Dispositif de mesure, de contrôle et/ou de commande
de l'inclinaison locale d'une voie ferrée
La présente invention se rapporte aux véhicules ferroviaires équipés de dispositifs de mesure, de contrôle ou de commande de l'inclinaison locale de la voie, notamment dans le plan transversal à celle-ci.
L'importance d'un excellent état géométrique des voies ferrées augmente chaque jour avec l'augmentation des vitesses de circulation. Qu'il s'agisse de travaux d'entretien ou de renouvellement, les exigences de précision atteignent aujourd'hui des valeurs extrmement élevées. Notamment, l'inclinaison transversale qui peut varier par exemple de + 180 mm, sur une voie d'écartement de 1500 mm, est demandée avec une précision de l'ordre de + 0, 5 mm. Il est donc nécessaire de disposer d'un appareil de mesure, de contrôle ou de commande correct au dixième de mm, soit donnant un angle de 1/15 000 et cela dans un domaine de 360 mm, c'est-à-dire d'une précision de l'ordre de 0,1/360 = environ 0,3 pour mille du champ d'utilisation.
L'emploi d'un simple pendule à cet effet est très ancien. Mais s'il est de grande longueur libre, son temps de réponse est très long, et si le pendule est court, sa force de commande est faible, ses indications petites et sa précision insuffisante.
C'est pourquoi on a souvent proposé un pendule agissant sur un relais amplificateur, et les efforts des constructeurs se sont orientés tout naturellement vers des relais électriques. Les pendules actionnant de simples contacts électriques - mmes miniatures donnent une précision limitée par les forces et jeux nécessaires à leur fonctionnement et présentent en outre tous les inconvénients bien connus propres aux contacts électriques. Les pendules à relais électroniques ou à courants faibles se heurtent à diverses difficultés, telles que stabilité du zéro, sensibilité à la température, vulnérabilité du détecteur de position du pendule, quasi-impossibilité de réparation sur place par du personnel de voie, prix, etc.
Montés sur un véhicule ferroviaire, ces dispositifs sont en effet soumis aux trépidations, parfois aux chocs, dus à la circulation. Sur les machines à bourrer le ballast sous les traverses, ils sont en outre exposés aux vibrations résiduelles plus ou moins grandes provenant du bourrage vibrant. Enfin, lorsqu'ils commandent un dispositif automatique de nivellement ou lorsqu'ils contrôlent en continu un travail de nivellement, il est indispensable que leur fonctionnement soit impeccable.
C'est dire que ces appareils réalisés sous forme de matériel mobile de chantier doivent cependant fonctionner en toute sécurité dans les conditions les plus dures, et l'on conçoit sans peine la valeur de toute amélioration.
La présente invention vise à résoudre ces difficultés.
Elle a pour objet un dispositif de mesure, de contrôle et/ou de commande de l'inclinaison locale d'une voie ferrée, notamment dans le plan transversal à celle-ci, ledit dispositif équipant un véhicule ferroviaire et comprenant des palpeurs de rails, un pendule disposé dans un châssis rigide relié à ces palpeurs, un moyen amortisseur pour le pendule, et un servo-moteur réversible, commandé par ce pendule.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le châssis repose sur la voie par l'intermédiaire des palpeurs, en ce que les palpeurs, le point de suspension du pendule et le corps du servo-moteur sont fixes par rapport au châssis, en ce que le servo-moteur comporte un organe d'actionnement formant paroi d'une chambre à fluide sous pression, et un distributeur comportant un tiroir et une chemise tous deux mobiles, en ce que le pendule est relié mécaniquement à l'un de ces organes mobiles du distributeur, tandis que l'organe commandé du servomoteur est relié mécaniquement à l'autre, et en ce que chacun des deux organes mobiles susdits du distributeur présente une arte vive, ces artes étant à proximité l'une de l'autre, pour que leur position réciproque détermine à tout instant le réglage du débit de fluide et par là,
la position de l'organe commandé du servo-moteur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispositif selon l'invention, appliquées au cas de la mesure du dévers d'une voie ferrée.
Ces deux exemples sont illustrés schématiquement sur les fig. 1 et 2 et non en proportions exactes, pour une meilleure clarté.
La fig. 1 est une coupe partielle à travers la première forme d'exécution, agencée transversalement à la voie. Au-dessus des deux files de rails 1 a et 1 b on voit en 2 un châssis rigide prévu ici en forme de caisson qui repose sur la voie par l'intermédiaire de palpeurs de rails constitués par des galets 3a et 3 b, qui d'ailleurs pourraient tre remplacés par de simples patins. Ainsi le châssis présente la mme inclinaison que la voie dans le plan transversal à celle-ci et peut en outre tre déplacé le long de la voie par un véhicule quelconque, non représenté.
Le pendule est constitué par une masse pesante 4 solidaire d'un levier double dont on voit en 5 la branche située en arrière du plan du dessin. Ledit levier pivote librement en 6 dans le caisson qui est rempli d'huile en sorte que sitôt après un déplacement de celui-ci le long de la voie, le pendule prend et conserve sa position d'équilibre dans le plan de la figure, l'huile faisant amortisseur d'oscillation.
Sur le caisson 2 est fixé rigidement le corps 7 d'un servo-moteur hydraulique dont l'organe commandé est le piston 8 prolongé par la tige 9 qui permet d'atteler en 10 un appareillage quelconque, non représenté sur le dessin.
Ledit piston 8 est donc coulissable dans 7 et comporte par ailleurs une seconde tige 1 1 partiellement forée par le conduit 12 qui met en communication la chambre 13 de pression avec la gorge 14 circulaire dont l'arte 15 est taillée vive du côté du piston 8. Sur 11 peut coulisser librement la douille 16 qui est reliée au pendule par la longue tige 17 articulée à ses deux extrémités. Cette douille 16 se termine par une arte vive 18 qui peut venir recouvrir plus ou moins complètement la gorge circulaire 14 et former avec son arte 15 un étranglement variable. Ainsi 1 1 et 16 constituent un distributeur à deux pièces mobiles, l'une étant liée directement à l'organe 8 commandé et l'autre reliée au pendule.
Le servo-moteur décrit est complété par une source quelconque - non illustrée - d'alimentation en huile sous pression constante, par le conduit 19 d'amenée muni d'un diaphragme fixe 20, par le conduit 21 d'échappement, ainsi que par le ressort 22 de rappel qui pousse constamment 8 vers la gauche sur le dessin.
Le fonctionnement est alors le suivant:
Dans la position d'équilibre représentée, l'huile s'écoule en régime permanent par 19, 20, 13, 12 et 14, par l'étranglement 15-18, et par 2 et 21. L'huile subit une certaine perte de pression dans le diaphragme 20 et une seconde dans l'étranglement 15-18 en sorte qu'il s'établit une pression intermédiaire dans la chambre 13.
Cette pression en agissant sur le piston 8 maintient un équilibre axial malgré l'action du ressort 22 et de la réaction en 10 de l'appareillage actionné.
En effet, s'il se produit par exemple une traction supplémentaire en 10, le piston 8 et donc l'arte 15 se déplacent très légèrement vers la droite de la figure; l'arte 18 restant fixe, l'étranglement 15-18 s'ouvre aussitôt, d'où diminution de la pression intermédiaire et rétablissement quasi instantané de l'équilibre. Une compression supplémentaire crée visiblement une augmentation de pression qui rétablit l'équilibre. Sans analyser davantage ce processus bien connu de réglage, on peut dire que la force d'actionnement en 10 ne modifie pas la position du pendule et que la distance comprise entre 17 et 10 reste pratiquement constante, pour autant que ladite force ne soit pas excessive.
Supposons maintenant qu'après un déplacement du dispositif le rail la soit un peu plus haut par exemple que lb. Le caisson, comme déjà dit, présente la mme inclinaison que la voie. Le pendule retrouve saposition d'équilibre en pivotant vers la droite sur la figure, l'arte 18 se déplace dans le mme sens ce qui rap proche 18 et 15, fait augmenter la pression dans la chambre intermédiaire 13 et déplace aussitôt le piston 8 vers la droite jusqu'à rétablissement de l'étranglement initial. I1 est clair qu'une variation en sens contraire de l'inclinaison de la voie provoquera des écarts également de sens opposé jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli.
Là encore, on se borne à souligner que pratiquement le point 10 commandé suit quasi instantanément et avec une excellente précision la position du pendule, ceci quelle que soit l'inclinaison de la voie et quels que soient les efforts commandés par le servo-moteur.
I1 en résulte visiblement que l'inclinaison de la voie dans un sens ou dans l'autre se traduit par un écart bien déterminé du point 10 à partir de sa position moyenne correspondant à la voie horizontale.
On conçoit sans peine que le servo-moteur pourra actionner avec précision n'importe quel appareil de lecture, d'enregistrement ou de commande, de tout type connu, à l'aide d'une tringle fixée en 10 et non représentée sur le dessin parce que facile à réaliser par l'homme de métier.
Un premier avantage important résultant du choix et de la combinaison des organes selon cet exemple est la haute précision obtenue par le dispositif. Ceci est dû tout d'abord à l'emploi d'un type de servo-moteur hydraulique réversible, (c.-à-d. agissant indifféremment dans les deux sens), à réglage continu (donc sans zone d'insensibilité systématique), asservi en position en sorte que la force d'actionnement est sans effet sur le pendule. Mais cette précision provient aussi de la rigidité de l'ensemble formé par le châssis, les palpeurs de rails, l'axe de suspension du pendule et le corps du servo-moteur, car le pendule se trouve ainsi soustrait à l'influence de mouvements parasites, provenant par exemple du servo-moteur. La précision est encore assurée par la fixation du corps de l'amortisseur (le caisson, dans l'exemple montré) à l'ensemble rigide.
En effet, comme cet ensemble est immobile sur la voie, l'amortisseur ne provoque aucun déplacement anormal du pendule et en outre s'oppose constamment à ceux qui tendent à se produire par l'effet du distributeur.
Un autre avantage est donc de pouvoir disposer d'une force de commande aussi élevée qu'on le désire, le cas échéant en ayant recours à un deuxième servomoteur, ou davantage, selon une technique bien connue.
Un autre avantage réside dans la rapidité de réponse du dispositif obtenue par l'emploi combiné d'un pendule à courte période d'oscillation, d'un servomoteur du type décrit qui, par son système de réglage sur un débit, travaille pratiquement sans retard, et de l'ensemble rigide qui, par son immobilité sur la voie, permet au pendule de prendre le plus rapidement possible et sans oscillation retardatrice sa position d'équilibre.
Un autre avantage encore est la stabilité des indications fournies par le dispositif et qui est garantie par la fixité de l'ensemble rigide combinée avec les caractéristiques - déjà mentionnées - du servo-moteur, de son réglage et de l'amortisseur.
Un autre avantage est la sécurité de fonctionnement qui peut tre assurée aisément par des organes robustes, par l'emploi d'un pendule court qui sollicite au minimum sa suspension (sensible aux à-coups de la circulation sur la voie) et par un minimum d'organes mobiles soumis à l'usure, d'ailleurs extrmement faible.
Le dispositif présente encore d'autres avantages, tels que simplicité de construction, entretien presque nul, etc.
Dans l'exemple décrit, le choix d'un réglage par simple arte sur chacune des deux pièces mobiles du distributeur conduit non seulement à une plus grande simplicité, mais contribue à une meilleure sécurité en service et évite tout réglage délicat lors d'une révision comme cela peut facilement se produire en employant le réglage par double arte par exemple.
Par ailleurs, les avantages d'un caisson étanche (au lieu d'un châssis ouvert) sont de protéger le pendule de tout contact externe accidentel, de constituer directement le corps fixe de l'amortisseur, de pouvoir utiliser le mme fluide que celui du servo-moteur, de protéger au mieux tous les organes mobiles des poussières de chantier, etc., d'assurer automatiquement le graissage lorsqu'on emploie de l'huile de s'accommoder au mieux des frottements inévitables qui nuisent à la précision, de simplifier beaucoup la construction, etc.
Pour augmenter la sensibilité du dispositif, on peut imprimer à l'ensemble rigide et par un moyen quelconque connu - non représenté -, de petites vibrations rapides et régulières susceptibles d'annuler pratiquement l'influence des frottements sans fausser la position du pendule. Dans l'exemple montré en fig. 1, le dispositif est censé reposer sur une voie légèrement vibrante à cause d'un bourrage de ballast effectué à quelque distance du dispositif. C'est là encore un avantage du système rigide de se dispenser dans certains cas d'un vibreur auxiliaire ou d'une pression d'alimentation vibrante.
La fig. 2 illustre une forme d'exécution plus perfectionnée dans laquelle les indications du pendule par rapport au châssis rigide sont amplifiées non seulement en force mais aussi en déplacement.
Sur cette fig. 2, on a reproduit avec les mmes désignations une partie des organes montrés à la fig. 1.
Pour éviter une description inutilement longue, on se bornera donc à développer ce qui touche à la nouvelle variante.
Ici, le pendule pivote sur le bras 23 qui prolonge le corps 7 du servo-moteur, pour assurer en pratique une meilleure précision.
Le piston 8 comporte uniquement la tige 9 qui, avec 7 et 8, forme une deuxième chambre 24.
Le distributeur est constitué par une première pièce mobile en forme de piston 25 présentant une gorge circulaire 26 dont l'arte 27 est vive; 25 est relié par 17 au pendule et peut par ailleurs coulisser dans le tiroir 28, deuxième pièce mobile qui comporte une gorge circulaire 29 à une arte vive 30. Ce tiroir 28 peut coulisser dans 7 avec lequel il forme la chambre 31.
Sur 7 pivote en 32 un levier 33 à deux galets 34 et 35 contre lesquels viennent s'appuyer 9, respectivement le cylindre 28 du piston 25.
Le corps 7 présente enfin les conduits nécessaires comme il sera décrit plus loin.
Le fonctionnement est alors le suivant:
Dans la position d'équilibre représentée, l'huile arrive de 19 par un conduit représenté schématiquement en traits mixtes pour la clarté du dessin, dans un conduit 36 foré dans 7. La pression constante qui règne ainsi dans 36 est transmise d'une part à 24 par le conduit 37 et d'autre part à 31 par le conduit 38, en sorte que, sur la figure, 8 est appuyé constamment vers la gauche alors que 28 est poussé vers la droite. L'huile s'écoule de 36 au travers d'un diaphragme fixe 20 où elle subit une première chute de pression. De là, l'huile circule à cette pression intermédiaire par le conduit 39 jusque dans 26 et passe alors au travers de l'étranglement formé par les artes vives 27 et 30 où se produit une deuxième chute de pression.
L'huile s'échappe de là par 29, par le conduit 40 ménagé dans 28, par le conduit 41 prévu dans 7, et finalement par 2 et 21. A la sortie du diaphragme 20, la pression intermédiaire est transmise par le conduit 42 jusque dans 13 où elle pousse donc le piston 8 vers la droite sur la fig. de manière à maintenir son équilibre.
On voit tout d'abord que la force de rappel due au ressort 22 dans le cas précédent est ici remplacée par la force constante due à la pression constante agissant dans les chambres 24 et 31.
On remarque ensuite que si les longueurs des bras b et c du levier 33 sont égales, le tiroir 28 se déplace de la mme quantité que le piston 8, mais en sens opposé. Il en résulte que le système transmet le mme déplacement que celui du pendule, mais en sens opposé (ce qui est avantageux suivant l'appareillage à actionner). En effet, pour un rail la plus haut que lb, on voit sans peine que le pendule et le piston 25 partent vers la droite du dessin, que l'étranglement 27-30 s'élargit, que la pression intermédiaire diminue, que le piston 8 part vers la gauche, que le tiroir 28 va vers la droite, ce qui rétrécit à nouveau 27-30 jusqu'à rétablissement de la pression intermédiaire d'origine. Le processus est donc identique, au sens près, à celui examiné dans le premier exemple, en sorte qu'il est superflu de le décrire plus en détails.
I1 reste à voir le cas spécialement intéressant où le bras c est plus grand que b. La fig. 2 montre à l'évidence que le déplacement du galet 34 est c/b fois le déplacement du galet 35. Comme, d'après ce qui a été vu, les deux artes mobiles du distributeur sont toujours sensiblement dans la mme position réciproque (c.-à-d. que le distributeur reste pratiquement de mme longueur), il saute aux yeux que finalement le déplacement du point 10 commandé est c/b fois plus grand que le déplacement du pendule, mesuré à la distance a du point de suspension. Ainsi le mme servo-moteur sert simultanément à deux fins: amplification en force et en déplacement.
A cet avantage, j oints aux précédents, s'en ajoutent encore d'autres tels que grande souplesse de réalisation, possibilité de raccourcir notablement et sans inconvénient la longueur du pendule donc l'instantanéité des indications, etc.
Bien des variantes à la portée de l'homme de métier peuvent tre envisagées dans le cadre de l'invention, et les exemples montrés ne sont nullement limitatifs. Le fluide sous pression pourrait tre non pas de l'huile mais un gaz.
Measurement, control and / or command device
the local slope of a railway
The present invention relates to railway vehicles equipped with devices for measuring, checking or controlling the local inclination of the track, in particular in the plane transverse to the latter.
The importance of an excellent geometrical condition of the railways increases every day with the increase in traffic speeds. Whether maintenance or renewal work, the demands for precision are now reaching extremely high values. In particular, the transverse inclination which can vary for example by + 180 mm, on a gauge track of 1500 mm, is requested with a precision of the order of + 0, 5 mm. It is therefore necessary to have a measuring, control or command device correct to the tenth of a mm, that is to say giving an angle of 1 / 15,000 and that in a range of 360 mm, that is to say d 'a precision of the order of 0.1 / 360 = approximately 0.3 per mile of the field of use.
The use of a simple pendulum for this purpose is very old. But if it is of great free length, its response time is very long, and if the pendulum is short, its control force is weak, its indications small and its precision insufficient.
This is why a pendulum acting on an amplifier relay has often been proposed, and the efforts of manufacturers have naturally been directed towards electrical relays. Pendulums actuating simple electrical contacts - even miniature ones, give a precision limited by the forces and clearances necessary for their operation and also have all the well-known drawbacks specific to electrical contacts. Pendulums with electronic or low-current relays encounter various difficulties, such as zero stability, temperature sensitivity, vulnerability of the pendulum position detector, near-impossibility of repair on site by track personnel, price, etc. .
Mounted on a rail vehicle, these devices are in fact subject to tremors, sometimes shocks, due to traffic. On machines for stuffing ballast under sleepers, they are also exposed to more or less residual vibrations from the vibrating stuffing. Finally, when they control an automatic leveling device or when they continuously control a leveling job, it is essential that their operation be impeccable.
This means that these devices, made as mobile construction equipment, must nevertheless operate safely under the harshest conditions, and the value of any improvement is easily understood.
The present invention aims to resolve these difficulties.
It relates to a device for measuring, checking and / or controlling the local inclination of a railway track, in particular in the plane transverse to the latter, said device fitted to a railway vehicle and comprising track sensors, a pendulum arranged in a rigid frame connected to these feelers, a damping means for the pendulum, and a reversible servomotor, controlled by this pendulum.
The device according to the invention is characterized in that the frame rests on the track by means of the feelers, in that the feelers, the suspension point of the pendulum and the body of the servomotor are fixed relative to the frame, in that the servomotor comprises an actuator forming the wall of a pressurized fluid chamber, and a distributor comprising a slide and a sleeve both movable, in that the pendulum is mechanically connected to one of these movable members of the distributor, while the controlled member of the booster is mechanically connected to the other, and in that each of the aforesaid two movable members of the distributor has a sharp edge, these edges being close to one of the other, so that their reciprocal position determines at any time the adjustment of the fluid flow and thereby,
the position of the controlled member of the servomotor.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the device according to the invention, applied to the case of measuring the cant of a railway track.
These two examples are illustrated schematically in FIGS. 1 and 2 and not in exact proportions, for better clarity.
Fig. 1 is a partial section through the first embodiment, arranged transversely to the track. Above the two rows of rails 1 a and 1 b we see at 2 a rigid frame provided here in the form of a box which rests on the track by means of rail feelers formed by rollers 3a and 3b, which d 'moreover could be replaced by simple pads. Thus the chassis has the same inclination as the track in the plane transverse to the latter and can also be moved along the track by any vehicle, not shown.
The pendulum is formed by a heavy mass 4 integral with a double lever, the branch of which can be seen at 5 behind the plane of the drawing. Said lever pivots freely at 6 in the box which is filled with oil so that as soon as it has moved along the track, the pendulum assumes and maintains its position of equilibrium in the plane of the figure, l oil making oscillation damper.
On the casing 2 is rigidly fixed the body 7 of a hydraulic servomotor whose controlled member is the piston 8 extended by the rod 9 which makes it possible to couple in 10 any equipment, not shown in the drawing.
Said piston 8 is therefore slidable in 7 and also comprises a second rod 11 partially drilled by the conduit 12 which puts the pressure chamber 13 in communication with the circular groove 14, the edge 15 of which is cut to size on the side of the piston 8 On 11 can slide freely the bush 16 which is connected to the pendulum by the long rod 17 articulated at its two ends. This sleeve 16 ends in a sharp edge 18 which can come to cover more or less completely the circular groove 14 and form with its edge 15 a variable constriction. Thus 1 1 and 16 constitute a distributor with two moving parts, one being directly linked to the controlled member 8 and the other connected to the pendulum.
The servomotor described is completed by any source - not shown - for supplying oil under constant pressure, by the supply duct 19 provided with a fixed diaphragm 20, by the exhaust duct 21, as well as by the return spring 22 which constantly pushes 8 to the left in the drawing.
The operation is then as follows:
In the equilibrium position shown, the oil flows in a steady state through 19, 20, 13, 12 and 14, through the throttle 15-18, and through 2 and 21. The oil undergoes a certain loss of pressure in the diaphragm 20 and a second in the throttle 15-18 so that an intermediate pressure is established in the chamber 13.
This pressure by acting on the piston 8 maintains an axial balance despite the action of the spring 22 and the reaction at 10 of the actuated device.
Indeed, if there is for example an additional traction at 10, the piston 8 and therefore the edge 15 move very slightly to the right of the figure; the arte 18 remaining fixed, the constriction 15-18 opens immediately, resulting in a decrease in the intermediate pressure and almost instantaneous re-establishment of balance. Further compression visibly creates an increase in pressure which restores balance. Without further analyzing this well-known adjustment process, it can be said that the actuating force at 10 does not change the position of the pendulum and that the distance between 17 and 10 remains practically constant, as long as said force is not excessive. .
Suppose now that after moving the device the rail la is a little higher, for example, than lb. The box, as already said, has the same inclination as the track. The pendulum regains its equilibrium position by pivoting to the right in the figure, the edge 18 moves in the same direction which brings 18 and 15 closer, increases the pressure in the intermediate chamber 13 and immediately moves the piston 8 towards right until the initial throttling is restored. It is clear that a variation in the inclination of the track in the opposite direction will also cause deviations in the opposite direction until equilibrium is re-established.
Here again, we limit ourselves to emphasizing that practically the controlled point 10 follows almost instantaneously and with excellent precision the position of the pendulum, whatever the inclination of the track and whatever the forces commanded by the servomotor.
It visibly results from this that the inclination of the track in one direction or the other results in a well-determined deviation of point 10 from its mean position corresponding to the horizontal track.
It is easy to see that the servomotor can actuate with precision any reading, recording or control device of any known type, using a rod fixed at 10 and not shown in the drawing. because it is easy to perform by the skilled person.
A first important advantage resulting from the choice and the combination of members according to this example is the high precision obtained by the device. This is due first of all to the use of a type of reversible hydraulic servo-motor, (i.e. acting indifferently in both directions), continuously adjustable (therefore without any systematic insensitivity zone). , controlled in position so that the actuating force has no effect on the pendulum. But this precision also comes from the rigidity of the assembly formed by the frame, the track sensors, the pendulum suspension axis and the body of the servomotor, because the pendulum is thus removed from the influence of movements. noise, for example from the servomotor. The precision is further ensured by fixing the body of the shock absorber (the box, in the example shown) to the rigid assembly.
Indeed, as this assembly is stationary on the track, the damper does not cause any abnormal movement of the pendulum and moreover constantly opposes those which tend to occur by the effect of the distributor.
Another advantage is therefore to be able to have as high a control force as desired, where appropriate by having recourse to a second booster, or more, according to a well-known technique.
Another advantage lies in the rapidity of response of the device obtained by the combined use of a pendulum with a short period of oscillation, of a servomotor of the type described which, by its system of adjustment on a flow rate, works practically without delay. , and the rigid assembly which, by its immobility on the track, allows the pendulum to take its equilibrium position as quickly as possible and without delaying oscillation.
Yet another advantage is the stability of the indications supplied by the device and which is guaranteed by the fixity of the rigid assembly combined with the characteristics - already mentioned - of the servomotor, its adjustment and the shock absorber.
Another advantage is operating safety, which can easily be ensured by robust components, by the use of a short pendulum which requires its suspension to a minimum (sensitive to jolts from traffic on the track) and by a minimum moving parts subject to wear, which is also extremely low.
The device also has other advantages, such as simplicity of construction, almost zero maintenance, etc.
In the example described, the choice of an adjustment by simple edge on each of the two moving parts of the distributor leads not only to greater simplicity, but contributes to better safety in service and avoids any delicate adjustment during an overhaul. as can easily happen by using the double edge adjustment for example.
Furthermore, the advantages of a sealed casing (instead of an open frame) are to protect the pendulum from any accidental external contact, to directly constitute the fixed body of the shock absorber, to be able to use the same fluid as that of the servomotor, to protect all the moving parts as much as possible from construction dust, etc., to automatically ensure lubrication when oil is used, to adapt as best as possible to the inevitable friction which impairs precision, to greatly simplify construction, etc.
To increase the sensitivity of the device, it is possible to impart to the rigid assembly and by any known means - not shown - small rapid and regular vibrations capable of practically canceling out the influence of friction without distorting the position of the pendulum. In the example shown in fig. 1, the device is supposed to rest on a slightly vibrating track because of a ballast jam made some distance from the device. This is again an advantage of the rigid system to dispense in certain cases of an auxiliary vibrator or of a vibrating feed pressure.
Fig. 2 illustrates a more perfected embodiment in which the indications of the pendulum relative to the rigid frame are amplified not only in force but also in displacement.
In this fig. 2, part of the members shown in FIG. 1 has been reproduced with the same designations. 1.
To avoid an unnecessarily long description, we will therefore limit ourselves to developing what relates to the new variant.
Here, the pendulum pivots on the arm 23 which extends the body 7 of the servomotor, in order to ensure better precision in practice.
The piston 8 comprises only the rod 9 which, together with 7 and 8, forms a second chamber 24.
The dispenser consists of a first movable part in the form of a piston 25 having a circular groove 26, the edge 27 of which is sharp; 25 is connected by 17 to the pendulum and can moreover slide in the drawer 28, a second movable part which has a circular groove 29 with a sharp edge 30. This drawer 28 can slide in 7 with which it forms the chamber 31.
On 7 pivots at 32 a lever 33 with two rollers 34 and 35 against which the cylinder 28 of the piston 25 rests 9, respectively.
The body 7 finally has the necessary conduits as will be described below.
The operation is then as follows:
In the equilibrium position shown, the oil arrives from 19 via a duct shown schematically in phantom for clarity of the drawing, in a duct 36 drilled in 7. The constant pressure which thus prevails in 36 is transmitted on the one hand. to 24 through conduit 37 and on the other hand to 31 through conduit 38, so that, in the figure, 8 is pressed constantly to the left while 28 is pushed to the right. The oil flows from 36 through a fixed diaphragm 20 where it experiences a first pressure drop. From there, the oil circulates at this intermediate pressure through line 39 to 26 and then passes through the constriction formed by live arches 27 and 30 where a second pressure drop occurs.
The oil escapes from there through 29, through the pipe 40 formed in 28, through the pipe 41 provided in 7, and finally through 2 and 21. At the outlet of the diaphragm 20, the intermediate pressure is transmitted through the pipe 42 up to 13 where it therefore pushes the piston 8 to the right in FIG. so as to maintain its balance.
First of all, it can be seen that the return force due to the spring 22 in the previous case is here replaced by the constant force due to the constant pressure acting in the chambers 24 and 31.
It will then be noted that if the lengths of the arms b and c of the lever 33 are equal, the spool 28 moves by the same amount as the piston 8, but in the opposite direction. The result is that the system transmits the same movement as that of the pendulum, but in the opposite direction (which is advantageous depending on the device to be actuated). Indeed, for a rail higher than lb, it is easily seen that the pendulum and the piston 25 go to the right of the drawing, that the constriction 27-30 widens, that the intermediate pressure decreases, that the piston 8 goes to the left, that the spool 28 goes to the right, which again narrows 27-30 until the original intermediate pressure is restored. The process is therefore identical, except for the one examined in the first example, so that it is superfluous to describe it in more detail.
It remains to be seen the particularly interesting case where the arm c is greater than b. Fig. 2 clearly shows that the movement of roller 34 is c / b times the movement of roller 35. As, from what has been seen, the two movable edges of the distributor are always substantially in the same reciprocal position (c (i.e. the distributor remains practically of the same length), it is obvious that finally the displacement of the commanded point 10 is c / b times greater than the displacement of the pendulum, measured at the distance a from the point of suspension . Thus the same servo-motor serves two purposes simultaneously: amplification in force and in displacement.
To this advantage, added to the previous ones, are added still others such as great flexibility of realization, possibility of shortening appreciably and without inconvenience the length of the pendulum therefore the instantaneity of the indications, etc.
Many variants within the reach of a person skilled in the art can be envisaged within the framework of the invention, and the examples shown are in no way limiting. The pressurized fluid could not be oil but a gas.