WO2010029248A1 - Dispositif pour la maintenance de rails - Google Patents

Abstract

Dispositif (1) pour la maintenance ou la réparation de rails et appareils de voie, ledit dispositif comprenant notamment un bâti (2) et des moyens (3, 4, 5) de déplacement sur un rail; les moyens de déplacement comportant deux roues (4, 5) alignées selon un axe (6) de déplacement du dispositif le long d'un rail (7); le bâti (2) est disposé sur les moyens (3) de déplacement de manière à ce que, lorsque les roues dudit dispositif sont positionnées sur un rail (7), le centre (22) de gravité dudit dispositif se trouve à la verticale dudit rail.

Description

Dispositif pour la maintenance de rails

La présente invention se rapporte à la maintenance et à la réparation des usures des rails, par exemple des rails de réseaux de chemins de fer. Plus précisément, la présente invention se rapporte à un dispositif pour la réparation et l'entretien de rails et appareils de voie.

La circulation de véhicules tels que les trains induit une usure des rails qui les supportent. Cette usure se manifeste par exemple par des rayures ou des creux dans la surface des rails. Afin de conserver les voies ferrées en état de fonctionnement, il convient de combler ces rayures ou ces creux.

Afin d'assurer l'entretien des rails, il est notamment connu d'utiliser des automates spécialement conçus pour réparer ces creux, en les comblant à l'aide d'un matériau de soudure.

Par exemple, le brevet EP 1 145 793 décrit un automate de soudage à l'arc électrique pour la maintenance des rails. Cet automate comporte un bâti, un appareillage de soudage incluant une torche pour souder une zone de rail, ainsi qu'une unité de commande.

Cet automate est équipé de deux moyens de maintien sur le rail à réparer. Chacun de ces moyens peut consister en une barre horizontale. Une extrémité de ladite barre se termine en une pince crochetant le rail. L'une des mâchoires de la pince passe sous le champignon du rail, c'est-à-dire sous la partie du rail qui entre en contact avec les véhicules ferroviaires. L'autre extrémité de la barre horizontale est fixée au bâti. Ledit bâti se trouve donc en porte à faux par rapport au rail, son poids permettant à la pince de rester solidement crochetée sous le champignon du rail. La torche, située sur une face latérale du bâti, se trouve à la verticale du rail à réparer.

Selon le brevet EP 1 145 793, la torche à souder est munie de moyens de déplacement selon deux axes situés dans un plan horizontal. Cette mobilité dans deux dimensions permet d'enregistrer les coordonnées d'au moins trois points, définissant une surface de rail à réparer, puis de laisser l'automate procéder à cette réparation.

Toutefois, un tel dispositif présente plusieurs inconvénients, notamment liés aux moyens de maintien en forme de pince. Par exemple, deux rails consécutifs peuvent être rendus solidaires par au moins une éclisse d'alignement. Une telle éclisse prend notamment place le long de la partie la moins épaisse du rail, sous le champignon. La présence d'une telle éclisse empêche l'utilisation des moyens de maintien en forme de pince, car l'emplacement d'une extrémité de la pince est occupé par redisse.

Un autre inconvénient est lié à l'entretien des appareils de voie ou aiguillages. La torche à souder étant située sur une face latérale de l'automate, il convient de positionner les pinces de part et d'autre de la zone à réparer. Toutefois, un tel positionnement est parfois rendu impossible par les formes spécifiques des pièces d'appareil de voie, notamment les cœurs de croisement. Sont également connus des dispositifs d'entretien de rails, munis de moyens de déplacement sur lesdits rails tels que des roulettes. Les documents CH624351 et RU 2253712 décrivent notamment des dispositifs se déplaçant au moyen de roulettes prenant appui sur deux rails parallèles, lesdites roulettes étant divisées en deux groupes disposés de part et d'autre d'un plan vertical passant par le centre de gravité desdits dispositifs.

Par centre de gravité, on entend le point d'intersection de tous les plans qui divisent le dispositif en deux parties de poids égal.

Les dispositifs décrits dans les documents CH624351 et RU 2253712 nécessitent la présence de deux rails parallèles pour se déplacer. Il est donc difficile de les utiliser pour l'entretien des aiguillages ou des cœurs de croisement, c'est-à-dire dans des zones où les rails sont disposés de manière non parallèle.

La présente invention permet de remédier à ces inconvénients, en modifiant la disposition et les moyens de maintien de l'appareil. L'invention concerne donc un dispositif pour la maintenance ou la réparation de rails et appareils de voie, ledit dispositif comprenant notamment un bâti et des moyens de déplacement sur un rail, les moyens de déplacement comportant deux roues alignées selon un axe de déplacement du dispositif le long d'un rail, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le bâti est disposé sur les moyens de déplacement de manière à ce que, lorsque les roues dudit dispositif sont positionnées sur un rail, le centre de gravité dudit dispositif se trouve à la verticale dudit rail.

Contrairement à l'appareil décrit dans le brevet EP 1 145 793, un dispositif selon l'invention ne se trouve pas en porte à faux par rapport au rail à réparer. Le centre de gravité du dispositif se trouve à la verticale dudit rail à réparer. Cela permet de déplacer facilement ledit dispositif en le faisant rouler le long du rail, sans risquer de le faire basculer.

Selon une forme préférentielle de l'invention, chaque roue est munie de deux joues de forme sensiblement annulaire. Plus préférentiellement, la position de l'une au moins des deux joues est réglable selon un axe de la roue. On peut donc déplacer le dispositif le long d'un rail en le faisant rouler ; puis, après avoir choisi la position appropriée, on peut déplacer la joue mobile en direction de la joue fixe afin de serrer le champignon du rail entre les deux joues. Le dispositif est donc maintenu solidement à un endroit spécifique du rail. Ce système de maintien est particulièrement adapté à des travaux de précision tels que le soudage à l'arc électrique.

Selon une forme préférentielle de l'invention, une surface interne d'au moins une joue a sensiblement la forme d'un tronc de cône de révolution, ladite surface étant destinée à entrer en contact avec un rail. Cette forme tronconique permet à la joue d'épouser le profil d'un champignon de rail classique. Plus préférentiellement, la surface en tronc de cône est inclinée d'un angle compris entre 1 ° et 15° par rapport à la base dudit cône. Encore plus préférentiellement, l'angle est compris entre 2° et 5°.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont données à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :

- Figure 1 : une vue en perspective d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention ;

- Figure 2 : une vue en coupe d'une roue d'un dispositif tel que représenté à la figure 1.

La figure 1 représente un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention. Dans cet exemple, il s'agit d'un appareil de soudage à l'arc électrique. Toutefois, l'invention concerne également d'autres dispositifs d'entretien des rails, par exemple des appareils de meulage. Le dispositif 1 comporte un bâti 2, lequel repose sur un châssis 3 dont il est solidaire. Le châssis 3 est muni de deux roues (4,5). Les roues (4,5) sont alignées le long d'un axe 6 de déplacement du dispositif 1 le long d'un rail 7 à réparer. L'un des avantages des roues (4,5), par rapport au système de pinces décrit dans le brevet EP 1 145 793, est que le positionnement du dispositif 1 n'est pas gêné par la présence d'éclisses 8 à la jonction de deux rails.

Le bâti 2 est disposé sur le châssis 3 de manière à ce que, lorsque les roues (4,5) sont positionnées sur un rail 7, le centre 22 de gravité du dispositif 1 se trouve à la verticale dudit rail 7.

Plus précisément, on considère un plan vertical, parallèle à l'axe 6 et passant par le centre 22 de gravité du dispositif 1 . Ce plan vertical traverse une partie 23 de chaque roue (4, 5), ladite partie 23 étant destinée à reposer sur le rail 7.

De cette manière, le dispositif 1 n'est pas entraîné par son poids à basculer d'un côté ou de l'autre du rail 7. Cela est avantageux pour des opérateurs susceptibles de déplacer le dispositif 1 en le faisant rouler le long des rails à réparer. Il est également envisageable de motoriser le bâti 3 pour son déplacement, à l'aide des roues (4,5), sur le rail 7.

De manière avantageuse, les roues (4,5) sont à fort empattement, c'est- à-dire qu'une distance entre les essieux desdites roues (4,5) selon l'axe 6 est égale à au moins deux tiers d'une longueur du bâti 2 selon ledit axe 6. Cette distance entre les roues favorise la stabilité du dispositif 1 , en limitant les risques de basculement vers l'avant ou vers l'arrière selon l'axe 6 de déplacement.

Selon le mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 1 , le bâti 2 est muni d'un appareillage de soudage comprenant une torche 9. La torche 9 est équipée de moyens de déplacement en translation selon deux axes (X, Y) compris dans un plan horizontal. Une torche équipée de tels moyens est décrite dans le brevet EP 1 145 793.

Selon l'invention, le bâti 2 se trouve sensiblement à la verticale du rail 7 à réparer, contrairement à l'appareil décrit dans le brevet EP 1 145 793. L'invention permet donc de placer la torche 9 à une extrémité 10 du dispositif 1 , selon l'axe 6 de déplacement. Il peut s'agir indifféremment d'une extrémité avant ou arrière. Contrairement à l'appareil décrit dans le brevet EP 1 145 793, la torche n'est donc pas disposée sur une face latérale de l'appareil.

Cette disposition de la torche 9, par exemple à l'avant du bâti 2, permet l'entretien de pièces ayant une forme spécifique, telles les cœurs de croisement 1 1 des appareils de voie. En effet, un appareil portant une torche de soudage sur une face latérale, comme décrit dans le brevet EP 1 145 793, est parfois inadapté à ce type de pièce. Le système de maintien composé de deux pinces alignées, de part et d'autre de la torche, est plus approprié à un rail rectiligne qu'à un élément tel qu'un cœur de croisement 1 1.

Au contraire, selon le mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 1 , il est aisé de positionner le dispositif 1 à proximité du cœur de croisement 1 1. La torche 9 se trouve à l'avant du bâti 2. Ladite torche est donc à son tour disposée facilement à la verticale dudit cœur de croisement, pour entretenir ou réparer la zone concernée.

La figure 2 représente une vue en coupe d'une roue 4 du dispositif 1 , en position sur un rail 7. La roue 4 est munie de deux joues (12, 13) qui se placent de part et d'autre du champignon 14 du rail 7. Les deux joues (12, 13) sont de forme sensiblement annulaire. L'une des fonctions des joues (12, 13) est de guider le dispositif 1 lors de son déplacement sur le rail 7, donc d'éviter son déraillement.

De manière préférentielle, l'une des joues 12 est fixe, tandis que l'autre joue 13 est mobile selon un axe 15 de la roue 4. Ce système permet de bloquer le dispositif 1 dans une position précise sur le rail 7, en prenant en étau entre les joues (12, 13) le champignon 14 dudit rail 7. Lorsque l'on souhaite déplacer le dispositif 1 , la joue 13 peut être desserrée afin de rendre sa mobilité à la roue 4.

Ce système, qui permet de régler très précisément la position du dispositif 1 , est extrêmement avantageux pour les opérations minutieuses d'entretien des rails, comme le soudage à l'arc électrique. De plus, l'adaptabilité de l'espace entre les joues 12 et 13 permet d'utiliser le dispositif 1 sur des rails de différentes largeurs.

On considère le plan vertical évoqué précédemment, parallèle à l'axe 6 et passant par le centre 22 de gravité du dispositif 1. Afin que ledit centre 22 de gravité soit à la verticale du rail 7 quelle que soit la position de la joue 13 mobile, il est avantageux que les joues (12, 13) soient situées de part et d'autre dudit plan vertical lorsque la joue 13 est positionnée au plus proche de la joue 12. Il est donc préférable de dimensionner et de disposer la roue 4 en fonction de la position du plan vertical évoqué ci-dessus. Différents systèmes de réglages de la position de la joue 13 mobile, connus de l'homme du métier, peuvent être adoptés. Selon le mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 2, le système de réglage met en jeu un bouton 16 de serrage, une tige 17 partiellement filetée et un ressort 18 de serrage. La roue 4 est mobile autour de la tige 17 grâce à des roulements à bille 19.

Les joues (12, 13) entrent en contact avec le rail 7 par une surface interne (20, 21 ). On considère comme interne une surface d'une joue qui fait face à l'autre joue. De manière préférentielle, une surface interne 20 ou 21 d'au moins une joue 12 ou 13 a sensiblement la forme d'un tronc de cône de révolution. De manière plus préférentielle, des surfaces internes (20, 21 ) des deux joues (12,13) ont sensiblement la forme d'un tronc de cône de révolution.

Cette forme tronconique permet d'épouser plus efficacement les bords latéraux du champignon 14 d'un rail 7. En effet, de manière classique, lesdits bords sont légèrement inclinés par rapport à la verticale. Plus précisément, les bords du champignon 14 s'éloignent l'un de l'autre en descendant.

De manière préférentielle, selon un plan de coupe contenant l'axe 15 de la roue 4, une surface 20 ou 21 forme un angle α avec un plan perpendiculaire à l'axe 15. Cet angle est tel que les surfaces (20, 21 ) s'écartent l'une de l'autre à mesure que l'on s'éloigne de l'axe 15.

De manière préférentielle, l'angle α est compris entre 1 ° et 15°, plus préférentiellement entre 2° et 5°, encore plus préférentiellement entre 3° et 4°. Les surfaces (20, 21 ) tronconiques permettent aux joues (12, 13) d'épouser les bords d'un champignon 14 de rail classique, plus efficacement que des surfaces planes. Le degré de serrage des joues (12, 13) autour du rail 7 s'en trouve donc amélioré, ce qui favorise la précision des travaux de maintenance réalisés par le dispositif 1. Les caractéristiques des formes tronconiques des surfaces 20 et 21 sont choisies en fonction du type de rail à réparer. Dans l'exemple présenté à la figure 2, ces surfaces sont convexes, c'est-à-dire que les surfaces (20, 21 ) s'écartent l'une de l'autre à mesure que l'on s'éloigne de l'axe 15. Selon la forme du champignon 14 du rail à réparer, on peut également donner aux surfaces (20, 21 ) une forme concave, les surfaces (20, 21 ) se rapprochant l'une de l'autre à mesure que l'on s'éloigne de l'axe 15. Il est également possible de choisir un angle α différent pour la joue 12 et pour la joue 13, tout en demeurant dans le cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Dispositif (1 ) pour la maintenance ou la réparation de rails et appareils de voie, ledit dispositif comprenant notamment : - un bâti (2) ;

- des moyens (3, 4, 5) de déplacement sur un rail ; les moyens de déplacement comportant deux roues (4, 5) alignées selon un axe (6) de déplacement du dispositif le long d'un rail (7); ledit dispositif étant caractérisé en ce que le bâti (2) est disposé sur les moyens (3) de déplacement de manière à ce que, lorsque les roues dudit dispositif sont positionnées sur un rail (7), le centre (22) de gravité dudit dispositif se trouve à la verticale dudit rail.

2.- Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque roue est munie de deux joues (12, 13) de forme sensiblement annulaire.

3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la position de l'une au moins des deux joues (13) est réglable selon un axe (15) de la roue.

4.- Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'une surface interne (20) d'au moins une joue a sensiblement la forme d'un tronc de cône de révolution, ladite surface (20) étant destinée à entrer en contact avec un rail (7).

5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface (20) en tronc de cône est inclinée d'un angle compris entre 1 ° et 15° par rapport à la base dudit cône.

6.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni de moyens (9) de soudage à l'arc électrique.

7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (9) de soudage sont disposés à une extrémité (10) avant ou arrière du dispositif, selon un axe (6) de déplacement le long d'un rail.

8.- Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes, pour réparer et/ou entretenir des rails ou appareils de voie.