MEULEUSE DE PROFIL DE RAILS

Description

[0001] L'invention concerne un équipement de meulage de rails, et plus particulièrement un équipement de meulage automatisé de profil de rails, destiné aux travaux neufs et à l'entretien sur des rails de voies ferrées et chemins de roulement analogues, notamment dans le domaine du transport ferroviaire.

[0002] Une meuleuse de profil de rails est un équipement conçu pour meuler le champignon du rail, principalement après soudage, en vue de donner à la zone de la soudure un profil identique au profil courant du rail.

[0003] On connaît déjà des machines dites légères, utilisées principalement sur voie, qui comportent habituellement un châssis portant un outil abrasif qui est entrainé en rotation par un moteur (voir FR 2 661 698 A1 ou JP 7 207603 A). L'outil abrasif est animé d'un mouvement de montée/descente, aussi appelé mouvement de plongée, permettant son rapprochement ou son éloignement du rail.

[0004] Le châssis de la machine et la meule portée peuvent être inclinés à volonté d'un côté ou de l'autre du rail, pour permettre le meulage de la table de roulement du rail, du flanc du champignon du rail intérieur à la voie, et des rayons de raccordement entre la table de roulement et chacun des flancs du champignon.

[0005] Le meulage du rail étant habituellement assuré par des passes successives de l'outil abrasif, le châssis est muni de moyens de roulement constitués par un ensemble de galets copieurs pour permettre les mouvements alternés d'avance et de recul de la machine.

[0006] Mis à part l'entraînement motorisé de la meule, les meuleuses de profil de rail actuellement utilisées en voie sont généralement des machines à commande essentiellement manuelle. Notamment l'opérateur doit assurer le déplacement de la meuleuse par roulement le long du rail, alternativement en la poussant et en la tirant, contrôler le mouvement de plongée de la meule en positionnant l'outil abrasif à la hauteur désirée par l'intermédiaire d'un volant, positionner et maintenir manuellement l'inclinaison du châssis et de la meule.

[0007] Dans l'ensemble, les meuleuses de profil de rails connues présentent de nombreux inconvénients. Les efforts physiques considérables à fournir par l'opérateur nuisent à l'ergonomie. Un déplacement des références dans la direction longitudinale du rail durant le meulage nuit à la précision du positionnement de la meule par rapport au rail. Des durées de quinze à trente minutes, nécessaires au meulage de finition d'une soudure ébavurée, nuisent aux performances. En termes de résultat, la qualité du travail dépend considérablement de la dextérité de l'opérateur.

[0008] D'autre part, la nécessité pour l'opérateur de se tenir à proximité immédiate de la zone de travail de la meule, dans une ambiance bruyante avec des poussières et des particules incandescentes, induit des conditions de travail pénibles.

[0009] On connaît aussi déjà des machines dites fixes, utilisées exclusivement en ateliers, mettant en oeuvre des automatismes plus ou moins complexes pour réaliser le meulage de finition du cordon de soudure en garantissant un travail de qualité en un temps réduit. La rigidité de leur construction qui n'est pas contrainte par le gabarit ferroviaire d'une utilisation en voie, le bridage du rail dans la machine durant le meulage et l'intégration des mouvements de balayage de la meule dans une poutre pivotant autour du champignon du rail permettant d'utiliser des références non mobiles durant les balayages, sont des facteurs d'obtention d'un résultat optimal en atelier.

[0010] A ce jour et comme décrit ci-dessus, le niveau technologique des machines d'atelier est sans commune mesure avec l'archaïsme des outillages utilisés sur voie. Cependant les machines d'atelier ne permettent pas de meuler les soudures faites sur site lors du montage final de la voie.

[0011] La présente invention a pour but de proposer un équipement qui remédie à l'ensemble des inconvénients de l'état de la technique, qui vient d'être décrit.

[0012] Pour atteindre ce but, l'invention a pour objet une machine de meulage de soudure en voie sur un champignon de rail, comportant :

• un châssis principal portable agencé pour être posé sur la voie et équipé d'au moins un support courbe décrivant un arc de cercle qui couvre ledit champignon perpendiculairement à la voie ;
• une poutre reliée audit support courbe de façon à pouvoir se déplacer en rotation autour du champignon parallèlement à la voie sur le support courbe et à pouvoir se rapprocher et s'éloigner du champignon pour prendre une référence sur ledit champignon de manière à suivre le profil dudit champignon durant la rotation de la poutre;
• un porte-meule supporté par la poutre de façon à pouvoir se déplacer dans une première direction perpendiculaire à la poutre pour rapprocher et éloigner du centre de l'arc de cercle une meule montée sur une extrémité du porte-meule et dans une deuxième direction parallèle à la poutre pour effectuer un mouvement de balayage de ladite meule.

[0013] Avantageusement, la machine de meulage de soudure en voie comporte un asservissement du positionnement du porte meule dans ladite première direction perpendiculaire à la poutre au moyen d'un vérin de déplacement radial du porte meule alimenté par un servo-distributeur en association avec un capteur de position.

[0014] Avantageusement aussi, la poutre comprend au moins une lame copieuse amenée et maintenue en contact sur un point dudit champignon pour chaque déplacement en rotation de la poutre de façon à conserver la même référence pendant le mouvement de balayage de la meule.

[0015] De la sorte, il est possible de copier le profil du champignon durant la rotation de la poutre sans déplacement longitudinal des références

[0016] Avantageusement encore, la poutre comprend un capteur phonique pour détecter un accostage de la meule sur le champignon de rail.

[0017] Particulièrement, la machine de meulage de soudure en voie comporte un vérin de déplacement longitudinal du porte meule associé à un capteur absolu de position pour automatiser le mouvement de balayage du porte meule avec des longueurs de courses variables.

[0018] Particulièrement aussi, la poutre comprend un moteur hydraulique d'entraînement en rotation de la meule, et un capteur de pression monté sur l'alimentation du moteur hydraulique pour mesurer un effort fourni par le moteur hydraulique.

[0019] Le signal du capteur de pression est alors utilisé pour gérer la position du porte meule afin de compenser l'usure de la meule et pour détecter le meulage effectif de la soudure sur le champignon du rail.

[0020] Plus particulièrement dans le cas d'une soudure en creux, un mouvement de dégagement de la meule est opéré automatiquement en fin de chaque course de balayage afin de raccorder les surfaces meulées avec la partie brute du champignon du rail.

[0021] De préférence, la machine de meulage de soudure en voie comporte deux supports courbes et la poutre comprend un ou plusieurs galets droits à l'une des extrémités pour rouler sur un secteur de couronne droit de l'un des supports courbes et un ou plusieurs galets en V à l'autre des extrémités pour rouler sur un secteur de couronne en V de l'autre des supports courbes de façon à assurer un guidage à jeu réduit de la poutre en déplacement sur les supports courbes.

[0022] Plus précisément, la machine de meulage de soudure en voie comporte un contrôleur d'automatismes programmable agencé pour contrôler et commander chaque déplacement de la poutre et du porte meule.

[0023] Particulièrement, le contrôleur d'automatismes programmable comprend une mémoire stockant des données obtenues à partir d'une règle électronique portable de mesure de rectitude associée et un dispositif électronique de traitement programmé pour définir des positions et des longueurs des balayages en fonction de tolérance applicables, de façon à piloter un déroulement complet du cycle de meulage en mode automatique, sans intervention humaine.

[0024] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels :

• la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une machine de meulage de rails conforme à l'invention;
• la figure 2 est une vue à plus grande échelle du dispositif porteur de meule ;
• la figure 3 montre des étapes de procédé conformes à l'invention ;
• les figures 4 à 6 sont des schémas hydrauliques de commande des organes de la machine.

[0025] L'unité de meulage de soudures en voie qui est représentée sur les figures 1 et 2, permet d'effectuer un meulage de finition des soudures de rails en supprimant le bourrelet de soudure sur le profil utile du champignon 13. Le meulage s'opère sur la surface de roulement 40, sur les rayons de guidage 41 et sur le flanc 42 intérieur à la voie des rails soudés. Le meulage s'exécute par passes longitudinales alternatives sur une longueur maximale sensiblement de 600 mm centrées ou non sur la soudure, combinées à un mouvement en rotation autour du champignon du rail.

[0026] Une meule à boisseau 32 est montée en extrémité d'une broche logée dans un corps en aluminium porte-meule 23 et entraînée en rotation par un moteur hydraulique 11. Cette broche est inclinée d'un angle faible de l'ordre de 1° par rapport à l'axe vertical pour favoriser la coupe de la meule.

[0027] Quatre patins 21 à rouleaux précontraints sont fixés sur le porte-meule 23. Les patins 21 sont montés sur deux rails de guidage 22 solidaires d'une équerre support 24. Le positionnement relatif du porte-meule 23 par rapport à l'équerre 24, définissant la profondeur de passe, est assuré par un vérin hydraulique 33.

[0028] Le vérin hydraulique 33 est alimenté par un servo-distributeur 15 permettant de contrôler le sens et la vitesse de déplacement. En association avec un capteur de position sans contact 35 donnant des mesures absolues de la position de la tige du vérin 33, un contrôleur d'automatismes programmable temps réel 31 permet l'asservissement en position de la meule avec une résolution de 0,05mm.

[0029] Lors d'une première descente de la meule 32 sur le rail, le contrôleur d'automatismes programmable temps réel 31, qui reçoit le signal fourni par un capteur phonique 16, commande l'arrêt du mouvement dès que le seuil prédéfini correspondant à l'accostage de la meule sur le champignon 13 du rail est atteint.

[0030] En mode semi-automatique, un opérateur commande le mouvement de montée/descente de la meule par pas de 0,05mm par l'intermédiaire d'un manipulateur situé sur le coffret de commande 50.

[0031] En mode automatique, le signal d'un capteur de pression 65 monté sur l'alimentation du moteur hydraulique 11 de rotation de la meule est utilisé par le contrôleur d'automatismes programmable temps réel pour détecter le meulage effectif. Lorsque la meule n'est pas en contact du rail, une pression faible suffit à la faire tourner. A vitesse de rotation constante imposée par le débit de fluide dans le moteur hydraulique 11, la pression s'élève considérablement lorsque la meule en contact avec le rail, est freinée par le travail d'abrasion. Au cours du balayage de la meule le long du rail, les variations de pression se réduisent progressivement pour rester contenues en fin de meulage dans une plage de valeurs comprises entre deux seuils correspondant à un effleurement de la meule sur le rail. Une détection de pression restant comprise entre deux seuils prédéfinis permet alors de commander une rotation de la poutre. Le capteur de pression 65 est aussi utilisé par le contrôleur d'automatismes programmable temps réel pour commander automatiquement le positionnement de la meule par pas de 0,05mm en fonction du niveau de pression permettant ainsi de compenser l'usure de la meule et d'éviter une réduction excessive de la vitesse de rotation.

[0032] L'équerre support 24 est fixée sur quatre chariots à rouleaux précontraints 25 montés sur deux rails de guidage 26 solidaires d'une poutre de meulage 12. Les mouvements alternatifs parallèles à la voie, de course réglable, sont rendus automatiques par l'association d'un vérin hydraulique 17 avec un capteur absolu de position à câble 19 montés sur la poutre de meulage 12.

[0033] En mode semi-automatique, un opérateur définit la longueur de meulage de part et d'autre de la soudure par l'intermédiaire de potentiomètres situés sur le coffret de commande 50.

[0034] En mode automatique, la position et la longueur de meulage sont gérées automatiquement par le contrôleur d'automatismes programmable temps réel 31. Cette gestion automatique est rendue possible par l'utilisation d'une règle électronique portable de mesure. Préalablement à la pose de l'unité 1 sur la voie, on réalise des mesures de la rectitude du rail sur le champignon 13 au droit de la soudure. Les données sont enregistrées dans un dispositif électronique qui permet de définir les zones hors tolérances en fonction des normes applicables. La règle comprend un dispositif électronique qui est par exemple un assistant numérique personnel (PDA acronyme de personal digital assistant en anglais) qui communique avec le processeur de la règle par une liaison conforme à la norme IEEE 802.15. Le dispositif électronique est ensuite connecté au contrôleur 31, par exemple au moyen d'un bus à transmission série (USB acronyme de Universal Serial Bus en anglais), pour lui communiquer les paramètres de meulage applicables.

[0035] Dans le cas d'une soudure en creux, la remontée de la meule est automatique en fin de chaque course afin de raccorder les surfaces meulées avec la partie brute du rail. A environ 25 mm de la fin de chaque course, le vérin hydraulique 33 dégage le porte-meule 23 d'environ 0,5 mm et le redescend en début de mouvement inverse, ces valeurs sont paramétrables. En mode semi-automatique, cette fonction complémentaire est activée ou non par l'opérateur depuis le coffret de commande 50. En mode automatique, cette fonction est automatiquement activée si une soudure en creux a été détectée lors de la phase de définition des zones hors tolérances.

[0036] La poutre de meulage 12 est équipée de guidages à chaque extrémité, composés chacun d'un patin à rouleaux précontraints 27 monté sur un rail de guidage. Deux vérins hydrauliques 18 montés sur chacun des deux bras verticaux donnent le mouvement de descente de la poutre 12 vers le rail 28 depuis la position initiale de dégagement. Le contact avec le champignon 13 du rail 28 s'établit par l'intermédiaire de deux lames copieuses 52 solidaires de la poutre et distantes de 1 m. Les lames copieuses permettent de placer et de maintenir en référence la poutre 12 durant sa rotation autour du champignon 13 du rail 28 grâce à une régulation maintenant une pression constante dans les vérins 18.

[0037] La poutre de meulage 12 tourne autour du champignon 13 du rail 28 par l'intermédiaire d'un mécanisme embarqué composé d'un motoréducteur hydraulique 20 et d'un arbre de transmission équipé de deux pignons 30. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 2, l'ensemble ci-dessus décrit est rigidifié par une traverse 53 par rapport à laquelle s'effectue le mouvement de montée descente de la poutre 12. Chacun des pignons 30 entraîne en rotation la poutre 12 et ici aussi la traverse 53 par l'intermédiaire de deux chaînes tendues sur deux supports courbes 10 solidaires du châssis principal 9. Sur la figure 1, seul le support courbe de droite est visible, le support courbe de gauche étant masqué par une paroi du châssis principal 9. Le guidage de précision en rotation est assuré par huit galets 8 et 58 solidaires de la poutre 12, roulant sur deux secteurs de couronne 7. L'un des côtés de la poutre est équipé de galets 58 de guidage et secteur de couronne à gorge en V alors que l'autre côté est équipée de galets 8 de guidage et secteur de couronne droit pour assurer un guidage à jeu réduit sans être hyperstatique. Deux fins de course 6 détectent les positions angulaires extrêmes et un troisième fin de course indique la position verticale initiale, les contacts extrêmes coupant la commande de rotation de la poutre.

[0038] La plage angulaire de meulage s'étend de 90° vers l'intérieur de la voie à 20° vers l'extérieur. Ainsi, les deux supports courbes 10 solidaires du châssis principal 9 décrivent un arc de cercle qui couvre le champignon 13 perpendiculairement à la voie sur 110°.

[0039] En mode semi-automatique, un opérateur contrôle le sens et la vitesse de rotation de la poutre de meulage 12 par l'intermédiaire d'un manipulateur et d'un potentiomètre situés sur le coffret de commande 50.

[0040] En mode automatique, le moteur hydraulique 20 est équipé d'un capteur de vitesse intégré permettant au contrôleur d'automatismes programmable temps réel de gérer l'indexation angulaire de la poutre de meulage. Le capteur de vitesse intégré est par exemple de type générateur d'impulsions. Un compteur dans le contrôleur 31 permet alors de mesurer l'angle de déplacement par sommation des impulsions échantillonnées.

[0041] Le châssis principal 9, constitué de profilés mécano soudés, supporte les secteurs de couronnes ainsi que les chaînes tendues permettant la rotation de la poutre. Le châssis 9, en position de travail, repose sur les deux files de rail 28, 29 de manière à compenser un éventuel dévers de la voie. La table de roulement est utilisée comme référence pour la position 0° de la poutre 12. Deux vérins horizontaux 79, non visibles sur les figures 1 et 2 car situés sous l'unité 1, assurent le ripage et le maintien en référence du châssis sur le flanc intérieur du rail 28 traité. Quatre galets avec joues de guidage, placés aux extrémités et actionnés par vérins 85, non représentés sur les figures 1 et 2, permettent de relever l'unité 1 pour la dégager du gabarit bas de la voie et de la déplacer sur voie en compatibilité avec le gabarit de circulation.

[0042] L'unité 1 est équipée d'une chape d'adaptation 55 en partie supérieure du châssis permettant une liaison mécanique avec le point d'attache du véhicule porteur. Le véhicule porteur assure une fonction de manutention lors de la mise en voie de l'unité 1, une fonction de retournement de l'unité pour travailler sur la file de rail opposée et une fonction de remorquage sur voie. L'énergie nécessaire au fonctionnement de l'unité est fournie par le véhicule porteur. Le raccordement hydraulique et électrique s'effectue au niveau de la chape 55 de l'unité par connections rapides. A titre d'exemple non limitatif, l'énergie électrique est fournie avec une tension de 24 V et l'énergie hydraulique est fournie avec un débit de 105 l/min à une pression de 160 bar.

[0043] L'unité est pourvue d'un capotage 51 partiellement transparent avec système d'extraction des fumées, non représenté, protégeant efficacement l'opérateur des projections de meulage tout en offrant une visibilité optimale sur la zone de meulage. En variante, un système d'aspiration des poussières, installé sur le véhicule porteur et raccordé par gaine flexible au capotage de l'unité de meulage, permet d'assurer une filtration efficace des poussières générées.

[0044] En entrée du circuit hydraulique représenté sur les figures 4 à 6, un limiteur de pression 62 associé à une électrovanne 61 de validation de pression, sécurise le fonctionnement de l'équipement.

[0045] Le moteur hydraulique 11 d'entraînement de la meule en rotation reçoit un débit de fluide régulé par une électrovanne 63 et un régulateur de débit 64. Un prélèvement de fluide représenté en pointillés, permet une autolubrification du porte meule 23.

[0046] Le vérin hydraulique 17 de balayage du porte meule le long de la poutre, est commandé par une électrovanne 66 et un réducteur de pression 67. Un pont de Graetz hydraulique 69 associé à un régulateur de débit 68 permet d'assurer une vitesse constante de déplacement du porte meule dans un sens comme dans l'autre, indépendamment de la section de la tige qui fait varier différemment le volume de la chambre en amont et en aval du piston du vérin 17.

[0047] Le distributeur proportionnel 71 à action direct avec rétroaction électrique de position, associé à une balance de pression 72 et à une réduction de pression 57 permet de commander la rotation de la poutre 12. Une électrovanne 70 permet de commander un frein de sécurité 56 pour bloquer le motoréducteur hydraulique 20 en absence de commande de rotation de la poutre ou en cas de défaut. Deux valves d'équilibrage 60 garantissent un mouvement sans à-coup de la poutre.

[0048] Les vérins 18 de descente de la poutre sont alimentés en fluide par une électrovanne 73 à deux positions associée à une réduction de pression 74, la position commandée en courant correspondant à la descente de la poutre et la position à manque de courant correspondant à la remontée de la poutre. Un régulateur de débit 75m, court-circuité par un clapet anti-retour lors de la descente de la poutre, assure un débit constant et donc une vitesse constante de remontée de la poutre. Un régulateur de débit 75d, court-circuité par un clapet anti-retour lors de la remontée de la poutre, assure un débit constant et donc une vitesse constante de descente de la poutre. Un clapet 90 de sécurité empêche la descente non commandée de la poutre.

[0049] Les vérins 79 horizontaux de bridage et d'alignement du châssis sont alimentés en fluide par une électrovanne 76 associée à un régulateur de débit 77 et à un réducteur de pression 78.

[0050] Quatre vérins 85 de levage et de pose du châssis 9 sur la voie, sont alimentés par un diviseur de débit 83 avec synchronisation. Une électrovanne 80 à trois positions commande la montée, la descente ou le maintien en position du châssis en combinaison avec des régulateurs de débit 82 et un réducteur de pression 81. Un clapet 84 de sécurité empêche la descente non commandée du châssis.

[0051] Le vérin 33 de descente du porte meule est alimenté par le servo-distributeur proportionnel 15 associé au capteur de position 35 pour déplacer le porte-meule 23 dans la direction perpendiculaire à la poutre 12 de façon à rapprocher et éloigner la meule 32 montée sur une extrémité du porte-meule 23 du centre de l'arc de cercle décrit par les supports courbes 10.

[0052] L'organigramme de la figure 3 montre les étapes essentielles d'un procédé de meulage conforme à l'invention et exécuté par le contrôleur d'automatismes programmable temps réel 31. L'organigramme peut être parcouru par un cycle semi-automatique ou par un cycle automatique. Dans la suite de la description, nous préciserons les actions des étapes qui sont effectuées sous commande et/ou sous contrôle d'un opérateur humain dans le cadre du parcours en cycle semi-automatique et si besoin les actions des étapes qui sont effectuées automatiquement. En absence de précisions, les réceptivités des transitions et les actions des étapes sont identiques en mode semi-automatique et en mode automatique.

[0053] Le contrôleur d'automatismes programmable temps réel 31 est par défaut dans une étape 101 d'attente.

[0054] A partir de l'étape 101, une transition 201 de passage à une étape 102 est franchie lorsqu'un ensemble de conditions initiales est réalisé et lorsqu'un cycle semi-automatique ou automatique est activé. L'activation semi-automatique ou automatique, est mémorisée jusqu'à la fin du cycle sauf passage volontaire d'un mode de fonctionnement à l'autre en cours de cycle. L'ensemble de conditions initiales comprend un état de l'unité raccordée hydrauliquement et électriquement au porteur, un état de l'unité positionnée au droit de la soudure, un état de la poutre de meulage en position verticale et en position haute, un état de la meule en position haute et centrée, un état de l'unité descendue sur la voie et bridée en référence.

[0055] Dans l'étape 102, un signal électrique est envoyé à l'électrovanne 63 pour mettre la meule en rotation et un signal électrique est envoyé à l'électrovanne 73 pour descendre la poutre.

[0056] A partir de l'étape 102, une transition 202 de passage à une étape 103 est franchie après écoulement d'une temporisation.

[0057] Dans l'étape 103, un signal électrique est envoyé au distributeur proportionnel 15 pour descendre le porte meule.

[0058] A partir de l'étape 103, une transition 203 de passage à une étape 104 est franchie après détection de contact de la meule avec le champignon par le capteur phonique 16.

[0059] Dans l'étape 104, le signal électrique envoyé au distributeur proportionnel 15 est mis à une valeur qui arrête la descente du porte meule.

[0060] A partir de l'étape 104, une transition 204 de passage à une étape 105, à une étape 107 et à une étape 110 est systématiquement franchie.

[0061] Dans l'étape 105, un signal électrique est envoyé sur une première bobine de l'électrovanne 66 pour effectuer un balayage du porte meule vers la gauche.

[0062] A partir de l'étape 105, une transition 205 de passage à une étape 106 est franchie après détection de position extrême gauche par le capteur absolu de position à câble 19.

[0063] Dans l'étape 106, un signal électrique est envoyé sur une deuxième bobine de l'électrovanne 66 pour effectuer un balayage du porte meule vers la droite.

[0064] A partir de l'étape 106, une transition 206 de rebouclage sur l'étape 105 est franchie après détection de position extrême droite par le capteur absolu de position à câble 19.

[0065] En mode semi-automatique, les valeurs de position extrême gauche et de position extrême droite sont modifiables à tout moment par l'opérateur humain de façon à régler une amplitude de meulage. L'opérateur humain peut aussi sélectionner et désélectionnér à tout moment une fonction de meulage en creux qui consiste à synchroniser avec l'étape 107, une remontée de la meule avant d'atteindre chaque position extrême et une redescente au retour.

[0066] En mode automatique, les valeurs de position extrême gauche et de position extrême droite sont calculées suivant des amplitudes de meulage prédéfinies qui résultent de mesures préliminaires. Les résultats de mesures préliminaires peuvent aussi enclencher et déclencher à tout moment la fonction de meulage en creux.

[0067] L'étape 107 est une étape d'attente.

[0068] A partir de l'étape 107, une transition 207 de passage à une étape 108, est franchie suite à une demande de mouvement du porte meule en montée ou en descente par l'opérateur humain en mode semi-automatique ou suite à une commande de mouvement en mode automatique du porte meule en montée ou en descente par différentes fonctions. La fonction de meulage en creux commande une remontée progressive de la meule lorsque le capteur absolu de position à câble 19 donne une valeur qui évolue depuis un seuil prédéfini vers la position extrême puis commande une redescente progressive de la meule lorsque le capteur absolu de position à câble 19 donne une valeur qui évolue depuis la position extrême vers le seuil prédéfini. D'autres fonctions sont possibles, notamment une fonction de rectification qui reçoit en entrée la mesure du capteur de pression 65, commande une descente qui a pour effet d'augmenter la pression d'entraînement du moteur hydraulique 11 à vitesse constante pour vaincre des efforts d'abrasion croissants ou commande une montée qui a pour effet de diminuer la pression d'entraînement du moteur hydraulique 11 à vitesse constante pour vaincre des efforts d'abrasion décroissants de façon à maintenir la pression d'entraînement dans une plage de valeurs qui correspond à des efforts d'abrasion optimaux. La fonction de rectification qui vient d'être décrite, a pour mérite de corriger automatiquement l'usure de la meule.

[0069] Dans l'étape 108, un signal électrique est envoyé sur le servo-distributeur 15 pour mouvoir le porte meule sur une course de 0,05 mm.

[0070] A partir de l'étape 108, une transition 208 de passage à une étape 109 est franchie après détection de fin de mouvement contrôlé par le capteur incrémental à interface série synchrone (SSI pour Synchronous Serial Interface en anglais).

[0071] Dans l'étape 109, le signal électrique envoyé sur le servo-distributeur 15 est mis à une valeur qui arrête le mouvement de montée descente du porte meule.

[0072] A partir de l'étape 109, une transition 209 de rebouclage sur l'étape 107 est systématiquement franchie.

[0073] L'étape 110 est une étape d'attente.

[0074] A partir de l'étape 110, une transition 210 de passage à une étape 111, est franchie, à condition qu'aucun fin de course ne soit activé, suite à une demande de rotation de la poutre en avant ou en arrière par l'opérateur humain en mode semi-automatique ou suite à une commande de rotation de la poutre en avant ou en arrière par différentes fonctions.

[0075] Dans l'étape 111, un signal électrique est envoyé sur l'une ou l'autre des bobines de l'électrovanne 71 selon que la rotation est demandée vers l'avant ou vers l'arrière. Un signal électrique est aussi envoyé sur la bobine de l'électrovanne 70 pour relâcher le frein 56.

[0076] A partir de l'étape 111, une transition 211 de passage à une étape 112 est franchie après détection de fin de course ou relâchement de la demande de rotation en mode semi-automatique ou position atteinte en mode automatique.

[0077] Dans l'étape 112, les signaux électriques envoyés aux électrovannes 70 et 71 sont coupés pour immobiliser la poutre.

[0078] A partir de l'étape 112, une transition 212 de rebouclage sur l'étape 110 est systématiquement franchie.

[0079] A partir de chacune des étapes 105, 106, 107 et 110, respectivement une transition 305, 306, 307 et 310 de passage à une étape 113 est franchie si une fin de cycle est demandée en mode semi-automatique ou commandée en mode automatique.

[0080] Dans l'étape 113, un signal électrique est envoyé sur le servo-distributeur 15 pour remonter le porte meule et un signal électrique est envoyé sur celle des bobines de l'électrovanne 66 qui convient pour ramener le porte meule en position centrale.

[0081] A partir de l'étape 113, une transition 213 de passage à une étape 114 est franchie lorsque le porte meule est en position haute centrée.

[0082] Dans l'étape 114, le signal électrique envoyé à l'électrovanne 63 est mis à zéro pour arrêter la rotation de la meule.

[0083] A partir de l'étape 114, une transition 214 de passage à une étape 115 est systématiquement franchie.

[0084] Dans l'étape 115, un signal électrique est envoyé au distributeur proportionnel 71 pour ramener la poutre en position à 0°.

[0085] A partir de l'étape 115, une transition 215 de passage à une étape 116 est franchie lorsque la poutre est ramenée à la position 0°.

[0086] Dans l'étape 116 le signal électrique envoyé à l'électrovanne 73 est coupé de façon à remonter la poutre et une temporisation est armée de valeur légèrement supérieure au temps de remontée de la poutre.

[0087] A partir de l'étape 116, une transition 216 de repassage à l'étape 101 est franchie lorsque la temporisation est écoulée.

[0088] Le procédé qui vient d'être décrit est mis en oeuvre de préférence avec la machine automatisée de meulage de soudure en voie sur un champignon 13 de rail qui comporte le châssis principal 9 portable agencé pour être posé sur la voie et équipé de supports 10 décrivant un arc de cercle qui couvre le champignon 13 perpendiculairement à la voie. Dans la machine automatisée de meulage, la poutre 12 est supportée par le châssis 9 de façon à pouvoir tourner autour du champignon 13 par l'intermédiaire des supports 10 et se rapprocher et s'éloigner du centre de l'arc de cercle pour prendre référence sur le champignon 13 du rail et copier le profil du champignon 13 durant la rotation de la poutre 12. Le porte meule 23 est supporté par la poutre 12 de façon à pouvoir se déplacer dans une première direction perpendiculaire à la poutre 12 pour rapprocher et éloigner du centre de l'arc de cercle une meule 32 montée sur une extrémité du porte meule 23 et dans une deuxième direction parallèle à la poutre 12 pour effectuer un mouvement de balayage de la meule 32.

Revendications

1. Machine de meulage de soudure en voie sur un champignon (13) de rail, comportant :

- un châssis principal (9) portable agencé pour être posé sur la voie et équipé d'au moins un support courbe (10) décrivant un arc de cercle qui couvre ledit champignon (13) perpendiculairement à la voie ;

- une poutre (12) reliée audit support courbe (10) de façon à pouvoir se déplacer en rotation autour du champignon (13) parallèlement à la voie sur le support courbe (10) et à pouvoir se rapprocher et s'éloigner du champignon (13) pour prendre une référence sur ledit champignon (13) de manière à suivre le profil dudit champignon (13) durant la rotation de la poutre (12);

- un porte-meule (23) supporté par la poutre (12) de façon à pouvoir se déplacer dans une première direction perpendiculaire à la poutre (12) pour rapprocher et éloigner du centre de l'arc de cercle une meule (32) montée sur une extrémité du porte-meule (23) et dans une deuxième direction parallèle à la poutre (12) pour effectuer un mouvement de balayage de ladite meule (32).

2. Machine de meulage de soudure en voie selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un asservissement du positionnement du porte meule (22) dans ladite première direction perpendiculaire à la poutre (12) au moyen d'un vérin (33) de déplacement radial du porte meule alimenté par un servo-distributeur (15) en association avec un capteur de position (35).

3. Machine de meulage de soudure en voie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la poutre (12) comprend au moins une lame copieuse (52) amenée et maintenue en contact sur un point dudit champignon (13) pour chaque déplacement en rotation de la poutre (12) de façon à conserver la même référence pendant le mouvement de balayage de la meule (32).

4. Machine de meulage de soudure en voie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la poutre (12) comprend un capteur phonique (16) pour détecter un accostage de la meule (32) sur le champignon de rail.

5. Machine de meulage de soudure en voie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un vérin (17) de déplacement longitudinal du porte meule associé à un capteur absolu de position (19) pour automatiser le mouvement de balayage du porte meule (22) avec des longueurs de courses variables.

6. Machine de meulage de soudure en voie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la poutre (12) comprend un moteur hydraulique (11) d'entraînement en rotation de la meule (32), et un capteur de pression (65) monté sur l'alimentation du moteur hydraulique (11) pour mesurer un effort fourni par le moteur hydraulique (11).

7. Machine de meulage de soudure en voie selon l'une des revendications précédentes , caractérisée en ce que dans le cas d'une soudure en creux, un mouvement de dégagement de la meule (32) est opéré automatiquement en fin de chaque course de balayage afin de raccorder les surfaces meulées avec la partie brute du champignon (3) du rail.

8. Machine de meulage de soudure en voie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte deux supports courbes (10) et en ce que la poutre (12) comprend un ou plusieurs galets (8) droits à l'une des extrémités pour rouler sur un secteur de couronne droit de l'un des supports courbes et un ou plusieurs galets (58) en V à l'autre des extrémités pour rouler sur un secteur de couronne en V de l'autre des supports courbes de façon à assurer un guidage à jeu réduit de la poutre (12) en déplacement sur les supports courbes.

9. Machine de meulage de soudure en voie selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un contrôleur d'automatismes programmable (31) agencé pour contrôler et commander chaque déplacement de la poutre (12) et du porte meule (23).

10. Machine de meulage de soudure en voie selon la revendication 9, caractérisée en ce que le contrôleur d'automatismes programmable (31) comprend une mémoire stockant des données obtenues à partir d'une règle électronique portable de mesure de rectitude associée et un dispositif électronique de traitement programmé pour définir des positions et des longueurs des balayages en fonction de tolérance applicables, de façon à piloter un déroulement complet du cycle de meulage en mode automatique, sans intervention humaine.

Ansprüche

1. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht auf einem Schienenkopf (13), die aufweist:

- ein tragbares Hauptgestell (9), das ausgebildet ist, um auf das Gleis stellbar zu sein, und mindestens mit einem gekrümmten Halter (10) ausgestattet ist, der einen Kreisbogen beschreibt, der den Schienenkopf (13) lotrecht zum Gleis bedeckt,

- einen Balken (12), der mit dem gekrümmten Halter (10) derart verbunden ist, dass er rotierend um den Schienenkopf (13) parallel zum Gleis auf dem gekrümmten Halter (10) bewegbar ist und sich dem Schienenkopf (13) annähern und von ihm entfernen kann, um eine Referenz auf dem Schienenkopf (13) derart zu nehmen, dass er dem Profil des Schienenkopfs (13) während der Rotation des Balkens (12) folgt,

- einen Schleifsteinhalter (23), der von dem Balken (12) derart gehalten ist, dass er in eine erste Richtung lotrecht zum Balken (12), um einen Schleifstein (32), der auf einem Ende des Schleifsteinhalters (23) montiert ist, an das Zentrum des Kreisbogens anzunähern und von diesem zu entfernen, und in eine zweite Richtung parallel zum Balken (12), um eine Hin- und Herbewegung des Schleifsteins (32) durchzuführen, verlagerbar ist.

2. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Positionsregelung des Schleifsteinhalters (22) in der ersten Richtung lotrecht zum Balken (12) mittels eines Zylinders (33) für die radiale Verlagerung des Schleifsteinhalters aufweist, der von einem Servoventil (15) in Kombination mit einem Positionssensor (35) versorgt wird.

3. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken (12) mindestens eine Kopierlamelle (52) umfasst, die für jede rotierende Verlagerung des Balkens (12) auf einen Punkt des Schienenkopfs (13) geführt und im Kontakt gehalten wird, um dieselbe Referenz während der Hin- und Herbewegung des Schleifsteins (32) beizubehalten.

4. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken (12) einen akustischen Sensor (16) umfasst, um ein Anliegen des Schleifsteins (32) auf dem Schienenkopf zu ermitteln.

5. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Zylinder (17) für die Längsverlagerung des Schleifsteinhalters, kombiniert mit einem absoluten Positionssensor (19), aufweist, um die Hin- und Herbewegung des Schleifsteinhalter (22) mit variablen Lauflängen zu automatisieren.

6. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Balken (12) einen Hydraulikmotor (11) zum Rotationsantrieb des Schleifsteins (32) und einen Drucksensor (65), der auf der Versorgung des Hydraulikmotors (11) montiert ist, um eine von dem Hydraulikmotor (11) bereitgestellte Kraft zu messen, umfasst.

7. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eine hohlen Schweißnaht eine Freisetzungsbewegung des Schleifsteins (32) am Ende jedes Hin- und Herlaufs automatisch durchgeführt wird, um die Schleifflächen mit dem unbearbeiteten Teil des Schienenkopfs (3) zusammenzubringen.

8. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei gekrümmte Halter (10) aufweist und dass der Balken (12) eine oder mehrere gerade Rollen (8) an einem der Enden umfasst, um auf einem geraden Kranzsektor eines der gekrümmten Halter zu rollen und eine oder mehrere V-förmige Rollen (58) am anderen der Enden, um auf einem V-förmigen Kranzsektor des anderen der gekrümmten Halter zu rollen, um eine Führung mit vermindertem Spiel des Balkens (12) in Verlagerung auf diesen gekrümmten Haltern zu sichern.

9. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen programmierbaren Automatikcontroller (31) aufweist, der für die Kontrolle und Steuerung jeder Verlagerung des Balkens (12) und des Schleifsteinhalter (23) ausgebildet ist.

10. Maschine zum Schleifen einer Gleisschweißnaht nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der programmierbare Automatikcontroller (31) einen Speicher umfasst, der Daten speichert, die von einem zugeordneten tragbaren elektronischen Lineal zum Messen der Geradheit bereitgestellt werden, und eine elektronische Vorrichtung zum programmierten Verarbeiten, um Positionen und Längen der Hin- und Herbewegungen in Abhängigkeit von den zulässigen Toleranzen festzulegen, um einen vollständigen Ablauf des Schleifzyklus im Automatikmodus ohne menschliches Eingreifen zu steuern.

Claims

1. A machine for grinding track welds on a rail head (13), comprising:

- a portable main chassis (9) arranged so as to be placed on the track and provided with at least one curved support (10) that describes an arc of circle that covers said head (13) perpendicular to the track;

- a beam (12) connected to said curved support (10) so as to be able to rotate around the head (13) parallel to the track on the curved support (10) and able to move closer to and further from the head (13) to take reference from said head (13) so as to follow the profile of said head (13) during the rotation of the beam (12);

- a grinding head (23) supported by the beam (12) so as to be able to move in a first direction perpendicular to the beam (12) to move a grinder (32) mounted on one end of the grinder head (23) closer to and further from the center of the arc of circle, and in a second direction parallel to the beam (12) to perform a sweeping movement of the grinder (32).

2. The machine for grinding track welds according to claim 1, characterized in that it comprises enslavement of the position of the grinding head (22) in said first direction perpendicular to the beam (12) using a jack (33) for radial movement of the grinding head powered by a control valve (15) combined with a position sensor (35).

3. The machine for grinding track welds according to one of the preceding claims, characterized in that the beam (12) comprises at least one copy blade (52) brought and kept in contact on a point of said head (13) for each rotational movement of the beam (12) so as to keep the same reference during the sweeping movement of the grinder (32).

4. The machine for grinding track welds according to one of the preceding claims, characterized in that the beam (12) comprises a phonic sensor (16) for detecting that the grinder (32) is docked on the rail head.

5. The machine for grinding track welds according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a jack (17) for longitudinal movement of the grinding head associated with an absolute position sensor (19) to automate the sweeping movement of the grinding head (22) with variable travel lengths.

6. The machine for grinding track welds according to one of the preceding claims, characterized in that the beam (12) comprises a hydraulic motor (11) for rotating the grinder (32), and a pressure sensor (65) mounted on the power supply of the hydraulic motor (11) to measure the force supplied by the hydraulic motor (11).

7. The machine for grinding track welds according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of a hollow weld, a release movement of the grinder (32) is done automatically at the end of each sweeping travel in order to connected the ground surfaces with the rough part of the rail head (3).

8. The machine for grinding track welds according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises two curved supports (10) and in that the beam (12) comprises one or more straight rollers (8) at one of the ends to roll over a straight crown sector of one of the curved supports and one or more V-shaped rollers (58) at the other of the ends to roll on a V-shaped crown sector of the other of the curved supports so as to ensure guiding of the movement of the beam (12) with reduced play on the curved supports.

9. The machine for grinding track welds according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a programmable automatism controller (31) arranged to control and command each movement of the beam (12) and the grinding head (23).

10. The machine for grinding track welds according to claim 9, characterized in that the programmable automatism controller (31) comprises a memory storing data obtained from an associated portable electronic ruler for measuring straightness and an electronic processing device programmed to define sweeping positions and lengths based on applicable allowances, so as to steer a complete unfolding of the grinding cycle in an automatic mode, without human intervention.

Dessins