Brevet FR2556678A1 — publié le 19850621

Procédé et dispositif de franchissement automatique des lacunes d'appareils de voie de chemin de fer par un appareil en contact avec la surface de roule- ment des rails et relié à un véhicule ferroviaire en mouvement. L'invention concerne essentiellement la maintenance des rails de chemin de fer. Dans le cadre de la maintenance des rails de chemin de fer il est fré- quent d'avoir à déplacer des appareils en contact avec la surface de roule- ment des rails et reliés à un véhicule ferroviaire en mouvement. C'est le cas par exemple des opérations de mesure de la géométrie de la table de roule- ment, de contrôle de la santé métallurgique des rails, ou de reprofilage de la table de roulement des rails. Pour assurer le positionnement correct de ces appareils de contact lors de leur déplacement le long des rails il convient de leur adjoindre un dispo- sitif de guidage vertical et transversal par rapport au champignon du rail qui, en voie courante, est la partie du profil du rail la plus apte à réali- ser cette fonction. Or les files e rails présentent des points singuliers, et en particu- lier des lacunes, ou solutions de continuité, de longueur assez importante en regard de celles de ces appareils, par exemple dans les coeurs d'appareils de voie, et dont il convient de tenir compte dans la conception des dispositifs de guidage. Le guidage transversal est assure, dans les réalisations actuelles, par une pièce solidaire de ces appareils de contact prenant appui, en voie couran- te, sur la face latérale interne du champignon des rails, et au passage des lacunes d'appareils de voie sur le contre-rail de la file de rails opposée. Le guidage vertical est assuré, dans les réalisations actuelles, an voie courante par l'appui vertical même de ces appareils de contact sur la table de roulement des rails, et, au passage des lacunes d'appareils de voie, par l'appui d'une pièce solidaire de ces appareils de contact et dont, dans cer- taines réalisations la longueur, et dans d'autres la largeur, est-étudiée pour que cette pièce puisse prendre appui, soit sur la pointe de coeur, soit sur la patte de lièvre adjacente à la lacune de l'appareil de voie. Ces dispositifs de guidage vertical présentent l'inconvénient d'en- trainer des chocs néfastes au passage des lacunes, chocs qui deviennent inadmissibles avec l'augmentation des vitesses des véhicules. On trouve également quelques réalisations dans lesquelles un observa- teur, placé à l'avant du véhicule, commande manuellement une montée puis une descente de ces appareils de contact au franchissement des lacunes d'appa- reils de voie. Ce dernier procédé est évidemment contraignant, faillible et imprécis. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients qui précèdent et d'assurer l'exécution automatique de toutes les manoeuvres nécessaires par des moyens supportant sans dommage les grandes vitesses. Le procédé selon l'invention consiste: a) à détecter la présence d'une lacune d'appareil de voie par des cap- teurs de proximité sans-contact avec le rail et portés par le véhicule, à une certaine distance en avant de l'appareil de contact pour un sens de marche déterminé du véhicule; b) à détecter en permanence une information de l'espace parcouru par le véhicule; c) à mettre en mémoire et à décaler automatiquement, à partir de l'infor- mation d'espace parcouru par le véhicule, les informations fournies par les capteurs de proximité, le décalage correspondant à ladite distance précise séparant les capteurs de proximité de l'appareil de contact, respectivement diminuée et augmentée pour le début et la fin d'une lacune d'une distance correspondant à l'encombrement de l'appareil de contact et aux temps de montée et de descente de cet appareil; et d) à commander l'exécution automatique des mouvements de montée et de descente de l'appareil de contact par des moyens mécaniques appropriés. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention utili- se de préférence pour l'opération (b) une roue codeuse entrainée en rotation à une vitesse égale ou proportionnelle à celle des roues du véhicule, et pour l'opération (c) un registre à décalage de type numérique, avec les transforma- tions analogique/numérique et numérique/analogique nécessaires en amont et en aval. Le dispositif utilise de préférence deux capteurs de proximité situés l'un derrière l'autre, à une distance suffisante et actionnant le dispositif par l'intermédiaire d'une porte logique, pour ne pas être influencé par des lacunes de faible dimension longitudinale telles que des joints de rails. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue de dessus d'une file de rails au voisinage d'une lacune d'appareils de voie; la figure 2 est une vue en élévation d'un exemple de véhicule ferro- viaire équipé du dispositif selon l'invention; la figure 3 représente un détail à plus grande échelle de la partie inférieure droite de la figure 2; la figure 4 est une vue en bout de la figure 3; et la figure 5 est le schéma d'ensemble du dispositif. Sur la figure 1 on voit les deux files de rails de voie courante 1 séparées par une lacune 2 et une pointe de coeur 3. Le véhicule ferroviaire 4 représenté sur la figure 2, est destiné à se déplacer dans le sens représenté par la flèche 5 et comporte d'une manière classique un appareil de contact 6 destiné à se déplacer en restant en con- tact avec la surface de roulement 7 des rails 8, et qui doit par conséquent être soulevé pour franchir des lacunes d'appareils de voie telles que 2 sur la figure 1. Conformément à l'invention, le véhicule 4, et plus précisément son bogie avant 9, comporte un support 10 se prolongeant vers l'avant dans le sens 5 et portant des capteurs de proximité 11. Comme on le voit sur les détails des figures 3 et 4, ces capteurs de proximité 11 ne sont pas en contact avec le rail 8 et se déplacent au-dessus et à faible distance de la table de roule- ment 7. Ces capteurs de proximité 11 sans contact peuvent être de n'importe quel type, selfique, capacitif ou à barrière de réflexion, pourvu que les signaux analogiques qu'ils délivrent à leur sortie 12 en présence de rails de voie courante 1 ou de coeurs 3 d'appareils de voie soient nettement différents de ceux qu'ils fournissent en présence d'une lacune 2. En outre ils sont de préférence au nombre de deux, situés l'un derrière l'autre, pour permettre la différenciation entre les véritables lacunes et les joints de rails a grande ouverture, comme on va le voir dans ce qui suit. Les signaux analogiques fournis en 12 par les capteurs 11 sont traités par un dispositif détecteur ou convertisseur analogique/numérique 13 double de manière à fournir des signaux numériques à l'état haut ou à l'état bas sur les deux sorties 14 correspondant aux deux entrées 12, les signaux hauts S correspondant à la détection d'une lacune, c'est-à-dire à l'absence de détec- tion de métal par le capteur 11 correspondant. Les deux lignes 14 sont réunies aux deux entrées d'une porte ET 15 dont la sortie 16 fournit un signal numérique à l'état haut lors de la détection d'une véritable lacune. En effet, les deux signaux analogiques 12, et par conséquent les signaux numériques 14 correspondants, se trouvent décalés dans le temps d'une valeur correspondant à la distance entre les deux capteurs 11, et ils ont eux-même une durée correspondant à la dimension de la lacune 2. Si donc une véritable lacune se présente, avec une dimension nettement plus importante que la distance entre les capteurs 11, le premier signal établi ne i cesse que bien après l'établissement du second, de sorte que la fonction ET produit une impulsion d'une durée déterminée. Au contraire au passage des joints de rails à grande ouverture, celle-ci étant inférieure à la distance entre les capteurs 11, le premier signal établi se trouve interrompu avant que commence le second, de sorte que la fonction ET ne produit aucune impul- sion. Le dispositif se complète par une roue codeuse 17 solidaire en rotation d'une roue de référence du véhicule 4, ou tout dispositif équivalent qui matérialise la vitesse de ce véhicule par une série d'impulsions représentant chacune une certaine distance parcourue. Ces impulsions commandent par 18 la séquence d'isolement et de décalage d'un registre à décalage 19 recevant le signal numérique 16. Ainsi, au rythme de ces impulsions, le registre à déca- lage 19 découpe le signal 16 en signaux binaires successifs qui cheminent sur un certain nombre de pas, et finissent par aboutir à la sortie 20 du registre à décalage, toujours sous forme numérique mais décalés dans le temps d'une quantité correspondant au nombre déterminé de pas de décalage, c'est-à-dire par conséquent à une distance déterminée parcourue par le véhicule 4. Naturel- lement ce nombre est déterminé de manière à correspondre à la distance mesu- rée sur le véhicule entre les capteurs 11 et l'appareil de contact 6. En réalité le registre à décalage comporte deux sorties 20 correspondant à deux nombres de pas différents définis par le nombre précédent, respectivement majoré et minoré d'une certaine quantité tenant compte d'une part de l'encom- brement en longueur de l'appareil de contact 6 et d'autre part des temps nécessaires à la montée et à la descente de cet appareil. La première sortie est prise en compte lors de la montée et la seconde lors de la descente pour assurer la sécurité nécessaire. Ces signaux de sortie 20 sont transformés à leur tour par un conver- tisseur numérique/analogique 21 en un signal analogique, amplifié par un amplificateur 22, et qui alimente un dispositif 23 de commande électrique de montée et de descente de l'appareil 6. Le dispositif 23 peut par exemple 9tre une électrovanne qui alimente par 24 des vérins à air comprimé 25 dans le sens de la montée ou dans celui de la descente. On pourrait naturellement utiliser n'importe quel autre type d'effecteurs, par exemple électriques ou hydrauliques en adaptant le dispositif de commande 23 en conséquence. L'installation selon l'invention est ainsi relativement simple et per- met, grace à sa commande intermédiaire numérique et au registre à décalage, d'assurer un fonctionnement précis, indéréglable et indépendant de la vitesse de circulation du véhicule, puisque le décalage est opéré en fonction directe de la distance parcourue. REVENDICATIONS 1. Procédé de franchissement automatique des lacunes (2) d'appareils de voie de chemin de fer par un appareil (6) en contact avec la surface de roulement des rails (8) et porté par un véhicule ferroviaire (4) en mouve- ment, caractérisé par le fait a) que l'on détecte la présence-des lacunes par au moins un capteur de proximité (11) sans contact porté également par le véhicule (4) juste au- dessus de la table de roulement (7) des rails (8) et à une certaine distance en avant de l'appareil de contact (6) en fonction d'un sens d'avancement (5) déterminé; b) que l'on engendre un signal représentatif de la distance parcourue par le véhicule par un moyen (17) approprié; c) que l'on décale l'information de détection de lacunes provenant du ou des capteurs (11) d'une quantité correspondant à l'information de distance parcourue, en fonction de ladite certaine distance entre les capteurs (11) et l'appareil de contact (6), respectivement minorée et majorée d'une certaine quantité pour la montée et la descente de l'appareil de contact (6); et d) que l'on commande des effecteurs (25) d'élévation et d'abaissement de l'appareil de contact (6) en fonction de l'information ainsi décalée. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un convertisseur (13) pour trans- former l'information provenant du ou des capteurs (11) en signal numérique (14), un dispositif approprié (17) fournissant l'information de distance parcourue sous la forme d'une série d'impulsions représentatives de la dis- tance parcourue, un registre à décalage (19) opérant le décalage des informa- tions en découpant et décalant du nombre voulu de pas l'information numérique (14) du ou des capteurs (11) au rythme desdites impulsions (18) représentati- ves de la distance parcourue, et un autre convertisseur (21) retransformant l'information numérique finale en information analogique pour actionner les effecteurs (25). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte deux capteurs (11) situés l'un derrière l'autre à une distance déterminée, et que les signaux numériques (14) correspondant à ces deux capteurs (11) sont connectés aux entrées d'une porte logique ET (15) dont la sortie (16) fournit le signal de présence de lacune au registre de décalage (19), ladite distance étant déterminée pour que l'ensemble du dispositif ne détecte pas les joints de rails à grande ouverture, mais seulement les lacu- nes d'une importance suffisante pour nécessiter la levée de l'appareil de contact (6). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif engendrant les impulsions (18) représentatives de la distance parcourue est constitué par une roue codeuse (17) dont la vitesse est direc- tement égale ou proportionnelle à la vitesse des roues du véhicle et qui coopère avec un capteur approprié. 5. Dispositif selon une des revendictions 2 à 4, caractérisé par le fait que les effecteurs (25) commandant le soulèvement et l'abaissement de l'appa- reil de contact (6) sont constitués par des vérins à air comprimé.