Brevet FR2635066A1 — publié le 19900209

La présente invention concerne un procédé de guidage le long d'un plan médian d'un rail de moyens d'auscultation d'un rail dudit rail ainsi qu'un dispositif de mise en oeuvre. L'auscultation des rails par les ondes ultrasonores, les flux électromagnétiques etc. se fait traditionnellement à l'aide de traducteurs tenus et orientés à la main ou guidés mécaniquement. Dans ce dernier cas, les traducteurs sont montés soit isolément dans des sabots guidés par la face intérieure du rail, par exemple à l'aide d'une canne, soit, dans le cas de véhicules d'auscultation, montés dans des chariots accrochés sous la caisse de ces véhicules qui roulent sur la voie au cours de l'auscultation et qui sont relevés pendant les parcours à vide. Ces systèmes de guidage présentent des inconvénients énumérés ci-après. Le guidage mécanique est très sensible à la géométrie du chemin de roulement, ce qui provoque des vibrations dès que la vitesse dépasse une certaine valeur. Le mouvement des chariots obéit aux lois de la cinématique des véhicules de chemin de fer, c'est-à-dire qu'ils prennent une position en diagonale dans les courbes, les traducteurs quittant alors l'axe du rail et se trouvant déportés soit vers l'intérieur soit vers l'extérieur. On comprend aisément que la qualité de l'auscultation en courbe en soit affectée défavorablement. Enfin, le chariot et les systèmes de relevage et de verrouillage en position haute représentent une masse non négligeable et sont une source des complications d'ordre mécanique et électromécanique qui peuvent survenir en cours d'utilisation. La présente invention vise à fournir un procédé et un dispositif permettant de résoudre les inconvénients ci-dessus. A cet effet, la présente invention a d'abord pour objet un procédé de guidage, le long d'un plan médian d'un rail, d'un support se déplacant dans le sens du rail et comprenant notamment des moyens d'auscultation; Selon ce procédé, on crée, entre le support et le rail, un flux électromagnétique tendant à maintenir ledit support dans le plan médian du rail, ledit support étant mobile dans une direction transversale audit plan médian du rail. Selon une mise en oeuvre particulière du procédé, ledit flux électromagnétique se boucle horizontalement dans une portion de rail. Selon une mise en oeuvre particulièrement avantageuse du procédé, ledit flux électromagnétique est un flux émis par des moyens d'auscultation magnétique d'une portion de rail. Ainsi, on utilise le même flux non seulement à des fins d'auscultation mais encore à des fins de guidage par attraction magnétique. La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de guidage. Il se distingue en comprenant des moyens magnétiques placés sur un support et générant un flux magnétique à travers vers le rail, ledit support comprenant des moyens pour coulisser transversalement audit plan médian du rail sous l'action du flux. Selon un mode de réalisation les moyens magnétiques de guidage ont leurs pâles antagonistes dirigés vers le rail en amont et en aval d'une portion de rail. le guidage s'effectuant en l'absence de tout contact mécanique direct, on a des moyens d'auscultation qui ne sont plus soumis aux vibrations évoquées précédemment. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux lesdits moyens magnétiques de guidage font partie intégrante des moyens d'auscultation magnétique dont les capteurs de mesure sont disposés en regard de ladite portion de rail traversé par ledit flux électromagnétique. Ainsi, ces moyens de guidage ont l'avantage de mettre à profit la présence des moyens d'auscultation magnétique constitués d'une part de moyens émettant un flux dans une portion longitudinale du rail, d'autre part de capteur de mesure disposés en regard de ladite portion. Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens électromagn6tiques sont dotés de moyens de limitation d'entrefer afin d'améliorer de manière sensible le guidage autonome des moyens d'auscultation. Le dispositif comprend en outre des moyens de contrôle du déplacement du chariot hors de la position de guidage. En effet, dans certains endroits du rail notamment les files hautes de courbe, il est nécessaire d'écarter ou de rapprocher les différents capteurs de mesure de la position de guidage. Pour cela, il convient de disposer des moyens de positionnement supplémentaires capables d'agir contre les forces d'attraction des moyens magnétiques. Du fait du choix d'un principe de guidage magnétique de l'invention, il ne se pose pas d'obstacle mécanique empêchant le support d'être déplacé de ladite position de guidage par le biais de tout autre moyen de déplacement connus. Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de contrôle comprennent des moyens de détection de la position transversale par rapport au rail d'un support d'auscultation et des moyens de déplacement du sabot dans une direction transversale au plan vertical médian du rail. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus en détail dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente un dispositif de positionnement de sabot d'auscultation du champignon de rail de chemin de fer conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de l'invention selon B-B. A la figure 1, on voit que l'invention comprend un support d'auscultation (19) de type classique constitué par une armature en métal léger formant cuvette (21) dont le fond est constitué par une membrane en matière plastique (22) sur laquelle sont disposés des traducteurs ultrasoniques (23) maintenus en place par des ressorts à boudin (25) ainsi que, le cas échéant d'autres types de traducteurs faisant appel, pour la détection des défauts des rails à d'autres principes physiques (bobines magnétiques, bobines à courant de Foucault, émetteurs de rayonnement divers...). Ce support peut être monté soit à l'extrémité d'un bras permettant de se déplacer librement sur le rail, soit à l'aide d'une poutre (13) accrochée à des points fixes d'un véhicule (boites d'essieux par exemple). Le support est accroché à ces poutres via un chariot, lequel comprend un alésage (8) et des billes de roulement (9) pour coulisser dans des glissières (10) perpendiculaires au plan de symétrie du rail. Le support possède ainsi un degré de liberté qui lui permet de se positionner à tout instant par rapport au plan médian du rail. Le support possède traditionnellement des moyens pour maintenir une pression élastique contre la surface de roulement du rail. Il s'agit de deux bras guides (15) verticaux situés à lavant et à l'arrière du support, équipés de ressort comprimés (17) qui ont tendance à repousser le support vers le bas. I1 possède également deux vérins hydrauliques verticaux (11) dont les tiges (20) sont fixés au support à lavant et à l'arrière avec des attaches (18). Aussi bien les bras guides que les vérins ci-dessus sont fixés par leur partie supérieure au chariot. Le chariot est lié par des éléments démontables, bras (2), tige (3), vis (4), à des moyens pneumatiques, vérin à membrane (1). A chaque extrémité d'un tel support se trouve une bobine d'induction (12, 14) fixée à une poutre métallique (5), elle même solidaire du support. Ces deux bobines créent dans le rail un champ magnétique qui est refermé sur lui même. L'une des bobines présente un pôle (6) en regard du rail dont la polarité est opposée à celle du pôle (7) de l'autre bobine. Bien entendu, il est possible, en principe, d'utiliser une seule bobine dont les pôles seraient disposés de la même manière que précédemment. De même, selon un mode de réalisation particulier dans lequel on ne procède pas à des mesures magnétiques des défauts du rail, on peut utiliser une seule bobine créant un flux magnétique vers le rail. Les bobines sont dotées à leur partie inférieure de systèmes magnétiques (24, 26) élastiques (brosses, ferrites par exemple) afin de réduire la réluctance des entrefers railbobine dans le but d'améliorer notablement le guidage sur le plan médian du rail. Selon un exemple de réalisation, les bobines peuvent comprendre, au moins d'un côté du rail une brosse métallique pour le premier pôle (24) et une autre brosse métallique (26), au moins de l'autre côté du rail pour l'autre pôle, affleurant le rail de manière à diminuer l'entrefer. L'alimentation de ces bobines par un courant continu crée une force électromagnétique qui centre automatiquement ce support dans le plan médian du rail. Les bobines électromagnétiques ont pour fonction, non seulement d'autocentrer le support dans le plan médian du rail du fait d'une composante des forces magnétiques d'attraction résultant du flux, mais aussi de contribuer à la détection de défauts tels que des soudures, des anomalies comme des rails cassés, des jointures... Le dispositif de guidage comprend en outre des moyens de contrôle du déplacement du chariot hors de la position de guidage. Ils sont constitués par des moyens de détection de la position transversale par rapport au rail d'un support d'auscultation et des moyens de déplacement du support dans une direction transversale au plan vertical médian du rail. Les moyens de détection peuvent être réalisés par un capteur de position installé sur le support d'auscultation (non représenté) qui indique l'amplitude du déplacement communiqué au support par le vérin; ce capteur peut être par exemple constitué de plusieurs capteurs de type inductif. Différents types de capteurs plus précis peuvent également convenir. Quant au moyens de déplacement, ils sont réalisés par le vérin (1) décrit précédemment. Le dispositif fonctionne de la maniere indiquée ciaprès. Pour avoir le support guidé le long du plan médian du rail selon une position autocentrée, l'axe du support et celui des bobines se trouvent de préférence dans un même plan vertical. L'alimentation d'une seule bobine crée un flux magnétique qui suffit à maintenir le support dans une position autocentrée sur le plan médian du rail dans la mesure où le support est mobile transversalement à ce plan. Dans le cas ou l'on procède à une détection magnétique des défauts par des capteurs situés en regard du chemin de roulement du rail, il est nécessaire de créer de manière traditionnelle, entre les deux pôles, une boucle de flux magnétique qui se confine horizontalement dans la portion de rail qu'il traverse. Ce flux magnétique est, selon l'invention, mis à profit avantageusement pour guider le support dans une position autocentrée. Outre cette fonction d'autocentrage des moyens d'auscultation, le dispositif permet de déplacer ces moyens hors de la position autocentrée en exerçant une force contraire aux forces de rappel magnétique par l'intermédiaire du vérin pneumatique (1). Dans les courbes notamment, il est possible d'influer sur la position du support par l'intermédiaire du vérin pneumatique de manière à compenser les forces d'inertie et avoir ainsi une mesure plus fiable. REVENDICATIONS 1. Procédé de guidage, le long d'un plan médian d'un rail, d'un support se déplacant dans le sens du rail et comprenant notamment des moyens d'auscultation caractérisé en ce qu'on crée, entre le support et le rail, un flux électromagnétique tendant à maintenir ledit support dans le plan médian du rail, ledit support étant mobile dans une direction transversale audit plan médian du rail. 2. Procédé de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit flux électromagnétique se boucle horizontalement dans une portion de rail. 3. Procédé de guidage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit flux électromagnétique est un flux émis par des moyens d'auscultation magnétique d'une portion de rail 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens magnétiques (12, 14) placés sur un support et générant un flux magnétique à travers le rail, ledit support comprenant des moyens (10) pour coulisser transversalement audit plan médian du rail sous l'action du flux. 5. Dispositif de guidage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens magnétiques de guidage ont leurs pôles (6, 7) antagonistes dirigés vers le rail en amont et en aval d'une portion de rail. 6. Dispositif de guidage selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens magnétiques de guidage font partie intégrante de moyens d'auscultation magnétique comprenant des capteurs de mesure disposés en regard de ladite portion de rail. 7. Dispositif de guidage selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de contrôle du déplacement du chariot hors de la position de guidage. 8. Dispositif de guidage selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle comprennent des moyens de détection de la position transversale par rapport au rail d'un support d'auscultation et des moyens de déplace ment (1) du support dans une direction transversale au plan vertical médian du rail. 9. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les pâles sont dotées de moyens , de limitation d'entrefer. 10. Dispositif de guidage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les bobines comprennent au moins d'un côté du rail une brosse métallique pour le premier pôle (24) et une autre (26) de l'autre côté du rail pour l'autre polie, affleurant le rail de manière à diminuer l'entrefer.