roue de guidage sur une barre latérale n'est pas représentatif de la pression de gonflage du fait de la possibilité d'avoir des déplacements latéraux des bogies ou des véhicules. Ainsi, lorsqu'une roue de guidage est entièrement dégonflée, l'effort exercé par la roue symétrique est pratiquement nul. En conséquence, il serait impossible de distinguer une absence de roue de guidage d'un dégonflement complet. Par contre, la somme des deux efforts latéraux est, dans une limite suffisante, indépendante des mouvements latéraux du bogie ou du véhicule, et donc représentative de la présence d'une paire de roues de guidage correctement gonflées.C'est pourquoi la présence des roues de guidage se déduit dans tous les cas de la présence des roues porteuses en utilisant le fait que, dans les systèmes de transport guidés, le rapport entre le nombre de roues de guidage et le nombre de roues porteuses est constant gFntraletent égal à un, et que la position relative des roues porteuses et de guidage d'un mtme bogie ou véhicule est connue. Par exemple, dans le cas le plus général, il y a deux paires de roues porteuses et deux paires de roues de guidage1 et l'empattement de ces dernières est plus grand que celui des premières. Un décalage entre la portion de chemin de roulement 2 où sont placées les jauges de contraintes 9 à 12 et le support 5 auquel est fixée la barre latérale 4 amincie, permet de lier la présence des roues de guidage à celle des roues porteuses. Sa valeur est telle que la paire arrière de roues de guidage d'un bogie ou véhicule franchisse sa zone de détection avant que la paire arrière de roues porteuses n'ait franchi la sienne. Les jauges de contraintes 7 et 8 (figure 1) d'un support 5 et celles du support symétrique sont connectées de manière à constituer un pont 30 dont le signal de sortie, repris par un amplificateur opérationnel 31, est représentatif de la somme des efforts latéraux exercés par deux roues de guidage 3 symétriques sur les barres latérales 4. Un comparateur à seuil 32 produit un signal lorsque celui fournit par l'amplificateur 31 est supérieur à une valeur S3 correspondant à la présence de roues de guidage correctement gonflées.Un circuit logique 33 permet de s'-assurer que chaque signal de sortie du comparateur à seuil 20, représentant le passage d'une paire de roues porteuses, est précédé d'un signal de sortie du comparateur à seuil 32, repri- sentant le passage d'une paire de roues de guidage correctement gonflées. Sinon, on est en présence d1un dégonflement ainsi détecté. En pratique, du fait que la localisation du dégonflement des roues porteuses est ramenée à un groupe de deux paires de roues, il en est de même pour les roues de guidage. Pour cela, le circuit logique 33 comporte un compteur-à-deux 34 qui transmet un signal sur deux du comparateur 32 et qui est remis à zéro par le signal de sortie du compteur-à-deux 24, éventuellement différé par le retardateur 23. En outre, le compteur-à-deux 34 fournit un signal inversé afin que la présence dlun signal de sortie corresponde à 11 absence de détection de deux paires de roues de guidage conjointement à celle de deux paires de roues porteuses, ctest-à-dire à un dégonflement.Ce signal de sortie est envoyé dans un registre à décalage 35, analogue au précédent 21, et commandé de la Eme manière par le signal de sortie du compteur-à-deux 24. Ce registre permet de positionner le dégonflement constaté, dans une suite de bogies ou de véhicules. Le contenu des registres 21 et 34 peut ensuite Xetre envoyé de manière connue à tout autre organe de traitement : dispositif d'alarme, affichage, etc. Le fonctionnement décrit ci-dessus peut s'illustrer par le diagramme de la figure 4 représentant l'état des signaux de sortie de quelques circuits dont les numéros de référence sont rappelés. Le signal 20 (signal de sortie du comparateur 20) présente systématiquement deux impulsions successives correspondant au passage des deux paires de roues porteuses gonflées ou dégonflées d'un mtme bogie ou véhicule. Le signal 18 comporte une impulsion lorsqu'il y a dégonflement d'une roue porteuse. Lorsque celui-ci concerne une paire de roues avant, le signal 22 (mémoire), tracé en pointillé, permet de maintenir l'état excité jusqu'a l'apparition de la deuxième impulsion du signal 20 qui déclenche la prise en compte de l'information.Lorsqu'il n'y a pas de dégonflement des roues de guidage1 le signal 32 comporte deux impulsions successives qui apparaissent avant la deuxième impulsion du signal 20 et une seule ou pas du tout lorsqu'une roue de guidage est dégonflée. Ainsi, le signal 34 qui est normalement à l'état "un" prend l'état "zéro" après le passage de deux impulsions 32 successives et reste à l'état "un" s'il n'y en a qu'une ou pas. Au passage de chaque deuxième impulsion 20, l'état du signal 34 est pris en compte ; il y a dégonflement ;'il est à l'état "un". Le dispositif décrit ci-dessus est applicable à tout système de transport comportant des roues porteuses bijou des roues de guidage à pneumatiques. En général, la détection sera efectuée tant pour les roues porteuses que pour celles de guidage, comme il vient d'tre décrit ; mais il est également possible de dissocier les deux fonctions et de ne détecter le dgonfle- ment que des unes ou des autres. L'utilisation des registres à décalage est particulièrement intéressante dans le cas de véhicules circulant en rames. A titre d'exemple, pour des rames composées de cinq voitures à deux bogies chacune, les registres à décalage seront à dix positions : une par bogie. De nombreuses modifications de détail peuvent autre apportées au dispositif décrit à titre illustratif, sans pour autant sortir du cadre de cette invention. Par exemple les registres à décalage peuvent être remplacés par des circuits logiques "ET" qui donnent alors une information fugitive et commandent directement une signalisation qui immobilise le véhicule concerné ou le dirige sur une voie déviée. Le domaine d'application de la présente invention est très vaste. Il comprend en particulier les métropolitains sur pneumatiques et les systèmes à véhicules programmEss REVENDICATIONS 7) Dispositif de détection du dégonflement des pneumatiques d'un véhicule comportant des roues porteuses qui roulent sur deux chemins de roulement et des roues de guidage qui prennent appui contre deux barres latérales, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mesurer l'effort vertical appliqué à chaque chemin de roulement, un circuit qui élabore un signal représentatif de la différence des efforts verticaux dans les deux chemins, et un comparateur à seuil qui produit un signal lorsque ladite différence est supérieure au seuil et signale ainsi la présence d'un dégonflement des roues porteuses. 2) Dispositif de détection de dégonflement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un second circuit qui élabore un signal représentatif de la somme des efforts verticaux dans les deux chemins de roulement, un second comparateur à seuil qui produit un signal lorsque ladite somme est supérieure à ce seuil, et un registre à décalage commandé par ce signal et recevant en entrée le signal du premier comparateur à seuil. 3) Dispositif de détection de dégonflement selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un compteur-à-deux interposé entre ledit registre à décalage et ledit second comparateur à seuil, commande l'avance du registre à décalage après deux signaux consécutifs dudit comparateur. 4) Dispositif de détection de dégonflement selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens pour mesurer l'effort latéral exercé sur chaque barre de guidage, un troisième circuit qui élabore un signal représentatif de la somme des efforts latéraux dans les deux barres de guidage, un troisième comparateur à seuil qui produit un signal lorsque cette somme est supérieure au seuil, et un circuit de sortie commandé i partir dudit second comparateur à seuil et qui produit un signal lorsqu'à tout signal de celui-ci ne correspond pas un signal dudit troisième comparateur à seuil. 5) Dispositif de détection de dégonflement selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit circuit de sortie consiste en un registre à décalage commande par le compteur-à-deux relié audit second comparateur à seuil, et connecté en entrez à un second compteur-à-deux qui reçoit le signal dudit troisième comparateur à seuil.