Machine à meuler les rails
On sait que le profil longitudinal des rails de voie ferrée est souvent marqué d'une ondulation relativement longue pouvant être modulée par des vagues de fréquence plus élevée; les meuleuses de rails ont pour objectif d'aplanir le rail en abrasant les crêtes ondulatoires.
Parmi ces machines, on en connaît qui comportent, d'une part, au moins une meule rotative à axe horizontal, et d'autre part, au moins une structure reposant sur le rail par une paire de patins en avant et en arrière de la meule; la ligne imaginaire qui joint les axes d'articulation des patins est la ligne de référence qui définit, par rapport à elle, des bosses et des creux du tracé; la position par rapport à cette ligne d'une parallèle tangente au demi-cercle inférieur de la meule est déterminante pour l'efficacité et la correction du meulage.
Dans les machines connues de ce type, la meule et ses accessoires pesants sont suspendus à un piston dont le mouvement vertical dans un cylindre relié à ladite structure est, dans les deux sens, freiné et amorti du fait d'un remplissage du cylindre par un produit visqueux.
En d'autres termes, I'accélération de chute de la meule n'est qu'une fraction de l'accélération g de la pesanteur. Il résulte de cette construction que lorsque la meule rencontre une bosse, elle l'abrase si la pression est suffisante mais, par contre, lorsqu'elle franchit un creux de l'onde, I'abrasion des vagues de fréquence élevée modulatrice du creux est indéterminée; sauf à abraser le creux, ce qui est contraire à l'objectif.
La présente invention a pour but de remédier, entre autres, à cet inconvénient.
Elle se rapporte à une machine à meuler les rails comprenant au moins un chariot pouvant rouler sur les rails et emmenant dans ce mouvement une structure comprenant un moteur électrique, une meule circulaire entraînée par ce moteur, deux organes d'appui sur la file de rails, ladite machine étant caractérisée en ce que la meule, opérative entre lesdits organes d'appui, est suspendue par une tige de longueur variable au piston d'un cylindre articulé sur la structure, en ce qu'elle constitue avec cette tige et le piston un ensemble dont le poids, accru de la pression d'un fluide dans la chambre du cylindre, appuie le piston vers le bas jusqu'à sa limite de course en dépit de ce qu'un ressort développe contre le piston un effort antagoniste supérieur au poids de l'ensemble.
Dans une forme d'exécution particulière de la machine, les organes qui prennent appui sur le rail sont des patins ou des roulettes, tandis qu'un ou plusieurs chariots attelés les uns aux autres sont déplacés sur la voie par un moyen quelconque: chaque chariot est doté au-dessus de chaque file d'un ou de plusieurs éléments de meulage.
Dans chacun de ces éléments, un piston auquel sont suspendus la meule et ses accessoires pesants n'a, dans son cylindre, que la liberté de s'élever et non pas celle de s'abaisser. A cet effet, I'intérieur du cylindre est garni de butées sur lesquelles repose le piston; ces butées sont des organes mécaniques quelconques; elles pourraient, par exemple, être simplement constituées par des épaississements de la paroi interne du cylindre, ou même par des épaulements du fond du cylindre.
Grâce à deux bagues, solidaires de la tige, disposées de part et d'autre du piston, ce dernier et la tige forment un système excluant tout déplacement vertical du piston par rapport à la tige; grâce à la pression dans la chambre, le cylindre est solidaire de ce système pour tout déplacement vertical.
Le ressort est dimensionné de telle sorte que, en cas de défaillance du système de pression du fluide, il soulève le système piston/meule et dégage la meule du rail nonobstant le poids du système.
Initialement, la position de la meule par rapport à la ligne de référence est réglée à volonté à l'effet de ce que la meule appuie suffisamment sur une bosse pour en abraser tout ou partie; si l'abrasion n'est que partielle, le piston est soulevé; d'autres tranches de la bosse seront abrasées aux passages suivants du fait du rattrapage automatique de l'usure de la meule.
Cette usure a pour effet une réduction de la pression de la meule sur le rail, ce qui se traduit par une réduction de l'intensité du courant absorbé par son moteur. En asservissant par des dispositifs appropriés l'ordonnée du centre de la meule à cette intensité, on peut, à tout moment et pendant la marche, compenser automatiquement l'usure.
Les organes qui prennent appui sur le rail sont des patins ou des roulettes; les points d'appui de deux patins consécutifs forment une droite de référence; ce sont les bosses qui émergent de cette droite qui sont abrasées.
La ligne de référence est modifiable; à cet effet, le pas d'une paire de patins - c'est-à-dire leur écartement - est variable à volonté même si l'un des patins vient chevaucher le patin d'une paire voisine; des moyens sont prévus à l'effet de permettre tout arrangement, combinaison ou permutation des patins.
Du fait des articulations prévues dans la construction, on peut incliner la meule et les agencements qui en sont solidaires par rapport au plan vertical longitudinal de symétrie du rail; on peut aussi faire pivoter la meule et lesdits agencements à l'effet de les rendre obliques eu égard à ce plan. Ces dispositions constructives permettent notamment l'abrasion des bavures du champignon du rail.
Pour la facilité de l'exploitation, un vérin prenant appui sur le chariot permet le réglage - et sa variation - des positions relatives dudit chariot et de la structure qui porte la meule et les organes d'appui. Le dispositif d'attelage de la structure au chariot permet ce déplacement; à cet effet, il est construit avec un jeu suffisant entre l'élément relié au chariot et celui relié à la structure; un autre moyen consiste à laisser coulisser un élément dans un autre; le moyen le plus simple consiste à rendre amovible l'un des éléments de liaison.
Les moyens - en soi connus - d'adaptation automatique du chariot aux variations de largeur de la voie sont applicables à la présente invention.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 1 représente une vue longitudinale schématique d'un ensemble d'une meule et de sa structure.
La fig. 2 représente une vue transversale schématique du même ensemble.
La fig. 3 représente une coupe schématique illustrant un des moyens de la compensation de l'usure.
Si l'on se reporte à la fig. 1, on voit en 1 le chariot, en 2 une des roues de ce chariot roulant sur le rail 3, la structure 4 reposant par les patins 5 et 6 sur le rail, lesdits patins étant articulés en 7 et 8 et reliés à la structure par des barres 9 et 10 aux points de fixation 11 et 12. La structure 4 est attelée en 41 au chariot 1. Des biellettes
13 et 14 - la biellette 15 est visible sur un autre dessin relient la structure au chariot par des articulations sphériques 16 et 17. L'arbre de la meule 20 est supporté par un palier 21 articulé en 22 sur une tige 23 portant un pas de vis aboutissant à un piston - visible sur la fig. 3 contenu dans le vérin 24, ledit vérin étant articulé par un joint de cardan 25, sur la structure.
D'autre part, une autre tige 26 - visible sur la fig. 3 - porte un pas de vis qui coopère avec celui de la tige 23, l'ensemble des deux tiges 23 + 26 étant ainsi variable en longueur en fonction du filet commua; la rotation de la tige 26, qui joue le rôle de vis à l'égard de la tige 23 qui en est l'écrou, est commandée par un moteur électrique 27 au travers d'un démultiplicateur 28.
Un moteur électrique entraîne, au travers d'un variateur 31 commandé par le volant 53, la poulie 32 qui transmet le mouvement à la poulie 33 par la courroie 34 tendue par la pièce 35, tandis que le palier 21 est solidaire du bras pivotant 36.
En 5', respectivement 6', on a dessiné deux autres positions des patins 5 et 6; leurs bras 9' et 10' plus longs que les bras 9 et 10 sont fixés aux mêmes points d'insertion 11 et 12. Le système 5'/6' a un pas plus grand que le système 5!6.
On remarque un patin 40 appartenant à une autre structure et qu'on a inséré entre les positions 5 et 5'.
Si l'on se reporte à la fig. 2, on y voit le dispositif d'attelage 41 qui est, vu la diversité des constructions réalisables, dessiné symboliquement. Le contrepoids réglable 50 articulé sur le chariot en 51 a pour fonction d'équilibrer, dans la mesure désirée, le poids de la structure, en d'autres termes de régler la pression des patins sur le rail. D'autre part, un vérin 52 de relevage permet de dégager l'ensemble de la structure en la distançant du rail.
On remarque en 53 le volant, organe de commande du variateur 31, qui permet la variation du nombre de tours de rotation de la meule en vue de lui assurer une vitesse de coupe appropriée.
Si l'on se réfère à la fig. 3, on y voit en 59 le cylindre du vérin et son piston 60, ce dernier reposant sur les butées 61 du cylindre; on voit en 62 la tubulure d'arrivée du fluide, par exemple de l'air comprimé, et en 63 le ressort antagoniste. En 64 on a figuré le taraudage de la pièce taraudée 23 et en 65 le filetage de la vis 26 qui constitue, avec la pièce 23, la tige de longueur variable; les bagues 66 et 67 solidarisent la tige et le piston.
Le moteur 30 est alimenté au travers d'un transformateur d'intensité 70 dont le secondaire coopère avec un coffret de commande 71 contenant notamment des
relais et des dispositifs de temporisation, ledit coffret
ayantpour objet d'enclencher et de déclencher par le circuit de sortie 72 le fonctionnement du moteur 27 qui
règle la longueur de l'ensemble 23/26.
La meule 20 appuie sur le rail 3 avec une force résul
tant du poids de cette meule et des organes qui lui sont
rattachés, accru de la pression imposée au piston par le
fluide contenu dans la chambre du vérin 59 mais diminué
de l'effort antagoniste du ressort 63. La position de la
meule est limitée vers le bas par les butées 61 solidaires
du cylindre du vérin 59 articulé sur la structure 4 par le
joint de cardan 25.
Lorsque la meule s'use et que, en
conséquence, sa pression contre le rail diminue, on cons
tate une décroissance du courant absorbé par son
moteur 30, de sorte que le courant parcourant le secon
daire du transformateur 70 baisse d'intensité et lâche de
ce fait un des relais contenus dans le coffret 71; ceci
ferme des circuits 72 commandant le moteur 27 qui, au
travers du démultiplicateur 28 - par exemple une vis
sans fin - visse la vis 26 dans le taraudage 64 de la tige
23 en allongeant ainsi l'ensemble 23-26 de sorte que
l'usure de la meule est rattrapée.
Rail grinding machine
It is known that the longitudinal profile of railway tracks is often marked with a relatively long undulation which can be modulated by waves of higher frequency; The purpose of rail grinders is to flatten the rail by abrading the undulating ridges.
Among these machines, some are known which comprise, on the one hand, at least one rotary grinding wheel with a horizontal axis, and on the other hand, at least one structure resting on the rail by a pair of pads in front and behind the wheel. grinding wheel; the imaginary line which joins the axes of articulation of the pads is the reference line which defines, in relation to it, the bumps and hollows of the layout; the position in relation to this line of a tangent parallel to the lower semicircle of the grinding wheel is decisive for the efficiency and the correctness of the grinding.
In known machines of this type, the grinding wheel and its heavy accessories are suspended from a piston whose vertical movement in a cylinder connected to said structure is, in both directions, braked and damped due to filling of the cylinder by a viscous product.
In other words, the falling acceleration of the grinding wheel is only a fraction of the acceleration g of gravity. The result of this construction is that when the wheel encounters a bump, it abrades it if the pressure is sufficient, but, on the other hand, when it crosses a trough in the wave, abrasion from high frequency waves modulating the trough is. indeterminate; except to abrade the hollow, which is contrary to the objective.
The object of the present invention is to remedy, among other things, this drawback.
It relates to a rail grinding machine comprising at least one carriage which can roll on the rails and taking in this movement a structure comprising an electric motor, a circular grinding wheel driven by this motor, two support members on the line of rails , said machine being characterized in that the grinding wheel, operative between said support members, is suspended by a rod of variable length from the piston of a cylinder articulated on the structure, in that it constitutes with this rod and the piston an assembly whose weight, increased by the pressure of a fluid in the chamber of the cylinder, presses the piston downwards to its limit of stroke despite the fact that a spring develops against the piston an antagonistic force greater than overall weight.
In a particular embodiment of the machine, the members which bear on the rail are runners or rollers, while one or more carriages coupled to each other are moved on the track by any means: each carriage has one or more grinding elements above each row.
In each of these elements, a piston from which the grinding wheel and its heavy accessories are suspended has, in its cylinder, only the freedom to rise and not that of lowering. To this end, the interior of the cylinder is lined with stops on which the piston rests; these stops are any mechanical members; they could, for example, simply be formed by thickenings of the internal wall of the cylinder, or even by shoulders of the bottom of the cylinder.
Thanks to two rings, integral with the rod, arranged on either side of the piston, the latter and the rod form a system excluding any vertical movement of the piston relative to the rod; thanks to the pressure in the chamber, the cylinder is integral with this system for any vertical movement.
The spring is sized such that, in the event of a failure of the fluid pressure system, it lifts the piston / wheel system and disengages the wheel from the rail regardless of the weight of the system.
Initially, the position of the grinding wheel relative to the reference line is adjusted at will so that the grinding wheel presses enough on a bump to abrade all or part of it; if the abrasion is only partial, the piston is raised; other edges of the bump will be abraded on subsequent passes due to the automatic adjustment of grinding wheel wear.
This wear has the effect of reducing the pressure of the grinding wheel on the rail, which results in a reduction in the intensity of the current absorbed by its motor. By controlling the ordinate of the center of the grinding wheel to this intensity by appropriate devices, it is possible, at any time and during operation, to automatically compensate for wear.
The bodies which rest on the rail are runners or rollers; the support points of two consecutive pads form a reference line; it is the bumps that emerge from this line that are abraded.
The reference line is editable; for this purpose, the pitch of a pair of pads - that is to say their spacing - is variable at will even if one of the pads overlaps the pad of a neighboring pair; means are provided to allow any arrangement, combination or permutation of the pads.
Due to the joints provided in the construction, it is possible to incline the grinding wheel and the arrangements which are integral with it relative to the longitudinal vertical plane of symmetry of the rail; the grinding wheel and said arrangements can also be made to pivot in order to make them oblique with regard to this plane. These constructive provisions allow in particular the abrasion of the burrs of the head of the rail.
For ease of operation, a jack bearing on the carriage allows the adjustment - and its variation - of the relative positions of said carriage and of the structure which carries the grinding wheel and the support members. The device for coupling the structure to the carriage allows this movement; for this purpose, it is constructed with sufficient clearance between the element connected to the carriage and that connected to the structure; another way is to let one element slide into another; the simplest way is to make one of the connecting elements removable.
The means - known per se - for automatically adapting the carriage to variations in the width of the track are applicable to the present invention.
The accompanying drawing represents, by way of example, one embodiment of the invention.
Fig. 1 shows a schematic longitudinal view of an assembly of a grinding wheel and its structure.
Fig. 2 shows a schematic cross-sectional view of the same assembly.
Fig. 3 represents a schematic section illustrating one of the means of compensating for wear.
If we refer to fig. 1, we see at 1 the carriage, at 2 one of the wheels of this carriage rolling on the rail 3, the structure 4 resting by the shoes 5 and 6 on the rail, said shoes being articulated at 7 and 8 and connected to the structure by bars 9 and 10 at the fixing points 11 and 12. The structure 4 is hitched at 41 to the carriage 1. Rods
13 and 14 - the connecting rod 15 is visible in another drawing connecting the structure to the carriage by spherical joints 16 and 17. The shaft of the grinding wheel 20 is supported by a bearing 21 articulated at 22 on a rod 23 carrying a pitch of screw leading to a piston - visible in fig. 3 contained in the jack 24, said jack being articulated by a universal joint 25, on the structure.
On the other hand, another rod 26 - visible in FIG. 3 - carries a screw thread which cooperates with that of the rod 23, the set of two rods 23 + 26 thus being variable in length depending on the commua thread; the rotation of the rod 26, which acts as a screw with respect to the rod 23 which is the nut thereof, is controlled by an electric motor 27 through a reduction gear 28.
An electric motor drives, through a variator 31 controlled by the flywheel 53, the pulley 32 which transmits the movement to the pulley 33 by the belt 34 stretched by the part 35, while the bearing 21 is integral with the pivoting arm 36 .
At 5 ′, respectively 6 ′, two other positions of the pads 5 and 6 have been drawn; their arms 9 'and 10' longer than arms 9 and 10 are attached to the same insertion points 11 and 12. The 5 '/ 6' system has a larger pitch than the 5! 6 system.
Note a pad 40 belonging to another structure and which has been inserted between positions 5 and 5 '.
If we refer to fig. 2, we see the coupling device 41 which is, given the diversity of constructions that can be produced, symbolically drawn. The adjustable counterweight 50 articulated on the carriage at 51 has the function of balancing, to the desired extent, the weight of the structure, in other words of adjusting the pressure of the shoes on the rail. On the other hand, a lifting jack 52 makes it possible to release the entire structure by moving it away from the rail.
Note 53 at the flywheel, control member of the variator 31, which allows the variation of the number of rotations of the grinding wheel in order to provide it with an appropriate cutting speed.
Referring to fig. 3, 59 shows the cylinder of the jack and its piston 60, the latter resting on the stops 61 of the cylinder; 62 shows the inlet pipe for the fluid, for example compressed air, and 63 the opposing spring. At 64 there is shown the tapping of the threaded part 23 and at 65 the thread of the screw 26 which constitutes, with the part 23, the rod of variable length; the rings 66 and 67 secure the rod and the piston.
The motor 30 is supplied through a current transformer 70, the secondary of which cooperates with a control box 71 containing in particular
relays and timing devices, said box
the object of which is to switch on and off via the output circuit 72 the operation of the motor 27 which
adjusts length of assembly 23/26.
The grinding wheel 20 presses on the rail 3 with a resulting force.
so much of the weight of this grinding wheel and of the organs which are
attached, increased pressure imposed on the piston by the
fluid contained in the chamber of the cylinder 59 but reduced
of the opposing force of the spring 63. The position of the
grinding wheel is limited downwards by the integral stops 61
of the cylinder of the jack 59 articulated on the structure 4 by the
universal joint 25.
When the wheel wears out and, in
consequence, its pressure against the rail decreases, we cons
tate a decrease in the current absorbed by its
motor 30, so that the current flowing through the secon
of the transformer 70 drops in current and slackens
this makes one of the relays contained in the box 71; this
closes circuits 72 controlling the motor 27 which, at
through the gearbox 28 - for example a screw
endless - screws screw 26 into thread 64 of the rod
23 thus lengthening the assembly 23-26 so that
the wear of the grinding wheel is corrected.