Brevet FR2667287A1 — publié le 19920403

La présente invention concerne un procédé de positionnement automatique d'un palpeur sur l'axe médian longitudinal d'un rail ainsi qu'un dispositif mettant en oeuvre le procédé. La présente invention trouve application notamment dans l'auscultation par ultrasons des rails de chemin de fer et des rails constitutifs d'appareils de voie de chemin de fer à l'aide par exemple d'une canne d'auscultation de rail. La canne d'auscultation de rail est un ensemble mécanique léger indépendant permettant la fixation et le guidage d'un traducteur adéquat pour l'auscultation d'une file de rail en voie ou des rails constitutifs d'un appareil de voie. Elle est généralement constituée d'un sabot ou guide palpeur, d'un réservoir d'eau ou d'huile pour le couplage traducteur rail, et d'un manche pour pousser l'ensemble. Son utilisation réside principalement dans l'auscultation manuelle des zones non auscultées par les engins lourds d'auscultation et pour le contrôle des rails constituants des appareils de voie. Les sabots connus dans l'état de la technique comprennent en général une platine support de sonde d'auscultation dotée de roulettes latérales situées de part et d'autre du rail et de roulettes amont et aval pour le roulage sur le rail. Parmi les plus perfectionnés, les sabots comprennent également des moyens de réglage manuel du centrage latéral du traducteur en fonction de la largeur du rail. En effet, au cours d'un changement du profil de rail, ou du fait d'usures des rails, l'opérateur doit recentrer fréquemment le traducteur sur l'axe médian du rail afin d'obtenir la meilleure auscultation possible. Toutefois, cette opération manuelle est difficile car l'opérateur ne possède, à ce moment là, aucune donnée concernant la largeur effective du champignon du rail. Le réglage est donc effectué approximativement et a pour conséquence de conduire à des réponses aberrantes de l'appareillage de détection et d'affecter le contrôle sur le plan quantitatif et qualitatif, Ces sabots présentent en outre l'inconvénient d'être instables sur le rail. L'objectif de la présente invention est de fournir un sabot qui à l'opposé des modèles existants, permet le centrage automatique du palpeur sur le rail indépendamment du profil tout en conservant un bon maintien sur le rail. Un autre objectif est de permettre l'auscultation des rails constituant un appareil de voie. A cet effet, la présente invention a d'abord pour objet un procédé de positionnement automatique d'au moins un palpeur sur l'axe médian longitudinal d'un rail de largeur variable dans lequel le palpeur, préalablement monté centré sur un chariot glissant ou roulant sur le rail, est guidé le long du rail par des guides latéraux en contact avec les flancs opposés verticaux du rail. Selon ce procédé, on capte la variation de largeur du rail par deux paires de guides opposées enserrant le rail et exerçant sur lui une pression de contact à l'aide de moyens élastiques, l'une des deux paires de guides étant fixes tandis que l'autre opposée est mobile transversalement au rail; - puis, on fait déplacer le palpeur perpendiculairement au sens de déplacement du chariot d'une distance égale à la moitié de la variation de la largeur du rail, ladite paire de guides étant portée par une paire de bras articulés sur un axe vertical disposé latéralement sur l'axe médian transversal du chariot, le palpeur étant soumis d'une part à une force tendant à le rapprocher des bras, d'autre part à une force contraire et supérieure à la précédente exercée par au moins un doigt placé sur chaque bras à mi-distance entre l'axe d'articulation et un guide mobile. La présente invention a également pour objet un dispositif de positionnement automatique d'un palpeur sur l'axe médian longitudinal d'un rail pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus. Ce dispositif est du type comprenant un chariot glissant ou roulant sur le rail et guidé le long de ce dernier par des guides latéraux destinées à entrer en contact avec les flancs opposés verticaux du rail, ledit chariot comportant également un évidement central rectangulaire de réception d'un équipage mobile portant au moins un palpeur et guidé perpendiculairement au sens de déplacement du chariot. I1 se distingue en ce que les guides latéraux sont disposés en deux paires opposées, l'une des paires est fixe tandis que l'autre comprend deux guides mobiles indépendants l'un de l'autre, portés par une paire de bras articulés sur un axe vertical disposé latéralement sur l'axe médian transversal du chariot, et rappelés vers les guides fixes par des ressorts fixés au chariot, lesdits bras portant au moins un doigt placé à mi-distance entre l'axe d'articulation et un guide mobile et venant contre l'équipage porte palpeur, et en ce que ledit équipage mobile est soumis à l'action d'un ressort tendant à l'éloigner des guides latéraux fixes. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux pour le positionnement automatique d'un palpeur au moins, sur l'axe médian d'un rail de chemin de fer, les guides latéraux sont constitués par des roulettes d'axe vertical venant en butée contre le champignon du rail au niveau de sa partie inférieure. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif de la présente invention apparaîtront plus en détail de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la fig.l représente schématiquement, une coupe transversale du dispositif de l'invention monté sur un rail de chemin de fer; - la fig.2 est une vue de dessus du dispositif; Sur la figure 1, on voit que le dispositif de positionnement automatique (1) d'un palpeur (2) au moins, sur l'axe médian (3) d'un rail (4) se compose d'un chariot supportant un équipage (5) mobile transversalement à la direction de roulage. Le chariot est formé d'une plaque longitudinale (6) comportant un évidement rectangulaire (7) central et comprend un galet (8, 9,) ou un patin (8', 9') amont et aval pour rouler ou glisser sur le champignon du rail; deux roulettes fixes (10, 11) latérales (ou deux guides) d'axe perpendiculaire à la plaque support et destinées à être appliquées contre un flanc vertical du rail; deux roulettes (12, 13) (ou deux guides) mobiles symétriquement opposées aux roulettes précédentes par rapport à l'axe médian du rail. Les roulettes mobiles sont portées par deux bras identiques (19) disposés au dessus de la plaque support et articulés autour d'un axe de rotation commun vertical (14) situé latéralement sur la plaque à égale distance des roulettes. Chaque bras comporte à mi-distance entre l'articulation (14) et l'axe des roulettes, un doigt (20) faisant saillie en direction de l'équipage mobile (5). Un ressort (18) fixé d'une part à extrémité de chaque bras et d'autre part à un plot de la plaque support tend à rappeler les bras vers l'intérieur de manière à maintenir une pression de contact des roulettes contre le flanc du rail. L'équipage mobile repose sur la plaque support et est guidé transversalement à la direction de roulage du chariot par quatre plots (15, 16). Un ressort (17) fixé d'une part à l'articulation (14), d'autre part à l'équipage mobile (5), tend à rappeler constamment ce dernier vers l'extérieur de la plaque ou vers les bras (19). Chaque ressort (18) possède une raideur supérieure à celle du ressort antagoniste (17). Les roulettes sont de préférence situées à un niveau inférieur contre le champignon du rail de manière à venir rouler sur une génératrice qui en principe n'est pas altérée par des défauts d'usures de rail. D'autre part, il est à signaler dans l'exemple illustré, que l'axe d'articulation (14) est de préférence commun aux deux bras (19, 19') pour faciliter la fabrication, mais deux axes séparés sont également envisageables pourvus qu'ils soient situés à égale distance de l'axe médian transversal du chariot (21). Le dispositif fonctionne de la manière indiquée ciaprès. Au repos sur un premier rail, l'équipage mobile est positionné de manière à ce que le palpeur soit centré sur l'axe médian du rail ou à égale distance de celui-ci. Dès que le chariot aborde un deuxième rail de profil plus large par exemple, la roulette aval mobile (12) s'écarte de la roulette fixe (10) entraînant le bras (19) ainsi que le doigt (20) vers l'extérieur. L'équipage mobile est maintenu en place par l'autre doigt (20') lequel est encore positionné par référence à la largeur du premier rail. Dès que la roulette amont (13) chevauche également le deuxième rail, celle-ci s'écarte vers l'extérieur de la même manière que la roulette aval (12) et entraîne le bras (19') ainsi que le doigt (20').Le rayon de l'arc d'évolution des doigts (20, 20') étant égal à la moitié de celui de l'arc des roulettes (12, 13), le déplacement transversal de l'équipage mobile est moitié de celui des roulettes mobiles (12, 13), ce qui à pour effet de centrer l'équipage par rapport à ce deuxième rail. En d'autres termes, l'équipage mobile se positionne à tout instant par rapport au doigt le moins éloigné de l'axe longitudinal de la plaque support. Ainsi, lorsque le chariot aborde une portion de rail qui comporte sur le flanc du champignon des variations de largeur positives et ponctuelles, des soudures verticales par exemple, l'équipage mobile demeure centré grâce à l'un au moins des guides prenant référence sur la portion de champignon de rail non altérée. Le dispositif de positionnement automatique assure une précision d'autocentrage de + 1 mm. I1 est alors possible d'effectuer un contrôle du rail dans de bonne conditions. En cours d'essais de contrôle ultrasonores de rails, on parvient à une optimisation et reproductibilité du rapport signal/bruit telle que la variation de ce rapport ne dépasse pas une variation de + 3 db. Dans le cas de l'auscultation de rails constitutifs d'appareils de voie et/ou en des points particulièrement délicats à ausculter du rail, il peut être utile d'avoir la possibilité de désactiver momentanément le système de positionnement automatique et de procéder à un guidage manuel. Des moyens de positionnement manuel de l'étant de la technique pourront être prévus en combinaison avec les moyens automatiques de la présente invention. Les moyens pour désactiver pourront être par exemple, des moyens pour effectuer le blocage de l'équipage mobile en position centrée, et pour escamoter les roulettes mobiles. De même, lorsque les variations de largeur de rail sont trop importantes pour que les roulettes mobiles puissent les chevaucher d'elles même, il peut être prévu des moyens de commande manuels permettant l'écartement des roulettes. REVENDICATIONS 1. Procédé de positionnement automatique d'au moins un palpeur (2) sur l'axe médian (3) longitudinal d'un rail de largeur variable dans lequel le palpeur, préalablement monté centré sur un chariot (6) glissant ou roulant sur le rail, est guidé le long du rail par des guides latéraux en contact avec les flancs opposés verticaux du rail, caractérisé en ce que:: - on capte la variation de largeur du rail par deux paires de guides opposées enserrant le rail et exerçant sur lui une pression de contact à l'aide de moyens élastiques, l'une des deux paires de guides étant fixes tandis que l'autre opposée est mobile transversalement au rail; - puis, on fait déplacer le palpeur perpendiculairement au sens de déplacement du chariot d'une distance égale à la moitié de la variation de la largeur du rail, ladite paire de guides étant portée par une paire de bras articulés sur un axe vertical (14) disposé latéralement sur l'axe médian transversal du chariot (21), le palpeur étant soumis d'une part à une force tendant à le rapprocher des bras, d'autre part à une force contraire et supérieure à la précédente exercée par au moins un doigt placé sur chaque bras à mi-distance entre l'axe d'articulation (14) et un guide mobile. 2. Dispositif de positionnement automatique d'un palpeur sur l'axe médian d'un rail mettant en oeuvre le procédé selon la revendication 1, comprenant un chariot (6) glissant ou roulant sur le rail (4) et guidé le long du rail par des guides latéraux destinés à venir contre les flancs opposés du rail, ledit chariot comportant un évidement central rectangulaire (7) de réception d'un équipage mobile (5) portant au moins un palpeur (2) et guidé perpendiculairement au sens de déplacement du chariot caractérisé en ce que:: - les guides latéraux sont disposés en deux paires opposées, l'une des paires (10, 11) est fixe tandis que l'autre comprend deux guides mobiles (12, 13) indépendants l'un de l'autre portés par une paire de bras articulés sur un axe vertical (14) disposé latéralement sur l'axe médian transversal du chariot (21) et rappelés vers les guides fixes par des ressorts (18, 18') fixés au chariot, lesdits bras portant au moins un doigt placé à mi-distance entre l'axe d'arti culation (14) et un guide mobile et venant contre l'équipage porte palpeur (5), - ledit équipage mobile est soumis à l'action d'un ressort (17) tendant à l'éloigner des guides latéraux fixes (10, 11). 3. Dispositif de positionnement automatique d'un palpeur sur l'axe médian d'un rail selon la revendication 2, caractérisé en ce que les guides latéraux sont constitués par des roulettes d'axe vertical venant en butée contre le champignon de rail au niveau de sa partie inférieure. 4. Dispositif de positionnement automatique d'un palpeur sur l'axe médian d'un rail selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les bras s'étendent à partir d'une articulation commune (14) disposée latéralement au chariot, l'un des bras étant dirigé vers l'amont du chariot, l'autre vers l'aval. 5. Dispositif de positionnement automatique d'un palpeur sur l'axe médian d'un rail selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le chariot comprend en aval et en amont un galet (9) ou un patin (8) pour respectivement rouler ou glisser sur le champignon du rail.