ITMI20070797A1 - Metodo e dispositivo per l'allineamento superficiale ed il ripristino del profilo di due porzioni di rotaia saldate tra loro - Google Patents

Description

La presente invenzione riferisce a un metodo e dispositivo per l'allineamento superficiale di due porzioni di rotaia saldate tra loro.

Come noto all'esperto del ramo le rotaie impiegate nelle note vie ferroviarie devono essere saldate. Le comuni operazioni di saldatura vengono effettuate tramite un carro ferroviario che presenta almeno una coppia di pinze che aggrappano le due porzioni di rotaia da saldare e le premono con forza l'una contro l'altra. Successivamente viene eseguita nella zona di contatto fra le due porzioni una saldatura a scintillo che provoca parzialmente la fusione del metallo con cui le rotaie sono costruite. Il risultato che si ottiene da tale processo è un'unica rotaia che presenta una cuspide in corrispondenza della porzione di saldatura.

Tale cuspide deve per forza di cose essere rimossa e la superficie della rotaia deve essere livellata ed allineata. Allo stato attuale la rimozione di detta cuspide avviene per molatura della rotaia stessa. Le operazioni di molatura prevedono la movimentazione di una mola portatile dalla parte superiore del fungo della rotaia fino a quella interna laterale, per ottenere una superficie della zona di saldatura che sia conforme alla forma standard delle rotaie. Le lavorazioni critiche sono quelle della parte superiore del fungo e di quella interna, che servono come appoggio delle ruote dei treni.

La lavorazione di tali porzioni tramite una mola comporta tempi molto lunghi e precisioni di lavorazione piuttosto grossolane.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un metodo e un dispositivo che permettano la lavorazione della zona di saldatura dì due rotaie in maniera precisa, veloce ed affidabile .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del metodo e dispositivo per l'allineamento superficiale di due porzioni di rotaia saldate tra loro in una zona dì saldatura secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui: la figura 1 è una vista in sezione di una rotaia atta ad essere lavorata tramite un dispositivo secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una vista di fresa di un dispositivo per l'allineamento superficiale di due porzioni di rotaia saldate tra loro in una zona di saldatura;

la figura 3 è una vista di una alternativa forma di realizzazione della fresa di figura 2;

la figura 4 è una vista laterale schematica di un dispositivo per l'allineamento superficiale di due porzioni di rotaia saldate tra loro, mentre sta lavorando due rotaie fra loro saldate;

la figura 5 è una sezione semplificata presa lungo la linea A-A di figura 4;

la figura 6 è una vista in pianta di un particolare del dispositivo di figura 4;

la figura 7 è una vista laterale del particolare di figura 6; e

la figura 8 è una vista frontale del particolare dì figura 6.

Con riferimento alle figure citate, viene mostrato dispositivo per l'allineamento superficiale di due porzioni di rotaia saldate tra loro in una zona di saldatura indicato complessivamente con il numero di riferimento 1. Il dispositivo 1 comprende una coppia di montanti 2 fra i quali è prevista una trave a doppia T 3 che sostiene una guida 4 composta da una coppia di elementi cilindrici 4A, 4B. Su detta guida 4 è montata scorrevole una piastra 5. Alla piastra 5 sono saldati due elementi di accoppiamento 6 alla guida 4 e un passante filettato 7 in cui è impegnata una vite senza fine 8 fissata in maniera rotante fra i due montanti 2 e comandata in rotazione da un rispettivo motore 9. La vite senza fine 8 passa senza contatto in opportuni fori 10 previsti negli elementi di accoppiamento 6.

La piastra 5 presenta, sulla faccia opposta a quella a cui sono fissati gli elementi di accoppiamento 6, quattro elementi di guida 11, atti a impegnarsi a due a due con una guida formata da una coppia di elementi tubolari 13A,B. Sulla stessa faccia è inoltre previsto un passante filettato 12, saldato in posizione centrale, impegnato con una vite senza fine (non mostrata) comandata in rotazione da un secondo motore 15 e fissata in modo rotante ad una intelaiatura 21 solidale con la testa di fresatura e che sorregge il motore 15.

Anche gli elementi tubolari 13A,13B sono fissati alla citata intelaiatura 21. La testa di fresatura 16 comprende una fresa 18 azionata in rotazione attorno ad un suo asse A, da un opportuno motore 20, preferibilmente del tipo elettrico.

A completamento della descrizione del dispositivo citato si sottolinea che a ciascuno dei montanti 2, è fissata una pinza di bloccaggio, atta ad afferrare un tratto di rotaia. Tale pinza di bloccaggio presenta inoltre una ruota per l'appoggio e la movimentazione su detta rotaia.

La struttura appena descritta è fissata ad un convenzionale carro ferroviario, in modo che la stessa possa essere alzata e abbassata sulle rotaie, così da permettere alle pinze di bloccaggio dì afferrarle saldamente. Il serraggio delle pinze consente di mantenere stabile il dispositivo anche durante la lavorazione di fresatura.

La fresa 18 montata sulla testa di fresatura 16 è del tipo a denti 19 a spina di pesce ed è ben evidenziata in figura 3. Essa presenta in particolare una prima superfìcie 30 di fresatura atta a lavorare la porzione superiore di detta rotaia. Tale prima superfìcie 30 presenta una forma corrispondente a quella superiore del fungo di detta rotaia. In sostanza essa ricalca perfettamente la forma della parte superiore del fungo della rotaia in un suo tratto ove non è presente alcuna saldatura e quindi dove la forma del fungo della rotaia è standard. La fresa presenta inoltre una seconda superficie 31, contigua alla prima, atta a lavorare la porzione laterale interna della rotaia e una terza superficie 32, anch'essa accanto alla prima, atta a lavorare quella esterna.

Anche tali seconda e terza superficie presentano una forma corrispondente a quella laterale del fungo di detta rotaia, quando essa non è interessata da saldatura e presenta la sua forma originaria .

Il funzionamento del trovato è il seguente. A seguito della saldatura di due rotaie il carro ferroviario viene portato sopra la zona di saldatura. Successivamente le ruote delle pinze di bloccaggio, vengono poggiate sulla rotaia, a cavallo della zona interessata dalla saldatura. La guida 4 risulta quindi sostanzialmente parallela alla rotaia 40. Le pinze vengono bloccate e il motore della fresa 18 viene avviato. Viene quindi azionato il motore 15 che abbassa la fresa 18 sulla rotaia, La posizione della fresa 18 è controllata da opportuni sensori e azionamenti. Una volta che la fresa raggiunge la posizione desiderata di lavoro, ovvero quella di figura 3, viene azionato il motore 9 che movimenta la testa di fresatura longitudinalmente lungo la guida 4 e quindi lungo la lunghezza della rotaia 40.

Le fresa procede sfiorando la rotaia, senza lavorarla. Infatti il profilo della fresa coincide con quello della rotaia e essa gira sulla stessa senza toccarla. Quando il motore 9 porta la fresa in corrispondenza della zona di saldatura, che risulta deformata, la fresa asporta il materiale che risulta in eccesso rispetto al profilo ideale della rotaia stessa. Al termine della lavorazione la zona di giunzione risulta perfettamente lavorata e il suo profilo risulta corrispondente a quello della rotaia in una posizione in cui non è stata eseguita alcuna saldatura. Pertanto le superfici delle due rotaie saldate risultano perfettamente allineate .

In una forma alternativa di realizzazione è possibile prevedere una fresa di forma sostanzialmente simile a quella rappresentata in figura 2. Tale fresa presenta la sola prima 30 e seconda superficie 31 di lavorazione (identiche a quelle prima descritte), e quindi lavora la rotaia solamente su quelle superfici che risultano essenziali per il corretto appoggio della ruota di un vagone ferroviario sulla stessa. Ovviamente in tale forma di realizzazione dovranno essere previsti mezzi di allineamento di tale fresa al lato interno della rotaia. In altre parole dovranno essere previste ulteriori guide e mezzi di guida atti a permette una movimentazione della testa lungo un asse parallelo all'asse A della fresa.

Tali mezzi potranno opportunamente essere previsti anche nella prima forma di realizzazione descritta, in particolare per rendere più flessibile l'utilizzo del dispositivo.

In una ulteriore forma di realizzazione è possibile prevedere anche mezzi di regolazione dell'asse di inclinazione dell'utensile di taglio, ancora per ottenere dei miglioramenti di flessibilità .

Il carro ferroviario descritto potrà inoltre prevedere un dispositivo di rilevamento del profilo geometrico (ad esempio laser) della rotaia a seguito della fresatura e/o un dispositivo di controllo ad ultrasuoni, radiografia, liquidi penetranti, risonanza magnetica o altro della zona saldata. Così al termine della lavorazione di fresatura è possibile ottenere un rapporto geometrico e siderurgico della porzione saldata e lavorata, per poterne verificare le caratteristiche e le tolleranze. Il rapporto geometrico consisterà in un report contenente un grafico rappresentante decimi di millimetro fra la superficie interna del fungo della rotaia e una riga perfettamente dritta lunga un metro e fra la superficie superiore della rotaia (piano di rotolamento) e la stessa riga.

Il rapporto siderurgico sarà un report, ricavato con metodo non distruttivo (liquidi penetranti, radiografìa o altro) atto a verificare la buona qualità della saldatura, ossia l'integrità del materiale - esattamente identico in struttura a quello della rotaia in altra zona.

In buona sostanza l'invenzione, nel suo complesso ha l'obiettivo dì ripristinare la zona di rotaia (relativamente al fungo) limitrofa alla saldatura conforme allo standard di fornitura e a dimostrarlo.

L'invenzione è anche relativa a un metodo per l'allineamento superficiale dì due porzioni di rotaia saldate tra loro in una zona di saldatura, che prevede di fresare la parte superiore e almeno la parte interna laterale di dette rotaie in un unico passaggio e con la stessa fresa. Il metodo prevede in una sua forma alternativa la fresatura anche della parte esterna della rotaia.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per l'allineamento superficiale di due porzioni di rotaia saldate tra loro in una zona di saldatura, caratterizzato dal fatto di fresare dette porzioni di rotaia in corrispondenza di detta zona di saldatura.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di fresare la parte superiore e almeno la parte interna laterale di dette rotaie.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto dì fresare con una medesima fresa e nello stesso passaggio dette due parti di dette rotaie saldate.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di fresare la parte esterna laterale di dette rotaie.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 3 e 4, caratterizzato dal fatto di fresare con una medesima fresa e nello stesso passaggio anche la parte esterna di dette rotaie.
6. 6. Dispositivo per l'allineamento superficiale di due porzioni di rotaia saldate tra loro in una zona di saldatura, caratterizzato dal fatto di comprendere una testa di fresatura supportata da una struttura portante, mezzi di posizionamento di detta fresa rispetto ad almeno una di dette porzioni di rotaia e mezzi di movimentazione longitudinale di detta fresa lungo detta zona di saldatura .
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta testa di fresatura comprende almeno una fresa con una prima superficie di fresatura atta a lavorare la porzione superiore di detta rotaia, detta prima superficie presentando una forma corrispondente a quella superiore di detta rotaia in almeno una porzione non interessata da detta saldatura.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta fresa comprende una seconda superficie di fresatura, atta a lavorare contemporaneamente a quello superiore la porzione laterale interna di detta rotaia, detta seconda superficie presentando una forma corrispondente a quella laterale interna di detta rotaia in ameno una porzione non interessata da detta saldatura.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detta fresa comprende una terza superficie di fresatura, atta a lavorare una porzione laterale esterna di detta rotaia, detta terza superficie presentando una forma corrispondente a quella laterale esterna di detta rotaia in ameno una porzione non interessata da detta saldatura
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di posizionamento comprendono almeno una coppia di pinze di bloccaggio atte a poggiarsi e ad afferrare la rotaia.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che dette pinze di bloccaggio comprendono ciascuna almeno una ruota.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di posizionamento comprendono almeno una guida trasversale rispetto a detta rotaia, e un primo attuatore atto a comandare il movimento di detta testa di fresatura lungo detta guida longitudinale, in modo da regolare l'altezza dì detta fresa su detta rotaia.
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione longitudinale comprendono almeno una guida longitudinale atta ad essere portata da detti mezzi di posizionamento in posizione sostanzialmente parallela rispetto a detta rotaia, e un secondo attuatore atto a comandare il movimento di detta testa di fresatura lungo detta guida longitudinale.
14. 14. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo attuatore comprendono almeno un motore di comando in rotazione di almeno una vite senza fine.
15. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta struttura portante è un carro ferroviario movimentabile lungo un binario ferroviario.
16. 16. Carro ferroviario comprendente un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti .
17. 17. Carro ferroviario secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di rilevamento del profilo geometrico della rotaia.
18. 18. Carro ferroviario secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di controllo ad ultrasuoni di detta zona saldata.
19. 19. Rotaia realizzata secondo il metodo della rivendicazione 1.