La présente invention concerne l'industrie des véhicules ferroviaires et elle vise un procédé ainsi qu'un dispositif pour le contrôle d'une suspension de caisse sur de tels véhicules, et notamment d'une

5 suspension active.

L'invention a notamment pour but de permettre de réaliser un dimensionnement maximal du maître-couple d'une caisse de véhicule ferroviaire et de fournir sur le matériel en service un signal d'alarme signalant un

1° dysfonctionnement de la suspension par pénétration du maître-couple de caisse dans le gabarit des obstacles. De manière habituelle, les dimensions de la section transversale, dite encore maître-couple, d'une caisse de véhicule ferroviaire sont déterminées en fonction du gabarit des obstacles et des déflexions géométriques

¹⁵ transversales et verticales de la caisse par rapport à sa position théorique moyenne. Ces déflexions sont dues essentiellement à la flexibilité de la suspension (qui dans les cas extrêmes peut même être hors service) et à l'usure des roues. άci Le procédé pour le contrôle d'une suspension de caisse ferroviaire selon l'invention consiste à introduire dans un calculateur des informations sur le gabarit des obstacles de la voie, à mesurer des déplacements de la caisse ferroviaire de manière à

déterminer la position de la caisse, à comparer les informations de position de caisse avec les informations de gabarit d'obstacles, et à déclencher un signal de risque en fonction de cette comparaison. Le signal de risque peut déclencher une commutation de la suspension active sur une suspension de secours. Ainsi, il est prévu, pour les suspensions actives de véhicules ferroviaires, c'est-à-dire pour des caisses dont les mouvements par rapport aux organes de roulement sont contrôlés et exécutés par des servomécanismes, de surveiller par des dispositifs qui seront décrits, les mouvements dans le plan transversal du maître couple par rapport au gabarit des obstacles et de signaler par une alarme lorsque, de manière isolée ou répétée, les mouvements de caisse deviennent incompatibles avec le garabit des obstacles de manière que, de façon automatique ou manuelle, il puisse être procédé, le cas échéant, à la mise hors service de la suspension active d'origine et à la mise en service d'une supension de secours.

L'invention concerne auss-i un dispositif pour le contrôle d'une suspension de caisse ferroviaire, qui comprend : un calculateur pour mémoriser des informations sur le gabarit des obstacles de la voie, des organes de mesure pour détecter les déplacements de la caisse ferroviaire de manière à déterminer la position de la caisse, le calculateur étant apte à comparer les informations de position de caisse avec les informations de gabarit, et à déclencher un signal de risque en fonction de cette comparaison; les organes de mesure peuvent avantageusement être intégrés aux organes de puissance assurant les mouvements de la suspension active.

Dans une suspension active, les servomécanismes comportent des organes moteurs de rappel de la caisse en position moyenne, par exemple, des vérins hydrauliques à double effet interposés entre la caisse et des organes du véhicule peu ou pas suspendus, ces vérins constituant les organes de puissance ou organes d'exécution des servomécanismes précités. Ces vérins constituent pour l'essentiel les organes deformables d'une suspension active. Dans un dispositif suivant l'invention, des détecteurs de déplacement placés en parallèle des_ organes deformables de la suspension mesurent leurs déflexions instantanées. Lorsque les vérins constituent par eux- mêmes les organes deformables de la suspension il est donc possible d'intégrer les détecteurs de déplacement précités dans les vérins eux-mêmes ainsi qu'il va être expliqué plus loin. Selon l'invention, le risque d'enfreindre les limites géométriques du gabarit est évalué par un calculateur qui, en fonction des déflexions instantanées des organes de suspension de la caisse et du critère choisi, peut ou non déclencher une alarme en vue du basculement de la suspension sur une suspension de secours.

Le critère à donner au calculateur pour déclencher l'alarme n'est pas explicité ici : il peut être fonction de l'ampleur des pénétrations du maître- couple de caisse dans le gabarit des obstacles et du nombre de pénétrations constatées par unité de temps.

Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, les vérins constituent pour l'essentiel, les organes deformables d'une suspension active, mais il peut y en avoir d'autres, généralement raides, qui peuvent donner une légère contribution au déplacement de la caisse par rapport à la voie.

Selon une disposition avantageuse de l'invention, il est possible de tenir compte également dans le calcul précédent des déformations qui ne seraient pas saisie? par des détecteurs de déplacement. Tel serait le cas, par exemple, d'une suspension primaire, très raide, mais non intégrée dans la boucle du ou des servomécanismes. Dans un tel cas, le calculateur précité pourrait aussi prendre en compte, dans une version très évoluée du système, non seulement les déplacements de la suspension mesurés par les détecteurs de déplacement, mars aussi les flexibili¬ tés des organes en cause et donc leur contribution dans le déplacement de la caisse par rapport à la voie à partir de la connaissance à chaque instant des efforts développés sur ces organes. Selon une autre disposition avantageuse de l'invention, il est aussi possible d'introduire dans le calculateur un terme correctif tenant compte de l'usure moyenne des roues de chaque essieu du bogie. Ce terme peut être obtenu de manière continue, et donc introduit dans le calculateur de manière automatique, grâce à une centrale de tachymétrie et de localisation conforme aux dispositions caractéristiques exposées dans la demande de brevet PCT/FR n° 89/00276.

Les caractéristiques de la présente invention exposées ci-dessus seront mieux comprises à l'examen des figures ci-annexées et à la lecture des commentaires qui sont faits à leur propos.

La figure 1 est une vue en coupe d'un véhicule ferroviaire équipé d'une suspension active contrôlant l'ensemble des mouvements de la caisse permis par sa suspension secondaire.

La figure 2 montre le schéma de principe de fonctionnement d'une installation complète de stabilisa¬ tion verticale, transversale et d'inclinaison avec

application des caractéristiques de la présente inven¬ tion.

La figure 3 montre le détail d'un vérin à double effet avec son détecteur de position. On a représenté sur la figure 1, la caisse C d'un véhicule ferroviaire montée sur châssis B d'un bogie par l'intermédiaire d'une suspension secondaire classique, par exemple pneumatique, S. Les roues R du bogie roulent sur une voie V. La suspension active comprend deux vérins hydrauliques à ^" double effet 6°-6 ^t de stabilisation verticale et d'inclinaison ainsi qu'un vérin 6 ^h de stabilisation transversale.

Le schéma de principe d'une stabilisation de caisse ferroviaire représentée sur la figure 2 correspond à l'ensemble des organes attachés à un bogie d'une rame articulée. Si en revanche, chacune des caisses du convoi est portée par deux bogies, l'un des bogies seulement est à équiper aussi complètement que ce qui est figuré en figure 2. Sur l'autre bogie, l'installation peut alors être simplifiée un peu par l'omission de la stabilisation de l'inclinaison de caisse.

Sur la figure 2, la chaîne de stabilisation normale de caisse comprend l'ensemble des détecteurs et servomécanismes repéré en 2 qui élabore en service normal les ordres de pression d'huile à destination des trois vérins hydrauliques à double effet repérés 6 ^fc , 6° et 6 ^h placés respectivement verticalement à tribord et à bâbord entre caisse et châssis de bogie et horizontalement entre les mêmes mobiles. Les ordres élaborés par l'ensemble 2 sont dirigés vers les vérins précités.

Chacun des vérins à- double effet précités est ensuite équipé d'un détecteur de déplacement linéaire; les détecteurs de position des trois vérins selon figures 2 et 3 sont des détecteurs à effet capacitif, mais il est

possible, sans sortir du cadre de la présente invention, d'utiliser de même des détecteurs de position à effet magnétique, résistif (potentiomètres), volumétrique (débitmètres) , etc. Les informations de déplacement corresDondantes, soit d _t , d-^ et d-^ sont dirigées vers un calcultateur 24 qui évalue, selon le critère qui lui est fixé, le risque d'interférence avec le gabarit des obstacles. Lorsque ce risque existe, le calculateur 24 détermine un ordre ip, 0 qui provoque le basculement du circuit de commutation 8

. qui substitue à l'ensemble des servomécanismes 2 prévu pour le fonctionnement normal, une suspension de secours.

Le circuit de basculement 8 peut être conçu, par exemple, selon le principe exposé dans la demande de 5 brevet PCT/FR n° 89/00323 (dont on incorpore ici l'enseignement par référence) qui permet de basculer en cas de secours la suspension active d'origine sur une suspension du type classique.

Si dans le schéma des figures 1 et 2, les trois C vérins 6 ^t , 6 ^b et 6" prennent appui sur le châssis de bogie, et non sur les organes de roulement, on peut, dans la mesure où une grande précision est recherchée, faire calculer par le calculateur 24, les déflexions de la suspension primaire en fonction de sa flexibilité et des 5 efforts exercés par les vérins et déterminer ainsi la position de la caisse par rapport aux rails avec une plus grande précision encore.

Si par ailleurs le véhicule est équipé d'une centrale de tachymétrie capable de délivrer de manière 0 continue les diamètres moyens de roulement des essieux, on peut de ^" "même faire faire par le calculateur 24 la correction d'usure des roues.

En se référant à la figure 3, on y reconnaît un vérin à double effet constitué par un corps de cylindre

32 et une tige de piston 28. Sur le corps de cylindre 32 est fixée une pièce 36 en forme de cloche qui se termine à sa partie inférieure par une bride 30. Celle-ci prend appui, avec un jeu minimum, sur le châssis de bogie par exemple. A l'autre extrémité du vérin, la tige de piston 28 se termine par une bride 26 qui prend appui, toujours avec le minimum de jeu, sur la caisse du véhicule.

Le détecteur de déplacement 33 est associé au vérin. Suivant le mode de réalisation représenté sur la figure 3, la contre-tige 28' de la tige du piston 28 s'enfonce dans un cylindre concentrique conducteur et coaxial avec la contre-tige repérée 34. C'est ce cylindre 34, maintenu en place à l'intérieur de la cloche 36 par un isolant 38, qui constitue le détecteur de déplacement linéaire à effet capacitif du vérin en cause. La sortie électrique de ce détecteur de déplacement est repérée 40.

Bien entendu, les détecteurs de déplacement de la caisse peuvent être disposés indépendamment des organes de puissance, c'est-à-dire indépendamment des vérins hydrauliques 6 ^b , 6 ^l , 6 ^h .