Machine de chantier ferroviaire pour la rectification du champignon des rails

Abstract

 Machine équipée de deux patins de meulage (8) par file de rails (1) reliés par des vérins de relevage (9) et des timons (10) d'entraînement à son châssis roulant (2).
Sur chaque patin (8) sont montées quatre unités de meulage (6) décalées d'un angle (D₁) l'une par rapport aux autres.
Les patins (8) faisant face dans la direction transversale de la voie sont articulés sur un élément de liaison (12) pour être inclinés d'un angle (D₂) à l'aide d'un vérin à deux effets (14).
L'inclinason (D₂) de chaque patin est contrôlée par un potentiomètre (27) relié à un cadran indicateur (28).
Cette machine permet de rectifier par meulage la totalité du profil de la surface de roulement des rails en inclinant différemment à chaque passe les patins de meulage (8).

Description

[0001] La présente invention a pour objet une machine ferroviaire pour la rectification du champignon des rails.

[0002] Sur les machines connues de ce genre, des unités de rectification composées par exemple chacune d'une meule rotative et de son moteur d'entraînement sont montées par groupes de trois ou quatre sur des patins disposés parallèlement et au-dessus des files de rails. Ces patins sont reliés au châssis roulant de ces machines par des organes de liaison verticale et longitudinale ayant pour fonctions respectives de les abaisser et de les relever pour leur mise en et hors service et pour les entraîner et les guider le long de la voie pendant l'avance en travail.

[0003] Sur les patins, les unités de rectification sont montées soit toutes à une même position angulaire dans un plan transversal à la voie pour rectifier toutes la même génératrice du profil de la surface du champignon du rail soit chacune inclinée d'un petit angle par rapport à l'autre dans ledit plan de façon a rectifier chacune une génératrice peu espacée de la génératrice voisine. Dans ce dernier cas, l'écart d'orientation entre les unités de rectification doit être faible pour obtenir une bonne qualité du travail et pour réduire au minimum la largeur des facettes résultant de la rectification.

[0004] Cependant, du fait du nombre limité de patins que l'on peut monter sur une machine, leur longueur étant en moyenne de deux mètres, il n'est pas possible dans ces deux types de montage de rectifier la totalité du profil du champignon des rails. Pour assurer cependant cet effet les unités peuvent être montées inclinées l'une par rapport à l'autre d'un angle plus grand, suffisant pour que la totalité du profil soit rectifiée avec le nombre total de patins dont on dispose. Mais alors le rectifiage obtenu est irrégulier et les facettes usinées sont trop larges et se raccordent mal pour reconstituer correctement le profil du champignon des rails.

[0005] Sur les grands trains de rectifiage connus et utilisés sur les grandes lignes le problème ne se pose pas car ils sont composés de suffisamment de wagons pour permettre l'installation du nombre de patins nécessaire pour assurer à la fois la qualité du travail et la reconstitution totale correcte du profil du champignon des rails. En contrepartie ces trains occupent un personnel important, sont chers aussi bien à l'achat qu'à l'entretien, sont encombrants et peu maniables pour leur transfert d'un réseau à un autre.

[0006] La tendance actuelle est à l'utilisation de machines compactes sur les grandes lignes car elles nécessitent moins d'investissement et d'entretien, moins de personnel et sont de transfert facile.

[0007] Les problèmes soulevés par le faible nombre de patins de rectification que l'on peut installer sur ces machir.es, décrits ci-avant, acquièrent ainsi une importance accrue et doivent être résolus pour rendre ces machines opérationnelles sur les grandes lignes au même titre que les trains en ce qui concerne la fiabilité et la qualité du reprofilage des rails.

[0008] L'invention a pour but de résoudre ces problèmes.

[0009] La solution proposée consiste à monter sur ces machines des patins porte-outils à inclinaison variable dans un plan transversal à la voie, de manière à permettre le déplacement angulaire de l'ensemble des unités de rectifiage montées sur chaque patin autour du profil de la surface du champignon des rails, comme il sera montré plus loin de manière détaillée. A qualité de reprofilage égale, cette solution permet de pallier à l'insuffisance du nombre d'unités de rectifiage par un plus grand nombre de passes à des angles d'inclinaison aussi réduits que néces- sairesentre les unités de rectifiage montées sur chaque patin.

[0010] Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, ainsi qu'une variante.

[0011] 

La figure 1 est une vue d'ensemble en élévation de la forme d'éxécution.

La figure 2 en est une coupe partielle agrandie, selon l'axe de coupe I-I de la figure 1.

La figure 3 est une coupe, semblable à la figure 2, de la variante.

La figure 4 est une coupe partielle d'un rail illustrant le principe de l'invention.

[0012] La machine représentée à la figure 1 est un véhicule de rectification de la surface de roulement des rails 1 d'une voie ferrée sur lesquelles son châssis roulant 2 repose par deux essieux 3 et 4. Cette machine, du type dit "compact" est autonome et est équipée à cet effet d'une centrale énergétique 5 fournissant l'énergie nécessaire à ses déplacements et à l'entraînement et la commande de ses unités de rectifiage 6, et de deux postes de commande 7, avant et arrière, dans lesquels sont groupés les organes de commande et de contrôle.

[0013] Dans l'exemple illustré les unités de rectifiage sont des unités de meulage 6, au nombre de seize, montées par groupes de quatre sur quatre patins 8 disposés par deux sur chaque file de rails, l'un à la suite de l'autre, entre les essieux 3 et 4. Chaque patin 8, disposé parallèlement et au- dessus d'une file de rails 1, est relié au châssis roulant 2 par un vérin 9 et par deux timons 10 articulés à une console 11 fixée sous ledit châssis roulant.

[0014] Dans le plan vertical transversal à la voie, selon la coupe partielle représentée à la figure 2, les deux patins 8 se faisant face, dont seul celui de gauche est représenté, sont reliés par leur partie médiane à un élément de liaison 12. Ces patins 8 sont déplaçables angulairement, dans un plan perpendiculaire à l'axe du rail. Dans l'exemple illustré chaque patin est articulé sur un pivot 13. Un vérin hydraulique 14 à deux effets est interposé entre chaque patin 8 et l'élément de liaison 12 est articulé à ces deux éléments sur deux tourillons 15 et 16 formant avec le pivot 13 un triangle déformable.

[0015] Chaque patin 8 est structuré en forme de cadre constitué de deux parois longitudinales 17 reliées par des traverses 18 formant ainsi des alvéoles à l'intérieur desquelles sont montées les unités de meulage 6. Ces dernières se composent d'une meule rotative cylindrique 60, ici une meule lapidaire travaillant sur champ, fixée en bout d'arbre d'un moteur électrique d'entraînement 19. Chaque moteur 19 est fixé sur un bâti 20 comportant un coulisseau 21 monté sur une coulisse verticale 22 fixée à la paroi intérieure 17 du cadre du patin 8. Une commande α-vis et volant de manoeuvre 23 permet de régler la position en hauteur de chaque coulisseau 21, donc de chaque meule 60, par rapport au patin 8.

[0016] Le coulisseau 21 de chaque bâti 20 forme avec l'axe de rotation de la meule 60 un angle D_l préétabli en fonction de l'écart angulaire désiré entre les quatre unités de meulage ainsi montées sur le patin 8.

[0017] Les deux chambres du vérin hydraulique à deux effets 14 sont reliées à un circuit hydraulique d'alimentation non représenté, comportant un distributeur à trois positions, à double commande et rappels à ressorts permettant de régler l'inclinaison du patin 8 à un angle D₂ préétabli défini plus loin.

[0018] L'élément de liaison 12 est articulé par deux ferrures 24 et 25 aux deux timons 10 représentés à la figure 1 et chaque patin 8 est relié par une articulation 26 au vérin 9. Ce vérin 9 a ici pour fonction le relevage du patin 8 et le réglage de la pression d'appui de ce dernier sur la file de rails 1.

[0019] Un appareil de contrôle de l'angle d'inclinaison D₂ de chaque patin 8 par rapport à l'élément de liaison, ici un potentiomètre 27, est monté sur le pivot 13 et est relié à un cadran indicateur 28 disposé dans les postes de commande 7 de la machine, pour permettre à l'opérateur de régler et de contrôler ledit angle d'inclinaison D₂.

[0020] Ainsi réalisée, la machine selon l'invention permet de rectifier par meulage la surface de roulement des deux files de rails 1 selon un processus de travail illustré par la figure 4 et donné en exemple pour la rectification de la table de roulement d'un rail UIC.60.

[0021] Sur ce type de rail le profil de la table de roulement se présente sous la forme d'une courbe constituée par le raccordement d'un arc central de grand rayon encadré de deux arcs de plus petit rayon, intercepté par un angle au centre O de 25,3 degrés et dont la corde est de 52 millimètres.

[0022] Dans ce cas, les quatre unités de meulage 6 sont chacune inclinée par rapport à l'autre d'un petit angle A₁, A₂, A₃, de façon à meuler chacune une génératrice ^G₁, ^G₂, G₃, ^G₄, sur un angle total B₁ égal par exemple au tiers de l'angle total 0, ce qui représente une longueur d'arc de l'ordre de 17 millimètres. Cette longueur d'arc peut être meulée à la première passe de la machine en orientant le patin 8 à l'aide du vérin 14 à un angle D₂ (fig. 2) fonction de l'angle 0 et de l'angle B₁. Le résultat de cette première passe se présentera en profil sous la forme d'une enveloppe à quatre facettes raccordées de l'ordre de 5 à 6 millimètres de largeur chacune. Aux deux passes suivantes de la machine, en inclinant successivement le patin 8 vers la droite d'un angle B₂ puis d'un angle B₃ la totalité de la table de roulement sera ainsi meulée et son profil reconstitué sous forme d'une enveloppe à 12 facettes de très petite largeur qui constitue selon les critères actuels de qualité un excellent résultat du meulage.

[0023] Bien entendu selon l'importance des défauts à rectifier, plusieurs passes peuvent être effectuées à la même inclinaison du patin, avant de passer à l'inclinaison suivante. Les deux autres patins de meulage 8 peuvent être soit utilisés de la même manière lorsque seule la table de roulement doit être rectifiée, soit utilisés selon le même principe pour meuler également le congé de raccordement avec le flanc intérieur de chaque file de rails, ce congé se présentant également sous la forme d'un arc de cercle.

[0024] Ce processus, permettant de disposer les unités de meulage à des différences d'inclinaison très faibles entre elles sur chaque patin présente en outre l'avantage d'obtenir un excellent résultat dans l'élimination des déformations ondulatoires de grande longueur d'onde, les quatre génératrices G₁, G₂, G₃, et G₄ meulées par le patin 8 étant très proches les unes des autres.

[0025] Il est également possible d'incliner les unités de meulage 6 d'un même patin 8 l'une par rapport aux autres d'un angle plus grand. Dans une telle variante lors de la première passe de rectification quatre facettes du champignon du rail seraient meulées, ces facettes n'étant pas raccordées les unes aux autres mais distribuées sur toute la surface du profil à meuler. En modifiant l'inclinaison du patin avant la seconde passe on meulera lors de cette seconde passe des facettes situées entre les facettes précédemment usinées. Ainsi, en trois passes avec des angles décalés des patins on peut également reprofiler le rail en douze facettes se raccordant.

[0026] A la figure 3, l'inclinaison des unités de meulage 6 est réglable par le montage des moteurs 19 à pivotement sur un pivot 29 porté par une console 30 solidaire d'un coulisseau spécial 31 monté de la même manière et ayant la même fonction que le coulisseau 21 de l'exemple illustré à la figure 2 déjà décrit. Un vérin hydraulique à double effet 32 est interposé entre ce coulisseau et le moteur 19 pour commander et régler l'inclinaison D₃ de chaque unité de meulage 6 et est relié à cet effet à un circuit d'alimentation, non représenté, comportant un distributeur de même type que celui du circuit d'alimentation du vérin 14. Un potentiomètre 33 est monté sur le pivot 29 et relié à un cadran indicateur 34 pour contrôler l'inclinaison de chaque unité de meulage 6 de la même manière que pour l'inclinaison du patin 8. Cette variante permet d'adapter le décalage angulaire A_l, A₂, A₃ (figure 4) entre les unités de meulage 6 montées sur le patin 8 en fonction de l'importance de l'arc d'angle B₁, B₂, B₃ que l'on désire meuler à chaque passe. Il est ainsi possible de réduire ou d'augmenter le nombre de passes de meulage pour rectifier la table de roulement du rail 1 de la figure 4 selon le degré de précision exigé.

[0027] Dans une autre variante, non représentée, qui peut être avantageuse pour l'automatisation des pivotements successifs du patin 8, le circuit d'alimentation du vérin 14 comporte une commande d'avance angulaire d'angle B_li B_2' B₃ du type pas-à-pas, commandé par l'inversion du sens de l'avance de la machine, entre chaque passe de meulage. Dans ce cas, la commande du distributeur de ce circuit d'alimentation est asservie à une boucle de régulation dans laquelle sont intégrés l'appareil indicateur 28 et un appareil d'affichage de la valeur d'angle choisie B₁, B_2' B_3' lui-même actionné par la commande pas-à-pas.

[0028] L'invention est applicable à tous types de patins de meulage avec les mêmes avantages. Ainsi par exemple, pour des patins dits "de reprofilage", qui sont guidés sur les rails par des galets et dans lesquels chaque unité de meulage est montée mobile en hauteur et reliée à un vérin de réglage de sa pression de meulage, le dispositif de commande de leur inclinaison transversale peut être réalisé par pivotement autour d'un pivot porté par un support intermédiaire relevable équipé desdits galets de guidage, ou par pivotement direct autour des galets.

[0029] Bien entendu le pivot d'articulation 13 du patin peut être remplacé par tout autre organe de pivotement équivalent, tel que par exemple une coulisse curviligne ou une combinaison de bielles concourantes créant un axe de pivotement réel ou fictif.

[0030] Enfin, dans une variante simplifiée, l'appareil de contrôle de l'inclinaison du patin peut se réduire à de simples butées de limitation de course.

Revendications

1. Machine de chantier ferroviaire pour la rectification du champignon des rails comportant au moins un patin porte-outils (8) déplaçable en hauteur par rapport au châssis roulant (12) portant au moins deux unités de rectifiage comportant chacune un outil de coupe (60) et des moyens pour appliquer l'outil de coupe contre le rail avec une pression déterminée, caractérisée par le fait que le patin porte-outils (8) est déplaçable angulairement par rapport au châssis roulant (12) dans un plan perpendiculaire à l'axe du rail et par le fait que chaque unité de rectifiage est individuellement déplaçable angulairement par ,rapport audit porte-outils.

2. Machine selon la revendication 1 comportant deux patins de meulage se faisant face disposés chacun sur l'une des deux files de rails de la voie, caractérisée en ce que ces deux patins. (8) sont reliés à un élément de liaison (12, fig. 2, fig. 3) sur lequel ils sont articulés, un vérin à double effet (14) reliant chaque patin à l'élément de liaison.

3. Machine selon la revendication 1 ou la revendication 2,caractérisée par le fait que le déplacement angulaire de chaque unité de rectifiage s'effectue dans un plan parallèle au plan dans lequel s'effectue le déplacement angulaire du patin porte-outils.

4. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un mécanisme de commande pas-à-pas du déplacement angulaire du patin porte-outilspar rapport au châssis roulant.

5. Machine selon la revendication 4,caractérisée par le fait que l'avance d'un pas du mécanisme de commande de déplacement angulaire du patin porte-outils est commandée par l'inversion du sens de marche de la machine.

6. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un appareil de contrôle de l'inclinaison du patin porte-outils par rapport au châssis roulant.

Dessins