Depuis plus de 30 ans on connaît des machines roulant sur voie ferrée dont l'objet est le meulage du champignon des rails pour en abraser les ondulations et autres irrégularités et en restaurer le profil initial; à cet effet, des chariots, attelés les uns aux autres pour former un train, sont équipés chacun de plusieurs unités de meules rotatives motorisées. Le poids de la meule - et de ses accessoires - étant trop élevé pour que la pression sur le rail soit appropriée au travail, une fraction seulement de ce poids prend appui sur le rail, le solde étant pris en charge par un organe de soutien; dans certaines constructions connues, un second organe de soutien - par exemple un ressort est, par intermittences, ajouté au premier.
En général, L'organe de soutien consiste en un vérin hydraulique dont soit le piston, soit le cylindre est solidaire de la meule tandis que le cylindre ou le piston est relié à un châssis ou un boggie du chariot, le plus souvent par l'intermédiaire d'un élément élastique. Sous l'expression piston, il convient en gé néral de comprendre non seulement le piston proprement dit mais encore la ou les tiges de ce piston.
L'objectif du meulage des rails est d'une part, de réduire la hauteur qui sépare le sommet d'une longue ondulation du fonds de son creux et d'autre part, de supprimer toutes les courtes ondulations sans approfondir les longs creux lors du meulage des courtes ondulations qui s'y trouvent.
Aucune des machines connues n'est capable de satisfaire ce double objectif; la présente invention a pour but de remédier à cette lacune.
La présente invention se rapporte d'une part à un procédé pour le meulage de rails et d'autre part à une installation pour sa mise en oeuvre.
Le procédé pour le meulage de rails par des meules d'un train de meulage est caractérisé en ce que, au cours d'un même passage du train, on opére soit la réduction de la hauteur séparant le sommet d'une longue ondulation du fond de son creux, soit l'abrasage des courtes ondulations, soit encore ladite réduction et ledit abrasage, chacune de ces trois oéprations étant obtenue aux choix de l'opérateur par le réglage de moyens coopérant avec des vérins de délestage de meules du train.
L'installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I qui comprend des chariots attelés les uns aux autres, équipés chacun de plusieurs unités de meulage motorisées réparties au-dessus des deux files de rails et dans lesquelles une partie des meules est suspendue à la tige inférieure du piston d'un vérin, dont le cylindre est articulé à une structure reposant sur les rails par deux patins et reliée au chariot, le piston étant soutenu par un liquide contenu dans le cylindre et pressurisé par une pompe, d'autres meules présentant une inclinaison variable pour traiter les bords du champignon, cette installation est caractérisée en ce que les moyens coopérant avec les vérins comprennent au moins un organe réglable conférant aux meules une faculté bivalente, telle que des meules soient obligées de suivre le tracé et sont de ce fait,
exclusivement opératives sur les ondulations courtes, d'autres, au contraire, subissant, du fait de ce réglage, des résistances dans leurs mouvements ascendants et descendants, les seconds étant freinés davantage que les premiers, ce qui interdit à ces meules la pénétration dans les creux des longues ondulations.
Lorsque le tracé du rail suit une courbe descendante, un abaissement minime de la meule entraîne un déplacement v du liquide dans la chambre de soutien de volume V; la pression supplémentaire engendrée dans cette chambre par cet abaissement est proportionnelle au rapport v:V qui définit le taux d'incompressibilité. Si, dans un premier cas, ce rapport est grand relativement à un second cas, par exemple 30 à 100 fois plus grand, I'incompressibilité dans un tel premier cas est également grande. En d'autres termes, la meule ne peut pas suivre la courbe descendante du tracé, le mouvement de son piston étant fortement freiné et donc trés déccéléré; la pression sur le rail décroît et même dés que cette meule n'appuie plus sur le rail, la réaction de ce demier est prise en charge par le piston. Dans le cas décrit. seuls les sommets des longues ondulations sont abrasés.
Au contraire. pour un rapport v:V notablement plus petit que dans le premier cas, par exemple 30 à 100 fois. la compressibilité est relativement grande et la meule, dont le piston est peu déccéléré, suit le tracé en s'appuyant constamment sur le rail: elle y abrase les ondes courtes où qu'elles soient. du fait que l'inertie du système qu'elle forme avec le piston est bien trop élevée pour lui laisser la faculté d'épouser ces ondes courtes et autres irrégularités franchies en quelques centièmes de seconde.
La notion de creux ou de bosse n'a de sens que par rapport à une référence. Il est connu que celle-ci peut être définie par deux patins encadrant la meule ou par des roues encadrant plusieurs meules, la premiére forme donnant bien entendu des définitions de creux ou de bosses plus précises que la seconde. La présente invention est applicable à toute forme de référence, de même qu'elle l'est à toute structure supportant, soit le piston, soit le cylindre des vérins, indépendamment du fait que cette structure est liée élastiquement ou rigidement au chariot.
Le dessin annexé illustre une forme d'exécution. donnée à titre d'exemple, de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé, objet de l'invention.
La fig. I représente une vue longitudinale de la structure dans son environnement et la fig. 2 est une vue latérale du dispositif d'inclinaison de la meule et de son équipement.
La fig. 3 représente une vue agrandie d'un dispositif de relevage et de sustentation de la structure.
La fig. 4 montre une position particuliére de la meule par rapport à des ondulations courtes.
La fig. 5 montre une vue transversale de la structure.
La fig. 6 et une vue transversale d'un dispositif de meulage de la surface latérale du champignon du rail.
La fig. 7 représente le schéma fonctionnel d'une version pour ondes longues avec vue en coupe d'un cylindre articulé sur la structure.
La fig. 8 montre un schéma fonctionnel d'un dispositif avec piston spécifique pour ondes courtes, et
la fig. 9 montre, pour ce même schéma. un piston spécifique pour ondes longues.
Dans les fig. 1, 2, 3. 4 et 5, on voit en 1 le châssis d'un chariot roulant sur une voie dont un des rails est en 2: on voit en 3 I'une des deux roues du chariot affectées à ce rail; une structure 4 repose sur des patins, visibles en 5 et articulés en 6, sur des jambes 4' de la structure 4. Cette structure coopère avec le chariot 1, notamment au moyen d'articulations telles que 7, de biellettes telles que 8, et du vérin 9; le cylindre 10 d'un vérin hydraulique qui sera décrit plus loin est articulé en 11 sur la structure et il est inclinable dans les limites d'une coulisse 12 de la structure.
On voit en 13 la partie inférieure de la tige de piston; la meule 14 est suspendue à la tige 13 par l'intermédiaire d'un pa
lier 15, de préférence à billes, articulé en 16 sur ladite tige.
L'unité de meulage comporte notamment la meule, la tige, son
piston et leurs accessoires: le piston sera visible sur d'autres figures.
Le moteur électrique est en 17: sur son arbre est calée la pou
lie 18 qui entraîne par la courroie 19 la poulie 20 axée sur l'arbre de la meule; 21 représente le bras de liaison entre ces deux pou
lies; de l'autre côté de l'axe de symétrie 22, le bras de liaison de
l'unité voisine est incliné vers l'autre roue, non représentée, rou
lant sur le même rail 2.
Le support 23 du moteur est monté sur des paliers 24 pivotant dans l'embase 25. Cette embase 25 est fixée au châssis 1 au moyen de boulons 26 pouvant coulisser dans des rainures 27, ce qui permet d'incliner le moteur, le bras et la meule en faisant pivoter cet ensemble autour d'un axe de rotation 28: on a dessiné en pointillé le rayon de ce pivotement; du fait de cet agencement, la surface abrasive de la meule peut être adaptée à l'inclinaison du rail sur ses traverses. D'autre part. une cheville 35 pénétrant dans un fo rage 36 de la tige supérieure 37 du piston, bloque celui-ci en position haute. En outre, toute la structure peut s'élever ou s'abaisser sous l'effet du vérin 9, à air comprimé; on observe qu'un forage 29 dans la structure est destiné à recevoir une cheville qui bloque la structure en position haute.
Ce vérin 9 contient, à l'intérieur de la tige de son piston 30, la biellette 31 reposant sur ce piston; cette biellette est centrée par un anneau 32. Cette construction confère à la structure d'une part l'appui élastique de l'air coprimé et d'autre part, une liberté de mouvements autour des articulations 7.
L'entraînement de la structure par le châssis s'effectue au moyen de petits galets 33 solidaires des jambes 4' sur lesquels agissent l'une ou l'autre des pièces 34 solidaires du châssis 1.
Dans la fig. 4 on retrouve la meule 14 et on a dessiné des ondes courtes 40 à 45 du rail 2: 40 et 41 sont déjà partiellement abrasées; la meule 14, dont une flèche indique le sens de progression, est oblique par rapport à l'axe longitudinal du rail et sa largeur est suffisante pour empêcher qu'elle ne tombe dans les fonds des ondes; dans un même chariot et pour une même file de rail, les meules qui sont ainsi montées obliquement forment des angles inversés avec ledit axe longitudinal.
Si l'on se reporte à la fig. 6, on retrouve le chariot 1 et le rail 2; un bâti 46 peut coulisser verticalement par rapport au châssis entre des galets dont deux, 47 et 48, sont dessinés. Ce mouvement est contrôlé par un vérin 49. Une meule boisseau 50 disposée latéralement abrase l'arrondi ou les bavures du champignon du rail.
Il va de soit que l'on peut abraser les bavures et les faces latérales du champignon du rail non seulement, comme il a été dessiné à titre d'exemple, par la face latérale de la meule mais aussi par sa face circulaire.
Sur l'arbre de cette meule une poulie 51 est entraînée par une courroie 52, elle-même entraînée par une poulie 53 tournant avec l'arbre d'un moteur électrique 54. Ledit moteur est monté sur un support 55 articulé en 56 sur le bâti 46. D'autre part, les bras 57 qui relient les paliers 58 avec le support 55 sont soumis à l'effet d'un second vérin 59 qui appuie la meule contre le rail.
Ces meules boisseau, ou de tout autre type, complètent le travail des meules du type 14 représenté dans les figures précédentes.
Dans la fig. 7 on retrouve un certain nombre d'éléments connus par la description précédente et notamment la meule 14, le palier 15, l'articulation 16, le cylindre 10 articulé en 11, la tige supérieure 37 du piston avec son forage 36, la tige inférieure 13 du piston.
Le piston lui-même esten 60; sa chambre de soutien est en 61.
On observe que la tige inférieure est de plus faible section que la tige supérieure; le piston est ainsi à action différentielle. Cette version est remarquable en ce sens que la chambre 62 au-dessus du piston est à volonté, du fait d'un distributeur, soit (en position a de ce distributeur) sous la même pression que la chambre de soutien, soit (en position b de ce distributeur) sous une presion pO sensiblement égale à la pression atmosphérique.
63 est un distributeur à 3 positions a, b et c; 64 est un réservoir dans lequel la pompe 65 entraînée par le moteur électrique 66 aspire le liquide et le refoule par la canalisation 67 vers le distributeur; 68 est la canalisation de retour; 69 est la canalisation qui relie le distributeur à la chambre supérieure; 70 est celle qui le relie à la chambre de soutien; 71 et 71' sont des décompresseurs; 73 est une vanne qui, lorsqu'elle est ouverte, ajoute l'action du décompresseur 71 à celle du décompresseur 71' et 74 est un manomètre de contrôle.
En position a du distributeur, les deux chambres sont à la même pression.
En position b, seule la chambre de soutien est sous pression de
la pompe, la chambre supérieure étant reliée au réservoir. En po
sition c, seule la chambre supérieure est sous pression; cette position c n'est utilisée que pour la mise en place rapide de la meule depuis sa position de repos à sa position de travail.
Lorsque la chambre supérieur est sous pression, une élévation du piston, de même qu'un abaissement du piston, rencontre une certaine résistance due à la viscosité du liquide se déplaçant dans un circuit fermé. Cette résistance au mouvement est une condition propre à l'abrasage d'ondes longues. Le mouvement d'abaissement du piston est encore soumis à l'action réglable du régulateur de débit 72, avec soupape de retenue, monté dans la canalisation 70 de la chambre de soutien 69; la soupape de retenue, à action directionnelle, freine ou même bloque toute sortie d'huile depuis la chambre de soutien.
Si l'on se réfère aux fig. 8 et 9, on retrouve des éléments connus par la description précédente, à savoir notamment le rail 2, la meule 14, le palier 15, le moteur 17 d'entraînement, les poulies 18 et 20, la courroie 19, le cylindre 10, les tiges de piston 13 et 37, le piston 60, le réservoir 64, la pompe 65 et son moteur 66,la canalisation 67 de refoulement, le manomètre 74, le régulateur 72 avec sa soupape unidirectionnelle.
On voit en 71 et 71' deux décompresseurs mis en service, au choix, par le distributeur 75; dans la position dessinée, ce distributeur 75 est en position opérative puisque la meule appuie sur le rail. Dans l'autre position, la pression soulève la meule et permet son maintien en position haute par le système d'accrochage 35/36/37 déjà décrit à propos de la fig. 5.
Dans la fig. 8 il n'y a pas de piston proprement dit et par conséquent, il n'y a qu'une seule chambre, celle de soutien et la pression du liquide ne s'exerce que sur la différence de section des deux tiges.
Dans cette version mono-chambre, un mouvement des tiges ne crée qu'une variation v très faible en valeur absolue et en outre, très faible par rapport au volume considérable V de la chambre de soutien; ainsi le rapport v:V est-il faible tant par la modicité de son numérateur que par l'ampleur de son dénominateur. La compressibilité relativement grande de cet arrangement oppose une faible déccélératgion à des mouvements de la meule; en conséquence, celle-ci suit le tracé.
Dans la version représentée fig. 9, le piston 60 partage le volume en une chambre 76 de soutien V de dimension bien plus réduite que dans la fig. 8 et en une chambre supérieure 77 reliée à l'atmosphère par la tubulure 78. En outre, un mouvement des tiges crée une variation v de ce volume V, variation qui est bien plus considérable que dans le cas illustré à la fig. 8.
Ainsi le rapport v :V est-il considérable tant par l'ampleur de
son numérateur que par la modicité de son dénominateur. La faible compressibilité de cet arrangement oppose une forte déccélération à un mouvement descendant de la meule tandis qu'un mouvement ascendant est libre. En conséquence, cette meule ne peut pénétrer dans les longs creux franchis à une vitesse suffi
sante; en revanche, elle prend appui sur les sommets et peut les
abraser avec un effet proportionné à cet appui que rien n'empêche de régler en modifiant la pression de la chambre de soutien.
Les versions représentées aux fig. 8 et 9 ou aux fig. 8 et 7 sont
ainsi basées sur des principes analogues mais du fait de leur cons
truction et des dimensionnements des chambres de soutien, ces
versions ont des effets fonctionnels différents. En distribuant dans
un même train des versions fonctionnelles différentes, on réalise le
meulage des diverses ondes courtes et longues des rails. Au cas où
n'existe sur un parcours que des ondes de type déterminé, on peut
mettre hors service, par exemple par relevage, les versions qui
traitent un autre type. L'invention se prête ainsi, avec souplesse,
aux différents cas de la pratique.
La diversification fonctionnelle des versions peut encore être
accentuée par le réglage approprié du régulateur unidirectionnel
de débit.