Brevet FR2657901A1 — publié le 19910809

L'invention concerne une machine de bourrage de voie ferrée avec un ensemble ou appareil de bourrage et de levage-dressage de voie ferrée disposé sur un châssis de machine à trains de roulement ainsi qu'avec un système de référence de nivellement et/ou de dressage qui comporte une base de référence supportée sur la voie ferrée du côté des extrémités par l'intermédiaire de galets tâteurs ou palpeurs pour l'indication à l'avance d'une position nominale ou prescrite de voie ferrée et un dispositif de mesure pour la mesure des déplacements en hauteur et/ou transversaux de la voie ferrée. Par le brevet autrichien N O 374849 est connue une machine de bourrage, de nivellement et de dressage de voie ferrée avec un châssis de machine allongé et des trains de roulement disposés du côté des extrémités Entre ceux-ci se trouve un appareil ou ensemble de bourrage déplaçable en hauteur à outils de bourrage rapprochables et vibrables par l'intermédiaire de commandes motrices Un appareil de levage et de dressage de voie ferrée à commandes motrices de levage et de dressage est disposé immédiatement avant l'appareil de bourrage Un système de référence de nivellement et de dressage se compose de cordes en fil métallique tendues servant de base de référence, qui prennent appui sur la voie ferrée du côté des extrémités respectivement par l'intermédiaire de galets palpeurs ou tâteurs ou d'essieux de roues de mesure et qui indiquent à l'avance la position prescrite en hauteur ou latérale de la voie ferrée Pour la détermination de la position prescrite en hauteur ou de niveau, sont prévues deux cordes en fil metallique disposées au-dessus du châssis de machine tandis que pour les défauts ou erreurs de position latérale est prévue une corde en fil métallique plus longue et tendue centralement en dessous du châssis de machine Pour la mesure des défauts ou erreurs de position de voie ferrée sont prévus des potentiomètres rotatifs reliés aux essieux de roues de mesure et qui sont en prise à engagement positif avec la corde en fil metallique respective par l'intermédiaire de détecteurs en forme de fourche Un tel système de référence de nivellement et de dressage s'est avéré très satisfaisant en service mais nécessite cependant une dépense de construction accrue. Dans le brevet autrichien n O 280332 est décrite une machine de bourrage de voie ferrée qui comporte un système de référence de nivellement avec une base de référence formée par un rayon lumineux Pour cela, un émetteur, pour la production de rayons lumineux, est disposé sur un wagon avant pouvant rouler sur la voie ferrée et déplaçable indépendamment de la machine de bourrage de voie ferrée tandis qu'un récepteur est fixé au voisinage de la machine sur une tringlerie de tâtage ou palpage pouvant rouler sur la voie ferrée Au voisinage d'un dispositif de levage de voie ferrée, prévu entre émetteur et récepteur, est disposé une autre tringlerie palpeuse reliée à un écran intercepteur Une interruption du rayon lumineux par l'écran intercepteur cité, occasionnée en combinaison avec le soulèvement de voie ferrée, a une terminaison immédiate du levage de voie ferrée pour conséquence Un tel système de référence connu nécessite également une dépense de construction accrue. L'invention est basée sur la tâche de créer une machine de bourrage de voie ferrée du type conforme au genre avec un système de référence à construction simplifiée. Ce problème est résolu conformément à l'invention par le fait que la base de référence est formée par le châssis de machine et les galets tâteurs sont formés par les trains de roulement de la machine et le dispositif de mesure est réalisé pour la mesure du déplacement de voie ferrée par rapport au châssis de machine Un système de référence réalisé de telle façon est remarquable par une constitution particulièrement simple en raison de l'emploi, comme base de référence, d'éléments de machine existant déjà pour d'autres buts ou usages, un dispositif de mesure étant seulement nécessaire essentiellement comme surcroit de dépense L'invention est basée sur la considération qu'un châssis de machine, réalisé de façon à être rigide en flexion, indique à l'avance, entre ses trains de roulement, une position nominale ou prescrite de consigne entièrement indépendante de la position réelle du tronçon de voie ferrée et qui est déterminée par les points de contact des deux trains de roulement sur la voie ferrée En comparaison avec les systèmes de référence connus jusqu'à présent, l'utilisation de nombreux essieux de roues de mesure, de tringleries de palpage et de cordes en fil métallique devient donc inutile. Une configuration avantageuse de l'invention consiste en ce qu'au voisinage de l'ensemble ou appareil de bourrage et de levage-dressage, au moins un dispositif de mesure est monté sur le châssis de machine pour la mesure sans contact de la quantité de déplacement en hauteur et/ou transversal ou latéral de la voie ferrée. Ainsi peut être exécutée une mesure de déplacement précise, indépendante d'éléments sollicités mécaniquement et soumis à usure En raison de l'utilisation du châssis de machine stable comme base de référence est également possible une fixation sans problème et stable en position du dispositif de mesure directement sur la base de référence. Une autre conformation de l'invention consiste en ce qu'au voisinage de l'appareil de bourrage et de levage-dressage, un dispositif de mesure de niveau ou de hauteur, réalisé sous forme de détecteur de distance d'écartement ou d'espacement à laser, est fixé sur le châssis de machine pour la mesure sans contact de la distance, s' étendant perpendiculaire- ment au plan de la voie ferrée, entre base de référence et rail Un dispositif de mesure de niveau, réalisé de cette façon, permet un relevé précis d'une ligne ou courbe de référence déterminée, située par exemple directement sur le rail ainsi qu'une mesure de niveau particulièrement précise. Une autre configuration de l'invention prévoit qu'au voisinage de l'appareil de bourrage et de levage-dressage, un dispositif de mesure, réalisé sous forme de caméra à lignes CCD, est fixé au châssis de machine pour la mesure sans contact de la quantité de déplacement transversal ou latéral de la voie ferrée, s'étendant transversalement à la direction longitudinale de la machine, par rapport à la base de référence Avec un dispositif de mesure réalisé de cette façon est possible une saisie particulièrement exacte de la quantité de déplacement transversal, de sorte qu'avec un objectif réglé de façon correspondante, un chemin de déplacement transversal relativement long est saisissable et une mesure sans problème est ainsi assurée également dans des courbes de voie ferrée. Entre le rail et le dispositif de mesure fixé au châssis de machine peut être disposée, conformément à un autre aspect de l'invention, une plaque de base s'étendant parallèlement au plan de voie ferrée et reliée à un essieu de roues de mesure pouvant rouler sur la voie ferrée Avec une telle plaque de base est disponible une base de mesure idéale indépendante des usures irrégulières du champignon de rail et qui peut en outre être accordée de façon optimale avec les exigences des dispositifs de mesure sans contact fixés au châssis de machine. Conformément à une autre configuration de l'invention, une diode luminescente est disposée sur la surface de la plaque de base orientée vers le dispositif de mesure Celle-ci permet une détermination exacte d'un point de référence se trouvant en liaison à engagement positif avec la voie ferrée par l'intermédiaire de l'essieu de roues de mesure et ainsi aussi une saisie précise de la quantité de déplacement transversal. Une autre configuration avantageuse de l'invention se rapporte à une machine de bourrage pour un parcours roulant avançant de travail continu avec un bâti porte-appareil déplaçable longitudinalement relativement au châssis de machine et relié aux appareils de bourrage et de levagedressage et supporté sur la voie ferrée par l'intermédiaire d'un train de roulement individuel ou propre et consiste en ce que le dispositif de mesure de niveau et le dispositif de mesure pour l'entregistrement des déplacements transversaux de voie ferrée sont montés sur le châssis de machine de façon déplaçable en direction longitudinale de la machine Ainsi, malgré le déplacement relatif constant entre le bâti porteappareil restant localement sur la voie ferrée pendant l'opération de bourrage et le châssis de machine avançant par roulement de façon continue, on est assuré que la quantité de déplacement de voie ferrée est mesurée toujours à l'emplacement correct au voisinage de l'appareil de bourrage et de levage-dressage de voie ferrée. Grâce à la combinaison des dispositifs de mesure avec une commande motrice de déplacement longitudinal peut être exécuté un déplacement longitudinal indépendant du bâti porte-appareil. Un autre développement supplémentaire de l'invention consiste en ce qu'est monté un capteur de valeur de mesure de niveau prévu pour la constatation de la position en hauteur ou du niveau et réalisé sous forme de potentiomètre avec une organe tâteur ou palpeur déplaçable en hauteur pour application contre la face inférieure ou le côté du dessous du châssis de machine et relié à un essieu de roues de mesure pouvant rouler sur la voie ferrée Ce dispositif de mesure électromécanique est relativement précis et nécessite seulement une dépense de construction réduite Chaque soulèvement de la voie ferrée est immédiatement enregistré par décalage en hauteur ou denivellement correspondant de l'organe tâteur. Enfin, encore un développement additionnel avantageux de l'invention consiste en ce qu'au voisinage de chaque train de roulement, un dispositif de mesure, pour la saisie de la variation de niveau, causée par une compression de ressort du train de roulement, entre palier d'essieu et châssis de train de roulement, est monté sur celui-ci ou sur le châssis de machine Au cas o les commandes motrices de levage et de dressage de l'appareil de levage-dressage de voie ferrée sont articulées au châssis de machine, la correction de position d'assiette de voie ferrée a pour conséquence une compression de ressort du châssis de machine ou du train de roulement dépendante du poids et de la résistance au déplacement latéral de la voie ferrée Par la saisie précise de cette quantité d'abaissement est possible une prise en considération correspondante lors de la mesure de niveau exécutée au voisinage de l'appareil de bourrage, de sorte que celle-ci peut être exécutée indépendemment du degré de la compression de ressort. L'invention est décrite plus en détail dans la suite à l'aide de plusieurs exemples de réalisation représentés dans le dessin. Il y est montré: Sur la figure 1, une vue de côté d'une machine de bourrage de voie ferrée réalisée conformément à l'invention, avec un châssis de machine servant de base de référence du système de référence, sur la figure 2, une coupe transversale agrandie, représentée schématiquement, à travers le châssis de machine de la machine de bourrage suivant la ligne de section II de la figure 1, Sur la figure 3, une vue de côté d'un autre machine de bourrage de voie ferrée réalisée conformément à l'invention, avec un châssis de machine servant de base de référence et des dispositifs de mesure fixés sur celui-ci et Sur la figure 4, une coupe transversale agrandie à travers la machine de bourrage de voie ferrée suivant la ligne de section IV de la figure 3. Une machine de bourrage de voie ferrée 1, représentée sur la figure 1, comporte un châssis de machine allongé 2 réalisé de façon à être rigide en flexion et qui est déplaçable par roulement, du côté des extrémités respectivement au moyen de trains de roulement 3, sur une voie ferrée 6 formée de rails 4 et de traverses A l'extrémité arrière, dans le sens de travail, de la machine de bourrage de voie ferrée 1 est diposée une cabine de travail ou de conduite 7 avec une dispositif central de pilotage 8 Pour l'alimentation en énergie d'une commande motrice de locomotion 9 et des différentes autres commandes motrices est prévue une station centrale génératrice d'énergie 10 Un appareil de bourrage 12, comportant des outils de bourrage 11 rapprochables et pouvant être mis en vibration et prévu respectivement par rail 4, est monté sur le châssis de machine 2 de façon déplaçable en hauteur Un appareil de levage-dressage de voie ferrée 13, prévu pour la correction de la position d'assiette de voie ferrée, peut rouler sur la voie ferrée par l'intermédiaire de galets à boudin 14 et comporte des galets de levage 15 respectivement applicables contre le coté ou la face externe des rails La transmission des forces de levage et de dressage s'effectue par des commandes motrices 16 articulées au châssis de machine 2. Le châssis de machine 2 sert de base de référence 17 d'un système de référence de nivellement et de dressage 18, les deux trains de roulement 3, disposés respectivement du côté des deux extrémités, agissant comme des galets palpeurs ou tâteurs déterminant la position de la base de référence 17 par rapport à la voie ferrée 6. Comme autre élément composant du système de référence de nivellement et de dressage 18, un essieu de roues de mesure 19, pouvant rouler sur la voie ferrée 6 et être pressé latéralement contre un rail 4 pour l'élimination du jeu de voie, est disposé entre les appareils respectivement de bourrage 12 et de levage-dressage de voie ferrée 13 Cet essieu de roues de mesure est relié à un capteur de valeur de mesure de niveau 20 appliqué contre le côté de dessous ou la face inférieure du châssis de machine 2. Comme cela est visible sur la figure 2, le capteur de valeur de mesure de niveau 20, relié à l'essieu de roues de mesure 19 par l'intermédiaire d'une tringlerie 21 et réalisé sous forme de potentiomètre, comporte un organe tâteur ou palpeur 22 déplaçable en hauteur qui, pour l'application, est appliqué contre une plaque 23 fixée à la face inférieure ou au côté de dessous du châssis de machine 2 et s'étendant parallèlement au plan de la voie ferrée A la tringlerie 21, qui est reliée, par une barre s'étendant horizontalement et transversalement à la direction longitudinale de la machine, à un autre capteur de valeur de mesure de niveau 20 disposé au-dessus du rail opposé 4, est relié un autre organe tâteur ou palpeur 24 s'étendant sensiblement perpendiculairement au plan de la voie ferrée Celui-ci est en liaison avec un curseur ou coulisseau 25, déplaçable transversalement à la direction longitudinale de la machine parallèlement au plan de la voie ferrée, d'un capteur de valeur de mesure de position latérale 26 réalisé sous forme de potentiomètre et relié au châssis de machine 2 Cette liaison est réalisée de telle façon qu'un déplacement relatif non gêné en hauteur puisse être exécuté entre le curseur ou coulisseau 25 et l'organe tâteur 24 mais que tout déplacement latéral de l'organe tâteur 24 ait cependant pour conséquence un déplacement transversal correspondant du curseur ou coulisseau 25 Les deux capteurs de valeur de mesure 20 et 26 sont désignés généralement sous le nom de dispositif de mesure 27 coopérant avec la base de référence 17. En cours d'utilisation travaillante de la machine de bourrage de voie ferrée 1, la différence, entre la position réelle et la position prescrite ou nominale de consigne de la voie ferrée donnée à l'avance par le châssis de machine 2 ou la base de référence 17, est mesurée à l'aide des deux capteurs de valeur de mesure 20 et 26 Finalement par sollicitation des commandes motrices 16, la voie ferrée 7 est soulevée et/ou déplacée transversalement à l'aide de l'appareil de levage-dressage 13 jusqu'à ce que la position nominale ou prescrite desirée soit atteinte Il se produit alors un déplacement en hauteur ou de niveau et transversal, indiqué par des lignes discontinues en traits mixtes sur la figure 2, de la tringlerie 21 se trouvant en liaison avec l'essieu de roues de mesure 19 et, dans la suite ultérieure, une modification correspondante des signaux de mesure délivrés par les capteurs de valeur de mesure 20 et 26 Afin que la mesure de niveau par le capteur de valeur de mesure de niveau 20 ne soit pas faussée en corrélation avec une compression de ressort des trains de roulement 3 conditionnée par les forces de levage et de dressage, un autre dispositif de mesure 28 est fixé au châssis de machine 2 au voisinage de chaque train de roulement 3 Ces dispositifs de mesure 28 sont réalisés sous forme de détecteurs d'intervalles d'écartement ou d'espacements à laser et permettent une mesure courante sans contact de la distance entre la face supérieure de rail et le châssis de machine 2 Conformément à une autre variante de l'invention, il est cependant aussi possible d'éviter la compression de ressort du train de roulement 3 par un vérin hydraulique correspondant à un cylindre entre palier d'essieu et boitier ou carter de train de roulement ou châssis de machine. Une machine de bourrage de voie ferrée 29, visible sur la figure 3 et déplaçable par roulement de façon continue en service de travail, comporte un châssis de machine allongé 31 relié du côté des extrémités l O respectivement à des cabines de conduite et de travail 30. Celui-ci prend appui, du côté des extrémités, respectivement au moyen d'un train de roulement à bogie 32 sur une voie ferrée 35 formée de traverses 33 et de rails 34 Entre les deux trains de roulement 32 se trouve un bâti porte-appareil 37 supporté par son extrémité arrière par intermédiaire d'un train de roulement 36 sur la voie ferrée 35 et par son extrémité avant de façon longitudinalement déplaçable sur le châssis de machine 31. Une commande motrice de déplacement longitudinal 38 sert au déplacement longitudinal indépendant du bâti porte-appareil 37 par rapport au châssis de machine 31. Immédiatement devant le train de roulement 36, un appareil de bourrage 39, comportant des outils de bourrage rapprochables et pouvant être mis en vibration, est relié de façon déplaçable en hauteur au bâti porte-appareil 37. La correction de position d'assiette de voie ferrée s'effectue à l'aide d'un appareil de levage-dressage de voie ferrée 40 également fixé au bâti porte-appareil 37 et relié à des commandes motrices de levage et de dressage. Une commande motrice de locomotion 41 sert à l'avancement roulant de travail continu de la machine de bourrage 29. La machine de bourrage de voie ferrée 29 comporte un système de référence de nivellement et de dressage 42 avec une base de référence 43, des dispositifs de mesure 44, 45 et un essieu de roues de mesure 46 Le châssis de 1 1 machine 31 sert de base de référence 43; les deux dispositifs de mesure 44, 45 sont reliés au châssis de machine 31 et réalisés pour la mesure sans contact du déplacement en hauteur et transversal de la voie ferrée. Comme cela est représenté sur la figure 4, les deux dispositifs de mesure 44, 45 sont montés sur le châssis de machine 31 de façon déplaçable en direction longitudinale de la machine et reliés à une commande motrice de déplacement longitudinal 47 Le dispositif de mesure avant 44 est réalisé sous forme de caméra à lignes CCD ou de détecteur opto-électronique 48 pour la mesure sans contact de la quantité de déplacement transversal ou latéral de la voie ferrée Le dispositif de mesure 45, disposé immédiatement derrière celui-ci, est réalisé sous forme de détecteur d'intervalle d'écartement ou d'espacement à laser 49 pour la mesure sans contact de la distance, s'étendant perpendiculairement au plan de la voie ferrée, entre la base de référence 43 et une plaque de base 50 Cette plaque de base 50 est reliée sans jeu latéralement à l'un des deux essieux de roues de mesure 46 pouvant être pressés contre les deux rails 34 et comporte centralement une diode luminescente 51 A l'aide de cette diode luminescente 51 placée dans la zone de saisie (lignes discontinues en tirets) de la caméra à lignes CCD 48, il existe un point de référence exactement défini de la voie ferrée 35, de sorte que la quantité de déplacement transversal de la diode luminescente 51, identique au déplacement transversal de voie ferrée, est exactement saisissable Un rayon laser 52, émis par le détecteur de mesure d'intervalle d'écartement à laser 49, est réfléchi par la plaque de base 50 et enregistré par un récepteur de laser disposé dans le détecteur 49 Grâce au temps nécessité par la réflexion, des conclusions sont tirées sur la distance en hauteur ou différence de niveau entre la base de différence 43 et la plaque de base 50 Comme la plaque de base 50 est réalisée avec une largeur correspondante, le rayon laser 52 atteint la plaque de base 50 de façon non gênée également dans des courbes de voies ferrées dans lesquelles il se produit, par la courbure d'arc de voie ferrée, un déplacement transversal entre la base de référence 43 et la voie ferrée. En service de travail s'effectue un mouvement poursuivi continu du châssis de machine 31 avec les éléments de machine disposés sur celui-ci tandis que le bâti porte-appareil 37 est déplacé cycliquement d'un emplacement de bourrage à un autre emplacement de bourrage Parallèlement à cela, les deux dispositifs de mesure 44 et 45 sont également déplacés cycliquement, relativement au châssis de machine 31, à l'aide de la commande motrice de déplacement longitudinal 47 Par ocnséquent, l'essieu de roues de mesure 46, relié au bâti porte-appareil 37 ensemble avec la plaque de base 50 et les deux dispositifs de mesure 44, 45 restent donc localement inchangés pendant la correction de position d'assiette de voie ferrée La voie ferrée 35 est soulevée et/ou transversalement déplacée à l'aide de l'appareil de levage-dressage de voie ferrée 40 jusqu'à ce que la position en hauteur ou de niveau et/ou latérale, mesurée par les deux dispositifs de mesure 44, 45, correspond à la position nominale prescrite désirée de la voie ferrée. Dans le cadre de l'invention sont utilisables, comme dispositif de mesure reliés à la base de référence, cependant aussi par exemple des capteurs de déplacement à base inductive ou capacitive. R E V E N D I C A T I O N S 1 Machine de bourrage de voie ferrée avec un appareil de bourrage et de levage-dressage de voie ferrée disposé sur un châssis de machine à trains de roulement ainsi qu'avec un système de référence de nivellement et/ou de dressage qui comporte une base de référence supportée sur la voie ferrée du côté des extrémités par l'intermédiaire de galets tâteurs pour donner à l'avance une position prescrite de voie ferrée et un dispositif de mesure pour la mesure des déplacements en hauteur et/ou l O transversaux de la voie ferrée, caractérisée en ce que la base de référence ( 17; 43) est formée par le châssis de machine ( 2; 31) et les galets tâteurs sont formés par les trains de roulement ( 3; 32) de la machine ( 1; 29) et le dispositif de mesure ( 27; 44, 45) est réalisé pour la mesure du déplacement de voie ferrée par rapport au châssis de machine ( 2; 31). 2 Machine de bourrage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au voisinage de l'appareil de bourrage et de levage-dressage ( 39, 40), au moins un dispositif de mesure ( 44, 45) est disposé sur le châssis de machine ( 31) pour la mesure sans contact de la quantité de déplacement en hauteur et/ou transversal de la voie ferrée ( 35). 3 Machine de bourrage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au voisinage de l'appareil de bourrage et de levage-dressage ( 39, 40) un dispositif de mesure de niveau ( 45), réalisé sous forme de détecteur d'intervalle d'écartement à laser, est fixé au châssis de machine ( 31) pour la mesure sans contact de la distance, s'étendant perpendiculairement au plan de la voie ferrée, entre base de référence ( 43) et rail ( 34). 4 Machine de bourrage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'au voisinage de l'appareil de bourrage et de levage-dressage ( 39, 40), un dispositif de mesure ( 44), réalisé sous forme de caméra à lignes CCD ( 48), est fixé au châssis de machine ( 31) pour la mesure sans contact de la quantité de déplacement transversal de la voie ferrée, s'étendant transversalement à la direction longitudinale de la machine, par rapport à la base de référence ( 43). Machine de bourrage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'entre le rail ( 34) et le dispositif de mesure ( 44, 45) fixé au châssis de machine ( 31) est disposée une plaque de base ( 50) s'étendant parallèlement au plan de la voie ferrée et reliée à un essieu de roues de mesure ( 46) pouvant rouler sur la voie ferrée. 6 Machine de bourrage selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'une diode luminescente ( 51) est montée sur la surface de la plaque de base ( 50) orientée vers le dispositif de mesure ( 44, 45). 7 Machine de bourrage pour un avancement roulant de travail continu avec un bâti porte-outils déplaçable longitudinalement par rapport au châssis de machine et relié aux appareils de bourrage et de levage-dressage et supporté sur la voie ferrée dans une région extrême par l'intermédiaire d'un train de roulement individuel, selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le dispositif de mesure de niveau ( 45) et le dispositif de mesure ( 44) pour l'enregistrement des déplacements transversaux de voie ferrée sont montés sur le châssis de machine ( 31) de façon déplaçable en direction longitudinale de la machine. 8 Machine de bourrage selon la revendication 7, caractérisée en ce que les dispositifs de mesure ( 44, 45) sont reliés à une commande motrice de déplacement longitudinal ( 47). 9 Machine de bourrage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'est agencé un capteur de valeur de mesure de niveau ( 20) prévu pour la constatation de la position en hauteur ou du niveau et réalisé sous forme de potentiomètre avec un organe tâteur ( 22) déplaçable en hauteur pour application contre la face inférieure du châssis de machine ( 2) et relié à un essieu de roues de mesure ( 19) pouvant rouler sur la voie ferrée. Machine de bourrage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'au voisinage de chaque train de roulement ( 3), un dispositif de mesure ( 28), pour la saisie de la variation de niveau causée par une compression de ressort du train de roulement ( 3), entre palier d'essieu et châssis de train de roulement, est disposé sur celui-ci ou sur le châssis de machine ( 2).