Brevet FR2770858A1 — publié le 19990514

L'invention concerne une machine de construction de voie ferrée avec un châssis de machine prenant appui sur des trains de roulement sur rails, constitué d'une première et d'une deuxième partie de châssis, o il est associé à la première partie de châssis, avant dans le sens de travail, un détecteur d'inclinaison longitudinale pour détecter l'inclinaison longitudinale de la voie, et avec un système de référence laser disposé sur la machine, constitué d'un émetteur laser équipé d'un dispositif de réglage en vue du réglage relatif d'un plan de référence et de récepteurs laser pour la commande en hauteur d'appareils de travail disposés à la deuxième partie de châssis, avec un dispositif de mesure de trajet et de commande, ainsi qu'un procédé pour la réfection d'une position d'assiette de voie ferrée. Il est connu par le document GB 2 268 021 une machine de nettoyage de ballast formée par deux parties de châssis reliées d'une manière articulée l'une à l'autre. Un système de référence à laser sert à détecter l'inclinaison longitudinale de la voie au voisinage de la partie de châssis avant pour pouvoir commander en hauteur, par cette mesure, des appareils de travail se trouvant à la deuxième partie de châssis. A cette fin il est prévu un émetteur laser qui est maintenu en permanence dans une position horizontale. Il est disposé au train de roulement sur rails avant de la première partie de châssis un récepteur laser qui, par une référence au plan de référence horizontale du laser sert à détecter l'inclinaison longitudinale de la première partie de châssis. La valeur de l'inclinaison longitudinale calculée par un algorithme est transmise avec un décalage dans le temps à un autre récepteur laser se trouvant sur une chaîne de déblayage à la deuxième partie de châssis pour pouvoir commander au moyen de celle-ci la position en hauteur de la chaîne de déblayage. Il est connu en outre par le document GB 2 268 529 une machine de nettoyage de ballast o est fixé à la fois - 2- sur une première partie de châssis et sur une deuxième partie de châssis respectivement un indicateur d'inclinaison longitudinale et transversale. L'inclinaison longitudinale de la voie mesurée au voisinage de la première partie de châssis est stockée comme valeur de consigne et est transmise, décalée dans le temps, pour la commande de la position en hauteur d'une chaine de déblayage. A cette fin, il faut prendre en considération l'inclinaison réelle détectée par l'indicateur d'inclinaison longitudinale de la deuxième partie de châssis. Pour commander la position en hauteur, il est prévu entre la deuxième partie de châssis et la chaine de déblayage un potentiomètre de câble de transmission. Etant donné que la reproduction de la position d'assiette de voie ferrée a lieu par la deuxième partie de châssis, des imprécisions provoquées par une torsion et flexion du chassis ne peuvent pas être exclues. Or, la présente invention a pour objet la création d'une machine de construction de voie ferrée du type indiqué au début qui permette une réfection relativement précise et simple de la position d'assiette réelle de la voie ferrée. Cet objet est atteint conformément à l'invention par une machine de construction de voie ferrée indiquée au début en ce que le dispositif de commande est réalisé pour une transmission décalée dans le temps, dépendant du trajet d'une valeur d'inclinaison longitudinale détectée par l'indicateur d'inclinaison longitudinale au dispositif de réglage de l'émetteur laser en vue d'un réglage du plan de référence en fonction de l'inclinaison longitudinale détectée Un système de référence ainsi réalisé permet de détecter avec une dépense constructive relativement réduite très simplement l'inclinaison longitudinale de la voie qui existait avant la destruction de la position d'assiette de voie et de la reproduire au voisinage des appareils de travail. Dans ce cas, il est particulièrement 3 - avantageux que d'éventuelles flexions et torsions du châssis n'aient aucune influence sur le résultat de mesure. Selon une autre caractéristique de l'invention, les récepteurs laser sont fixés respectivement sur un châssis auxiliaire disposé à la deuxième partie de châssis, qui est logé de manière pivotante par une commande autour d'un axe s'étendant dans la direction longitudinale de la machine et qui est relié à un inclinomètre. Selon une autre caractéristique de l'invention, le récepteur laser est réalisé pour être réglable en hauteur par une commande relativement au châssis auxiliaire. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le châssis auxiliaire est logé de manière déplacable transversalement sur un guidage en forme d'arc de cercle, s'étendant dans la direction transversale de la machine, par une commande, relativement à la deuxième partie de châssis. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le récepteur laser est relié par un potentiomètre de câble de transmission à un appareil de travail situé en dessous dans la direction verticale, logé au châssis de machine. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, il est prévu à l'extrémité, arrière dans le sens de travail, de la deuxième partie de châssis un récepteur laser réglable en hauteur par une commande. L'invention concerne également un procédé de réfection d'une position d'assiette de voie ferrée détruite au cours d'un assainissement du lit de ballast, o il est détecté par une première partie de châssis, disposé en amont dans le sens de travail d'un châssis de machine une inclinaison longitudinale de la voie, o il est utilisé pour commander la position en hauteur d'appareils de travail se trouvant sur une deuxième partie de châssis, un plan de référence formé par un rayon laser. Ce procédé est caractérisé en ce que la valeur - 4- d'inclinaison longitudinale définie par la première partie de châssis est enregistrée et stockée comme inclinaison de consigne et est utilisée avec un décalage dans le temps pour une inclinaison correspondante du plan de référence dès que la deuxième partie de châssis a atteint la zone locale de l'inclinaison longitudinale détectée de la voie au cours d'une avance pour le travail. Selon une autre caractéristique de l'invention, des récepteurs laser prévus pour l'enregistrement du plan de référence sont maintenus, indépendamment de la position du châssis de machine, en permanence dans une position horizontale. Enfin selon une dernière caractéristique de l'invention, les récepteurs laser sont amenés à pivoter autour d'un axe s'étendant dans la direction longitudinale de la machine. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un exemple de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté simplifiée d'une machine de construction de voie pour le nettoyage du ballast avec un système de référence constitué d'un émetteur laser et de récepteurs laser, - la figure 2 est une vue partielle, à plus grande échelle, dans la direction longitudinale de la machine d'un récepteur laser et - les figures 3 et 4 sont respectivement une représentation schématique du système de référence. Une machine de construction de voie ferrée 1 représentée d'une manière simplifiée sur la figure 1 pour le nettoyage du ballast d'une voie ferrée 2 présente un châssis de machine 4 prenant appui sur des trains de roulement sur rails. Celui-ci est constitué d'une première -5 2770858 partie de châssis 6, avant dans le sens de travail, représentée par une flèche 5 et d'une deuxième partie de châssis 8 arrière reliée à celle-ci par une articulation 7. Sur la deuxième partie de châssis 8 se trouvent des appareils de travail 9 qui conviennent pour traiter un lit de ballast, sous la forme d'une chaîne de déblayage 11 réglable en hauteur par une commande 10 et d'une chaine de nivellement 13 réglable en hauteur par une commande 12, disposée directement derrière celle-ci. Le nettoyage du ballast remonté par la chaîne de déblayage 11 est effectué par une installation de criblage 14 pouvant être mise en vibration. L'éjection du ballast nettoyé a lieu par une courroie de transport d'introduction 15 apte à pivoter dans un plan horizontal. Entre l'installation de criblage 14 et une cabine de conduite et de travail arrière 16 se trouve une goulotte 17 par laquelle, selon le besoin, du ballast neuf peut être amené à la bande de transport d'introduction 15. Un dispositif de levage 18 réglable en hauteur est prévu pour relever la voie 2. Directement devant la chaîne de déblayage 11 se trouve une cabine de travail 19 avec une console de commande centrale 20. Les déblais générés lors du nettoyage peuvent être évacués par une unité de convoyage 21 à l'extrémité avant de la machine. Pour l'alimentation en énergie des différentes commandes et des dispositifs de locomotion 22, il est prévu à la partie de châssis avant 6 une unité à moteur 23. Pour la commande de la position en hauteur des appareils de travail 9 ainsi que pour contrôler la position nouvellement crée de la hauteur de la voie au voisinage du train de roulement sur rails le plus arrière 3, il est prévu un système de référence à laser 24. Celui- ci est constitué essentiellement d'un émetteur laser 25 positionné au voisinage de l'articulation 7, de récepteurs laser 26 situés au voisinage des appareils de travail 9 respectivement de la cabine de conduite et de travail 16, -6 - d'un dispositif de commande 27 ainsi que d'un clinomètre longitudinal 28 fixé à la première partie de châssis 6. L'émetteur laser 25 en éventail pour former un plan de référence 29 est inclinable à l'aide d'un dispositif de réglage 30 dans la direction longitudinale de la machine. Pour détecter l'inclinaison transversale de la voie, il est prévu un inclinomètre transversal 39. Comme on le voit notamment sur la figure 2, chaque récepteur laser 26 est réglable en hauteur (trajet de déplacement V) par une commande 31 relativement a un châssis auxiliaire 32. Ce châssis auxiliaire 32 sert à fixer le récepteur laser 26 et est logé de manière déplaçable transversalement sur un guidage 33 s'étendant transversalement à la direction longitudinale de la machine, en forme d'arc de cercle, et relié à la deuxième partie de châssis 8 et est maintenu par une commande 35 soumise à l'influence d'un inclinomètre 34 d'une manière permanente par une rotation autour d'un axe 43 s'étendant dans la direction longitudinale de la machine dans une position horizontale. Le châssis auxiliaire 32 est déplaçable transversalement conjointement avec le récepteur laser 26 par une commande à broche 36 sur le guidage cité 33. Chaque châssis auxiliaire 32 est relié à ses deux extrémités respectivement à un potentiomètre de câble de transmission 37 dont le câble 38 est relié amoviblement à l'appareil de travail 9 se trouvant respectivement en dessous. Au moyen du potentiomètre de câble de transmission 37 il est détecté la valeur de mesure de hauteur S. Par le guidage en forme d'arc de cercle 33 dont le point de rotation théorique se situe 5 mètres plus bas, il y a lieu un déplacement transversal du récepteur laser 26 comme égalisation de la hauteur de flèche dans l'arc de voie. Le principe du système de référence à laser 24 repose sur le fait que le plan de référence 26 est réglé dans la direction longitudinale de la voie parallèlement à l'inclinaison ancienne de voie enregistrée au voisinage de la première partie de châssis 6 (c'est la position réelle de la voie 2 existant au voisinage de la première partie de châssis 6 avant l'utilisation pour le travail des appareils de travail 9) dans la direction transversale horizontalement et relativement à la hauteur à un écart constant à l'axe de la voie dès que le tronçon correspondant de la voie ancienne a été atteint par la deuxième partie de châssis 8. Relativement à ce plan de référence artificiel 29, on mesure au voisinage de la deuxième partie de châssis 8 à trois endroits, et cela au voisinage de la chaîne de déblayage 11 (on obtient ainsi la profondeur d'évacuation), au voisinage de la chaîne de nivellement 13 (on obtient ainsi l'abaissement de la voie 2) et au voisinage du train de roulement sur rails arrière 3 o est contrôlé la position réelle nouvellement créée de la voie 2. A l'aide de l'indicateur d'inclinaison transversale 39, on mesure la position transversale de la voie. Par l'indicateur d'inclinaison longitudinale 28 on mesure 1' inclinaison longitudinale de la première partie de châssis 6 (dans la situation représentée sur la figure 3 à l'emplacement de voie X3) qui est définie par l'appui des deux trains de roulement sur rails 3 sur la voie 2. Au moyen de cette inclinaison longitudinale de la première partie de châssis 6 on peut détecter indirectement aussi l'inclinaison longitudinale correspondante du tronçon de voie C (= position de l'ancienne voie) associée à la première partie de châssis 6. La distance parcourue par la machine pendant l'utilisation pour le travail est détectée par un dispositif de mesure de trajet 40. Il est inscrit, par mètre parcouru, une valeur d'inclinaison longitudinale dans un registre de décalage 41 du dispositif de commande 27. Etant donné que l'écart de tourillon de la première partie de châssis 6 représente 12 mètres et celui de la deuxième partie de châssis 8 représente 24 mètres, la valeur d'inclinaison longitudinale mesurée à l'emplacement de voie X, (pour le tronçon de voie A), après une avance de -8 - 24 mètres de la machine 1 se trouve au 25Me emplacement dans le registre des décalages 41. Cette valeur d'inclinaison longitudinale est additionnée avec la 13ème valeur d'inclinaison longitudinale du registre des décalages 41 (mesurée à l'emplacement de voie X2 pour le tronçon de voie B) pour obtenir de cette manière, malgré la première partie de châssis 6 plus courte, l'inclinaison longitudinale de la deuxième partie de châssis 8 d'une longueur de 24 mètres. Dans le cas d'autres rapports de longueur des parties de châssis, il faudrait procéder à des calculs correspondants. La valeur d'inclinaison longitudinale émise par mètre parcouru par la machine 1 à la sortie du registre de décalage 41 est une valeur moyenne d'une pluralité de mesures qui sont exécutées à des écarts de 2,5 centimètres. Dans ce cas il est utile de ne pas tenir compte de valeurs s'écartant d'une manière extrême de la valeur moyenne. La valeur d'inclinaison longitudinale émise par le registre de décalage 41 à l'emplacement de voie X3 au dispositif de réglage 30 (qui correspond à une addition des deux valeurs d'inclinaison longitudinale mesurées en Xl et X2) provoque un pivotement de l'émetteur laser 25 dans la direction longitudinale de la machine. Ce faisant, le plan de référence 29 est orienté parallèlement à la valeur d'inclinaison longitudinale obtenue par l'addition des valeurs d'inclinaison longitudinale pour les tronçons de voie A et B. C'est-à-dire, la deuxième partie de châssis 8 devrait être parallèle au plan de référence 29 dans le cas o la position réelle d'assiette de voie ferrée n'aurait pas été détruite par l'utilisation des appareils de travail 9. Le plan de référence 29 reproduit par les valeurs d'inclinaison longitudinale stockées et émises avec un décalage dans le temps permet cependant au voisinage des appareils de travail 9 une référence à la position réelle d'assiette de voie détruite qui existait avant l'utilisation des appareils de travail 9. Lors de -9 - l'ajustement précité de l'émetteur laser 25 pour régler le plan de référence 29 dans la position de consigne de la voie, il est nécessaire de tenir compte de l'inclinaison longitudinale momentanée de la première partie de châssis 6 reliée à l'émetteur laser 25 étant donné que celle-ci présente en fonction du tronçon de voie C une inclinaison longitudinale différente. Dans la représentation schématique visible sur la figure 3 du système de référence à laser 24, les deux appareils de travail 9 se situent exactement sur le niveau supérieur du rail et présentent par conséquent, comme le train de roulement sur rails arrière 3 et l'émetteur laser , la distance H relativement au plan de référence 29. Dans ce cas, les récepteurs laser 26, quant à leur point zéro, se situent exactement dans le plan de référence 29 s'étendant parallèlement à la voie 2, chaque potentiomètre de câble de transmission 37 présente quant au trajet de déplacement (valeur de mesure en hauteur S) la valeur zéro. Dans la représentation schématique du système de référence à laser 24 conformément à la figure 4, les deux appareils de travail 9 sont représentés dans la position de travail o les deux valeurs de mesure en hauteur S, et Sa pouvant être détectées par les potentiomètres respectifs de câble de transmission 37 représentent le degré de l'abaissement de voie respectivement la profondeur d'excavation R par la chaîne de nivellement 13. Les deux valeurs de mesure en hauteur SI, S2 sont réglables sélectivement en tant que valeurs de consigne prédéfinissables. La ligne 42 représentée par des traits interrompus représente la position théorique du point zéro des récepteurs laser 26 étant donné qu'à la fois les deux appareils de travail 9 que le train de roulement sur rails arrière 3 se trouvent dans la position de consigne H respectivement H+ S1 respectivement H+ S2. Un écart du point zéro des récepteurs laser 26 du plan de référence 29 est égalisé par la commande respective 31 provoquant un - 10 - déplacement en hauteur. Ces trajets de déplacement V1 respectivement V2 mènent automatiquement à une poursuite hydraulique de la chaîne de nivellement 13 respectivement de la chaîne de déblayage 11 par une sollicitation correspondante des commandes associées 12 respectivement jusqu'à ce que les trajets de déplacement V1, V2 présentent la valeur zéro. Le trajet de déplacement V3 du récepteur laser arrière 26 (V3 = différence entre la position du récepteur laser 26 avant la sollicitation de la commande 31 et après l'atteinte de la position de consigne prédéfinie par le plan de référence 29) correspond à l'abaissement réel de la voie qui contient un tassement éventuel de la voie provoqué par l'application d'une charge sur le train de roulement sur rails 3. Un tel écart de la position réelle de la voie 2 au voisinage du train de roulement sur rails arrière 3 de la position de consigne peut être compensé par une introduction d'une valeur de correction dans Si respectivement S2. Alternativement à la solution décrite de la fixation d'un détecteur d'inclinaison longitudinale 28 à la première partie de châssis 6 il serait également possible de détecter l'inclinaison longitudinale de la première partie de châssis 6 par un deuxième système de référence à laser. A cette fin, il suffirait de disposer un récepteur laser au voisinage du train de roulement sur rails 3 le plus avant et pour détecter l'inclinaison longitudinale de la première partie de châssis 6, par exemple l'émetteur laser 25 est réglé à un point zéro du récepteur laser avant précité. L'inclinaison longitudinale ainsi détectée peut être émise alors, avec un décalage dans le temps, aux récepteurs laser arrières 26 (après avoir additionné les deux valeurs d'inclinaison longitudinale détectées pour les tronçons de voie A, B). - il R E=VEND N CATIO0NS 1. Machine de construction de voie ferrée (1) avec un châssis de machine (4) prenant appui sur des trains de roulement sur rails (3), constitué d'une première et d'une deuxième partie de châssis (6, 8), o il est associé à la première partie de châssis (6) avant dans le sens du travail un détecteur d'inclinaison longitudinale (28) pour détecter l'inclinaison longitudinale de la voie, et avec un système de référence à laser (24) disposé sur la machine (1), formé par un émetteur laser (25) équipé d'un dispositif de réglage (30) en vue du réglage relatif d'un plan de référence (29) et de récepteurs laser (26), pour la commande en hauteur d'appareils de travail (9) disposés à la deuxième partie de châssis (8), et avec un dispositif de mesure de trajet et de commande (40, 27), caractérisée en ce que le dispositif de commande (27) est réalisé pour une transmission décalée dans le temps, dépendant du trajet d'une valeur d'inclinaison longitudinale détectée par le détecteur d'inclinaison longitudinale (28) au dispositif de réglage (30) de l'émetteur laser (25) pour un réglage du plan de référence (29) dépendant de l'inclinaison longitudinale détectée. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les récepteurs laser (26) sont fixés respectivement sur un chassis auxiliaire (32) disposé à la deuxième partie de chassis (8), qui est logé de manière pivotante par une commande (35) autour d'un axe (43) s'étendant dans la direction longitudinale de la machine et qui est relié à un inclinomètre (34). 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le récepteur laser (26) est réalisé de manière réglable en hauteur par une commande (31) relativement au châssis auxiliaire (32). 4. Machine selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le chassis auxiliaire (32) est logé de manière déplaçable transversalement sur un guidage en - 12 - forme d'arc de cercle (33) s'étendant dans la direction transversale de la machine, par une commande (36), relativement à la deuxième partie de châssis (8). 5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le récepteur laser (26) est relié par un potentiomètre de cable de transmission (37) à un appareil de travail (9) se trouvant en dessous dans la direction verticale, logé au châssis de machine (4). 6. Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est prévu à l'extrémité, arrière relativement au sens de travail, de la deuxième partie de châssis (8), un récepteur laser (26) réglable en hauteur par une commande (31). 7. Procédé de réfection d'une position d'assiette de voie détruite au cours d'un assainissement du lit de ballast, o il est détecté par une première partie de châssis (6) disposée devant dans le sens de travail d'un châssis de machine (4) une inclinaison longitudinale de la voie et o il est utilisé pour la commande de la position en hauteur d'appareils de travail (9) se trouvant sur une deuxième partie de châssis (8) un plan de référence (29) formé par un rayon laser, caractérisé en ce que la valeur d'inclinaison longitudinale définie par la première partie de châssis (6) est enregistrée et stockée comme inclinaison de consigne et est utilisée avec un décalage dans le temps pour une inclinaison correspondante du plan de référence (29) dès que la deuxième partie de châssis 8 a atteint l'emplacement local de l'inclinaison longitudinale de voie détectée au cours de l'avance pour le travail. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que des récepteurs laser (26) prévus pour enregistrer le plan de référence (29), indépendamment de la position du châssis de machine (4), sont maintenus en permanence dans une position horizontale. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les récepteurs laser (26) sont - 13 - amenés à pivoter autour d'un axe (43) s'étendant dans la direction longitudinale de la machine.