CH689207A5 - Dispositif de mesure par ultrasons des défauts d'un rail d'une voie ferrée. - Google Patents

Description

  
 



  La présente invention concerne un dispositif de mesure des défauts internes des rails d'une voie ferrée et plus particulièrement un dispositif à ultrasons destiné à travailler en voie. Les dispositifs permettant d'analyser un corps grâce à un faisceau d'ultrasons sont bien connus et sont utilisés pour la mesure des défauts internes des rails d'une voie ferrée aussi bien en voie qu'en atelier. Selon ce principe, un faisceau d'ultrasons est émis en direction du rail par une sonde placée sur la table de roulement du rail, l'énergie réfléchie par le rail et ses défauts est ensuite détectée, puis mesurée par des circuits électroniques adéquats. Les brevets   US 4 662 224 et US 4 700 574 divulguent des méthodes de mesure ainsi que des dispositifs pour leur mise en Öuvre.

   Il est essentiel pour obtenir une mesure fiable de tous les défauts du rail d'assurer le meilleur contact sonore possible entre la sonde et le rail. La position géométrique des rails n'est jamais parfaite et les défauts d'alignement, les déformations ponctuelles ou des discontinuités du rail ont pour effet de faire sauter les sondes sur le rail et de ce fait de perturber les mesures. Ces perturbations sont d'autant plus importantes que la vitesse de travail est élevée. Les appareils de voie, comme les aiguillages par exemple, constituent des discontinuités importantes et imposent des contraintes élevées aux sondes pouvant conduire à l'arra chement de ces dernières lors du passage du véhicule de mesure. 



  Les chariots d'auscultation existants comportent une dizaine de sondes par files de rails pour assurer un contrôle complet de tous les défauts du rail. Ces sondes sont en général portées par une poutre commune entraînée et guidée le long du rail par des moyens adéquats. Vu la longueur nécessaire de cette poutre de support, sa masse et le nombre de sondes portées, il est extrêmement difficile de garantir constamment un contact sonde-rail parfait pour toutes les sondes et de ce fait ces dispositifs ne sont pas adaptés à l'auscultation des rails à des vitesses élevées. 



  Le but de la présente invention est d'obvier aux inconvénients cités précédemment. La titulaire propose à cet effet un dispositif de mesure par ultrasons destiné à être monté sous un véhicule ferroviaire qui garantit un contact sonore parfait entre chaque sonde et le rail. Ce dispositif permet également d'éviter que les sondes ne soient endommagées lors du passage sur des discontinuités importantes des rails. Il est ainsi possible grâce au dispositif objet de la présente invention d'effectuer des mesures fiables de tous les défauts internes d'un rail à des vitesses élevées, de l'ordre de 100 km/h. 



  La présente invention a pour objet un dispositif de mesure muni de sondes ultrasonores qui se distingue par les caractéristiques énumérées à la revendication 1. 



  Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif de mesure selon la présente invention. 
 
   La fig. 1 est une vue de côté en coupe partielle du dispositif de mesure selon la présente invention. 
   La fig. 2 est une vue partielle de dessus du dispositif illustré à la fig. 1. 
   La fig. 3 est une vue de dessus de la semelle du dispositif illustré à la fig. 1. 
   La fig. 4 est une vue de côté de plusieurs dispositifs de mesure montés sous un véhicule ferroviaire. 
 



  La fig. 1 illustre le dispositif de mesure par ultrasons qui comporte un patin 1 comprenant deux logements dans lesquels peuvent coulisser verticalement des sondes ultrasonores 2. La partie supérieure du patin 1 comporte un montant central 3 muni de deux bras latéraux 4, 5 reliant respectivement le montant avant 6 et le montant arrière 7 du patin 1. Chaque sonde 2 est montée sous une plaque de support 8. Ces plaques de support 8 sont reliées aux bras latéraux 4, 5 par l'intermédiaire de vérins à pression ajustable 9. Ces vérins 9 permettent d'appuyer les sondes 2 contre le rail avec une force déterminée. La pression d'appui délivrée par ces vérins 9 peut être asservie à la vitesse d'avancement du dispositif. Plus la vitesse est élevée, plus grande sera la pression avec laquelle il faut appliquer les sondes sur le rail pour éviter qu'elles ne sautent.

   En lieu et place des vérins 9 on peut prévoir des ressorts tarés. La course verticale des sondes est limitée vers le bas par les plaques de support 8 dont les dimensions sont plus grandes que celles des logements dans lesquels coulissent les sondes 2. On évite ainsi qu'une sonde 2 ne tombe au passage d'une discontinuité importante du rail, comme le cÖur d'un aiguillage  par exemple. Une semelle 10 munie de découpes qui correspondent aux logements du patin 1 est fixée par des vis (non illustrée) sous le patin 1. Cette semelle généralement réalisée en matière plastique permet au patin de glisser sur le rail en réduisant les frottements et l'usure. Les logements dans lesquels coulissent les sondes 2 présentent dans leur partie basse, juste en dessus de la semelle 10, un léger épaulement 11 qui assure un guidage longitudinal et transversal des sondes par rapport au rail. 



  La partie supérieure du patin 1 est reliée à un cadre constitué d'une poutre de support 12 sur laquelle sont fixées deux plaques latérales, une plaque avant 21 et une plaque arrière 22. Les montants verticaux du patin 1 avant 6 et arrière 7 sont reliés par l'intermédiaire de deux vérins 13 à la poutre de support 12. Ces vérins 13 permettent d'appliquer la semelle 10 du patin 1 contre le rail avec une force déterminée et de relever le patin lors de la marche haut-le-pied par exemple. Des anneaux déformables réalisés en caoutchouc 14 relient respectivement les montants verticaux avant 6 et arrière 7 du patin 1 aux plaques avant 21 et arrière 22 du cadre. Ces anneaux déformables 14 permettent l'entraînement du patin dans le sens de la marche. Ces anneaux 14 permettent également d'amortir les vibrations des sondes 2 et du patin 1 lors de l'avance du dispositif.

   Ces anneaux déformables peuvent être remplacés par tout organe élastique, comme des ressorts ou des silent-bloc. Des goupilles 23 montées dans les montants avant 6 et arrière 7 du patin 1 coulissent verticalement dans des logements pratiqués dans les  plaques avant 21 et arrière 22 du cadre. Ces logements se présentent sous la forme d'une fente verticale dont la largeur correspond au diamètre des goupilles 23. Ces goupilles 23 assurent de ce fait à la fois un guidage latéral du patin par rapport au cadre et une limitation de la course du patin vers le bas lors de son déplacement par rapport au cadre sous l'action des vérins 13. 



  Le patin 1 comporte des conduits de distribution 15 et de récupération 16 d'eau situés dans le corps du patin 1 comme illustré à la fig. 2. Le conduit 15 d'amenée d'eau débouche grâce à des canaux 17, 17 min  à l'avant des sondes 2 dans une chambre constituée par la découpe de la semelle 10. Le conduit 16 de récupération d'eau débouche par des canaux 18, 18 min  à l'arrière de chaque sonde 2 dans une chambre constituée par la découpe de la semelle 10. Il est ainsi possible d'amener par les canaux 17, 17 min  de l'eau dans la chambre située à l'avant des sondes de sorte qu'un film d'eau se forme entre la sonde 2 et le rail, garantissant de ce fait un excellent contact sonore entre la sonde et le rail. 



  La fig. 3 illustre la forme des découpes pratiquées dans la semelle 10 et donc la configuration des chambres qu'elles définissent à l'avant et à l'arrière des sondes. Ces découpes 19, 20 reproduisent la forme rectangulaire des sondes dans leur partie centrale pour permettre le passage de la sonde 2 et se prolongent vers l'avant et vers l'arrière par une découpe en forme de triangle. La forme triangulaire de ces découpes favorise une distribution uniforme de l'eau à l'avant des sondes et permet de concentrer l'eau à récupérer vers les canaux de récupération  18, 18 min  à l'arrière des sondes 2. Grâce à cette configuration, il est possible non seulement de garantir un bon contact sonore sonde-rail, mais également la récupération d'une grande quantité d'eau, ce qui augmente l'autonomie de l'installation de mesure en voie.

   La forme symétrique du dispositif et des découpes de la semelle permet l'utilisation du dispositif aussi bien en marche avant qu'en marche arrière. On veillera lors du changement du sens de marche à permuter les alimentations des conduits 17, 17 min , 18, 18 min . 



  La fig. 4 est une vue de profil illustrant un chariot d'auscultation monté sous un véhicule ferroviaire et comportant plusieurs unités de mesure objet de la présente invention. 

Claims (11)

1. Dispositif de mesure par ultrasons des défauts d'au moins un rail d'une voie ferrée, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un patin muni d'une semelle monté sous un cadre et déplaçable verticalement par rapport à ce dernier grâce à des moyens de relevage et d'application contre le rail; par le fait qu'il comporte des organes d'entraînement reliant le cadre au patin; par le fait qu'il comporte des organes de guidage latéral du patin par rapport au cadre et par le fait que le patin comporte au moins deux sondes montées coulissantes dans des logements du patin par l'intermédiaire d'organes d'appui.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'application et de relevage du patin par rapport au cadre sont constitués par des vérins à double action.

3.

Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les organes d'appui permettant le coulissement vertical des sondes par rapport au patin sont constitués par des vérins à pression réglable.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les vérins à pression réglable sont asservis à la vitesse d'avancement du dispositif.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé par le fait que les organes d'appui permettant le coulissement vertical des sondes par rapport au patin sont constitués par des ressorts tarés.

6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les organes d'entraînement sont des organes élastiques.

7.

Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les organes élastiques sont constitués par des anneaux déformables en caoutchouc reliant le cadre au patin.

8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les organes de guidage du patin par rapport au rail sont constitués par des goupilles solidaires du patin coopérant avec des fentes situées dans des montants verticaux du cadre.

9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que des conduits d'amenée et de récupération d'eau sont agencés dans le corps du patin et débouchent respectivement dans des chambres d'amenée d'eau situées à l'avant des sondes et dans des chambres de récupération d'eau situées à l'arrière de chacune des sondes, les chambres étant délimitées par des découpes pratiquées dans la semelle du patin.

10.

Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les découpes de la semelle du patin présentent dans leurs parties centrales une forme correspondant à la forme des sondes se prolongeant vers l'avant et vers l'arrière par des découpes triangulaires.

11. Dispositif selon l'une des revendications precédentes, caractérisé par le fait que les sondes sont montées sous une plaque de support formant butée, dont les dimensions sont supérieures aux dimensions des logements dans lesquels les sondes coulissent.