Brevet FR2677941A1 — publié le 19921224

VEHICULE DE CONTROLE POUR LA MESURE DE LA HAUTEUR ET DU DESAXEMENT DU OU DES FILS DE CONTACT DES LIGNES AERIENNES DE TRACTION ELECTRIQUE SUR VOIES FERREES La présente invention a trait aux travaux d'entretien et/ou de contrôle des équipements des voies ferrées et concerne plus particuLièrement le contrôle des lignes aériennes de traction électrique sur voie ferrée. Ces lignes aériennes de traction électrique comprennent un ou plusieurs fils de contact conducteurs, reliés ou non à un câble porteur par des fils verticaux dits pendules, et qui doivent rester constamment en contact avec le dispositif de prise de courant de la locomotive électrique équipée à cet effet d'un panthographe. L'élément clé du captage d'énergie électrique réside dans la régularité du plan de contact entre le ou les fils conducteurs et le pantographe. Pour assurer cette régularité, un bon positionnement du ou des fils de contact par rapport aux rails est indispensable. Pour une meilleure lecture du texte qui va suivre, la ligne aérienne de traction électrique sera supposée ne comporter qu'un seul fil de contact. D'une manière générale, l'équipe d'entretien et/ou de contrôle des équipements de voies ferrées est souvent amenée à contrôler la hauteur et le désaxement du fil de contact par rapport au plan des rails. Pour ce faire, elle utilise depuis longtemps déjà, un instrument de mesure, de conception très ancienne, et qui se compose de deux traverses isolantes parallèles entre elles et entrecroisées en leur milieu par un mât télescopique. La première traverse, dont les deux extrémités reposent sur les deux rails parallèles de la voie ferrée, sert d'embase-support au mât télescopique et permet ainsi de délimiter un plan de référence des mesures à opérer, par rapport au plan des deux rails, dit plan de roulement.La deuxième traverse, fixée à l'extrémité haute du mât télescopique et venant prendre appui contre le fil de contact, permet, au moyen d'une échelle graduée étalonnée sur sa Longueur, de mesurer les désaxements du fil de contact par rapport à un point milieu de référence correspondant au point de fixation de ladite traverse sur le mât et, par conséquent, à l'axe du pantographe des machines électriques, appelé plus communément axe du matériel roulant. Le mât télescopique, quant à lui, est pourvu sur sa hauteur d'une échelle graduée permettant de mesurer, selon les développements de l'élément mâle dudit mât télescopique supportant la deuxième traverse par rapport à l'élément femelle supportée par la première traverse, la hauteur du susdit fil de contact par rapport au susdit plan de référence délimité par le plan de contact entre la première traverse et les rails.Cet instrument de mesure est également équipé d'un dispositif de poulies et d'une corde permettant de hisser ou de descendre l'élément mâle du mât télescopique par rapport à l'élément femelle. Un perfectionnement à cet instrument de mesure a déjà été proposé par la demanderesse, pour soulager l'équipe d'entretien quant à sa manutention et à son portage le long des voies ferrées. En effet, l'équipe d'entretien qui effectue des contrôles de mesure le long d'une voie ferrée n'a d'autre possibilité que de porter ledit instrument sur le dos, pour le faire progresser entre deux points de contrôle de mesure. Cette opération de transport par portage est pénible, encombrante et s'avère à la longue fastidieuse pour les hommes de l'équipe d'entretien. Pour ce faire, ladite première traverse de l'instrument de mesure, sur laquelle repose l'élément femelle du mât télescopique, est équipée d'un train de roulement permettant de transporter ledit instrument le Long de la voie ferrée et ce, en le faisant progresser sur les deux rails par l'intermédiaire du susdit train de roulement.De ce fait, une fois les opérations de mesure terminées, la présence de ce train de roulement permet, à l'équipe d'entretien, de déplacer sans peine l'ensemble de l'instrument de mesure, par roulage sur les rails de la voie ferrée. Selon les mêmes objectifs, la demanderesse a imaginé un véhicule de contrôle qui, aménagé notamment d'une traverse de mesure parallèle à un plan de référence passant par les deux rails de la voie ferrée pour mesurer la hauteur du fil de contact par rapport audit plan de référence et le désaxement dudit fil par rapport à un point milieu de référence figurant l'axe du matériel roulant évoluant normalement sur les deux rails de voie ferrée, est monté roulant le long desdits rails. Selon la caractéristique principale de L'invention, ce véhicule de contrôle est remarquable en ce qu'il est constitué par une plate-forme ferroviaire montée sur un châssis roulant et sur laquelle est suspendu un instrument de mesure qui, équipé à sa partie haute de la susdite traverse de mesure et à sa partie basse d'un train de roulement sur rails, est monté mobile librement par rapport à ladite plate-forme pour évoluer entre une position haute dite escamotée où le train de roulement est désolidarisé des deux rails et une position basse dite de mesure où le train de roulement repose sur lesdits rails. L'intérêt premier d'un tel véhicule de contrôle est que l'instrument de mesure puisse être transporté le long des voies ferrées, porté par la plate-forme ferroviaire de conception classique. Un autre intérêt est de proposer un appareil en deux parties indépendantes, plate-forme et instrument de mesure, pour autoriser une mobilité dudit instrument par rapport au plan de référence desdits rails, indépendamment de celui de la plate-forme ferroviaire. En effet, cette plate-forme ferroviaire sert uniquement de châssis-porteur audit instrument de mesure et ne définit en rien un plan de référence pour la mesure de la hauteur et du désaxement du fil de contact dès lors qu'en position de mesure, ledit instrument ne repose sur les rails que par son propre train de roulement.De la sorte, lorsque la plate-forme circule le long desdits rails, l'instrument peut également assurer les opérations de mesure de la hauteur et du désaxement du fil de contact. En outre, lorsque l'instrument de mesure est en position dite escamotée, la plate-forme ferroviaire avec son instrument de mesure suspendu, peut-être acheminée librement le long de ladite voie entre deux points de mesure ou à des fins de rangement vers une voie de garage. L'invention venant d'être exposée ci-dessus dans sa forme la plus élémentaire, d'autres caractéristiques et d'autres avantages ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnant, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés, un mode de réalisation d'un véhicule de contrôle respectant les concepts fondamentaux de l'invention. Sur ces dessins : La figure 1 est une vue en perspective d'un tel véhicule de contrôle en position escamotée, La figure 2 est une vue de face de ce véhicule de contrôle, en position de mesure. Tel qu'illustré sur les dessins des figures 1 et 2, le véhicule de contrôle de l'invention, référence V dans son ensemble, est constitué par l'association d'une plate-forme ferroviaire I à un instrument de mesure II. La plate-forme ferroviaire I, de conception classique, assure les déplacements en circulation du véhicule sur les deux rails 101 d'une voie ferrée, au moyen de roues 102 suspendant un plateau 10. Au centre de ce plateau 10, est découpee une trémie 103, de forme rectangulaire, pour permettre le passage de l'instrument de mesure II, lequel est monté suspendu sur le plateau 10, via un chariot III assurant également le contrôle et la commande des mouvements dudit instrument Il par rapport à la plate-forme ferroviaire I. En effet, l'instrument II, destiné à assurer la mesure de la hauteur et du désaxement du fil de contact par rapport à un plan de référence passant par les deux rails 101, doit être monté indépendamment du plateau 10 de la plate-forme ferroviaire 1, afin que le plan de cette dernière ne définisse pas le plan de référence desdites mesures. Selon l'invention, l'instrument de mesure iI est constitué d'un châssis-support 20 formé de deux poteaux 201 maintenus entretoisés à leur partie haute par une traverse supérieure 202 et à leur partie basse par un piétement roulant 203 équipé d'un train de roulement, de conception classique et conçu à partir de quatre roues 203a en forme de galets de roulement avec épaulements de maintien. Ces deux poteaux 201 qui reposent, au-dessous du plateau 10 de la plate-forme ferroviaire I, sur les deux rails 101, se dressent au-dessus dudit plateau à travers la trémie 103, pour servir de structure support à un portique 21, dont les deux jambages 211 sont montés coulissants (flèche à double sens V1) à l'intérieur des deux poteaux 201, préformés à cet effet de deux tubes creux pour faire office de coulisses. Ces deux jambages 211 du portique 21 sont réunis à leur tête par une traverse supérieure de liaison 212 coiffée par une barre de contact 213, façonnée dans un matériau conducteur pour venir en appui contre le susdit fil de contact. Avantageusement, cette barre de contact 213, montée articulée (flèche à double sens A) autour d'un axe passant par l'axe de ladite traverse de liaison 213, est maintenue horizontale à l'ai de de ressorts de compression non représentés. Une tresse conductrice 213a relie, à ses deux extrémités, la barre de contact 213 de la tête du portique 21 au plateau 10 de la plate-forme ferroviaire I, de manière à assurer une liaison équipotentielle entre ces deux parties. On comprend que les mouvements verticaux V1 du portique 21 par rapport au châssis-support 20 permettront, à l'aide d'une échelle graduée judicieusement agencée, de mesurer la hauteur du fil de contact sur laquelle la barre de contact 213 vient prendre appui, par rapport à un plan de référence passant par les deux rails 101 et délimité par le piétement 203 du susdit châssis-support 20. Ces mouvements ascendants V1 du portique 21 sont, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, assurés par un système d'élévation à contrepoids 22. Ce système d'élévation comprend notamment deux contrepoids 221 qui évoluent à l'intérieur de deux cages de protection et de guidage 222 délimitées à l'intérieur des poteaux 201 du châssis-support 20, à l'aide de deux câbles de traction 223 fixés à l'une de leurs extrémités à un point fixe du châssis-support 20 et à l'autre de leurs extrémités à un point fixe du portique 21, et de deux poulies de renvoi 224 montées sur la traverse supérieure 202 dudit châssis-support 20.La corrélation entre la longueur des câbles de traction 223, la valeur des contrepoids 221 et de l'endroit des points de fixation desdits câbles de traction, sera convenablement étudiée pour assurer audit portique 21 un débattement vertical V1 de l'ordre de 1,65 mètre et pour assurer à la barre de contact 213 en appui sur ledit fil de contact, un effort de pression de l'ordre de 7 daN. Le chariot III est, quant à lui, constitué d'un socle mobile 30 disposé au-dessus de la trémie 103 du plateau 10, entre les deux poteaux 201 du châssis-support 20. Ce socle 30 est monté coulissant (flèche à double sens H) sur deux traverses-guides parallèles 301 fixées sur le plateau 10 de la plate-forme ferroviaire 10, transversalement au plan longitudinal de cette dernière et de part et d'autre de la trémie 103. Ce chariot III comprend également une poutre de liaison 31, associée à ses deux extrémités aux deux poteaux 201 du châssis-support 20, de manière à être disposée au-dessus dudit socle mobile 30, auquel elle est reliée par un vérin 32 dont les développements de la tige 321a à l'intérieur du corps 321b, assurent l'élévation ou l'abaissement de ladite poutre 32 par rapport au plan du socle 30, comme l'illustre très bien la flèche verticale à double sens V2. Selon une variante de réalisation de l'invention donnée à titre d'exemple, ces mouvements verticaux V2 de la poutre de liaison 31 actionnés par le vérin 32 sont guidés par deux tiges-guides 302 se dressant parallèlement sur le socle 30 de manière à venir se loger dans deux trous de guidage 312 ménagés dans la susdite poutre de liai son 32. Selon une autre caractéristique de réalisation préférentielle de l'invention, la susdite poutre de liaison 32 est équipée à ses deux extrémités de manchons de guidage 311 dans lesquels glissent avec jeu les poteaux 201 du châssis-support 20, pour autoriser le coulissement de la poutre 31 par rapport audit châssis, et vice versa.Des épaulements 201a sont convenablement préformés sur la hauteur des poteaux 201 et au-dessus des manchons de guidage 311 garnissant les extrémités de la poutre de liaison 32, de manière à ce que, lorsque la tige 321a du vérin réhausseur 321 est en extension, ladite poutre de liaison 32 s'élève et ses manchons de guidage 311 viennent en butée contre les susdits épaulements 201 a, entraînant ainsi l'élévation du châssis-support 20 et de ensemble de l'instrument de mesure II. Dans cette position, dite escamotée et telle que représentée sur le dessin de la figure 1, le train de roulement 203a du piètement roulant 203 du châssis-support 20 se trouve alors dégagé de son emprise sur les rails 101, permettant ainsi d'acheminer la plate-forme ferroviaire I, librement le long desdits rails notamment lorsque L'instrument de mesure II n'est pas en service. Lorque la tige 321a du vérin est rétractée à l'intérieur de son corps 321 b, le châssis-support 20 amorce alors un mouvement descendant (flèche V2) permettant de faire reposer son train de roulement 203a sur les rails 101, pour exécuter les opérations de mesure proprement dites. Avantageusement, les épaulements 201a sont positionnés sur les poteaux 201, à une hauteur prédéterminée, autorisant, dès que le train de roulement 203a touche l'un des rails 101, la poutre de liaison à achever son mouvement de descente de manière à décoller ses manchons de guidage 311 desdits épaulements.De ce fait, en opération de mesure, lorque la plate-forme ferroviaire I circule Lentement le long des rails 101, l'instrument de mesure II peut évoluer librement avec jeu en hauteur par rapport au plateau 10 de la plate-forme ferroviaire I, afin de suivre les différentes dénivellations du plan de référence de mesure desdits rails. Afin de contrôler les libertés de jeux ménages entre les manchons 311 de la poutre de liaison 31 et les poteaux 201, des doigts 201b solidaires de ces derniers sont guidés dans des Lumières 311a appropriées découpées dans les manchons de guidage 311. D'autre part, comme on peut le voir sur le dessin de la figure 2, les mouvements de translation H du socle mobile 30 du chariot III, le long des traverses-guides 301, sont assurés au moyen d'un châssis-guide IV, constitué d'un cadre-support 40 fixé sur Le plateau 10 de La plate-forme ferroviaire I, pour servir de support à un câble 41 qui, associé à ses deux extrémités au susdit socle mobile 30, est entraîné autour de poulies 42 agencées sur le châssis-guide 40, à l'aide d'un treuil 43. L'action de ce dernier commande donc les déplacements H du socle mobile 30, et par voie de conséquence les mouvements latéraux de l'ensemble de mesure il, par rapport aux rails 101, indépendamment du plateau 10 de la plate-forme ferroviaire I.Ce châssis-guide IV a aussi pour objet de maintenir le train de roulement 203a, en appui sur une file de rails pendant les opérations de mesure. Le véhicule de contrôle V ci-dessus décrit, pour la mesure de la hauteur et du désaxement d'un fil de contact, fonctionne de la manière suivante. En position dite de circulation, le portique 21 est replié à L'intérieur du châssis support 20 dans lequel il est maintenu par un système de verrouillage approprié, et la tige 321a du vérin 32 est actionnée en extension de manière à ce que le chariot III élève L'instrument 11 et décolle le train de roulement 201a de son appui sur les rails 101. Dans cette position, dite escamotée, l'instrument de mesure II ne contrevient pas aux normes administratives autorisées du gabarit de circulation des véhicules ferroviaires. En position dite de mesure, la tige 321a du vérin 32 est rétractée à L'intérieur du corps 321 b, de manière à ce que le chariot III descende le train de roulement 201a jusqu'au niveau de L'une des files de rails 101, tout en décollant ses manchons de guidage 311 des épaulements 201a des poteaux 201. Ensuite, la manoeuvre du treuil 43 d'entraînement du-châssis-guide IV, permet de déplacer l'instrument Il latéralement (flèche H) pour mettre en butée contre l'une des files de rails, les galets du susdit train de roulement 201a. il suffit ensuite de libérer le système de verrouillage du portique 21 pour que le système d'élévation à contrepoids 22 hausse La barre de contact 213 jusqu'au fil de contact.L'instrument II est alors en position de mesure et peut évoluer le long des rails 101 en même temps que la plate-forme ferroviaire I, mais indépendamment de cette dernière. On comprend que l'instrument de mesure qui vient d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à L'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du châssis de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. V ...................... Véhicule de contrôle I ...................... Plate-forme ferroviaire 10 .............. Plateau 101. Rails 102. Roues 103................... Trémie Il instrument de mesure 20...................... Châssis-support 201 Poteaux 201a................. Epaulements 201b................. Doigts 202 Traverse supérieure 203 ..................... Piètement 203a Train de roulement 21.................. Portique 211 ................ jambages 212 Traverse supérieure 213 Barre de contact 213a Tresse de liaison équipotentielle 22 Système d'élèvation du portique 21 221 Contrepoids 222 Cages de protection 223 Câbles de traction 224 Poulies de renvoi III Chariot 30 Socle mobile 301 Traverses-guides 302 Tiges-guides 31 Poutres de liaison 311 Manchons de guidage 311a Lumières des manchons 312 Trous de guidage 32 Vérin réhausseur 321a Tige du vérin 321b Corps du vérin IV Châssis-guide 40 Cadre-support 41 Câble d'entarînement 42 Poulies 43 Treuil Flèche A................ Mouvements d'articulation de la barre 213 Flèche H................ Mouvements horizontaux transversaux du socle 30 Flèche V1............... Mouvements verticaux du portique 21 Flèche V2............... Mouvements verticaux de la poutre 31. REVENDICATIONS 1. Véhicule de contrôle pour la mesure de la hauteur et du désaxement du ou des fils de contact des lignes aériennes de traction électrique sur voies ferrées, comprenant notamment une barre de mesure (213) parallèle à un plan de référence passant par les deux rails (101) des voies ferrées et montée mobile (flèche V1) pour venir prendre appui contre le ou les fils de contact de manière à ce que son débattement permette de mesurer la hauteur des fils de contact du câble conducteur par rapport audit plan de référence, cette barre de mesure (213) étant pourvue sur sa longueur d'une échelle graduée permettant de mesurer le désaxement du ou des susdits fils de contact par rapport à un point milieu de référence figurant l'axe du matériel roulant évoluant sur les deux rails (101), CARACTERISE PAR LE FAIT QU'il est constitué par une plate-forme ferroviaire (I) associée à un instrument de mesure (II) qui, monté suspendu sur le plateau (10) de ladite plate-forme (I) mobile indépendamment de cette dernière, est équipé à sa partie haute de la susdite barre de mesure (213) et à sa partie basse d'un train de roulement (203a) sur lesdits rails (101). 2. Véhicule selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE dans le plateau (10) de la susdite plateforme ferroviaire (I) est découpée une trémie (103) autorisant le passage dudit instrument de mesure (II) de part et d'autre dudit plateau (10), dont les déplacements (flèches V2 et H) sont guidés par un chariot (III) autorisant une évolution dudit instrument (II) dans un plan parallèle au plan de la plateforme (I) et dans un plan perpendiculaire à ce dernier. 3. Véhicule selon la revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit instrument de mesure (II) est constitué d'un châssis-support (20) formé de deux poteaux (201) parallèles maintenus par une traverse supérieure (202) et une traverse inférieure formant piètement (203), ledit piétement étant monté sur un train de roulement (203a) et la traverse supérieure (202) étant surmontée d'un portique coulissant (21) dont la tête est équipée de la susdite barre de contact (213) pour les opérations de mesure. 4. Véhicule selon les revendications 1 et 2, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit chariot (III) comprend - un socle (30) qui, disposé au-dessus de la susdite trémie (103) du plateau (10) et entre les deux poteaux (201) dudit châssis-support (20), est monté mobile (flèche H) le long de deux traverses-guides (301) fixées sur le susdit plateau (10), - et une poutre de liaison (31) qui, associée à ses deux extrémités aux susdits poteaux (201), est reliée au susdit socle mobile (30). 5. Véhicule selon les revendications 1, 2 et 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les mouvements de translation horizontale (flèche H) dudit socle mobile (30) du chariot (III) le long des traverses-guides (301) sont assurés au moyen d'un châssis-guide (IV) constitué d'un cadre-support (40) fixé sur le plateau (10) de la plate-forme ferroviaire I, pour servir de support à un câble (41) qui, associé à ses deux extrémités au susdit socle mobile (30), est entraîné autour de poulies (42) agencées sur le châssis-guide (40), à l'aide d'un treuil de manoeuvre (43). 6. Véhicule selon les revendications 1, 2 et 4, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE les déplacements verticaux (flèche V2) de ladite poutre de liaison (31) par rapport audit socle mobile (30) sont assurés par un vérin (32) calé entre ce dernier et la susdite poutre de liaison (31). 7. Véhicule selon les revendications 1 et 3, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE le susdit portique (21) est constitué de deux jambages (211) qui, montés coulissants (flèche V1) dans les deux poteaux (201) dudit châssis-support (20), sont actionnés par un dispositif d'élèvation à contrepoids (22) agencé entre ledit châssis-support (20) et ledit portique (21), pour assurer la montée autonome dudit portique (21) et pour maintenir une pression prédéterminée de la barre de contact (213) équipant la tête du portique (21), en appui sur le fil de contact du câble conducteur. 8. Véhicule selon les revendications 1, 2, 4 et 6 prises ensemble,CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite poutre de liaison (32) est équipée à ses deux extrémités de manchons de guidage (311) dans lesquels glissent avec jeu les poteaux (201) dudit châssis-support (20), pour autoriser le coulissement de la poutre (31) par rapport audit châssis, et vice versa, lequel coulissement est limité par des épaulements (201a) convenablement préformés sur la hauteur des poteaux (201) au-dessus des susdits manchons de guidage (311), de telle sorte que, lorsque la tige (321a) du vérin réhausseur (321) est en extension d'une part, ladite poutre de liaison (32) s'élève et ses manchons de guidage (311) viennent en butée contre les susdits épaulements (201a), entraînant ainsi l'élévation du châssis-support (20) et de l'ensemble de l'instrument de mesure II, et lorsque la tige (321a) du vérin (32) est rétractée dans son corps (321b) d'autre part, la poutre de liaison (31) continue à achever son mouvement de descente de manière à décoller ses manchons de guidage (311) desdits épaulements (zona), alors que le train de roulement (203a) dudit châssis-support (20) a touché l'un des rails (101). 9. Véhicule selon les revendication 1, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE des doigts (201b) sont préformés en saillie des susdits poteaux (201) du châssis-support (20) pour être logés dans des lumières (311a) appropriées découpées dans les manchons de guidage (311) de ladite poutre de liai son (31), afin de contrôler et de guider les libertés de jeux ménagés entre lesdits manchons (311) et lesdits poteaux 201. 10. Véhicule selon les revendications 3 et 7, CARACTERISE PAR LE FAIT QUE la susdite barre de contact (213) est montée articulée (flèche à double sens A) autour d'un axe passant par l'axe de ladite traverse de liaison (213) des deux jambages (211) dudit portique (21), et est maintenue horizontale à L'aide de ressorts de compression.