Brevet FR2796350A1 — publié le 20010119

Dispositif pour la détection d'écarts dans le passage des roues pour aiguillages ou croisements ferroviaires La présente invention a pour objet un dispositif pour la détection d'écarts latéraux et/ou verticaux dans le passage des roues pour des aiguillages ou croisements ferroviaires, dans lequel un capteur est relié à un élément d'actionnement dont les signaux sont amenés à un circuit d'interprétation. EP 344 145 B 1 décrit un dispositif pour la détection de l'état d'aiguillages ou de croisements ferroviaires permettant d'obtenir et d'interpréter, outre les signaux habituels de bonne position des parties de l'aiguillage et notamment des aiguilles, des données caractéristiques de l'état de l'aiguillage et notamment de son usure. Le dispositif proposé prévoit en l'occurrence un capteur disposé au niveau de la pointe d'aiguille théorique, qui capte les écarts latéraux et/ou verticaux du passage des roues. Avec ce dispositif, il est désormais possible de détecter une usure excessive ou des modifications des valeurs de référence pouvant aboutir à une usure prématurée de la pointe d'aiguille. Un système de diagnostic des aiguillages prévoit habituellement aussi des capteurs détectant la position finale des aiguilles, par exemple des capteurs de proximité à induction, qui ne produisent normalement des signaux que lorsque la position finale est atteinte, mais pas lorsque le rail est libéré. Un capteur de détection du passage des roues reste toutefois actif aussi pendant le passage de véhicules ferroviaires et doit donc présenter une grande stabilité et une grande fiabilité de fonctionnement. Le capteur correspondant est formé, selon EP 344 145 B l, de deux ressorts à lame reliés en formant l'un avec l'autre un angle aigu, dont les surfaces latérales portent des jauges d'allongement et dont les extrémités libres sont fixées sur une plaque de base, par exemple une traverse. Ce type de construction est relativement rigide, et l'angle de pivotement sans risque de rupture des éléments mécaniques du capteur, est réduit. Le brevet AT 399 483 B décrit une forme dérivée d'un tel dispositif pour la détection des écarts de passage des roues pour les aiguillages et croisements ferroviaires, dans lequel un organe d'actionnement du dispositif coopère avec au moins un capteur, et en particulier avec une jauge d'allongement. Dans ce mode de réalisation, l'organe d'actionnement est relié à au moins une barre de torsion qui présente, sur son enveloppe ou dans un alésage, quatre jauges d'allongement décalées sur la circonférence, et qui est disposée dans le sens longitudinal des rails et/ou en position normale sur ceux-ci. La géométrie de cette barre de torsion ne permet pas d'interpréter les forces agissant dans une direction différente, et notamment dans le sens vertical, de la même manière que les forces latérales agissant sur la tête du capteur. Dans ce mode de réalisation, le matériau plus ou moins souple et élastique doit aussi se déformer pour générer des signaux au niveau des jauges d'allongement. La déformabilité et, de ce fait, la capacité maximale de déviation est limitée par la solidité et la stabilité nécessaires des éléments. La présente invention a pour objet de créer un dispositif du type susmentionné, et en particulier un capteur de pointe d'aiguille dans lequel il n'existe aucun risque de rupture du capteur ou de la tête de capteur même en cas de débattements et de translations importants. Afin d'obtenir une telle construction, qui permet des débattements mécaniques importants, l'élément d'actionnement est conçu dans la présente invention comme un élément en forme de T basculant et/ou escamotable verticalement, dont la barre en T coopère avec des commutateurs, des capteurs et/ou des jauges d'allongement à l'intérieur d'un logement et dont l'extrémité libre est supportée de manière pivotante et élastique dans un trou du logement et porte une tête de capteur pour la détection mécanique du passage des roues. Avec une conception de ce type, il est possible d'autoriser de grands débattements et d'obtenir ainsi des valeurs de mesure correctes sur une large plage, tout en réalisant un enfermement complet des capteurs et en améliorant ainsi leur protection contre les influences de l'environnement. En raison des grandes courses de déplacement, les déviations maximales admissibles peuvent coopérer directement avec des commutateurs signalant l'incertitude de service et la suspension élastique de l'élément d'actionnement assure un rappel automatique dans la position correcte en même temps qu'elle crée la possibilité d'une étanchéité de l'intérieur du logement. À cette fin, il est avantageux que le support élastique de l'élément en forme de T dans le logement soit formé par un élastomère, de préférence au moins un joint torique disposé entre un bord annulaire de la tête de capteur et le logement. Ces élastomères, par exemple des joints toriques, combinent la fonction de rappel élastique de l'élément d'actionnement dans la position de repos et la fonction d'étanchéité complète du logement dans lequel sont disposés les commutateurs et/ou les capteurs. La protection contre les influences de l'environnement et l'étanchéité peuvent encore être améliorées si le bord annulaire est formé d'une surface d'enveloppe conique à l'intérieur, entourant l'élastomère ou le ou les joints toriques, avec des génératrices parallèles au logement ou divergentes. Afin d'obtenir de plus grands débattements de l'organe d'actionnement sans risque de contraintes excessives au niveau des commutateurs et/ou capteurs, il est possible de prévoir un dispositif de précontrainte pour la déviation de la tête de capteur. À cette fin, le trou de passage dans le boîtier est conçu comme un trou allongé dont le grand axe est perpendiculaire au sens de passage de la roue à capter. Ce trou allongé peut assurer que la tête de capteur ne peut pivoter, par exemple, que perpendiculairement au sens de passage, ou qu'elle peut s'enfoncer verticalement dans le logement, de sorte que les commutateurs et capteurs sous-jacents sont soumis à une contrainte exactement définie et génèrent des signaux de mesure reproductibles. Dans la conception selon la présente invention, il est avantageux que la barre en T soit entourée, au niveau de l'ouverture dans le logement, par la paroi frontale présentant l'ouverture, et que la largeur libre du logement soit plus grande que la longueur de la barre en T, ce qui permet une construction beaucoup plus compacte et fiable tout en étant facile à monter. Dans cette conception, il suffit que l'élément en forme de T dépasse vers l'extérieur au-delà du logement, la barre en T restant à l'intérieur du logement et étant maintenue par les parois qui l'entourent pour l'empêcher de sortir davantage. Du côté extérieur, il suffit de visser la tête de capteur et, éventuellement, le bord annulaire à bords divergeant en cône sur la barre en T, le vissage se faisant en intercalant des joints toriques afin d'obtenir une suspension élastique. Avec cette suspension, il se produit en cas de déviation mécanique une absorption précise de la force par l'élément d'actionnement. La barre en T pivote perpendiculairement à l'axe à l'intérieur du logement et peut ainsi actionner les commutateurs et/ou les capteurs. I1 est avantageux de ménager à l'intérieur du logement un espace vide sensiblement cylindrique, de concevoir la barre en T comme un disque dont le diamètre est plus petit que le diamètre libre de l'espace cylindrique, et de disposer les commutateurs, capteurs et/ou jauges d'allongement sur le côté de la barre en T opposé à l'ouverture ménagée dans le logement pour la tète de capteur. Afin de protéger les commutateurs et/ou capteurs, il peut être avantageux que ceux-ci soient supportés de façon élastique et centrés par rapport à l'axe de l'espace cylindrique. De cette manière, on évite qu'une contrainte mécanique excessive puisse s'exercer sur les commutateurs ou les capteurs, même en cas de forte déviation. La précision de l'action de l'élément d'actionnement, et notamment de la barre en T, sur les commutateurs ou capteurs peut être améliorée en prévoyant sur la face de la barre en T orientée vers les commutateurs, capteurs ou jauges d'allongement des saillies dont la projection sur les commutateurs et/ou capteurs, et notamment une plaque de jauges d'allongement, est symétrique et centrée, la construction étant compacte et complètement protégée des influences de l'environnement si l'espace central du logement peut être fermé par un couvercle étanche, et notamment vissé. La présente invention sera expliquée plus précisément ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement par une figure de dessin. La figure représente schématiquement un capteur de pointe d'aiguille dont la tête est désignée par 1. La tête de capteur 1 peut être écartée latéralement de l'axe de symétrie vertical 2 si des irrégularités du passage des roues sont détectées et que la jante d'une roue dévie la tête de capteur sur le côté. Elle peut toutefois aussi être soumise à une contrainte verticale, dans le sens de la flèche 3, en cas d'usure inadmissible de la surface de roulement des roues. La tète de capteur 1 est fixée sur un élément d'actionnement 4 en forme de T et reliée par un filetage 5 à la partie de l'élément en forme de T 4 qui dépasse librement d'un logement 6. Un bord annulaire 7, dont les surfaces orientées vers le bas présentent des génératrices coniques et parallèles ou divergentes par rapport au logement 6, est en outre vissé sur l'élément en forme de T 4. Ce bord annulaire 7 entoure des joints toriques 8 composés de matériau élastomère, qui sont comprimés lorsque la tète de capteur 1 s'écarte de l'axe 2 et lorsqu'elle est compressée dans le sens de la flèche 3. Les joints toriques 8 sont fixés entre le bord annulaire 7 et l'extérieur de la face frontale du logement, un manchon 9 sensiblement cylindrique étant formé à l'intérieur du logement et pouvant être fermé de manière étanche vis-à-vis de l'extérieur par un couvercle 10 vissé. La barre en T 11 de l'élément en forme de T 4 est disposée à l'intérieur de ce manchon 9 et coopère par sa partie latérale avec des éléments de capteur 12 ou des commutateurs correspondants. Le pivotement de cette barre en T 11 se fait autour d'un axe de pivotement défini par le point d'appui 13, ce qui permet de transmettre aux capteurs ou aux commutateurs des courses de déplacement définies avec précision. Les capteurs 12 peuvent être conçus comme des plaques de jauges d'allongement reposant sans serrage sur un disque annulaire en caoutchouc mousse 14. Pour éviter les surcharges, une pièce d'appui 15 est supportée de manière élastique par les joints toriques d'étanchéité 16 et avec possibilité de glissement dans le sens de la flèche 22 dans le manchon 10. L'axe de pivotement 21 est conçu comme le centre de la pièce d'appui 15, qui peut être ajustée par le vissage du manchon 10 en intercalant un autre joint torique d'étanchéité 16. Le logement 6 peut être fixé sur la pointe d'aiguille ou sur une plaque de base adéquate par des vis non représentées, qui traversent les trous 17 correspondants dans une bride du logement. La paroi frontale 18 du logement peut présenter un trou allongé à travers lequel un dispositif de précontrainte pour le pivotement de la tête de capteur 1 peut être prévu. Il est avantageux que le grand axe de ce trou allongé 19 soit orienté dans le sens de pivotement latéral selon la double flèche 20. I1 est possible de prévoir sur la face inférieure de la barre en T 11 des saillies espacées de 180 , qui appuient sur une plaque de jauges d'allongement et déclenchent ainsi un signal de mesure correspondant. La plaque de jauges d'allongement peut être conçue de façon à s'engager dans des évidements correspondants de la pièce d'appui 15, afin de capter uniquement le mouvement transversal de la tête de capteur dans le sens de la double flèche 20. Un choc vertical dans le sens de la flèche 3 est alors signalé par une sollicitation symétrique des jauges d'allongement. Une déviation de la tête de capteur 1 dans le sens de la double flèche 20 est rendue possible, dans les limites d'élasticité, par la compression des joints toriques 8, 16, sans que les forces de la roue proprement dites n'agissent sur le capteur. De même, les chocs verticaux sont absorbés par les joints toriques, ce qui permet d'obtenir dans le même temps une construction entièrement enfermée, donc complètement protégée des influences de l'environnement. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la détection d'écarts latéraux et/ou verticaux dans le passage des roues pour des aiguillages ou croisements ferroviaires, dans lequel un capteur est relié à un élément d'actionnement dont les signaux sont amenés à un circuit d'interprétation, caractérisé en ce que l'élément d'actionnement est conçu comme un élément en forme en T (4) basculant et/ou escamotable verticalement, dont la barre en T (11) coopère avec des commutateurs, des capteurs (12) et/ou des jauges d'allongement à l'intérieur d'un logement (6) et dont l'extrémité libre est supportée de manière pivotante et élastique dans un trou du logement (6) et porte une tête de capteur (1) pour la détection mécanique du passage des roues. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support élastique de l'élément en forme de T (4) dans le logement (6) est formé par un élastomère, de préférence au moins un joint torique (8) disposé entre un bord annulaire (7) de la tête de capteur (1) et le logement (6). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bord annulaire (7) est formé d'une surface d'enveloppe conique à l'intérieur, entourant l'élastomère ou le ou les joints toriques (8), avec des génératrices parallèles au logement (6) ou divergentes. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le trou de passage dans le boîtier (6) est conçu comme un trou allongé dont le grand axe est perpendiculaire au sens de passage de la roue à capter. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la barre en T (11) est entourée, au niveau de l'ouverture dans le logement (6), par la paroi frontale présentant l'ouverture, et en ce que la largeur libre du logement (6) est plus grande que la longueur de la barre en T (11). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un espace vide (9) sensiblement cylindrique est ménagé à l'intérieur du logement (6), en ce que la barre en T (11) est conçue comme un disque dont le diamètre est plus petit que le diamètre libre de l'espace (9), et en ce que les commutateurs et/ou capteurs (12) sont disposés sur le côté de la barre en T (11) opposé à l'ouverture ménagée dans le logement (6) pour la tête de capteur (1). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les commutateurs et/ou capteurs (12) sont supportés de façon élastique et centrés par rapport à l'axe de l'espace vide (9). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la barre en T (11) porte, sur sa face orientée vers les commutateurs ou capteurs (12), des saillies dont la projection sur les commutateurs et/ou capteurs (12), et notamment une plaque de jauges d'allongement, est symétrique et centrée. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'espace central (9) du logement (6) peut être fermé par un couvercle étanche (10), et notamment vissé.