Perfectionnements apportés aux dispositifs d'enregistrement de l'état géométrique des voies de chemins de fer sur les voitures de contrôle.
Le contrôle de l'état géométrique des voies ferrées peut être effectué par passage d'un véhicule laboratoire où, par enregistrement, on relève de façon continue des éléments tels que le tracé d'une file de rails dans un plan vertical, le gauche de la voie, son dévers, la flèche d'une file dans un plan horizontal par rapport à une corde de longueur constante et l'écartement des rails.
Il existe déjà des voitures laboratoires dans lesquelles ces mesures sont effectuées mécaniquement en continu par des agencements permettant d'apprécier des distances entre les roues du véhicule laboratoire et sa caisse et permettant aussi de mesurer des distances entre cette caisse et des palpeurs portant sur les flancs intérieurs des rails.
Dans de tels agencements, s'agissant d'apprécier des sommes, des différences et des moyennes de distances, on a déjà utilisé des moyens mécaniques permettant l'obtention de tels résultats.
La présente invention a notamment pour but de faciliter le montage d'appareils de ce genre sur des véhicules ferroviaires de types divers, d'augmenter la fidélité et la précision des mesures et d'améliorer également leur sensibilité.
Selon un premier perfectionnement, les variables à mesurer font l'objet d'une détection de leurs variations par des moyens électriques.
Dans l'attelage d'un détecteur destiné à mesurer une distance verticale entre la caisse et une roue, on dispose le point d'attache correspondant dans le plan même de cette roue.
A cet effet, ce point d'attache est ménagé, dans une forme particulière d'exécution, sur un balancier attaché de façon articulée à la caisse, balancier attelé lui-même par des biellettes articulées le maintenant parallèle à l'essieu et attachées aux boîtes de roulements dudit essieu.
S'agissant de la mesure de la position horizontale d'un palpeur, le point d'attache de l'attelage entre palpeur et détecteur correspondant. est situé à grande distance dudit détecteur, afin de diminuer les erreurs dues aux mouvements de la caisse.
En général, tous les attelages en cause sont constitués par des liens flexibles et inextensibles avec un rappel élastique leur permettant de suivre les mouvements.
Les détecteurs peuvent ainsi être montés sur les parties suspendues du véhicule laboratoire, de telle sorte qu'ils sont à l'abri des chocs; ils ne subissent donc que des fatigues mécaniques réduites.
Sur le plan mécanique également, les palpeurs d'appui sur les flancs internes des rails sont montés oscillants sur palonniers.
De même, le guide opposé nécessaire au passage des lacunes est monté sur palonnier, face au palpeur correspondant; les palonniers d'un palpeur et d'un guide correspondants sont réunis par des moyens électriques permettant l'effacement du palpeur dès que le guide est sollicité par un contre-rail.
De cette façon, on augmente la sensibilité des ensembles mobiles permettant la mesure des flèches de la voie et de l'écartement des rails.
Du point de vue électrique, les détecteurs peuvent être constitués par des variateurs de toute nature de caractéristiques de courants. Il peut s'agir de potentiomètre, de variateurs capacitifs ou inductifs, transformateurs différentiels à noyaux mobiles ou autres.
Les circuits électriques restent particulièrement simples puisque leurs fonctions sont d'assurer simplement des calculs de sommes, de moyennes ou de différences.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 représente, vue de côté et schéma- tiquement, un véhicule laboratoire de contrôle de l'état géométrique de voies ferrées; La figure 2 montre schématiquement la disposition d'un appareillage de mesure de l'écart vertical mutuel entre une roue et la caisse d'un tel véhicule; La figure 3 montre schématiquement la disposition de l'appareillage de mesure du déplacement horizontal d'un palpeur touchant le flanc intérieur d'un rail, par rapport à la caisse; La figure 4 représente de façon schématique le montage articulé des supports de palpeur et de guide correspondants pour le passage des lacunes; La figure 5 montre un exemple de branchement électrique entre quatre transformateurs différentiels de mesure du gauche d'une voie.
Le véhicule représenté sur la figure comporte une caisse 1 montée sur deux boggies porteurs 2 et 3 placés au voisinage de ses extrémités et sous la région centrale de ladite caisse 1 est disposé un boggie de mesure 4 à quatre essieux. De cette façon, le véhicule repose sur chaque file de rails par huit roues.
. Pour mesurer le déplacement vertical entre une des roues d'un tel véhicule et la caisse 1, on monte sur les boîtes de roulements 5 et 6 d'un essieu 7, par des supports 8, des biellettes articulées 9 et un balancier 10 parallèle à l'essieu 7, monté par articulation sur les biellettes, balancier passant audessus des roues correspondantes 11 et 12.
Sur le balancier 10 est placé un point d'attache 13 situé dans le plan de la roue 11. Il y est maintenu par une bielle 14, cette bielle étant articulée sur le balancier 9 et sur un support 15 solidaire de la caisse. La longueur de cette bielle peut être considérée comme très grande par rapport à l'amplitude des déplacements verticaux de l'attache vis à vis de la caisse I.
Au point d'attache 13 est attelé un lien 16 flexible mais inextensible. Ce lien passe sur une poulie 17 maintenue par une chape 18 solidaire de la caisse 1, de sorte que le brin du lien situé entre la poulie 17 et le point d'attache 13 soit situé aussi dans le plan de la roue 11 et de préférence verticalement. Après passage sur la poulie 17, le lien est renvoyé selon un brin 19 qui est attaché au mobile d'un appareil détecteur électrique 20, fixé à la caisse 1 et l'extrémité du brin 19 est attachée à un élément élastique de rappel, ressort 21 de métal ou de caoutchouc, par exemple, ressort maintenu par un point de fixation 22 solidaire de la caisse.
Les mouvements relatifs de rapprochement entre la caisse 1 et la roue 11 sont ainsi mesurés dans le détecteur 20 sans erreur, la position et la longueur de la bielle 14 étant telles que les variations de la position du point d'attache 13 par rapport au plan de la roue 11 soient négligeables.
Comme on le voit sur la figure 3, au support 23 d'un palpeur 24 touchant le flanc interne d'un rail 25, on attache un brin horizontal 26 d'un lien flexible mais inextensible, situé parallèlement aux essieux et l'on fait passer ce brin sous une poulie 27 maintenue par un support 28 solidaire de la caisse 1 du véhicule. Le brin 29 du lien après passage sous la poulie 27 est attaché au mobile d'un détecteur 30 et à un ressort 31.
On donne à la longueur du brin 26 une valeur suffisante pour que les mouvements de la caisse 1 par rapport au support 23 du palpeur 24 n'introduisent qu'une erreur négligeable.
Dans la forme d'exécution montrée sur la figure 4, le palpeur 24 est monté par son support 23 à la façon d'un levier susceptible d'osciller par une articulation 33 sur une console 34 montée rigidement sur la caisse 1. On donne ainsi au palpeur 24 une liberté et une sensibilité accrues pour ses déplacements, par rapport aux montages classiques sur guidage coulissant. Afin de permettre au palpeur 24 un passage aisé au droit des lacunes des rails 25 qui se rencontrent dans les appareils de voie, l'appareillage est pourvu d'un guide 36 dont le rôle est, à la façon connue, de prendre appui sur les contre-rails 35 qui sont prévus au voisinage des rails opposés à ceux qui sont affectés par les lacunes. Un tel guide 36 est avantageusement prévu à l'extrémité d'un levier 37 monté par une articulation 38 sur une console 34a.Au levier 37 est associé un ressort d'appel 37a, maintenant le guide au contact du contre-rail par traction vers le centre de la voie et un contacteur 37b se fermant lorsque le guide 36 coopère avec ledit contre-rail 35. Ce contracteur 37b établit l'alimentation, à partir d'une source de courant 37c, d'un électro-aimant 39 qui, lorsqu'il est excité, comprime un ressort 23a d'appui du palpeur 24 sur le rail 25 et écarte ainsi le palpeur dudit rail en regard d'une lacune.
La figure 5 représente à titre d'exemple unique le mode de montage électrique d'un détecteur de mesure du gauche. Dans ce montage, quatre détecteurs 20a, 20b, 20c et 20d correspondent à quatre roues réunies par paires sur deux essieux du véhicule représenté.
Les détecteurs présentent chacun deux bornes d'alimentation 40 reliées à une source de courant alternatif et deux bornes de sortie 41. L'une des bornes 41 du détecteur 20a est reliée à une première borne de sortie du détecteur 20d correspondant à une roue située en diagonale dans un boggie, par rapport à la roue qui est relative au détecteur 20a.
De même, dans le transformateur 20d, l'une des bornes de sortie est reliée à une borne de sortie du détecteur 20b correspondant à une roue qui appartient à la même file, c'est-à-dire sur le même essieu que la roue du détecteur 20a. Le détecteur 20c comporte une borne de sortie reliée à la borne libre de sortie du détecteur 20b. Les deux bornes libres des détecteurs 20a et 20c sont respectivement branchées aux extrémités d'une charge 42, une impédance par exemple, aux bornes de laquelle la mesure convenable peut être effectuée. S'agissant de la mesure du gauche, ce montage permet de mesurer aux bornes de la charge 42 la différence entre deux sommes, chaque somme correspondant à celle des mesures des distances verticales de chacune des roues considérées à la caisse. D'autres mesures peuvent être de même effectuées.
Pour l'enregistrement des éléments du tracé de la voie dans un plan vertical, on mesure par de tels moyens la distance de chacune des roues à la caisse, sur chacune des deux files de rails considérées séparément, et on enregistre les informations, après transformation électrique et calcul sur lesdites informations transformées, de manière à faire la différence entre la distance verticale à la caisse 1 de l'une des roues la plus proche du milieu de la voiture et la moyenne des distances verticales des huit roues à ladite caisse.
Pour la mesure et l'enregistrement du gauche de la voie, comme ci-dessus mentionné, on considère les détecteurs 20 relatifs à quatre roues formant un rectangle. On mesure les distances de chacune de ces roues à la caisse, on additionne les distances des roues situées en diagonale et on obtient ainsi deux sommes; la valeur du gauche correspond à la différence entre ces deux sommes.
Le calcul de la variation du dévers peut se faire par la différence des quantités définissant le tracé de la voie dans le plan vertical sur chacune des files de rails.
Pour déterminer la flèche, on dispose de trois palpeurs 24, situés à distance et régulièrement répartis sur la voiture laboratoire, ces trois palpeurs portant sur les rails d'une même file. Les deux palpeurs extrêmes sont situés dans les boggies 2 et 3 et un palpeur central dans le boggie 4. On mesure dans le plan horizontal les distances des palpeurs par rapport à la caisse et l'appréciation de la flèche résulte de la différence entre la distance horizontale du palpeur central et la demi-somme des distances horizontales des palpeurs extrêmes. L'écartement des files des rails est mesuré en prenant la différence des distances par rapport à la caisse de deux palpeurs s'appuyant respectivement contre les rails en vis à vis.Comme ci-dessus mentionné, toutes les grandeurs recherchées résultent d'additions et soustractions, opérations mathématiques pouvant être effectuées par des moyens connus dans des circuits et calculateurs électriques alimentés par les détecteurs précités.
Les résultats de ces calculs traduits électriquement peuvent être matérialisés sur l'écran d'un oscilloscope et photographiés en continu ou cinématographiés. On pourrait aussi effectuer l'enregistrement sur bande magnétique qui pourrait être ultérieurement dépouillée dans un appareillage de traduction, de tracé et de calcul.
Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, on peut apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'être décrites.Improvements made to devices for recording the geometrical state of railway tracks on control cars.
The control of the geometrical state of the railways can be carried out by passing a laboratory vehicle where, by recording, elements such as the layout of a line of rails in a vertical plane, the left of the track, its slope, the deflection of a line in a horizontal plane with respect to a rope of constant length and the gauge of the rails.
There are already laboratory cars in which these measurements are carried out mechanically continuously by arrangements making it possible to assess the distances between the wheels of the laboratory vehicle and its body and also making it possible to measure distances between this body and feelers bearing on the sides. interiors of the rails.
In such arrangements, when it comes to appreciating sums, differences and mean distances, mechanical means have already been used to obtain such results.
The object of the present invention is in particular to facilitate the mounting of devices of this type on railway vehicles of various types, to increase the fidelity and precision of the measurements and also to improve their sensitivity.
According to a first improvement, the variables to be measured are subject to detection of their variations by electrical means.
In the coupling of a detector intended to measure a vertical distance between the body and a wheel, the corresponding attachment point is placed in the plane of this wheel itself.
For this purpose, this attachment point is provided, in a particular embodiment, on a balance wheel attached in an articulated manner to the body, the balance itself coupled by articulated rods keeping it parallel to the axle and attached to the bearing boxes of said axle.
With regard to the measurement of the horizontal position of a probe, the attachment point of the coupling between the probe and the corresponding detector. is located at a great distance from said detector, in order to reduce errors due to movements of the cash register.
In general, all the couplings in question are formed by flexible and inextensible links with an elastic return allowing them to follow the movements.
The detectors can thus be mounted on the suspended parts of the laboratory vehicle, so that they are protected from shocks; they therefore only undergo reduced mechanical fatigue.
Also on the mechanical level, the support probes on the internal sides of the rails are mounted oscillating on lifting beams.
Likewise, the opposite guide necessary for the passage of the gaps is mounted on a lifting beam, facing the corresponding feeler; the lifting beams of a corresponding probe and of a guide are brought together by electrical means allowing the probe to be erased as soon as the guide is requested by a counter-rail.
In this way, the sensitivity of the moving assemblies is increased, allowing the measurement of the track deflections and the gauge of the rails.
From an electrical point of view, the detectors can be constituted by variators of any kind of current characteristics. They can be potentiometers, capacitive or inductive variators, differential transformers with moving cores or others.
Electrical circuits remain particularly simple since their functions are simply to perform calculations of sums, averages or differences.
The description which will follow with reference to the accompanying drawings by way of non-limiting examples will make it possible to clearly understand how the invention can be put into practice.
FIG. 1 represents, side view and diagrammatically, a laboratory vehicle for checking the geometrical state of railways; FIG. 2 schematically shows the arrangement of an apparatus for measuring the mutual vertical difference between a wheel and the body of such a vehicle; FIG. 3 schematically shows the arrangement of the apparatus for measuring the horizontal displacement of a probe touching the inner side of a rail, relative to the body; FIG. 4 schematically represents the articulated assembly of the corresponding probe and guide supports for the passage of the gaps; FIG. 5 shows an example of an electrical connection between four differential measuring transformers on the left of a channel.
The vehicle shown in the figure comprises a body 1 mounted on two carrier bogies 2 and 3 placed in the vicinity of its ends and under the central region of said body 1 is arranged a measuring bogie 4 with four axles. In this way, the vehicle rests on each row of rails by eight wheels.
. To measure the vertical displacement between one of the wheels of such a vehicle and the body 1, it is mounted on the bearing boxes 5 and 6 of an axle 7, by supports 8, articulated links 9 and a balance 10 parallel to axle 7, mounted by articulation on the connecting rods, balance passing over the corresponding wheels 11 and 12.
On the balance 10 is placed an attachment point 13 located in the plane of the wheel 11. It is held there by a connecting rod 14, this connecting rod being articulated on the balance 9 and on a support 15 integral with the body. The length of this connecting rod can be considered to be very large compared to the amplitude of the vertical displacements of the attachment with respect to the body I.
At the attachment point 13 is coupled a flexible but inextensible link 16. This link passes over a pulley 17 held by a yoke 18 integral with the body 1, so that the strand of the link located between the pulley 17 and the attachment point 13 is also located in the plane of the wheel 11 and preferably vertically. After passing over the pulley 17, the link is returned along a strand 19 which is attached to the mobile of an electrical detector device 20, fixed to the body 1 and the end of the strand 19 is attached to an elastic return element, spring 21 of metal or rubber, for example, spring held by an attachment point 22 integral with the body.
The relative movements of approach between the body 1 and the wheel 11 are thus measured in the detector 20 without error, the position and the length of the connecting rod 14 being such that the variations in the position of the attachment point 13 relative to the plane of the wheel 11 are negligible.
As seen in Figure 3, to the support 23 of a probe 24 touching the internal flank of a rail 25, a horizontal strand 26 of a flexible but inextensible link, located parallel to the axles, is attached and pass this strand under a pulley 27 held by a support 28 integral with the body 1 of the vehicle. The strand 29 of the link after passing under the pulley 27 is attached to the mobile of a detector 30 and to a spring 31.
The length of the strand 26 is given a sufficient value so that the movements of the body 1 relative to the support 23 of the feeler 24 introduce only a negligible error.
In the embodiment shown in FIG. 4, the feeler 24 is mounted by its support 23 in the manner of a lever capable of oscillating by an articulation 33 on a console 34 mounted rigidly on the body 1. This gives at the feeler 24 greater freedom and sensitivity for its movements, compared to conventional mounting on sliding guide. In order to allow the feeler 24 an easy passage to the right of the gaps of the rails 25 which meet in the switches, the switchgear is provided with a guide 36 whose role is, in the known manner, to rest on the against rails 35 which are provided in the vicinity of the rails opposite to those which are affected by the gaps. Such a guide 36 is advantageously provided at the end of a lever 37 mounted by an articulation 38 on a console 34a. With the lever 37 is associated a call-out spring 37a, keeping the guide in contact with the counter-rail by pulling towards the center of the track and a contactor 37b closing when the guide 36 cooperates with said counter rail 35. This contractor 37b establishes the power supply, from a current source 37c, to an electromagnet 39 which, when it is energized, compresses a spring 23a for supporting the probe 24 on the rail 25 and thus moves the probe away from said rail opposite a gap.
FIG. 5 represents by way of single example the mode of electrical mounting of a left measuring detector. In this assembly, four detectors 20a, 20b, 20c and 20d correspond to four wheels united in pairs on two axles of the vehicle shown.
The detectors each have two power supply terminals 40 connected to an alternating current source and two output terminals 41. One of the terminals 41 of the detector 20a is connected to a first output terminal of the detector 20d corresponding to a wheel located at the bottom. diagonal in a bogie, relative to the wheel which relates to the detector 20a.
Likewise, in transformer 20d, one of the output terminals is connected to an output terminal of detector 20b corresponding to a wheel which belongs to the same file, that is to say on the same axle as the wheel. of detector 20a. The detector 20c comprises an output terminal connected to the free output terminal of the detector 20b. The two free terminals of detectors 20a and 20c are respectively connected to the ends of a load 42, an impedance for example, at the terminals of which the suitable measurement can be made. As regards the measurement on the left, this assembly makes it possible to measure at the terminals of the load 42 the difference between two sums, each sum corresponding to that of the measurements of the vertical distances of each of the wheels considered at the cash register. Other measurements can also be carried out.
For recording the elements of the track layout in a vertical plane, the distance from each of the wheels to the body is measured by such means, on each of the two rows of rails considered separately, and the information is recorded, after transformation electrical and calculation on said transformed information, so as to make the difference between the vertical distance to the body 1 of one of the wheels closest to the middle of the car and the average of the vertical distances of the eight wheels to said body.
For the measurement and recording of the left of the lane, as mentioned above, the detectors 20 relating to four wheels forming a rectangle are considered. We measure the distances of each of these wheels to the body, we add the distances of the wheels located diagonally and we thus obtain two sums; the value on the left corresponds to the difference between these two sums.
The calculation of the variation of the cant can be done by the difference of the quantities defining the route of the track in the vertical plane on each of the rows of rails.
To determine the deflection, three probes 24 are available, located at a distance and regularly distributed over the laboratory car, these three probes bearing on the rails of the same row. The two end probes are located in bogies 2 and 3 and a central probe in bogie 4. The distances of the probes relative to the body are measured in the horizontal plane and the appreciation of the deflection results from the difference between the distance. horizontal distance of the central probe and the half-sum of the horizontal distances of the extreme probes. The spacing of the rows of the rails is measured by taking the difference between the distances from the body of two probes resting respectively against the opposite rails.As mentioned above, all the desired sizes result from additions and subtraction, mathematical operations which can be carried out by known means in circuits and electric computers supplied by the aforementioned detectors.
The results of these electrically translated calculations can be materialized on the screen of an oscilloscope and photographed continuously or cinematographed. The recording could also be carried out on magnetic tape which could later be read in a translation, plotting and calculating apparatus.
It goes without saying that, without departing from the scope of the invention, modifications can be made to the embodiments which have just been described.