Brevet FR2770859A1 — 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 qui est constitué d'une partie de châssis avant et d'une partie de châssis arrière, relativement au sens de travail, reliées l'une à l'autre par une articulation, et avec un système de référence pour la commande d'au moins un appareil de travail disposé au châssis de machine, ainsi qu'un procédé pour détecter des valeurs de mesure de la voie. 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, par cette mesure, la hauteur des appareils de travail se trouvant à la deuxième partie de chassis. 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 de laser horizontal sert à détecter l'inclinaison longitudinale de la première partie de châssis. La valeur d'inclinaison longitudinale calculée par un algorithme est transmise, avec un décalage dans le temps, à un récepteur laser additionnel, se trouvant sur une chaine 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. En outre, il est connu par le document GB-2 268 529 une machine de nettoyage de ballast o il est fixé à la fois sur une première partie de châssis et sur une deuxième partie de châssis respectivement un clinomètre longitudinal et transversal. L'inclinaison longitudinale de la voie mesurée au voisinage de la première partie de châssis est stockée comme valeur de consigne et est transmise, avec un décalage dans le temps, pour la commande de la position en hauteur d'une chaine de déblayage. A cette fin, il faut tenir compte de l'inclinaison réelle détectée par le clinomètre longitudinal de la deuxième partie de châssis. Pour la commande de la position en hauteur de la chaine de déblayage, il est prévu entre la deuxième partie de châssis et la chaîne de déblayage un potentiomètre à câble de traction. Or, la présente invention a pour objet la création d'une machine de construction de voie ferrée du type générique au moyen de laquelle, en utilisant des moyens simples, il est possible de rétablir d'une manière précise la position d'assiette de voie ferrée détruite par l'utilisation d'appareils de travail. Cet objet est atteint conformément à l'invention avec la machine de construction de voie ferrée décrite au début en ce que le système de référence se trouvant à la partie de châssis avant est constitué d'une droite de référence s'étendant entre deux trains de roulement dans la direction longitudinale de la machine et d'un essieu de mesure apte à rouler sur la voie avec un dispositif de mesure détectant le mouvement relatif ayant lieu dans la direction transversale de la machine entre la droite de référence et l'essieu de mesure, et qu'il est prévu un dispositif de mesure d'angle pour détecter un angle de châssis réel formé par les deux parties de châssis. Par cette réalisation, il devient possible avec une dépense constructive relativement réduite de mesurer la position réelle de la voie directement avant sa destruction et de reproduire par la relation angulaire de la partie de châssis arrière relativement à la partie de châssis avant, se trouvant en permanence dans la position réelle de la voie, la position réelle de la voie détectée pour la commande d'appareils de travail. Ce faisant, on part du fait que dans la courbe locale à former par les valeurs de mesure de voie mesurées, correspondant à la position réelle de la voie, la position de consigne théorique de la partie de châssis arrière peut être calculée facilement. Etant donné que par le dispositif de mesure d'angle, également la position réelle de la partie de châssis arrière peut être dégagée, par la formation de la différence, les valeurs de déplacement nécessaires pour la commande des appareils de travail peuvent être calculées d'une manière très simple et fiable. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de mesure d'angle est formé par un potentiomètre à cable de traction, disposé au voisinage de l'articulation et relié aux deux parties de châssis pour la détection de l'angle de chassis réel formé relativement à un plan horizontal. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, il est associé au dispositif de mesure d'angle un deuxième potentiomètre à cable de traction reliant les deux parties de chassis dans la direction verticale pour détecter la torsion entre les deux parties de châssis. L'invention concerne également un procédé pour la détection de valeurs de mesure de la voie définissant la position d'assiette de voie ferrée, se référant à des hauteurs de flèche pour la position latérale de la voie et/ou à l'inclinaison longitudinale de la voie pour la position en hauteur de la voie, pour le rétablissement de la position d'assiette de la voie directement après la destruction de celle-ci résultant de l'action exercée par des appareils de travail, les appareils de travail étant disposés sur une partie de châssis arrière relativement à un sens de travail d'une machine, reliée par une articulation à une partie de châssis avant, caractérisé par les étapes consistant à: a) détecter la position réelle de la voie par une mesure continue des hauteurs de flèche et/ou de l'inclinaison longitudinale de la voie au voisinage de la partie de chassis avant, b) calculer une courbe géométrique correspondant à la position réelle de la voie et insérée dans un système de coordonnées dépendant du trajet de la voie basé sur les valeurs de mesure de voie détectées, c) le châssis de machine est placé relativement à trois points, à savoir l'articulation et les deux trains de roulement avoisinant celle-ci, par calculs sur la courbe géométrique et ainsi, la position de consigne théorique de la partie de châssis arrière relativement à la courbe géométrique est dégagée, d) calculer un angle de châssis de consigne formé par la position de consigne théorique de la partie de châssis arrière avec la partie de châssis avant, e) calculer la position réelle de la partie de châssis arrière relativement à la courbe géométrique sur la base de l'angle de chassis réel, f) déterminer la grandeur de commande pour l'appareil de travail en formant la différence entre les positions théorique et réelle de la partie de châssis arrière, g) solliciter une commande en vue d'un déplacement relatif de l'appareil de travail par rapport à la partie de chassis arrière conformément à la grandeur de commande déterminée. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront 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 des modes 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 lit de ballast avec un système de référence mesurant des défauts de position latérale de la voie, pour la commande d'appareils de travail; la figure 2 représente un système de coordonnées avec une courbe géométrique formée par la mesure des hauteurs de flèche; - la figure 3 représente une autre machine de construction de voie ferrée qui convient pour la réfection de la voie; et - la figure 4 est une représentation schématique simplifiée d'un dispositif de mesure d'angle. La machine 1 représentée sur la figure 1 présente un châssis de machine 3 prenant appui sur des trains de roulement sur rails 2. Celui- ci est constitué d'une partie de châssis 5 avant dans le sens de travail (flèche 4) et d'une partie de châssis arrière 7 reliée à celle-ci par une articulation 6. A la partie de châssis arrière 7 se trouvent différents appareils de travail 8 sous la forme d'une chaîne de déblayage 9 et d'un dispositif de relevage de voie 10. Les appareils de travail 8 sont réglables par des commandes 11 relativement à la partie de châssis arrière 7. Le ballast récupéré par la chaîne de déblayage sans fin 9 du lit de ballast est transporté par une courroie de transport 12 d'une installation de criblage, qui n'a pas été représentée dans un but de simplification, sur un wagon de criblage accouplé à la partie de châssis arrière 7, il y est nettoyé et est déversé par un agencement de courroie de transport 13 pour la réfection du lit de la voie sur une voie 14 respectivement une plate-forme de terre dégagée. A la partie de châssis avant 5 se trouve un système de référence 15 pour détecter des défauts de position latérale de la position réelle de la voie. Ce système de référence 15 est constitué d'une droite de référence 16 s'étendant dans la direction longitudinale de la machine, disposée au milieu relativement à la direction transversale de la voie et formée par une corde en acier, d'un essieu de mesure 17 apte à rouler sur la voie 14 et d'un dispositif de mesure 18 relié à celui-ci. Celui-ci est constitué d'un potentiomètre linéaire déplacable dans la direction transversale de la machine pour détecter le déplacement relatif entre l'essieu de mesure 17 et la droite de référence 16. L'essieu de mesure 17 apte à rouler par des galets à boudin 19 sur la voie 14 et fixé à la partie de châssis 5 est pressé par une commande non représentée dans la direction transversale de la machine contre l'un des deux rails de la voie 14 pour pouvoir suivre ainsi l'allure latérale précise de la voie en éliminant un jeu de voie. Pour détecter le trajet parcouru par la machine 1, il est prévu un dispositif de mesure de trajet 20. Pour détecter un angle de châssis réel 3 formé par les deux parties de châssis 5, 7 relativement à un plan s'étendant horizontalement respectivement parallèlement aux points d'appui de roue des trains de roulement 2 (figure 2), il est prévu au voisinage de l'articulation 6 un dispositif de mesure d'angle 21. Lorsque parallèlement à la détection de la position latérale de la voie on souhaite également la détection de la position de hauteur de voie, un agencement supplémentaire d'un dispositif de mesure d'angle 21 est requis pour détecter un angle en hauteur formé relativement à un plan vertical entre les deux parties de chassis 5, 7. Un système de coordonnées visible sur la figure 2 montre sur l'axe x le trajet de voie x détecté par le dispositif de mesure de trajet 20 de la machine 1 et sur l'axe y les écarts de position latérale (erreur de guidage) d'une courbe géométrique 22 représentant la position réelle de la voie. A partir des hauteurs de flèche f mesurées par le dispositif de mesure 18 du système de référence 15 à la partie de chassis avant 5, il est possible d'approcher la courbe géométrique indiquée 22 de la voie 14 en rapport avec un tracé polygonal 23 représenté par des lignes en traits mixtes. L'écart des pivots de rotation des deux trains de roulement avant 2 destinés à supporter la partie de châssis avant 5 est de 12 mètres. L'essieu de mesure 17 se trouve au milieu entre les deux trains de roulement 2, de telle sorte que la mesure de la hauteur des flèches a lieu à des écarts de 6 mètres (ce qui produit une longueur de polygone de 6 m). L'écart des pivots de rotation entre les deux trains de roulement arrière 2 supportant la partie de châssis arrière 7 est de 24 mètres ce qui simplifie considérablement le développement de formules de calcul correspondantes pour déterminer les grandeurs de commande pour les appareils de travail 8. Avant le début du travail, il faudrait mesurer jusqu'à l'emplacement de travail déjà une longueur de machine (ce sont 36 mètres) de façon à obtenir à partir des cinq hauteurs de flèche f qui en résultent déjà une courbe géométrique 22 (figure 2). L'articulation 6 des deux parties de châssis 5, 7 en raison de la géométrique mentionnée dans la courbe géométrique 22, se situe exactement en y3, un pivot de rotation avant 24 du châssis de machine 3 se trouve en y5. Un pivot de rotation arrière de la partie de châssis arrière 7 est désigné par 25, 1 représente l'angle de châssis réel formé par les deux parties de châssis 5, 7 et détecté par le dispositif de mesure d'angle 21. c2 représente l'angle de chassis de consigne formé par la position de consigne théorique de la partie de châssis arrière 7 avec la partie de châssis avant 5, sous une forme de pente ascendante (k2). Comme cela est visible sur la figure 2, on procède à l'aide du système de référence 15 pendant l'avance pour le travail de la machine 1 à une détection continue de hauteurs de flèche fi, f2' f3...' à des écarts de 6 mètres. Dès que, au total, cinq hauteurs de flèche f sont connues à l'intérieur du chassis de machine 3, la courbe géométrique 22 peut être approchée sur la base du tracé polygonal 23. Dans cette courbe géométrique 22 est calculée la position de la machine 1, l'articulation 6 se trouvant exactement en x3. Etant donné que la partie de châssis avant 5 se trouve toujours sur la position réelle de la voie, à la fois l'articulation 6 et le pivot de rotation avant 24 se situent sur la courbe géométrique 22. Une autre grandeur connue est la longueur de la partie de châssis arrière 7. A partir de ces données, on peut calculer très simplement la position de consigne théorique (indiquée par la ligne en traits interrompus 26) de la partie de châssis arrière 7 o le pivot de rotation arrière 25 doit se situer sur la courbe géométrique 22. A partir de la position de consigne théorique de la partie de chassis arrière 7 peut être calculé l'angle de châssis de consigne Au formé avec la partie de châssis avant 5 qui sera indiquée de manière appropriée sous la forme d'une pente ascendante (k). L'angle de châssis réel pouvant être détecté par le dispositif de mesure d'angle 21 sera également indiqué de manière appropriée comme pente ascendante Ay/Ax. L'écart respectivement la position erronée de la partie de châssis arrière 7 relativement à la position de consigne théorique peut être indiqué par la formation de la différence entre l'angle de châssis réel et l'angle de chassis de consigne Au respectivement la pente réelle et de consigne (kl, k2) de la partie de chassis arrière 7. L'écart latéral relativement à la position de consigne, par exemple au pivot de rotation arrière 25 est alors simplement obtenu par une multiplication de la différence de pente avec la longueur de machine. Par une sollicitation correspondante de la commande 11 a lieu une compression relativement à la partie de chassis arrière 7 jusqu'à ce que l'appareil de travail 8 se trouve dans la position de consigne (correspondant à la position réelle dans laquelle se sont trouvés les appareils de travail 8 avant l'utilisation pour le travail) pour le rétablissement de la position réelle de voie mesurée dans la partie de châssis avant 5. On expliquera ci-après plus en détail la formule de calcul. Pour les valeurs y de la courbe géométrique 22, on obtient les formules suivantes: Y1 = 2 f1 Y2 = 2 (2f1 + f2) y3 = 2 (3f1 + 2f2 + f3) y4 = 2 (4f1 + 3f2 + 2f3 + f4) y5=2. 2 (5f1 + 4f2 + 3f3 + 2f4 + f5) Pour la différence de pente Ak = Ay/Ax on obtient les formules suivantes (précisément lorsqu'une nouvelle hauteur de flèche est mesurée à 6 m): Ak (Aa)=k2 (a2)- k, (a,)=Y3 Y -Y3 3Y3 -2Y5 2S s 2s s = longueur de la partie de châssis avant 5, 2s = longueur de la partie de châssis arrière 7. Lors d'une avance ultérieure entre deux hauteurs de flèche f, les formules suivantes sont utilisées pour l'interpolation (x = trajet, respectivement de 0-6 m): Y'3=Y3+2x. Y'4 -Y3 y'5 = 2 (5f, +4f2 +3f3 +2f4 +f5 (x)) Ak= 3y'3-2y5 2s Pour qu'on obtienne les pentes d'une manière indépendante des unités, les hauteurs de flèche, les cordes et le lieu doivent être introduits dans la même unité, par exemple dans [m] dans les formules de calcul. I1 est représenté sur la figure 3 un autre exemple de réalisation d'une machine 1 qui convient pour une réflexion de la voie. Pour plus de simplicité, les parties ayant la même fonction portent les mêmes références numériques que sur la figure 1. Un châssis de machine 3 est également réalisé en deux parties, une partie de châssis avant 5 étant reliée par une articulation 6 à une partie de châssis arrière 7. La partie de châssis avant 5 est équipée d'un système de référence 15, d'une droite de référence 16 et d'un essieu de mesure 17 pour détecter la position latérale d'une voie 14. Il est prévu à l'articulation 6 un dispositif de mesure d'angle 21. La partie de châssis arrière 7 prend appui à l'extrémité arrière par un véhicule à chenille 27 sur un lit de ballast nivelé 28. Comme appareils de travail 8 sont prévus un dispositif de nivellement 29 réglable en hauteur et vers les côtés ainsi qu'un dispositif 34 pour déposer des traverses neuves 30. Un autre dispositif 31 sert à récupérer les traverses anciennes 32. Pour le rétablissement de la position d'assiette de voie ferrée, il est également possible, de solliciter des commandes 33 destinées à guider le véhicule à chenille 27 en fonction de la grandeur de commande déterminée à l'aide du système de référence 15 et du dispositif de mesure d'angle 21 étant donné que par le guidage du véhicule à chenille 27 également les appareils de travail 8 peuvent être centrés automatiquement. Le dispositif de mesure d'angle 21 représenté sur la figure 4 d'une manière simplifiée et à plus grande échelle présente un potentiomètre à cable de traction 35 disposé au voisinage de l'articulation 6 et relié aux deux parties de châssis 5, 7 pour détecter au moyen de celui-ci un angle de châssis réel ( ) formé relativement à un plan horizontal. Pour la combinaison de la torsion des deux parties de châssis 5, 7 l'une relativement à l'autre, il est prévu un potentiomètre à câble de traction 36 s'étendant dans la direction verticale et reliant les deux parties de chassis 5, 7 l'une à l'autre. Dans une variante de réalisation, la droite de référence 16 pourrait également être réalisée sous la forme d'un rayon laser. De même, à la place d'une articulation 6 pour relier les deux parties de châssis 5, 7, un accouplement de wagon normal pourrait être utilisé. il REVENDICATIONS 1. Machine de construction de voie ferrée, avec un châssis de machine (3) prenant appui sur des trains de roulement (2) qui est constitué d'une partie de châssis (5) avant relativement au sens du travail et d'une partie de châssis arrière (7) reliées l'une à l'autre par une articulation (6), et avec un système de référence (15) pour la commande d'au moins un appareil de travail (8) disposé au châssis de machine (3), caractérisée en ce que le système de référence (15) se trouvant à la partie de châssis avant (5) est formé par une droite de référence (16) s'étendant entre deux trains de roulement (2) dans la direction longitudinale de la machine et d'un essieu de mesure (17) apte à rouler sur la voie, avec un dispositif de mesure (18) détectant un mouvement relatif ayant lieu dans la direction transversale de la machine entre la droite de référence (16) et l'essieu de mesure (17) et en ce qu'il est prévu un dispositif de mesure d'angle (21) pour la détection d'un angle de châssis réel (f) formé par les deux parties de châssis 5, 7. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de mesure d'angle (21) est formé par un potentiomètre à câble de traction (35) disposé au voisinage de l'articulation (6) et relié aux deux parties de châssis (5, 7) pour détecter l'angle de châssis réel (p) formé relativement à un plan horizontal. 3. Machine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'il est associé au dispositif de mesure d'angle (21) un deuxième potentiomètre à câble de traction (36) reliant les deux parties de châssis (5, 7) dans la direction verticale l'une à l'autre pour détecter la torsion entre les deux parties de châssis (5, 7). 4. Procédé pour détecter des valeurs de mesure de voie définissant la position d'assiette de la voie, se référant à des hauteurs de flèche (f) pour la position latérale de la voie et/ou à l'inclinaison longitudinale de la voie pour la position en hauteur de la voie, pour rétablir la position d'assiette de la voie directement après sa destruction résultant de l'action d'appareils de travail (8), o les appareils de travail (8) sont disposés sur une partie de chassis (7) arrière relativement à un sens de travail d'une machine (1), qui est reliée par une articulation (6) à une partie de châssis avant (5), caractérisé par les étapes suivantes: a) détection de la position réelle de la voie par une mesure continue de hauteurs de flèche (f) et/ou de l'inclinaison longitudinale de la voie au voisinage de la partie de châssis avant (5), b) calcul d'une courbe géométrique (22) correspondant à la position réelle de la voie et insérée dans un système de coordonnées dépendant du trajet de la voie sur la base des valeurs de mesure de voie détectées, c) le châssis de machine (3) est placé relativement à trois points, à savoir de l'articulation (6) et des deux trains de roulements (2) avoisinant celle-ci, par calcul sur la courbe géométrique (22) et ainsi, la position de consigne théorique de la partie de châssis arrière (7) est dégagée relativement à la courbe géométrique (22), d) calcul d'un angle de chassis de consigne (Aa) formé par la position de consigne théorique de la partie de châssis arrière (7) avec la partie de châssis avant (5), e) calcul de la position réelle de la partie de chassis arrière (7) relativement à la courbe géométrique (22) sur la base de l'angle de châssis réel (f), f) détermination de la grandeur de commande pour l'appareil de travail (8) par la formation de la différence entre la position théorique et réelle de la partie de châssis arrière (7), g) sollicitation d'une commande (11) en vue d'un déplacement relatif de l'appareil de travail (8) relativement à la partie de châssis arrière (7) conformément à la grandeur de commande déterminée.