Brevet FR2675834A1 — publié le 19921030

La présente invention concerne le contrôle des caractéristiques dimensionnelles d'une voie de chemin de fer. Pour éviter des accidents, en particulier des déraillements, il est nécessaire de vérifier que les voies de chemin de fer respectent des normes dimensionnelles. Or, en particulier les voies de chemin de fer sur lesquelles circulent des wagons de poids élevé, comme c'est le cas des voies de chemin de fer des usines métallurgiques, sont soumises à une usure importante et il est donc nécessaire de faire des contrôles périodiques pour vérifier que les voies respectent les normes imposées afin de déclencher une opération de remise en étant si cela s'avère nécessaire. Ce contrôle s'effectue actuellement par un opérateur qui parcourt les voies à contrôler et effectue les mesures nécessaires. Outre les opérations de mesure, l'opérateur doit noter les résultats de ces mesures ; il y a donc un travail important de relevé et les valeurs relevées doivent ensuite faire l'objet d'une saisie en vue d'un traitement informatique qui détermine les travaux d'entretien à effectuer. Cette opération est donc longue et pénible et il y a un risque d'erreurs humaines dont les conséquences peuvent être coûteuses. La présente invention se propose de fournir un dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer qui permet de réaliser automatiquement et de manière fiable le contrôle des voies de chemin de fer et de fournir directement les donnees à un dispositif de traitement de données. L'invention a pour objet un dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer, caractérisé en ce qu'il comporte un chariot se déplaçant sur la voie à contrôler et portant des palpeurs mobiles venant en contact avec les rails ou contre-rails de la voie à contrôler, en ce que chaque palpeur est porté par le piston d'un vérin horizontal à double effet dont l'axe est perpendiculaire à la direction de déplacement du chariot, et en ce qu'il comporte en outre un dispositif de mesure de déplacement associé à chaque piston et un dispositif de traitement de données traitant les mesures pour déterminer des caractéristiques dimensionnelles de la voie, notamment dans les aiguillages. Le dispositif selon l'invention permet d'effectuer sans aucune intervention humaine les différentes mesures nécessaires au contrôle de la voie et les mesures obtenues sont traitées aussitôt, ce qui supprime l'opéra- tion de saisie des données qui était nécessaire dans les systèmes connus. Les palpeurs sont avantageusement constitués par un disque rotatif incliné fixé à l'extrémité du piston. Pour les mesures des caractéristiques des contrerails existant par exemple dans des aiguillages, on peut utiliser un palpeur constitué par un index fixe vertical monté à l'extrémité du piston. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un inclinomètre disposé sur le chariot et dont les mesures sont traitées par le dispositif de traitement de données afin de déterminer le dévers. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un dispositif de détection des contre-rails disposé en avant des palpeurs par rapport au sens du déplacement du chariot. L'invention a également pour objet un procédé de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer au moyen d'un dispositif du type précité, caractérisé en ce que l'on effectue des mesures à intervalles réguliers et que les données de mesure traitées par le dispositif de traitement de données sont mémorisées et transférées ultérieurement à un système informatique. Avantageusement, on effectue la mesure pendant le déplacement du chariot sur la voie et, lorsque les détecteurs de contre-rails détectent un contre-rail, on effectue la mesure sur les contre-rails à l'arrêt. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, d'exemples de réalisation de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente le profil d'une voie de chemin de fer - la figure 2 représente le profil d'une voie de chemin de fer dans une courbe - la figure 3 représente, en vue de dessus, la disposition des rails et contre-rails d'un aiguillage - la figure 4 représente en perspective un chariot ; et - les figures 5 à 7 sont des vues partielles en coupe transversale de modes de réalisation du chariot de la figure 4. La figure 1 représente le profil normalisé d'une voie de chemin de fer. Une des caractéristiques importantes qui doit être vérifiée est la distance E entre les deux champignons 1 et 1' des deux rails 2 et 2' d'une voie ; cette distance E est mesurée à un niveau situé à une distance d prédéterminée, par exemple 12 mm, du plan horizontal supérieur de contact 3 respectivement 3' du rail. Cette distance E doit par exemple être comprise entre 1420 et 1500 mm. La figure 2 est une vue correspondant à la figure 1 d'une voie de chemin de fer dans une courbe. Dans ce cas, la voie est inclinée et le rail 2 est disposé à un niveau supérieur à celui du rail 2'. Le dévers correspon dant à cette pente est mesuré par la distance p entre les plans de contact supérieurs 3 du rail.2 et 3' du rail 2'. Par ailleurs, comme représenté à la figure 3, les aiguillages comportent des contre-rails tels que 11 et 11' qui servent à guider les roues des wagons au passage de l'ornière 12 située au coeur du croisement 13 et dont l'écartement par rapport aux rails associés est également normalisé et doit être contrôlé. L'invention a pour objet un appareil de mesure qui permet de mesurer ces différents paramètres de manière continue, les mesures étant directement envoyées à un dispositif de traitement de données. Les figures 4 à 7 représentent de manière schématique un tel disposés tif. Il est essentiellement constitué d'un chariot 20 comportant une plate-forme 21 portée par deux essieux 22 et 23. Ce chariot se déplace sur une voie comportant deux rails 24 et 25. Sur les figures 5 à 7, on a représenté partiellement en coupe transversale le chariot de la figure 4 dont on voit la plate-forme 21 sur laquelle sont montés des palpeurs mobiles qui viennent en contact avec un rail ou un contre-rail. Chacun de ces palpeurs est porté par le piston d'un vérin horizontal 31, respectivement 32 à 36 à double effet dont l'axe est transversal, c'est-à-dire perpendiculaire au sens de déplacement du chariot 20. Chaque piston 41, respectivement 42 à 46, porte un dispositif de mesure de déplacement 51, respectivement 52 à 56 qui est avantageusement constitué par un capteur de déplacement linéaire. Ces capteurs 51 à 56 fournissent une mesure de la position du piston, et par conséquent du palpeur porté par ce piston, et ces mesures sont envoyées à un dispositif de traitement de données (non représenté) qui les exploite pour fournir des caractéristiques dimensionnelles de la voie à contrôler. Dans le mode de réalisation de la figure 5, les deux vérins 31 et 32 sont disposés entre les deux rails et les palpeurs 61 et 62 portés par leurs pistons 41 et 42 sont constitués par un disque rotatif incliné par rapport au piston 41 respectivement 42 dont la tige présente à cet effet une extrémité coudée 71, respectivement 72 sur laquelle le disque 61, respectivement 62, est monté à rotation libre. Un dispositif de commande hydraulique 81, respectivement 82 commande le vérin 31 respectivement 32 de manière que le disque 61 respectivement 62 vienne en contact avec la face intérieure du champignon du rail 24 respectivement 25. Les vérins 31 et 32 sont positionnés de manière que le contact entre le disque 61, respectivement 62 et le rail 24, respectivement 25 s'effectue à un niveau prédéterminé, par exemple 12 mm, par rapport au plan supérieur du rail 24, respectivement 25. Sur la figure 5, on a représenté un contre-rail 26 disposé entre les deux rails 24 et 25 et on voit que le fait d'utiliser comme palpeurs des disques rotatifs inclinés 61 et 62 permet la mesure même en présence du contre-rail 26. Sur la figure 6, on a représenté un autre mode de réalisation de palpeurs destinés à venir en contact avec un contre-rail 26, respectivement 27. Dans ce cas, le palpeur est constitué par un index vertical fixe 63, respectivement 64 qui est monté sans possibilité de rotation sur la tige 43, respectivement 44 du vérin 33 respectivement 34. La figure 7 correspond à un autre mode de réalisation dans lequel, pour mesurer la distance du contrerail 26, respectivement 27, on utilise des palpeurs à disque rotatif incliné 65, respectivement 66 qui sont montés sur la tige 45, respectivement 46 de deux vérins 35 et 36 disposés à l'extérieur des rails 24, respective ment 25. Dans ce cas, les palpeurs 65 et 66 sont montés à rotation sur des extrémités coudées 75 et 76 des tiges 45 et 46 des pistons 35 et 36 qui sont commandés respectivement par deux dispositifs hydrauliques de commande 85 et 86 analogues aux dispositifs 81 à 84 des figures 5 et 6. Le chariot du dispositif selon l'invention comporte également un inclinomètre (non représenté) destiné à mesurer la pente de la voie et dont les mesures sont également envoyées au dispositif de traitement de données qui calcule le dévers correspondant à l'inclinaison mesurée. La plate-forme 21 peut également comporter des dispositifs de détection de contre-rails montés sur la plate-forme 21 en avant de l'ensemble des palpeurs par rapport à la direction de déplacement du chariot 20. Ce chariot comporte également sur sa plate-forme 21 qui peut avantageusement être réalisée sous forme d'un caillebotis un moteur thermique qui entraîne un groupe hydraulique et un groupe électrogène (non représentés) le groupe hydraulique alimente les différents vérins 31 à 36 et le groupe électrogène alimente les appareils de mesure et le dispositif de traitement de données. Avantageusement, le chariot est automoteur et il est entraîné par au moins un moteur hydraulique alimenté par le groupe hydraulique précité. Le fonctionnement des dispositifs qui viennent d'être décrits est le suivant. Selon le procédé conforme à l'invention, les mesures sont effectuées en continu lors du déplacement du chariot 20 à faible vitesse. Les dispositifs de commande hydraulique 81,82,85 et 86 commandent les vérins correspondants de manière que les palpeurs 61,62,65 et 66 restent constamment en contact avec les rails 24, respectivement 25. A intervalles réguliers, le dispositif de traitement de données lit les mesures fournies par les capteurs 51,52,55 et 56 et en déduit la distance E (voir figure 1), la distance entre les vérins correspondants 31 et 32 respectivement 35 et 36 étant parfaitement déterminée. Du fait que les palpeurs 61,62,65 et 66 sont montés à rotation, la mesure peut se faire en continu pendant le déplacement du chariot. Les mesures faites à intervalles réguliers sont traitées par le dispositif de traitement de données et mémorisées dans une mémoire de ce dernier. Lorsque le chariot a parcouru la totalité de la voie à contrôler, les données mémorisées dans le dispositif de traitement de données sont transférées à un système informatique qui fournit éventuellement des indications relatives aux opérations de réfection de voie nécessaires. Dans ce premier mode de fonctionnement, le chariot 20 comporte donc deux couples de palpeurs 61,62 d'une part, 65 et 66 d'autre part, qui sont appliqués respectivement sur les rails et les contre-rails. Selon un autre mode de réalisation, le chariot est équipé de deux palpeurs rotatifs 61 et 62 et de deux palpeurs en forme d'index 63 et 64. Ces derniers index 63,64 ne pouvant pas tourner sur le rail, la mesure de l'écartement des contre-rails 26 et 27 s'effectue lorsque le chariot est à l'arrêt. Dans ce cas, le chariot est équipé de dispositifs de détection de présence de contrerails disposés en avant des palpeurs et, lorsque ces détecteurs ont détecté la présence de contre-rails, on arrête le chariot et les dispositifs de commande 83 et 84 commandent les vérins 33 et 34 pour que les index 63 et 64 viennent en contact avec le contre-rail et on effectue la mesure. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer, caractérisé en ce qu'il comporte un chariot (20) se déplaçant sur la voie à contrôler et portant des palpeurs mobiles (61-66) venant en contact avec les rails (24,25) ou contre-rails de la voie à contrôler, en ce que chaque palpeur est porté par le piston (41-46) d'un vérin horizontal (31-36) à double effet dont l'axe est perpendiculaire à la direction de déplacement du chariot, et en ce qu'il comporte en outre un dispositif de mesure de déplacement (51-56) associé à chaque piston et un dispositif de traitement de données traitant les mesures pour déterminer des caractéristiques dimensionnelles de la voie, notammnt dans les aiguillages. 2. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palpeur est constitué par un disque rotatif (61,62,65,66) incliné fixé à l'extrémité du piston (41,42,45,46). 3. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palpeur est constitué par un index fixe (63,64) vertical monté à l'extrémité du piston. 4. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte de chaque côté un palpeur (61,62) en contact avec un rail (24,25) et un palpeur (65,66) en contact avec un contre-rail (26,27). 5. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un inclinomètre disposé sur le chariot et dont les mesures sont traitées par le dispositif de traitement de données afin de déterminer le dévers. 6. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection des contre-rails disposé en avant des palpeurs par rapport au sens de déplacement du chariot. 7. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les dispositifs (5156) de mesure du déplacement des pistons sont des capteurs de déplacement linéaire. 8. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le chariot comporte un moteur thermique entraînant un groupe hydraulique et un groupe électrogène, le groupe hydraulique alimentant les vérins et le goupe électrogène alimentant les appareils de mesure et le dispositif de traitement de données. 9. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon la revendication 8, caractérisé en ce que le chariot est entraîné par au moins un moteur hydraulique alimenté par le groupe hydraulique. 10. Dispositif de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le chariot comporte une plate-forme (21) en caillebotis. 11. Procédé de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer au moyen du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'on effectue des mesures à intervalles réguliers et que les données de mesure traitées par le dispositif de traitement de données sont mémorisées et transférées ultérieurement à un système informatique. 12. Procédé de contrôle dimensionnel d'une voie de chemin de fer selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on effectue la mesure pendant le déplacement du chariot sur la voie et en ce que lorsque les détecteurs de contre-rails détectent un contre-rail, on effectue la mesure sur les contre-rails à l'arrêt.