EP0032214B1 - Machine de chantier ferroviaire pour la rectification du champignon des rails - Google Patents
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- EP0032214B1 EP0032214B1 EP80107898A EP80107898A EP0032214B1 EP 0032214 B1 EP0032214 B1 EP 0032214B1 EP 80107898 A EP80107898 A EP 80107898A EP 80107898 A EP80107898 A EP 80107898A EP 0032214 B1 EP0032214 B1 EP 0032214B1
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- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
- E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
- E01B31/12—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails
- E01B31/17—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails by grinding
Definitions
- the present invention relates to a railway machine for the rectification of the rail head in accordance with the preamble of the main claim.
- grinding units for example each consisting of a rotary grinding wheel and its drive motor, are mounted in groups of three or four on pads arranged parallel and above the rows of rails. These pads are connected to the rolling chassis of these machines by vertical and longitudinal connecting members having the respective functions of lowering and raising them for putting them in and out of service and for driving and guiding them along the track during the advance in work.
- the grinding units are mounted either all at the same angular position in a plane transverse to the track in order to all grind the same generatrix of the profile of the surface of the rail head, or each inclined at a small angle relative to the other in said plane so as to each rectify a generator spaced apart from the neighboring generator.
- the orientation difference between the grinding units must be small to obtain a good quality of work and to minimize the width of the facets resulting from the grinding.
- each pad carries rectification units offset angularly relative to the pad in a plane substantially perpendicular to the rail.
- Certain grinding units are provided for grinding the tread of the rail, while others are arranged so as to work the fillet of the rail.
- some of the grinding units carried by the same shoe can be oriented angularly transversely to the shoe.
- the prior document FR-A-2,381,132 describes with reference to its FIG. 7 rail rectification units mounted on a chassis one behind the other at different angles and so as to be able to oscillate continuously during the reprofiling according to a direction perpendicular to the rail. Such angular displacement of the grinding units during the work of grinding the rail causes a sinusoidal trace on the rail which is not acceptable.
- the invention aims to solve these problems.
- the solution proposed according to the invention and in accordance with the characterizing part of claim 7 consists in mounting on these machines tool-bearing skids with variable inclination in a plane transverse to the track, so as to allow the angular displacement of the assembly. grinding units mounted on each shoe around the profile of the surface of the rail head, as will be shown later in detail. With equal reprofiling quality, this solution makes it possible to compensate for the insufficiency of the number of grinding units by a greater number of passes at angles of inclination as reduced as necessary between the grinding units mounted on each shoe.
- the machine represented in FIG. 1 is a vehicle for rectifying the running surface of the rails 1 of a railway track on which its rolling chassis 2 rests on two axles 3 and 4.
- This machine of the so-called “compact” type, is autonomous and is equipped for this purpose with an energy center 5 supplying the energy necessary for its movements and for training and the control of its grinding units 6, and two control stations 7, front and rear, in which the command and control members are grouped.
- the grinding units are grinding units 6, sixteen in number, mounted in groups of four on four pads 8 arranged in pairs on each row of rails, one after the other, between the axles 3 and 4.
- Each shoe 8, arranged parallel and above a file of rails 1, is connected to the rolling chassis 2 by a jack 9 and by two drawbars 10 articulated to a console 11 fixed under said rolling chassis .
- each shoe is articulated on a pivot 13.
- a hydraulic cylinder 14 with two effects is interposed between each shoe 8 and the connecting element 12 is articulated to these two elements on two pins 15 and 16 forming with the pivot 13 a deformable triangle.
- Each shoe 8 is structured in the form of a frame consisting of two longitudinal walls 17 connected by crosspieces 18 thus forming cells inside which are mounted the grinding units 6.
- the latter consist of a cylindrical rotary grinding wheel 60, here a lapidary wheel working in the field, fixed at the end of the shaft of an electric drive motor 19.
- Each motor 19 is fixed on a frame 20 comprising a slide 21 mounted on a vertical slide 22 fixed to the inner wall 17 of the frame of the shoe 8.
- a screw and handwheel control 23 makes it possible to adjust the height position of each slide 21, therefore of each grinding wheel 60, relative to the shoe 8.
- each frame 20 forms with the axis of rotation of the grinding wheel 60 an angle D, pre-established as a function of the desired angular distance between the four grinding units thus mounted on the shoe 8.
- the two chambers of the two-effect hydraulic cylinder 14 are connected to a hydraulic supply circuit, not shown, comprising a distributor with three positions, with double control and spring returners making it possible to adjust the inclination of the shoe 8 at an angle D 2. preset defined below.
- the connecting element 12 is articulated by two fittings 24 and 25 to the two drawbars 10 shown in FIG. 1 and each shoe 8 is connected by an articulation 26 to the jack 9.
- This jack 9 has the function here of raising the shoe 8 and adjusting the contact pressure of the latter on the track of rails 1.
- a device for controlling the angle of inclination D 2 of each shoe 8 relative to the connecting element here a potentiometer 27, is mounted on the pivot 13 and is connected to an indicator dial 28 placed in the control stations.
- control 7 of the machine to allow the operator to adjust and control said angle of inclination D 2 .
- the machine according to the invention makes it possible to grind the rolling surface of the two rows of rails 1 by grinding according to a working process illustrated in FIG. 4 and given as an example for the grinding of the rolling table of a rail UIC.60.
- the profile of the tread table is in the form of a curve formed by the connection of a central arc of large radius framed by two arcs of smaller radius, intercepted by an angle at the center 0 of 25.3 degrees and whose rope is 52 millimeters.
- the four grinding units 6 are each inclined relative to the other by a small angle A l , A 2 , A 3 , so as to each grind a generator G 1 , G 2 , G 3 , G 4 , over a total angle B 1 equal for example to one third of the total angle 0, which represents an arc length of the order of 17 millimeters.
- This arc length can be ground on the first pass of the machine by orienting the shoe 8 using the jack 14 at an angle D 2 (fig. 2) depending on the angle 0 and the angle B 1 .
- the result of this first pass will be in profile in the form of an envelope with four facets connected of the order of 5 to 6 millimeters in width each.
- the other two grinding pads 8 can either be used in the same way when only the tread table needs to be rectified, or used according to the same principle to also grind the connection leave with the inner flank of each row of rails, this leave also in the form of an arc.
- This process which makes it possible to arrange the grinding units at very small differences in inclination between them on each pad, has the further advantage of obtaining an excellent result in the elimination of wave deformations of long wavelength, the four generators G. ,, G 2 , G 3 , and G 4 ground by the shoe 8 being very close to each other.
- the inclination of the grinding units 6 is adjustable by mounting the motors 19 pivotally on a pivot 29 carried by a console 30 secured to a special slide 31 mounted in the same way and having the same function as the slide 21 of the example illustrated in FIG. 2 already described.
- a double-acting hydraulic cylinder 32 is interposed between this slide and the motor 19 to control and adjust the inclination D 3 of each grinding unit 6 and is connected for this purpose to a supply circuit, not shown, comprising a distributor of the same type as that of the cylinder supply circuit 14.
- a potentiometer 33 is mounted on the pivot 29 and connected to an indicator dial 34 to control the inclination of each grinding unit 6 in the same manner as for the inclination of the shoe 8.
- This variant makes it possible to adapt the angular offset A l , A 2 , A 3 (FIG. 4) between the grinding units 6 mounted on the shoe 8 according to the size of the arc of angle B "B 2 ' B 3 which one wishes to grind with each pass. It is thus possible to reduce or increase the number of grinding passes to rectify the running table of the rail 1 of FIG. 4 according to the degree of precision. required.
- the power supply circuit of the jack 14 includes an angular angle advance control B "B 2 , B 3 of the pitch type. - step by step, controlled by reversing the direction of advance of the machine, between each grinding pass, in which case the control of the distributor of this supply circuit is controlled by a regulation loop in which are integrated the indicator device 28 and a device for displaying the selected angle value B 1 , B 2 , B 3 , itself actuated by the step-by-step command.
- the invention is applicable to all types of grinding pads with the same advantages.
- the device for control of their transverse inclination can be achieved by pivoting around a pivot carried by a liftable intermediate support equipped with said guide rollers, or by direct pivoting around the rollers.
- hinge pivot 13 of the shoe can be replaced by any other equivalent pivoting member, such as for example a curvilinear slide or a combination of concurrent connecting rods creating a real or fictitious pivot axis.
- the device for controlling the inclination of the skate can be reduced to simple stops for limiting the travel.
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Description
- La présente invention a pour objet une machine ferroviaire pour la rectification du champignon des rails conformément au préambule de la revendication principale.
- 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.
- 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 à 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.
- Le document antérieur DE-B2-2.701.216 décrit une telle machine dans laquelle chaque patin porte des unités de rectification décalées angulairement par rapport au patin suivant un plan sensiblement perpendiculaire au rail. Certaines unités de rectification sont prévues pour meuler la table de roulement du rail, tandis que d'autres sont disposées de façon à travailler le congé du rail. Dans ce document, certaines des unités de rectifiage portées par un même patin sont orientables angulairement transversalement par rapport au patin.
- 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 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.
- 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.
- 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.
- Les problèmes soulevés par le faible nombre de patins de rectification que l'on peut installer sur ces machines, 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.
- Le document antérieur FR-A-2.381.132 décrit en référence à sa figure 7 des unités de rectification d'un rail montées sur un châssis les unes derrière les autres suivant des angles différents et de manière à pouvoir osciller continuellement pendant le reprofilage suivant une direction perpendiculaire au rail. Un tel déplacement angulaire des unités de meulage pendant le travail de rectification du rail provoque une trace sinusoïdale sur le rail qui n'est pas acceptable.
- L'invention a pour but de résoudre ces problèmes.
- La solution proposée selon l'invention et conformément à la partie caractérisante de la revendication 7 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 nécessaires entre les unités de rectifiage montées sur chaque patin.
- Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention, ainsi qu'une variante.
- 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 1-1 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.
- 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.
- 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 dé 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.
- 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.
- 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 à 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.
- Le coulisseau 21 de chaque bâti 20 forme avec l'axe de rotation de la meule 60 un angle D, préétabli en fonction de l'écart angulaire désiré entre les quatre unités de meulage ainsi montées sur le patin 8.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Sur ce type de rail le profil de la table de roulement se présente sous la forme d'une courbe constituée par la raccordement d'un arc central de grand rayon encadré de deux arcs de plus petit rayon, intercepté par un angle au centre 0 de 25,3 degrés et dont la corde est de 52 millimètres.
- Dans ce cas, les quatre unités de meulage 6 sont chacune inclinée par rapport à l'autre d'un petit angle Al, 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.
- 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.
- 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 G.,, G2, G3, et G4 meulées par le patin 8 étant très proches les unes des autres.
- 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.
- 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 Al, 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 B" 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.
- 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" B2, 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, B2, B3, lui-même actionné par la commande pas-à-pas.
- 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.
- 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.
- 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.
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