DESCRIPTION
La présente invention se rapporte à la rectification ou au reprofilage en voie et en continu des rails d'une voie ferrée, et plus particulibrement aux dernières opérations ou passes de reprofilage pour obtenir le degré de fini désiré de la surface du champignon du rail.
Actuellement, le reprofilage ou la rectification du rail d'une voie ferrée s'effectuent généralement à l'aide de véhicules ou trains meuleurs comprenant ou tractant des chariots guidés le long de la voie et équipés d'une ou plusieurs unités de meulage. Ces unités de meulage comprennent chacune une ou plusieurs meules lapidaires ou tangentielles entraînées en rotation et appliquées avec une force déterminée sur une génératrice du champignon du rail.
Lorsque l'on utilise des meules lapidaires, il est nécessaire de disposer d'un nombre important de meules orientées chacune de manière à usiner une génératrice déterminée du champignon du rail.
Même avec un nombre élevé de meules, le rail reprofilé ou rectifié présente des facettes séparées par des arêtes s'étendant longitudinalement sur la surface de roulement du rail.
Le reprofilage du rail au moyen de meules tangentielles nécessite aussi plusieurs meules de forme, car la forme du champignon du rail et la présence de bavures ne permettent pas d'effectuer l'usinage de la totalité de la surface de roulement en une seule opération. Cela conduit ainsi également à la formation d'arêtes longitudinales à la surface du rail.
De plus, du fait notamment de l'augmentation de la fréquence des convois, il est nécessaire de procéder aux opérations de reprofilage des rails dans un intervalle de temps toujours plus court, ce qui conduit à utiliser des meules d'une granulométrie plus grossière permettant un enlèvement de métal horaire plus grand. Cette augmentation de la grosseur des grains abrasifs des meules conduit ainsi à une augmentation de la rugosité de la surface du rail reprofilé.
D'autre part, I'augmentation des vitesses de circulation des trains amène les responsables de réseaux de chemin de fer à exiger une meilleure géométrie de la voie, un meilleur entretien du profil du rail et également une meilleure qualité du fini de la surface de roulement des rails reprofilés, donc l'élimination des arêtes précitées ainsi que des rugosités de cette surface de roulement.
Cela est parfaitement compréhensible, car plus la rugosité de la surface du rail est grande et plus la géométrie de son profil s'éloigne du profil d'origine, plus les pressions spécifiques locales entre les rails et les roues d'un convoi sont élevées, et leur valeur instantanée variable provoque bruit et vibrations à des niveaux incompatibles avec les conditions d'exploitation du trafic ferroviaire actuel, notamment des points de vue sécurité et confort des voyageurs.
Le but de la présente invention est la réalisation d'un dispositif permettant de donner au rail rectifié un fini de surface trés soigné en conservant son profil, mais en supprimant la rugosité de surface ainsi que les arêtes entre facettes de meulage.
L'invention a pour objet un dispositif pour le reprofilage en voie d'au moins un rail d'une voie de chemin de fer comportant au moins un support, guidé le long de la voie, tracté par un véhicule, ainsi que des moyens pour déplacer en hauteur ce support par rapport à ce véhicule; ce support portant au moins une unité de meulage comprenant un moteur entraînant au moins une meule périphérique en rotation et des moyens permettant d'appliquer cette meule contre la surface du champignon d'un rail à reprofiler, caractérisé par le fait que la meule périphérique est une meule à lamelles, par le fait que la meule est déplaçable par rapport au rail, suivant deux directions au moins formant un angle entre elles, et par le fait que des moyens permettent le réglage et le blocage de la position de travail de cette meule.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution du dispositif selon l'invention.
La figure 1 illustre un chariot en coupe selon la ligne C-C de la figure 2, roulant sur une voie ferrée et tracté par un véhicule ferroviaire équipé d'unites de meulage selon Pinvention
La figure 2 est une vue suivant la ligne A-A de la figure 1.
La figure 3 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 1.
La figure 4 est une coupe axiale partielle d'une meule à lamelles.
La figure 5 est une vue schématique de côté d'une meule à lamelles.
La figure 6 illustre schématiquement deux positions obliques de la meule à lamelles par rapport au rail.
Les figures 7 et 8 illustrent de côte et en bout une variante d'une unité de meulage selon l'invention.
La figure 9 illustre un véhicule ferroviaire équipé par file de rails de quatre unités de meulage selon l'invention.
La figure 10 illustre un véhicule de reprofilage d'une voie ferrée comportant des unités de meulage lapidaires et tangentielles pour le reprofilage du champignon du rail et des meules de finition selon la présente invention.
La première forme d'exécution du dispositif de finition du reprofilage d'au moins un rail d'une voie de chemin de fer, illustrée aux figures 1 à 6, comporte un chariot 1 roulant sur les rails 4 de la voie ferrée par l'intermédiaire de galets à boudins 2, destiné à être tracté le long de la voie par un véhicule ferroviaire (non illustré) auquel il est relié par un timon 3 par exemple.
Dans cet exemple, ce chariot 1 porte deux cadres 5 coopérant chacun avec une des files de rails de la voie et guidés sur ces rails 4 à l'aide de patins latéraux 6. Ces cadres 5 sont montés coulissants sur deux tiges 7 du chariot 1 s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal de la voie. Des vérins 8 fixés entre le chariot 1 et chaque cadre 5 tendent à appliquer les patins de guidage 6 de ces cadres 5 contre le flanc interne du champignon des rails 4 de la voie.
Chaque cadre 5 comporte des colonnes verticales 9 servant de glissière à un support 10. Une vis 11 vissée dans le support 10, et tourillonnée dans le cadre 5, peut être entraînée en rotation à l'aide d'un moteur pas-à-pas 12 et d'un réducteur 13. De cette façon, le support 10 est déplaçable en hauteur par rapport au cadre 5 et donc par rapport au chariot 1 et à la voie 4, tout en étant guidé le long de celle-ci à l'aide des patins 6 du cadre.
Chaque support 10 porte deux unités de meulage formées chacune d'un moteur 14 entraînant en rotation une meule périphérique à lamelles 15. Chaque meule à lamelles 15 est constituée d'un moyeu 16 dans la périphérie duquel sont fixées les lamelles 17 (voir figures 4, 5) par exemple en papier ou toile abrasive. La face frontale de ces lamelles abrasives 17 peut être rectiligne ou présenter la forme du profil du rail à reprofiler.
Comme illustré schématiquement à la figure 6, I'unité de meulage, meule 15 et moteur 14, peut être montée sur le support 10 de manière à pouvoir être déplacée angulairement dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du rail 4 pour pouvoir polir la totalité de la surface du champignon du rail 4.
On voit ainsi que chaque meule 15 est déplaçable par rapport au rail 4 suivant deux directions formant un angle entre elles, le long des tiges 7 et des colonnes 9, et éventuellement angulairement de manière à pouvoir placer cette meule en position de travail, c'est-àdire avec ses lamelles abrasives en contact avec tout ou partie de la surface du champignon du rail. Cette position de travail est définie, d'une part, par les patins 6 entrant en contact avec le flanc interne du rail 4 sous l'action des vérins 8 et, d'autre part, par la vis 11, entraînée en rotation par le moteur 12, qui définit la distance de l'axe de la meule 15 par rapport au rail 4.
Il est évident que la tranche frontale 18 des lamelles 17 peut soit être rectiligne, soit présenter une forme correspondant sensiblement au profil du champignon du rail devant être poli.
Grâce à ce dispositif de rectification, il est possible de polir ou de donner un fini de surface lisse tel que désiré à la surface du champignon des rails, les lamelles abrasives permettant d'éliminer les arêtes interfacettes ou les rugosités laissées après le reprofilage du rail par des unités de meulage à meules lapidaires ou tangentielles traditionnelles.
Les figures 7 et 8 illustrent une seconde forme d'exécution de l'unité de meulage comprenant un seul moteur 19 entraînant deux meules à lamelles 15 en rotation. Le moteur est fixé sur le support 20 qui peut être monté sur un chariot, comme montré à la figure 1 par exemple, sur lequel sont tourillonnées les meules 15. Des poulies 21, 22 et une courroie 23 assurent l'entraînement de ces meules par le moteur.
La figure 9 illustre schématiquement un véhicule ferroviaire 24 muni de roues 25 reposant sur les rails 26 de la voie ferrée équipée de quatre unités de meulage selon l'invention.
Chaque unité de meulage comporte un support 27 articulé sur la
plaque de garde 28 du véhicule par l'une de ses extrémités, et relié par l'autre extrémité au châssis 29 du véhicule 24 par un vérin 30.
Chacun de ces supports 27 est guidé le long de la voie et positionné par rapport au châssis du véhicule et comporte une meule à lamelles 31 entraînée en rotation par un moteur. Les vérins 30 permettent simultanément le réglage en hauteur et le blocage de la position de travail des meules 31.
Chaque unité de meulage peut être montée sur le support 27 correspondant de manière pivotante suivant un axe parallèle à l'axe longitudinal du rail 26, de façon que la meule 31 polisse la partie désirée de la surface du champignon du rail.
Il est évident que l'on peut également prévoir des unités de meulage telles que décrites aux figures 7 et 8 sur un véhicule de reprofilage tel qu'illustré schématiquement à la figure 10.
Dans cette exécution, le véhicule de meulage 24 comporte un chariot 33 équipé de façon connue d'unités de meulage à meules lapidaires 34, ainsi qu'un chariot 35 équipé d'unités de meulage à meule tangentielle 36.
DESCRIPTION
The present invention relates to the rectification or reprofiling in track and continuously of the rails of a railroad track, and more particularly to the last reprofiling operations or passes to obtain the desired degree of finish of the surface of the rail head.
Currently, the reprofiling or the rectification of the rail of a railway track is generally carried out using grinding vehicles or trains comprising or towing trolleys guided along the track and equipped with one or more grinding units. These grinding units each include one or more lapidary or tangential wheels driven in rotation and applied with a determined force on a generator of the rail head.
When using lapidary wheels, it is necessary to have a large number of wheels each oriented so as to machine a determined generator of the rail head.
Even with a high number of wheels, the reprofiled or rectified rail has facets separated by edges extending longitudinally on the running surface of the rail.
The reprofiling of the rail by means of tangential grinding wheels also requires several shaped grinding wheels, because the shape of the rail head and the presence of burrs do not make it possible to machine the entire rolling surface in a single operation. This also leads to the formation of longitudinal edges on the surface of the rail.
In addition, due in particular to the increase in the frequency of convoys, it is necessary to carry out operations for reprofiling the rails in an increasingly shorter time interval, which leads to the use of grinding wheels of coarser particle size allowing greater hourly metal removal. This increase in the size of the abrasive grains of the grinding wheels thus leads to an increase in the roughness of the surface of the reprofiled rail.
On the other hand, the increase in train running speeds leads railway network managers to demand better track geometry, better maintenance of the rail profile and also better quality of surface finish. rolling of the reprofiled rails, thus eliminating the aforementioned edges as well as the roughness of this rolling surface.
This is perfectly understandable, because the greater the roughness of the surface of the rail and the more the geometry of its profile moves away from the original profile, the higher the local specific pressures between the rails and the wheels of a convoy, and their variable instantaneous value causes noise and vibrations at levels incompatible with the operating conditions of current rail traffic, in particular from the point of view of passenger safety and comfort.
The object of the present invention is the production of a device making it possible to give the rectified rail a very neat surface finish while retaining its profile, but by eliminating the surface roughness as well as the edges between grinding facets.
The subject of the invention is a device for the reprofiling on track of at least one rail of a railway track comprising at least one support, guided along the track, towed by a vehicle, as well as means for move this support in height relative to this vehicle; this support carrying at least one grinding unit comprising a motor driving at least one peripheral grinding wheel in rotation and means making it possible to apply this grinding wheel against the surface of the head of a rail to be reprofiled, characterized in that the peripheral grinding wheel is a flap wheel, by the fact that the wheel is movable relative to the rail, in at least two directions forming an angle between them, and by the fact that means allow the adjustment and the blocking of the working position of this wheel .
The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example several embodiments of the device according to the invention.
FIG. 1 illustrates a trolley in section along the line C-C of FIG. 2, rolling on a railway track and towed by a railway vehicle equipped with grinding units according to the invention
Figure 2 is a view along line A-A of Figure 1.
Figure 3 is a section along line B-B of Figure 1.
Figure 4 is a partial axial section of a flap wheel.
Figure 5 is a schematic side view of a flap wheel.
Figure 6 schematically illustrates two oblique positions of the flap wheel relative to the rail.
Figures 7 and 8 illustrate side and end a variant of a grinding unit according to the invention.
FIG. 9 illustrates a railway vehicle equipped by line of rails with four grinding units according to the invention.
FIG. 10 illustrates a railroad reprofiling vehicle comprising lapidary and tangential grinding units for reprofiling the rail head and the finishing wheels according to the present invention.
The first embodiment of the device for finishing the reprofiling of at least one rail of a railroad track, illustrated in FIGS. 1 to 6, comprises a carriage 1 rolling on the rails 4 of the railroad track by the intermediate rollers 2, intended to be towed along the track by a railway vehicle (not shown) to which it is connected by a drawbar 3 for example.
In this example, this carriage 1 carries two frames 5 each cooperating with one of the rows of rails of the track and guided on these rails 4 using lateral shoes 6. These frames 5 are slidably mounted on two rods 7 of the carriage 1 extending perpendicular to the longitudinal axis of the track. Cylinders 8 fixed between the carriage 1 and each frame 5 tend to apply the guide pads 6 of these frames 5 against the internal flank of the head of the rails 4 of the track.
Each frame 5 has vertical columns 9 serving as a slide for a support 10. A screw 11 screwed into the support 10, and journalled in the frame 5, can be rotated using a stepping motor 12 and a reducer 13. In this way, the support 10 is movable in height relative to the frame 5 and therefore relative to the carriage 1 and the track 4, while being guided along the latter at the using skates 6 of the frame.
Each support 10 carries two grinding units each formed by a motor 14 driving in rotation a peripheral grinding wheel with blades 15. Each blade wheel 15 consists of a hub 16 in the periphery of which the blades 17 are fixed (see FIGS. 4 , 5) for example in paper or abrasive cloth. The front face of these abrasive strips 17 can be straight or have the shape of the profile of the rail to be reprofiled.
As illustrated schematically in FIG. 6, the grinding unit, grinding wheel 15 and motor 14, can be mounted on the support 10 so that it can be angularly displaced in a plane substantially perpendicular to the longitudinal axis of the rail 4 in order to be able to polish the entire surface of the rail head 4.
It can thus be seen that each grinding wheel 15 is movable relative to the rail 4 in two directions forming an angle between them, along the rods 7 and the columns 9, and possibly angularly so as to be able to place this grinding wheel in the working position, it i.e. with its abrasive blades in contact with all or part of the surface of the rail head. This working position is defined, on the one hand, by the pads 6 coming into contact with the internal flank of the rail 4 under the action of the jacks 8 and, on the other hand, by the screw 11, driven in rotation by the motor 12, which defines the distance from the axis of the grinding wheel 15 relative to the rail 4.
It is obvious that the front edge 18 of the strips 17 can either be rectilinear or have a shape corresponding substantially to the profile of the head of the rail to be polished.
Thanks to this rectification device, it is possible to polish or give a smooth surface finish as desired to the surface of the rail head, the abrasive strips making it possible to eliminate the interfacial edges or the roughness left after the reprofiling of the rail. by grinding units with traditional lapidary or tangential wheels.
Figures 7 and 8 illustrate a second embodiment of the grinding unit comprising a single motor 19 driving two flap wheels 15 in rotation. The motor is fixed on the support 20 which can be mounted on a carriage, as shown in FIG. 1 for example, on which the grinding wheels are journalled 15. Pulleys 21, 22 and a belt 23 drive these grinding wheels by engine.
FIG. 9 schematically illustrates a railway vehicle 24 provided with wheels 25 resting on the rails 26 of the railway track equipped with four grinding units according to the invention.
Each grinding unit has a support 27 articulated on the
guard plate 28 of the vehicle by one of its ends, and connected by the other end to the chassis 29 of the vehicle 24 by a jack 30.
Each of these supports 27 is guided along the track and positioned relative to the chassis of the vehicle and comprises a flap wheel 31 rotated by a motor. The jacks 30 simultaneously allow the height adjustment and the blocking of the working position of the grinding wheels 31.
Each grinding unit can be mounted on the corresponding support 27 pivotally along an axis parallel to the longitudinal axis of the rail 26, so that the grinding wheel 31 polishes the desired part of the surface of the rail head.
It is obvious that one can also provide grinding units as described in FIGS. 7 and 8 on a reprofiling vehicle as illustrated diagrammatically in FIG. 10.
In this embodiment, the grinding vehicle 24 comprises a carriage 33 equipped in a known manner with grinding units with lapidary wheels 34, as well as a carriage 35 equipped with grinding units with tangential wheel 36.