Brevet FR2590666A1 — publié le 19870529

La présente invention concerne des instruments per- mettant de mesurer la forme du profil et les dimensions stan- dards de roues ferroviaires. Ce type d'instrument est nécessaire à la fois pour le contrôle de qualité de nouvelles roues ferroviaires et pour le suivi de l'usure de la roue en fonctionnement. A cet effet, on a utilisé jusqu'à maintenant des calibres à coulisse mécaniques d'un type particulier. On connaît également des dispositifs d'enregistrement permet- tant d'obtenir un diagramme du profil de la roue ferroviaire. Le diagramme est ensuite comparé au diagramme théorique ou au profil obtenu antérieurement. L'inconvénient de ces dispositifs existants rési- de dans le manque de précision, qui peut conduire aisément à des conclusions incorrectes concernant par exemple l'usure de la roue ferroviaire. Les dispositifs connus sont en outre difficiles à utiliser en raison de leur poids élevé. Avec ce type de dispositifs de mesure, il n'est pas possible d'ob- tenir des résultats fiables lorsque par exemple pour gagner du temps, on eff des essais d'usure avec des distances de parcours relat nt courtes. La présente invention fournit un instrument de me- sure perfectionné permettant de réaliser aisément et rapide- ment une mesure précise de la forme du profil et des dimen- sions standards de la roue ferroviaire, dans les conditions présentes sur le terrain. L'application principale de l'in- vention met en oeuvre une comparaison continue des mesures du profil de la roue ferroviaire et du profil maltre, pen- dant le mesurage du profil. Conformément à la présente invention, on compare le profil de la roue ferroviaire et le profil maitre en utili- sant un instrument de mesurage comparatif fixé au moyen d'ai- mants permanents sur le côté du boudin de la roue ferroviai- re. Le profil maître est fixé au-dessus de la surface de la roue ferroviaire soumise à la mesure et des sondes de mesura- ge sont déplacées le lonc des surfaces des profils au cours du déplacement latéral, les pointes de contact balayant les surfaces de laroue ferroviaire et du profil maître. Les sondes de mesurage sont disposées sur la même verticale, les pointes de contact touchant les surfaces des profils à des distances égales par rapport aux points de référence des profils. Pendant le mesurage la sonde, qui suit le pro- fil de la roue ferroviaire, produit un signal électrique proportionnel aux écarts entre les dimensions du profil de la roue ferroviaire et du profil maître. Le signal de dif- férence peut être amplifié et enregistré à l'aide d'un enre- gistreur à bande. En réglant l'instrument au zéro pour le point le plus élevé du boudin, le signal de différence est direc- tement proportionnel à l'usure de la roue ferroviaire. Le suivi du profil de la roue ferroviaire et du pro- fil maître pendant le mesurage peut être réalisé à l'aide de moyens mécaniques, optiques, électriques, magnétiques ou pneumatiques. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale de l'instrument conforme à l'invention, fixé à la roue ferro- viaire; la figure 2 est une vue de face de l'instrument, dans la direction perpendiculaire au plan de la roue ferro- viaire. Ci-après on va présenter l'agencement et le fonc- tionnement de la forme de réalisation préférée de l'inven- tion en référence aux figures des dessins. L'instrument de mesurage est fixé à la roue ferroviaire 1, soumise à la mesure, au moyen de deux aimants permanents rontés dans la plaque de base 2 de telle sorte que les broches de guidage 3 sont en appui contre le bord extérieur et que la plaque de base soit appliquée contre la face latérale sur le côté de la roue-ferroviaire, qui est muni du boudin et qcui, con- formément aux normes, sert de surface de référence lors du dimensionnement. Etant donné que le bord extérieur de la roue ferroviaire, sur lequel les broches 3 sont en appui, ne s'use pas en cours d'utilisation, il peut également servir de diamè- tre de référence. Le corps de l'instrument 4 est fixé perpen- diculairement contre la plaque de base. Le chariot de mesure 5 est déplacé suivant la direction horizontale le long des glissières ménagées sur le corps de l'instrument, à l'aide d'un écrou placé dans le chariot et d'une broche filetée 7 entraînée en rotation par un moteur pas-à-pas 6. Ledit chariot de mesure se déplace suivant la direc- tion verticale le long des glissières verticales, sur un au- tre chariot de mesure 8. La sonde fixe 9 montée sur le cha- riot de mesure indiqué en dernier lieu suit la forme de la surface supérieure du profil maître 11, monté sur le corps de l'instrument de mesure au moyen de deux goujons 10. Par conséquent le chariot de mesure se déplace suivant la direc- tion verticale conformément auxdéplacements de la sonde du profil maître, lorsqu'elle suit la surface supérieure du profil maître 11. Dans le chariot de mesure se déplaçant suivant la direction verticale se trouvent installés un transducteur et une sonde de travail 12 supportée de façon à pouvoir glisser et comportant une pointe de contact 13 qui suit la forme du profil de la roue ferroviaire, que l'on mesure, lorsque le chariot de mesure 5 est déplacé suivant la direc- tion horizontale. Les pointes de contact des sondes de mesurage 9 et 13 sont situées sur la même verticale et sont par conséquent toujours à une distance égale de la surface de référence. Sur la base du principe de fonctionnement de la sonde de travail, les variations du signal de sortie délivré par la sonde de travail sont proportionnelles aux variations de la distance réciproque entre les pointes de contact. Lorsque la mesure est déclenchée, les pointes de mesurage sont positionnées au niveau du point le plus élevé du boudin, au moyen du déplacement du chariot de mesure 5. Le signal délivré par la sonde de travail est ré- glé à zéro en ce point. Le mesurage est réalisé en déplaçant les pointes de contact sur la distance correcte à partir du point de référence (la distance Ce mesure de 55 mm repre- sentée sur la figure 1 correspond au cercle de roulement con- formément à la norme de l'Union Internationale des Chemins de Fer). Le signal de sortie délivré par la sonde de travail est alors directement proportionnel à la différence de hau- teur entre le profil maître et le profil de la roue ferro- viaire et, par conséquent, à l'amplitude d'usure de la roue ferroviaire. La mesure peut être répétée en différents points du profil et au niveau de la circonférence de la roue ferro- viaire pour l'obtention d'un aperçu net de la distribution de l'usure dans différentes parties de la roue. L'instrument de mesure conforme à l'invention peut être utilisé pour la mesure de roues ferroviaires conformes à différentes normes, simplement par modification du profil maître pour qu'il corresponde à cette norme. La mesure et l'enregistrement des résultats peuvent être automatisés avec l'instrument de mesure conforme à la présente invention, en utilisant par exemple un micro-ordina- teur et en mémorisant les résultats des mesures effectuées dans les conditions présentes sur le terrain, dans la mémoi- re du micro-ordinateur à des fins d'analyse ultérieure. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le profil maitre 11 peut être compensé par une fonction ma- thématiqueintroduite dans la mémoire d'un micro-ordinateur. Le chariot de mesure 8 est alors déplacé suivant la di- rection verticale au moyen d'un moteur pas-à-pas actionné par un micro-ordinateur et qui fait tourner la broche file- tée, et au moyen d'un écrou monté dans le chariot de mesure d'une manière telleque la position du chariot de mesure 8 correspond à la hauteur du profil maître à la distance correspondante de la surface de référence. Avec les instruments de mesure conformes à l'in- vention, on obtient aisément une quantité importante de ré- sultats de mesure précis par exemp].e de l'usure de la roue ferroviaire. Lors de mesures effectuées, la précision de mesure était de 0,03 mm lorsque la profondeur d'usure était compri- se entre 0 et 10 mm. La rotaticnde maintenance de la roue ferroviaire peut être réaliséed'une manière beaucoup plus économique que précédemment, lorsqu'elle est exécutéesur la base de mesures effectuées avec l'instrument conforme à la présente invention. REVENDICATIONS 1. Instrument de mesurage pour la détermination de la forme précise du profil d'une roue ferroviaire (1), ca- ractérisé en ce qu' il comporte deux sondes séparées de mesurage (9,12) comportant des pointes de contact (13) des- tinées à contacter simultanément la surface du profil de la roue ferroviaire (1) et la surface d'un profil maître (11) et à produire un signal de mesure proportionnel aux varia- tions de la distance réciproque desdites pointes de contact suivant la direction verticale. 2. Appareil de mesurage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites pointes de contact (13) sont situées sur la même verticale. 3. Instrument de mesurage selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pendant la mesure,il est fixé fermement à la roue ferroviaire (1) et que les pointes de contact (13) se déplacent suivant une direction latérale par rapport au profil de la roue ferroviaire et par rapport au profil maître. 4. Instrument de mesurage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil maître (11) est compensé par une fonction mathématique introduite dans la mémoire d'un micro-ordinateur et que la position verticale du chariot de mesure (8) est commandée par ladite fonction lorsque le pro- fil de ia roue ferroviaire est contacté par les pointes de contact (13).