<Desc/Clms Page number 1>
- TRAIETMENT DES RAILS POUR EVITER LE PATINAGE DES ROUTES - la présente,invention concerna les moyens destinés, à faire dis- paraître les films d'huile sur la surface de roulement des rails et à empêcher la formation de tels films; elle est plus particulièrement destinée à éviter le patinage des roues motrices d'une locomotive, dû'au film d'huile en question ainsi que le mauvais contact électrique, qui résulte de ce film, entre les rouc et les rails, sur certains parcours connus de la voie.
La présente invention est basée sur la découverte qu'il existe .............. des films microscopiquement minces d'huile, sur la surface de roulement des rails. Ces films minces diminuent énormément l'adhérence, ainsi que la conductibilité électrique entre roues et rails. Ces conditions sont particulièrement nuisibles, du fait que les roues motrices de la locomotive ne font plus contact parfait avec les rails.
Les films eux:-mômes sont constitués par des dépôts contenant do
<Desc/Clms Page number 2>
de la si-Lice, du fer, de l'oxyde de fer et de l'huile, qui se trouvent sur le champignon des rails, à certains emplacements, Dans des conditions de grande humidité relative, lorsqu'il existe des dépôts de graisse, une couche mince presque invisible d-'huile se répand sur la surface excessivement polie du chemin de roulement des rails. Ces films ont une épaisseur de quelques molécules seule- ment et contiennent de la poussière d'oxyde et de silice, dont les grains n'ont souvent que deux microns de diamètre environ.
L'huile se répand de proche en proche, à partir des dépôts de graisse,et progresse sur toute la surface de roulement, en un film mince? comme on vient de le préciser, ce film étant capable de résister à des pressions dépas- sant 5 tonnes par cm2 Cette progression est excessivement accentuée lorsque le chemin de roulement est rendu humide par les conditions atmosphériques, en parti- culier par le brouillard, la rosée ou une pluie légère.
Les rayons directs du soleil tendent à détruire cette couche très minée, par oxydation du film d'huile, de sorte que celui-ci n'agit plus comme lubrifiant ou comme isolant. Une pluie continuepeut éventuellement éliminer la teneur en huile des,dépôts qui se sont formés sur les rails, par suite de la pro- gression mentionnée ci-dessus. Lorsqu'un dépôt d'huile lourde, situé sur le côté du champignon, entre en contact avec de l'eau, une partie de l'huile flotte sur la surface de l'eau. Lorsque l'eau est enlevée, le film d'huile est ainsi abandonné sur le rail. Toutefois, ce type de film d'huile n'est pas spécialement glissant.
Ces dépôts d'huile lourde, sur les côtés des rails, contiennent une certaine quan- tité ddhuile de graissage des essieux, qui a été partiellement oxydée. Cette ma- tière ne flotte pas mais, lorsqu'elle entre en contact avec de l'humidité ou de la rosée, elle chasse littéralement-l'eau de la surface métallique et se répand alors rapidement sur la surface polie de roulement.
Il ne s'agit pas, dans ce cas, de flottaison de l'huile ; s'agit plutôt d'un équilibre des tensions superficielles et d'adhérence entre les trois combinaisons : eau et acier, huile et acier, huile et eau. On a trouvé que ce phénomène de progression de proche en proche, en ce qui concerne les métaux, est excessivement prononcé sur les surfaces hautement polies et humides. En conséquen- ce, les films glissants ci-dessus se forment très rapidement sur de telles surfaces métalliques. On sait que la surface de roulement principale des rails est exces- sivement polie, sauf lorsqu'il se produit occasionnellement des parties crcuses sur le rail.
<Desc/Clms Page number 3>
Une manicre très efficace d'empêcher la formation de films isolants et glissants sur les rails, consiste à empêcher toute huile d'atteindre la voie.
Toutefois, ceci n'est guère pratique avec les chemins de fer modernes, car tous les véhicules comportent des parties mobiles, qui doivent être lubrifiées d'une manière ou d'une autre.
Une source importante de l'huile qui se trouve sur les rails, pro- vient de fuites des boites d'essieux, cette huile se répandant vers le bas sur la surface extérieure des roues et ensuite sur leurs bandages de roulement. L'huile qui se trouve sur ces bandages est déposée sur le bord externe du champignon des rails lors des croisements, des aiguillages, et sur le rail inférieur dans les courbes de grand rayon, ainsi qu'en tous autres points où la partie externe des bandages de roulement touchent sur les rails.
L'amélioration des joints des boîtes à huile, pour éviter les fuites,et le maintien correct de l'écartement de la voie, de telle sorte que l'huile ne se dépose pas sur le rail, seraient exces- svement efficaces, car ils réduiraient la quantité d'huile qui pourrait attein- dre la surface de la voie, mais cette solution n'est ni complète, ni économique- ment réalisable.
Selon une variante de réalisation de l'invention, on empêche la formation d'un film mince d'huile en appliquant une matière hydrofuge sur la surface de roulement d'un rail rendu propre. Des réservoirs contenant des ingré- dients actifs sont disposés sur la locomotive ; ces produits, on peut citer par exemple, les produits diétersifs, les solvants, les alcools, les composés de silicones ou des composés fluorés d'acides organiques, tels que les acides per- fluorobutyriques. Lorsqu'il est nécessaire de nettoyer les rails, les détersifs, alcools ou solvants sont d'abord appliqués sur ces rails. Les composés de sili- cones ou les composés fluorés acides sont ensuite appliqués sur un rail rendu propre afin de constituer un film hydrofuge sur le rail.
L'utilisation de ces composés a montré que l'on évite la progression de proche en proche d'un film d'huile, sur une surface de roulement qui a été traitée par lesdits composés une fois seulement pour quelques jours.
Il est préférable d'appliquer ces matières sur les rails sous forem de films minces, par atomisation, par frottement ou par pulvérisation de la matière sur les rails, lorsque la locomotive passe sur eux, bien que l'appli- c @tion de ces ratériaux sur la surface de roulement des roues ait été trouva si- @
<Desc/Clms Page number 4>
Un a trouve qu'une mince couche d'eau est ropoussée d'une surface matallique unie et polie, chaque fois que de l'huile oxydée, provenant des es- sieux, touche l'eau et le métal, Ceci s'explique par l'adhérence plus forte de cette huile sur le métal. Il en résulte qu'un, film glissant d'huile, capable de supporter le poids d'une locomotive, reste en contact direct avec la surface du
EMI4.1
raàtal.
Depuis de nombreuses années, l'industrie des Chemins de Fer a uti- lisé du sable pour conditionner la surface des rails et obtenir une adhérence satisfaisante. Lorsqu'il y a du brouillard, le mécanicien, en roulant sur cer- taines parties du parcours, utilise toujours du sable à des endroits glissants de la voie, bien connus de lui. Cette pratique n'a jamais attaqué directement le fil mince d'huile, ou les dépôts d'huile lourde, sur le champignon des rails : elle dépose simplement une couche de grains de sable sur le rail. Les roues de la lo- co:notive obligent les grains individuels de sable à découper le mince film d'hui- le, par suite de la très haute pression exercée par mm2, ce qui assure l'adhéren- ce nécessaire.
Cette solution n'a qu'une valeur limitée sur des films qui diffè- rent, du fait des conditions atmosphériques,..des amas d'huile et de graisse, de la. fréquence du trafic, etc.. L'utilisation du sable provoque une usure rapide et endommage les parties tournantes, les moteurs de traction et les trains d'en- Grenages. Un autre inconvénient de l'usage du sable est constitué par le. très grande résistance au roulement offerte au train, étant donné que ce dernier tout entier, doit rouler sur le sable déposé par la locomotive. Le sable provoque également un remplissage du ballast, encrasse les circuits électriques et néces- site un entretien spécial des contacts électriques et des connexions entre rails.
La présente invention a en conséquence pour objet une méthode de traitement de la surface de roulement des rails, pour que celle-ci ne comporte pas de film d'huile, sans pour cela que l'en endommage les véhicules ou le bal- last.
Grâce à l'invention, on améliore l'adhérence des rails pour la @rrche nor;.:ale et le freinage des locomotives, et on améliore les contacts élec- triques entreles roues et les rails, de façon à assurer un fonctionnement satis- @@sant de la signalisation, sans qu'il en résulte de dommage ni à la voie, ni @@last ou aux appareils de signalisation et de commande des circuits.
<Desc/Clms Page number 5>
L'invention sera d'ailleurs bien comprises en se reportant à la description qui suit et aux dessins qui l'accompagnent à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels : - la figure 1 est une vue latérale partielle d'une locomotive et faisant voir les réservoirs de solution active, - la figure 2 est une vue en bout de la locomotive, montrant des moyens d'ap- pliquer lesdits matériaux directement sur le chemin de roulement des roues, - la figure 3 montre des dépôts de graisse sur une roue de wagon, représentée à plus grande échelle.
En se reportant au dessin, on voit que le réservoir 1 contenant la matière appropriée, est fixé sur une locomotive 2 ,ce réservoir 1 comportant une conduite 3 qui se prolonge jusqu'au voisinage du champignon du rail 4.
Cette conduite d'alimentation 3 est fixée à sa partie inférieure par un support 5 fixé au boggie 6 . Pour appliquer la matière hydrofuge, pour nettoyer la surfa- ce de roulement du champignon 4, on envoie un petit courant d'air à grande vitesse depuis le réservoir R d'air comprimé, dont la conduite de décharge est reliée au réservoir 1, de telle sorte qu'une petite quantité du fluide contenu dans ce réservoir 1 est atomisée, traverse à grande vitesse la conduite 3 vers la région appropriées du champignon, où ce fluide est déposé en quantité minime le long de ce champignon, pendant que la locomotive roule.
Pour que les particules de ce fluide se maintiennent dans la région située au-dessus de la. surface de roulement du champignon, et qu'elles puissent s'y déposer, on prévoit un ajutage 7 à l'extrémité de la conduite 3.
La matière appliquée évite la formation de films glissants et rend inertes les surfaces des roues et des rails, en ce qui concerne la propaga- tion de ces films. Des matières satisfaisantes sont constituées par des composés de silicones et des composés d'acides fluorés, qui rendent hydrofuge la surface de roulement, pour éviter la formation d'un film d'eau susceptible de servir de véhicule à de l'huile qui se propagerait de proche en proche.
Suivant la proportion de matières actives utilisées, la satu- ration de l'air dans la conduite 3, par les particules de fluide, pourrait augmen- ter à un point tel qu'un véritable jet serait produit au lieu d'une atomisation.
Il est avantageux que la matière active soit déposée sur les ralis à des intervalles de temps assez rapprochés, pour que les rails soient cons-
<Desc/Clms Page number 6>
-tamment débarrassés d'huile pendant leur usage, de préférence à la méthode actuel- lement utilisée qui consiste à sabler le champignon lorsque sa surface de roulement devient glissante. De cette façon, la locomotive peut rouler aux vitesses habituel- les sans que ses roues patinent, si l'on applique la matière hyàrofuge une ou deux fois par jour si nécessaire, sur la partie des rails où du patinage peut se produi- re. Cependant, il semble raisonnable de: faire une ou deux applications par semaine.
On a également représenté figure 1, une variante permettant d'ap- pliquer directement la matière hydrofuge sur le rail propre, en l'y déposant par contact. Dans ce but, on utilise un réservoir 11 ,une conduite d'alimentation 12 un support 13 fixé à la partie inférieure de la conduite 12 et au boggie et, enfin un frotteur 14 fixé à l'extrémité de la conduite 12 et qui applique la matière hydrofuge par balayage direct de' la surface de roulement du rail 4, exactement comme on applique une couche de lubrifiant avec un chiffon. Il est préférable que la matière aptive s'écoule du réservoir ,11 dans la conduite 12 en quantité telle qu'elle ne sature pas le frotteur 14.
'La fréquence d'application de cette matière dépend évidemment de la vitesse de la locomotive ainsi que de l'état de la voie.
Pour qu'il fonctionne de manière appropriée, le frotteur 14 doit être constitué en une matière poreuse, qui puisse résister à un frottement énergi- que. Parmi de telles matières, on peut citer des mèches de feutre, ou des produits agglomérés de types divers. Le fonctionnement de la présente variante ne dépend pas entièrement du frotteur 14. Si celui-ci était oublié, ou détruit, l'écoulement de la matière 11 dans la conduite 12 serait encore satisfaisant, aussi longtemps que la conduite 12 continue à déboucher au-dessus de la surface de roulement du rail; les diverses roues du train, aidées par la tendance naturelle de la matière à se répandre, répartiraient la dite matière surla surface portante toute entière du rail, ce qui assurerait la protection désirée.
Sur la figure 2, on a représenté une autre méthode d'application de la matière active sur le rail.
Le réservoir 15 contient du fluide hydrofuge et alimente la conduite 1 qui aboutit à un frotteur 17 ,maintenu par un support 18 fixé au boggie 6. Le frotteur 17 est eT: contact avec la surface de roulement du bandage 19 de la roue et doit être constitué en une ratière analogue à celle du frotteur 14, pour résister au trottèrent.
<Desc/Clms Page number 7>
Il est équivalent d'appliquer la entière hdrofuge au bandage 19 ou au rail. Toutefois, le frotteur 17 s'use moins que le frotteur 14 qui s'use davantage du fait de son contact avec les joints inégaux des rails, lorsqu'il ;lisse sur eux. Le mode d'action qui évite la propagation progressive de l'huile est le même : en effet, la matière déposée sur le bandage de la roue est déposée en couche mince sur la surface de roulement du rail, exactement comme si on l'y avait déposée directement.
On a également représenté figure 2 un réservoir 20 avec une conduite d'alimentation 21 ,disposée au-dessus de la roue et maintenue par un support 22 . La matière active s'écoule par la conduite 2L vers la surface de roulement de la roue, comme dans le cas du frotteur 17. Cependant, aux gran- des vitesses, les gouttes de matière active sont soumises au courant d'air et à la force centrifuge, de sorts qu'un pourcentage élevé de matière risque d'être perdu par projection extérieure. Aux vitesses relativement faibles, jusqu'à 10 km à l'heure, cette dernière méthode est sansinconvénient.
Sur la figure 3, on voit une boite d'essieu 24 contenant de l'huile et montée sur une roue 25 .
Cette figure montre comment l'huile arrive à suiter sur la roue 25, et à recouvrir son bandage.
La roue 26 , représentée en pointillé, permet de voir comment le revêtement de graisse, ou d'huile , 27 , se dépose sur le rail inférieur dans une courbe à grand rayon. Un phénomène analogue se produit aux aiguillages et aux croisements, lorsque la surface de roulement se modifie suffisamment pour que le revêtement 27 de graisse, ou d'huile, vienne en contact avec le champignon du rail 4 .
Jusqu'ici, on a décrit des moyens pour éviter qu'un film d'huile ne se forme sur le champignon. 4 des rails. Mais, comme l'existence d'un tel film d'huile est la cause première du patinage des roues et d'une mauvaise signalisa- tion, en particulier'pour les locomotives électriques et Diesel-électriques qui exercent de violents efforts de traction sur leurs divers essieux, la présente invention prévoit également une méthode permettant d'appliquer des matières ac- Cives pour détruire le mince film glissant, une fois qu'il s'est formé, et d'en- lever lesdépôts de graisse à partir desquels il se propage.
C'est une mesure mecessaire de traitement des rails et elle empêche d'elle-même la production
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
d'un f¯2.:,l nuisible; .['0:11:.mt une courte durée. L'application de détersifs, de solvants et d'alcools enlève le film glissant et, si l'on utilise ces matières de façon appropriée, on enlève aussi les dépôts de graisse à partir desquels le film se propage. Un tel nettoyage des rails est particulièrement avantageux dans les régions où, pour une raison quelconque, il n'est pas pratique de maintenir les rails sans film d'huile, en revêtant ceux-ci de composés hydrofuges. La fréquence d'application de la matière est commandée par les conditions particulières dans lesquelles se trouvent les voirs.
Pour des couches de graisse relativement importantes, ou dans les régions où des couches épaisses de film d'huile sont mélangées au film mince d'hui- -le, il est préférable d'utiliser un détersif émulsionné dans du pétrole, par exem- ple de 1' "Oakide 8", (une partie dans quatre parties d'essence de pétrole), ou 1' "Ethone 7511, détersif et produit de nettoyage dans un pétrole servant de solvant appliqués par la conduite 3, la locomotive roulant à très faible vitesse, par exem- ple 4 km à l'heure, lorsque les conduites 3 & 12' sont à une distance d'environ 6 mètres, et qu'un rincçage par de la vapeur saturée est appliqué par la conduite 12, afin d'éliminer l'émulsion d'huile ainsi créée, ou abandonnée, par l'agent d'émulsion.
Si le rinçage est incomplet, undétersif alcalin, tel que 1' Oakite 92" ou le "pensalt K-211 enlève le résidu. Lorsqu'ils sont appliqués avec de la vapeur, les détersifs alcalins évacuent les petites accumulations d'huile, telles que cel- les qui proviennent des-fuites des boîtes de graissage. Le dispositif ci-dessus de nettoyage des rails peut également être monté sur un -wagon, soit en avant, soit en arrière de la locomotive.
Lorsque l'appareil nettoyeur est disposé sur un wagon qui précède la locomotive, il nettoie les rails pour son propre train. Si cet appareil se trouve en avant des roues motrices, le rinçage-'doit être complet pour enlever la totalité d'huile émulsionnée. Si cet appareil est derrière la locomotive, par exemple dans le dernier fourgon, il nettoie les rails pour le train suivant.
Après cßae les rails ent été nettoyés et séchés, ils peuvent être
EMI8.2
'.:,r:t" ',",tee une 1:mt14re hydrofuge, coi.#ne précédèrent décrit. La. 1,iê..ie 10co:'1.0- ti;a, 0'1 le ;;Ê'16 1.::m, reuYe::1'fectuer le nettoyage, air.si que le trait. :., ,1¯: rgiT, cc-::ii1:,::.o,() que, ces derniers aient raisJrr..ai;1*:z.e;.-t s 1;hé, La surface '.13 roulement! =.;.ii l"': artificiellement séchée par la chaleur d';ga2C,e par l1n 1;L,"':' z3 iowpar 11.. .,- C=1:;0:::...Îfl appropries, (non r;ilrsr¯GCC), nontés s'f.r 1'- ..
<Desc/Clms Page number 9>
ou sur les rails près des aiguilles, des croisements, etc.. On a trouvé, en effet que la chaleur intense d'une flamme enlève les films d'huile sans nécessiter d'au- tre nettoyage.
Toutefois, cette méthode consomme un combustible important, quand il existe de gros amas.de graisse.
Bien qu'on ait décrit quelques modes préférés de réalisation de l'in- vention, il est bien entendu que l'on ne désire pas se limiter à ces formes parti- culières données simplement à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que, par conséquent, toutes les variantes utilisant les mêmes moyens techniques et ayant même objet que les dispositions indiquées ci-dessus rentreraient, comme elles dans le cadre de l'invention.
RESUMNE REVENDICATIONS - 1)-Procédé de traitement des surfaces de roulement'des rails pour en faire disparaître les films d'huile et de matières grasses et éviter de la sorte le patinage'des roues, consistant à appliquer sur ces surfaces un mince film de matière hydrofuge.
2)- Procédé selon 1. consistant à nettoyer les surfaces de roulement avant d'y appl.iquer le film de matière hydrofuge,.
3) Procédé selon 1 & 2, consistant à asperger la surface de roule- ment du rail avec une solution détergente émulsifiée à base de pétrole, à l'asper- ger ensuite avec une solution détergente alcaline pour en enlever le détergent émulsifié,et à la soumettre enfin à de la chaleur pour la sécher.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.