La présente invention concerne un dispositif de détection d'obstacle et de déraillement pour un véhicule ferroviaire, comportant :

- une poutre destinée à recevoir un impact s'étendant transversalement à la voie ferrée,

- au moins un assemblage de détection d'un impact, supportant la poutre, présentant un ressort et une unité de détection du mouvement de la poutre comprenant au moins un transducteur,

- une unité de commande propre à collecter des données de l'unité de détection et communiquer des ordres à une unité de freinage du véhicule ferroviaire.

Ce dispositif est destiné à détecter tout type d'obstacles sur une voie ferrée pouvant être à l'origine, ou non, d'un déraillement et à assurer l'avertissement du conducteur et l'arrêt du véhicule ferroviaire.

Classiquement, la sûreté des véhicules ferroviaires est assurée par un capteur de détection d'obstacle et par un capteur de déraillement distincts disposés à des endroits prédéfinis différents.

Pour simplifier leur intégration et leur disposition sur le véhicule ferroviaire, le document KR.2010.0082162 décrit un dispositif de détection d'un obstacle et d'un déraillement comportant une unique poutre pouvant se mouvoir autour d'un axe de rotation lors d'un choc avec un obstacle ou un rail. La rotation est détectée par un unique capteur qui émet un signal ordonnant un freinage du véhicule ferroviaire.

Toutefois, un tel dispositif de détection ne donne pas entière satisfaction. La méthode de détection d'un tel dispositif ayant les deux fonctions regroupées ne permet pas de distinguer un impact issue d'un obstacle sur la voie, d'un impact due au déraillement du train.

Un but de l'invention est d'obtenir un dispositif de détection propre à accomplir une action d'urgence différente en fonction de la détection d'un obstacle ou/et la détection d'un déraillement qui soit simple d'intégration et de disposition dans le véhicule ferroviaire.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, dans lequel l'unité de détection comporte au moins deux transducteurs de détection du mouvement de la poutre dans au moins deux directions décalées angulairement.

Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif selon l'invention comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :

- le ressort est un ressort à lame ;

- une armature est destinée à précontraindre le ressort à lame ; - le ressort à lame comprend au moins deux branches orientées dans au moins deux directions décalées angulairement, et sur lesquelles les transducteurs sont appliqués ;

- au moins deux faces du ressort à lame sont positionnées en regard d'un transducteur de détection du mouvement ;

- les transducteurs sont des transducteurs inductifs ;

- les transducteurs sont des interrupteurs électriques ;

- les transducteurs sont reliés à l'unité de commande par des liaisons électriques distinctes.

L'invention a également pour objet un procédé de détection d'un obstacle et/ou d'un déraillement pour un véhicule ferroviaire comprenant les étapes suivantes :

- fourniture du dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes ;

- impact d'un obstacle et/ou d'un rail lors d'un déraillement sur la poutre ;

- déplacement de la poutre en réponse à l'impact et déformation du ressort de l'assemblage de détection ;

- détection du mouvement du ressort et émission d'au moins un signal de détection par l'unité de détection à l'unité de commande ;

- activation de la procédure de freinage d'urgence.

Suivant des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé selon l'invention comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :

- l'émission d'au moins un signal de détection identifiant une composante du premier transducteur et une composante du second transducteur lors de l'impact, chaque liaison électrique transportant au moins un signal de détection de chaque transducteur respectivement de l'unité de détection vers l'unité de commande.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un véhicule ferroviaire muni d'un dispositif de détection selon l'invention,

- la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de détection d'obstacle et de déraillement pour un véhicule ferroviaire selon l'invention, et

- la figure 3 est une vue en coupe transversale du dispositif de détection prise au travers d'un assemblage de détection selon l'invention. Le véhicule ferroviaire 1 est un engin circulant sur une voie de chemin de fer. Il comprend notamment une caisse 2 et deux bogies 4 réunissant chacun plusieurs essieux 5 sur un châssis 6.

Un dispositif de détection 10 d'un obstacle et/ou d'un déraillement est fixé en avant d'un châssis 6 du bogie, placé en avant du véhicule ferroviaire 1 en considérant le sens de circulation du véhicule ferroviaire 1 , comme illustré à la figure 1 .

Le dispositif de détection 10 est destiné à détecter toutes formes d'entraves au déplacement du véhicule ferroviaire 1 et à appliquer une procédure d'urgence à une unité de freinage 1 1 du véhicule ferroviaire 1 lorsque cela est nécessaire, en fonction du type d'entraves, à savoir un obstacle ou un déraillement.

En référence à la figure 2, le dispositif de détection 10 comporte une poutre 20 supportée par le châssis 6 et deux assemblages de détection 22 fixés de part et d'autre du châssis 6. La poutre 20 s'étend transversalement tout le long du bogie 4 du véhicule ferroviaire 1 , d'un rail à l'autre.

Le dispositif de détection 10 comporte en outre une unité de commande 24 de l'unité de freinage 1 1 à laquelle elle est raccordée.

La poutre 20 présente un profil adapté pour intercepter un choc avec un obstacle ou un rail. La poutre 20 présente une section pleine ou creuse, de forme circulaire ou polygonale. La poutre 20 a également un profil droit ou un profil cintré.

La poutre 20 comporte comme illustrée sur la figure 3, une face inférieure 26 horizontale en regard de la voie ferrée, une face frontale 27 verticale et une face supérieure 28 reliant la poutre 20 à chaque assemblage de détection 22.

Chaque assemblage de détection 22, interposé entre la poutre 20 et le châssis 6, est adapté pour régler la hauteur de la poutre 20 par rapport à la voie ferrée.

Chaque assemblage de détection 22 comprend une jambe 29 déformable suivant deux directions angulairement décalées l'une à l'autre et une unité de détection 30 comportant un premier et un second transducteur 31 , 32 distincts de détection de la déformation de la jambe déformable 29 dans l'une et l'autre des directions.

Les deux directions sont avantageusement perpendiculaires l'une à l'autre et correspondent à la direction d'avancement du véhicule et la direction verticale.

La jambe déformable 29 comporte un ressort 33 et un support 34 interposé entre la poutre 20 et le ressort 33.

Le support 34 comprend un sabot solidaire de la poutre 20 équipé d'une crémaillère propre à coopérer avec une crémaillère complémentaire. Le sabot est fixé en position sur le ressort 33 par un boulon traversant. Le ressort 33 est lié rigidement à une extrémité du châssis 6 et est prolongé à une autre extrémité par le support 34.

Le ressort 33 est une pièce mécanique propre à revenir à son état initial après avoir subi une déformation relativement importante.

Comme illustré à titre d'exemple dans la figure 3, le ressort 33 est un ressort à lame. Le ressort à lame 33 présente une forme de U inversé avec trois branches successives orientées perpendiculairement les unes aux autres : une première branche 35 solidaire du châssis 6, une deuxième branche 36 horizontale et une troisième branche 37 parallèle à la première branche 35.

En variante, le ressort 33 est un ressort à lame à au moins deux branches, les branches étant successivement orientées d'un angle compris entre 1 ⁰ et 180 ° , et dont une extrémité du ressort est solidaire du châssis 6.

Pour optimiser l'agencement du dispositif de détection 10, l'unité de détection 30 est avantageusement placé dans l'espace délimité par le ressort à lame 33.

L'assemblage de détection 22 comprend une armature 38 destinée à précontraindre le ressort à lame 33 et à former un support rigide pour l'unité de détection 30.

L'armature 38 se présente sous la forme d'une équerre comprenant une branche adjacente 39 et une branche opposée 40 formant un angle droit, l'armature 38 ayant une ébauche arrondie au niveau de l'intersection entre les deux branches. Entre les branches adjacentes et opposées 39, 40 est déployée une nervure 42.

La branche opposée 40 de l'armature 38 est en regard avec la première branche 35 du ressort à lame 33 maintenue solidairement au châssis 6 du bogie.

La branche adjacente 39 de l'armature 38 délimite une lumière 44 avec un épaulement 46 disposant d'une face d'appui 48, sur laquelle s'appuie la troisième branche 37 du ressort à lame 33. La troisième branche 37, insérée dans la lumière 44, est ainsi précontrainte par la face d'appui 48 qui positionne le ressort à lame 33 par rapport à l'unité de détection 30.

Le premier transducteur 31 est dirigé verticalement en regard de la deuxième branche 36 du ressort à lame 33 et le second transducteur 32 est dirigé horizontalement en regard de la troisième branche 37 du ressort à lame 33.

Les transducteurs 31 , 32 sont préférentiellement des transducteurs inductifs ou des interrupteurs électriques. Le transducteur 31 est propre à émettre un premier signal de détection, représentatif d'un déplacement vertical du ressort à lame 33. Le transducteur 32 est propre à émettre un second signal de détection, représentatif d'un déplacement horizontal du ressort à lame 33. De plus, comme illustrée sur la figure 2, chaque transducteur 31 , 32 est relié à l'unité de commande 24 au moyen d'une liaison électrique 64, 65 correspondante, qui lui est propre.

L'unité de commande 24 comprend un processeur 66, une mémoire embarquée 68, une base de données 70, un programme 72 associant une procédure préenregistrée aux signaux de détection reçus et une seconde liaison électrique 74 reliant l'unité de commande 24 à l'unité de freinage 1 1 .

Chaque signal de détection est collecté puis comparé par le processeur 66 à la base de données 70 préenregistrée dans la mémoire embarquée 68. Cette base de données 70 comprend une procédure associée pour chaque condition d'impact sur la poutre 20 pour aviser le conducteur de l'événement passé. Lors de la comparaison, dans le cas où les signaux de détection reçus correspondent à un impact nécessitant un freinage d'urgence, un ordre de commande correspondant est envoyé à l'unité de freinage 1 1 pour déclencher un freinage d'urgence.

Un procédé de détection d'un obstacle et/ou d'un déraillement pour un véhicule ferroviaire, mis en œuvre à l'aide du dispositif 10 selon l'invention, va maintenant être décrit.

Initialement, le véhicule ferroviaire 1 en marche avant percute un obstacle placé sur la voie ou la voie suite à un déraillement. Le contact s'effectue au niveau de la poutre 20.

Le ressort à lame 33 se déforme avec une orientation fonction de l'angle d'impact de l'obstacle ou de la voie.

Le déplacement du ressort 33 est détecté par les transducteurs 31 , 32 de l'unité de détection 30. Les transducteurs 31 , 32 de détection en regard des branches orientées du ressort à lame 33 mesurent les déplacements distincts suivant une composante horizontale et verticale du ressort respectivement, et émettent chacun un signal de détection correspondant, représentatif du déplacement du ressort à lames 33. Chaque signal de détection est transmis à l'unité de commande 24 par l'intermédiaire des liaisons électriques 64, 65 distinctes.

L'unité de commande 24 traite et analyse les données recueillies, associées à chaque signal mesuré, au vue de la base de données 70 préinstallée dans la mémoire embarquée 68.

Par exemple, un signal de détection, issu d'au moins une unité de détection 30, est transmis avec uniquement une composante verticale de déplacement issu du transducteur 31 . L'unité de commande 24 associe ce signal détection à un déraillement. L'unité de commande 24 applique alors la procédure de freinage pour un déraillement. Pour un signal de détection issu d'au moins une unité de détection 30, ayant uniquement une composante horizontale issu du transducteur 32, un obstacle est détecté, l'unité de commande 24 associe la procédure de freinage pour un obstacle.

Une fois le signal traité et associé par l'unité de commande 24, la procédure est ordonnée à l'unité de freinage 1 1 .

Le dispositif de détection 10 réalise avantageusement une détection d'obstacle ou de rail lors d'un déraillement en analysant les composantes de déplacement occasionnées par l'impact sur la poutre 20 de détection.

Du fait qu'au moins deux transducteurs 31 , 32 de détection des mouvements soient disposés dans au moins deux directions décalées angulairement, le dispositif de détection 10 est adapté pour mesurer et distinguer un impact provenant d'un obstacle et/ou d'un déraillement. Avantageusement, le dispositif de détection 10 adapte la procédure d'urgence de freinage à l'information collectée par l'unité de détection 30.

En variante, le dispositif de détection 10 comprend une unité de détection propre à réaliser une transmission du signal sans fil, par onde par exemple.

En variante, le dispositif de détection 10 est connecté à un logiciel de réseau de télésurveillance qui gère l'ensemble du réseau ferré. L'information est communiquée en temps réel et permet ainsi d'anticiper des déviations pour contourner une zone perturbée.