CH635282A5 - Installation pour la lubrification par portion des rails de chemin de fer. - Google Patents
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Description
La présente invention se rapporte à une installation pour la lubrification par portions des rails de chemin de fer placée près du rail et comprenant une unité de commande, un mécanisme d'alimentation en lubrifiant et une buse positionnée à proximité de chaque rail.
Quand les roues d'un véhicule sur rail passent le long de courbes, les rails et les roues sont soumis tous les deux à une usure qui entraîne de lourds frais d'entretien pour la voie aussi bien que pour le matériel roulant. En plus de ces frais directs entraînés par les changements nécessaires des rails et des roues, il y a des frais indirects du fait que le trafic est réduit pendant le temps où les travaux d'entretien sont effectués et du fait de l'utilisation réduite des véhicules.
Dans les courbes où ces usures se produisent, il est connu de prévoir des graisseurs qui sont actionnables mécaniquement par les roues du véhicule et qui dispensent une quantité de lubrifiant au passage de chaque roue.
Les dispositifs usuels consomment une trop grande quantité de lubrifiant comparée aux besoins réels et ont, en outre, l'inconvénient que la plus grande partie du lubrifiant perdu présente un risque pour l'environnement.
A cause de leur construction et de leur procédé de montage, les dispositifs usuels nécessitent des travaux sur la voie et, à cause de la grande consommation de lubrifiant, ils nécessitent également des services à de courts intervalles.
Le but de la présente invention est de former une installation qui donne une quantité prédéterminée et limitée de lubrifiant avant chaque passage d'un véhicule, qui peut être construite de manière à être laissée sans service pendant un temps relativement long, qui ne demande pas de source d'énergie externe, qui peut être remplie et entretenue d'une manière simple et qui peut être montée sur la voie sans opération spéciale touchant aux rails.
Les caractéristiques de l'installation proposée à cet effet par la présente invention sont définies dans la revendication 1.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, ime forme d'exécution de la présente invention.
La fig. 1 est un schéma du circuit montrant une installation selon l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe d'un réservoir de lubrifiant faisant partie de l'installation.
La fig. 3 est une vue en coupe d'une pompe actionnée pneumatiquement faisant partie de l'installation.
La fig. 4 est une vue en coupe d'une soupape de surpression faisant partie de l'installation.
La fig. 5 est une vue en coupe d'une soupape d'application faisant partie de l'installation pour le lubrifiant ou la graisse.
On se réfère maintenant à la fig. 1 qui montre les parties principales de l'installation dans laquelle il est prévu un récipient d'air comprimé 1 qui peut être, d'une manière connue en soi, une bouteille d'air remplaçable ou rechargeable; des régulateurs de. pression 2 et 3, un de ceux-ci étant connecté à un réservoir de lubrifiant 4 et à une pompe de lubrifiant 5, laquelle à son tour est reliée à une soupape d'application ou d'éjection 6.
Sur la canalisation venant de l'autre régulateur de pression 3 est prévue ime unité de commande formée par une soupape magnétique 7 qui commande l'arrivée d'air comprimé à une soupape de surpression 8.
Les régulateurs de pression 2 et 3, qu'il n'est pas besoin de décrire en détail, sont des régulateurs réglables.
Le réservoir de lubrifiant 4, qui est illustré à la fig. 2, comprend un réservoir cylindrique 9 muni de deux couvercles 10 et 11 à chaque extrémité, le couvercle supérieur 10 étant pourvu d'un raccord 12 pour une canalisation d'air comprimé venant du régulateur 2 et le couvercle inférieur 11 étant pourvu d'un raccord 13 pour une canalisation de lubrifiant 14 alimentant la pompe de lubrification 5. La canalisation 14 est munie d'une branche 15 pourvue d'une soupape de retenue, par l'intermédiaire de laquelle le réservoir peut être rempli par du lubrifiant sous pression. A l'intérieur du réservoir 4 est prévue une paroi 16 coulissante et rendue étanche comme un piston contre la paroi intérieure du réservoir 9, une face de cette paroi étant actionnée par l'air comprimé, tandis que l'autre face est appliquée contre le lubrifiant et le presse graduellement vers l'extérieur à travers la canalisation 14 vers la pompe 5. La paroi 16 présente l'avantage d'empêcher l'air comprimé d'entrer en contact avec le lubrifiant, évitant ainsi l'oxydation et éliminant le risque que l'air ne s'échappe dans la canalisation 14.
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La pompe 5 montrée à la fig. 3 est munie d'une soupape de retenue formant soupape d'entrée 17 à travers laquelle le lubrifiant venant du réservoir 4 est introduit dans le cylindre 18 de la pompe via la canalisation 14. Un orifice de sortie 19 muni d'une soupape de retenue débouche dans le cylindre 18 et est relié à une soupape d'application ou d'éjection 6 via une canalisation 20. Un pointeau 21 qui est monté coulissant dans le cylindre 18 et fonctionne comme un piston de pompe est relié directement à un deuxième piston 22 qui est dépla-çable par la pression d'air venant du régulateur de pression 2 à rencontre de l'action d'un ressort de rappel 23, comme décrit ultérieurement.
Le réservoir 4 et la pompe 5 sont ainsi tous les deux alimentés par l'air comprimé à une pression réduite au moyen du régulateur 2.
Les mouvements du deuxième piston 22 sont commandés par une soupape à trois voies 25 qui est actionnée par une soupape à impulsion 24 (position supérieure du piston 22) et il est rappelé quand le joint O-ring 26 monté à l'extrémité à la tige du piston 27 passe dans la rainure annulaire 29 (position inférieure du piston 22) dans la paroi d'extrémité supérieure. Ce mouvement de rappel a lieu parce qu'un conduit 28 est purgé d'air vers l'atmosphère au-dessus du joint O-ring 26.
La soupape d'éjection 6 (fig. 5) comprend un corps de soupape 30, un piston pilote 31 déplaçable à l'intérieur et relié à une tige 32, et un piston plongeur déplaçable 33 qui, avec un piston réglable 34, délimite une chambre 35.
La canalisation 20 venant de la pompe de lubrification 5 est reliée au raccord 36. Un conduit 37 débouche dans le trou cylindrique du corps valve près d'une butée 38 du piston plongeur 33. Le piston plongeur est muni de conduits 39 qui débouchent près de son trou central.
La tige 32 est munie de parties fraisées plates 40 qui lui permettent d'établir une communication entre les conduits 39 et la chambre 35 le long de la tige 32.
Le piston réglable 34 comprend un trou central 41 dans lequel est prévue une rondelle 41' munie d'une ouverture pour le passage de la tige 32. La buse disposée près du rail à lubrifier est fixée dans l'extrémité extérieure filetée du trou 41.
A l'extrémité opposée du corps de soupape est prévu un raccord 42 pour la soupape de surpression 8.
La soupape de surpression 8 est munie d'un raccord 43 relié à la soupape magnétique 7. Le mouvement d'un piston asservi 44 relié à une soupape à bille 45 est commandé par l'arrivée d'air à basse pression, cette arrivée étant réglée par l'intermédiaire de la soupape magnétique. La soupape à bille commande le passage entre une ouverture 46 qui est directement, sans réduction de pression, reliée à une source d'air comprimé 1 et une ouverture 47 qui communique avec le raccord 42 et la soupape d'application 6. Dans une position de déplacement, la soupape à bille ouvre la communication entre lesdites deux ouvertures 46,47 et, dans l'autre position de déplacement, la communication entre l'ouverture 47 et une ouverture d'échappement 48.
Le fonctionnement de l'installation est le suivant: la pression, par exemple 6 bar, du réservoir d'air comprimé est appliquée aux régulateurs de pression 2, 3 et à l'ouverture 46 de la soupape de surpression 8. Le régulateur de pression 3 est réglé à 1,4 bar, ce qui est la pression d'alimentation de la soupape magnétique 7.
Les conduits électriques de la soupape magnétique 7 doivent être reliés au relais, de sorte que le signal de tension du système de signaux de la voie peut activer la soupape magnétique. La soupape magnétique est prévue de façon que lorsqu'un signal de tension est appliqué la soupape doit être fermée et le passage d'air fermé.
Le régulateur de pression 2 doit être réglé à 2 bar, par exemple, ce qui donne une pression d'alimentation au piston ou à la paroi 16 du réservoir de lubrification 4 et donne une pression à la pompe de lubrification à travers son orifice 12'.
La pompe 5 démarre sous la décharge de la pression.
Quand le piston a atteint sa position extrême inférieure, le joint O-ring 26 a passé la rainure 29, donc le conduit 28 entre les soupapes 24 et 25 est purgé d'air, la soupape 25 s'ouvre du fait de sa condition existante, respectivement de surface, et la chambre de pression au-dessus du piston est purgée d'air à travers la soupape 25, si bien que le ressort 23 peut remettre le piston 22 en position de retour. Ici, le piston agit sur une tige en forme de tube 24' de la soupape 24 et son mouvement fait que le conduit 28 vers la soupape 25 est de nouveau alimenté en air comprimé. La soupape 25 s'ouvre maintenant de l'autre côté et envoie de nouveau de l'air comprimé sur la face supérieure du piston 22. A chaque course de retour, le piston 21 de la pompe aspire du lubrifiant via la soupape de retenue 17 servant de soupape d'admission, et à chaque course d'alimentation le piston 21 presse le lubrifiant à travers la soupape de sortie et le conduit 19 vers la soupape d'application ou d'éjection 6. Quand la pression maximale a été atteinte dans la chambre 35 de cette soupape, c'est-à-dire théoriquement 72 bar, mais pratiquement environ 50 bar du fait des pertes par frottement dans les canalisations, il y a un équilibrage entre la partie active de la pompe, c'est-à-dire le piston 22, et la partie de pompage, c'est-à-dire le piston 21, et le mouvement de pompage cesse automatiquement.
La pompe démarre à nouveau dès que la contre-pression cesse à cause de la décharge du lubrifiant.
Le but de la pression agissant dans le réservoir 4 est d'éliminer le risque de succion à vide dans la partie de pompage puisque autrement le lubrifiant visqueux ou la graisse ne peut pas traverser la soupape de retenue 17 de l'orifice de succion aussi rapidement que voulu.
La chambre 35 de la soupape d'application ou d'éjection 6 est remplie de lubrifiant à une pression d'environ 50 bar via l'orifice 36, le conduit 37 et les conduits 39 du piston plongeur, à travers les plans fraisés 40 de la tige 32. Le volume de la chambre 35 peut être réglé en tournant le piston ajustable 34.
Quand un train, ou autre véhicule, entre dans la section de signalisation, un court-circuit se produit, d'une manière connue en soi, sur les roues et les axes du véhicule, donc la tension de la soupape électromagnétique 7 tombe. La communication 3-8 s'ouvre à travers cette soupape 7 et un signal pneumatique (1,4 bar) est donné au raccord 43 de la soupape de surpression 8. A ce moment, le piston asservi 44 se soulève, donc la soupape à bille 45 dans la soupape à haute pression (6 bar d'air comprimé) se lève de son siège et découvre le passage entre les orifices 46 et 47. Un signal pneumatique (6 bar) est donné au piston pilote 31 de la soupape d'application 6 via le raccord 42. Le piston pilote 31 avec la tige 32 est déplacé vers l'arrière et l'alimentation en lubrifiant depuis l'orifice 36 de la chambre 35 est bloqué. Les parties fraisées 40 de la tige 32 ont maintenant été déplacées, si bien que la communication sera établie entre la chambre 35 et la partie des trous 41 située à l'extérieur de la rondelle 41'. Cela entraîne une baisse de la pression dans la chambre 35, tandis qu'il y a encore une forte pression (50 bar) à l'orifice 36. Du fait de la condition existante, respectivement de surface, du piston plongeur 33, celui-ci est maintenant poussé vers l'arrière, au moyen de ladite pression, vers la butée du piston ajustable 34, et la masse de lubrifiant dans la chambre est maintenant éjectée à travers le trou 41 et la buse à l'extrémité du trou. La quantité de lubrifiant qui passe dans le conduit 37 est immédiatement remplacée au moyen de la pompe 5 jusqu'à ce que la pression désirée de 50 bar soit atteinte.
Quand le train quitte la section de signalisation, l'aimant de la soupape 7 est à nouveau excité et la communication entre le régulateur de pression 3 et la soupape de surpression 8 est fermée, et cette dernière est purgée d'air via la soupape 7. Le piston asservi 44 de la soupape de surpression 8 est poussé vers l'arrière par son ressort de rappel et la soupape à bille 45 de l'unité à haute pression est pressée contre le siège opposé et bloque la communication entre les orifices 46,47 au même moment où l'orifice 47 est relié avec l'orifice 48 pour purger l'espace au-dessus du piston pilote 31 de la soupape d'éjection 6. Le ressort de rappel du piston pilote 31 fait revenir le piston et en même temps la portion fraisée 40, en raison du déplacement de la tige 32, quitte la position adjacente à la rondelle 41', et la communication entre la chambre 35 et le raccord à la buse 41 est fermée. Les parties fraisées 40 ouvrent par contre la communication en-
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tre le raccord 36 et la chambre 35 qui, durant le mouvement de retour, est à nouveau remplie de la prochaine charge de lubrifiant.
De même, cette quantité de remplissage est immédiatement remplacée au moyen de la pompe 5 jusqu'à ce que la pression désirée de 50 bar soit atteinte.
Dans la forme d'exécution pratique, la partie priàcipale de l'installation sera placée dans un poste disposé à côté de la voie. La soupape d'éjection, avec la buse fixée sur elle et la soupape de surpression sont montées sur une traverse avec la buse disposée à une distance d'environ 10 cm du rail et dirigée vers l'intérieur du rail extérieur, ces éléments étant reliés par lignes aux autres parties de l'installation.
Comme le dispositif est actionné pneumatiquement, il n'est besoin d'aucune source d'énergie extérieure. De même aucun autre dispositif spécial n'est nécessaire pour actionner l'installation, on utilise seulement le signal de tension 6 V normalement utilisé dans les voies avec blocs-systèmes. Du fait que la bobine de la soupape magnétique est reliée aux deux rails de la voie relativement isolés, la bobine aura une tension et, par conséquent, l'alimentation en air comprimé au piston asservi de la soupape de surpression sera fermée aussi longtemps que les roues et les axes du véhicule ne court-circuiteront pas les deux rails. Quand un train arrive sur la section de signalisation ou section-bloc, la tension tombe dans la bobine de la soupape magnétique et cela ouvre et actionne l'installation.
Le réservoir de lubrifiant ainsi que la bouteille d'air comprimé peuvent être prévus pour que les services aient approximativement une fréquence biannuelle. Pour le remplissage, on peut utiliser un chariot muni d'un compresseur pour charger la bouteille d'air et d'une pompe de lubrifiant, laquelle, à partir d'un réservoir de lubrifiant sur le chariot, remplit de lubrifiant le réservoir de l'installation.
La bouteille d'air comprimé ainsi que le réservoir de lubrifiant peuvent être munis de moyens de couplage automatiques, afin de permettre un raccordement aisé pour le remplissage d'air, et de lubrifiant pour 6 autres mois.
Comme lubrifiant, on peut utiliser des graisses, des huiles et des mélanges à base de cire.
Puisque l'installation a été désignée pour une pression basse de 1,4 bar qui est surélevée à la pression désirée de 6 bar seulement dans l'applicateur, la consommation d'énergie ou d'air pour la transmission entre le poste et la soupape d'application est très faible. Le tableau qui suit illustre la consommation d'air nécessaire.
Calculs approximatifs par coup dégraissé (0,5 g)
Ncm3
1. Quantité d'air nécessaire pour remplir l'orifice 42 de la soupape d'application 6 et pour pousser vers l'arrière le piston pilote 31:11326 mm3 (6 bar) 76,3
2. Quantité d'air dans le raccord entre la soupape d'application 6 et la soupape de surpression 8: 400 mm3
(6 bar) 2,4
3. Quantité d'air dans l'orifice 47 de la soupape de surpression 8: 500 mm3 (6 bar) 3,0
4. Quantité d'air pour remplir l'orifice 43 de la soupape de surpression 8 et pour soulever le piston asservi 44
dans la soupape de surpression: 1800 mm3 (1,4 bar) 4,3
5. Quantité d'air dans le tube entre la soupape de surpression 8 et la soupape électromagnétique 7:
12 560 mm3 (1,4 bar) 17,6
6. Quantité d'air dans l'orifice 2 de la soupape électromagnétique 7: 300 mm3 (1,4 bar) 0,4
7. Consommation d'air comprimé pour actionner la pompe à graisse (5) par coup de graisse: 32 700 mm3
(2 bar) 98,1
8. Quantité d'air pour faire sortir 0,5 g de graisse
(p = 0,92) du réservoir de graisse 4: 543 mm3 (2 bar) 1,1
203,2
Dans les calculs susmentionnés, le processus d'expansion a été supposé être isothermique.
Moyenne de consommation d'air pour 6 mois de service:
Hypothèses:
Réservoir d'air comprimé 201, p = 150 bar (mais la pression ne doit pas tomber en dessous de 10 bar)
35 trains par 48 h
T) = 0,7 (coefficient de rendement pour les pertes dans les interrupteurs à soupape)
Consommation d'air théorique par coup de graisse: 203,2Ncm3
180x35x0,2032
V (6 mois): = 13,061 d'air comprimé
140x0,7
Consommation moyenne de graisse pour 6 mois de service:
Le réservoir de graisse contient 41; p = 0,92; GB = 4x0,92 = 3,68 kg
G (6 mois) = 180x35 x0,0005 = 3,15 kg de graisse
Il faut en outre mentionner que l'installation peut naturellement être utilisée sur des voies où il n'y a pas de signal de courant dans les rails. Dans ce cas, l'installation est complétée par un compteur à pile qui est ajusté en fonction de l'intensité du trafic prévue et qui peut actionner la soupape magnétique déclenchant le fonctionnement de l'installation. Il est également possible de compléter ou de remplacer le compteur par un contact sur rail ou autre mécanisme semblable qui fait déclencher l'installation quand le train passe.
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Claims (7)
1. Installation pour la lubrification par portions des rails de chemin de fer placée près du rail et comprenant une unité de commande, un mécanisme d'alimentation en lubrifiant et une buse positionnée à proximité de chaque rail, caractérisée par le fait que dans le mécanisme d'alimentation qui est actionnable au moyen de l'unité de commande et qui comprend une commande actionnée pneumatiquement et un dispositif également actionné pneumatiquement pour envoyer le lubrifiant d'un réservoir (4) à la buse, la commande est divisée en une unité d'actionnement (8) actionnable au moyen de l'unité de commande et fonctionnant à une pression d'air basse et une unité d'éjection (6) actionnable au moyen de l'unité d'actionnement (8) et fonctionnant à haute pression, et par le fait que le mécanisme d'alimentation en lubrifiant comprend une pompe (5) entraînée à basse pression pour amener le lubrifiant à la buse d'où il est éjecté à haute pression.
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'unité de commande comprend une soupape électromagnétique (7) commandant l'arrivée d'air à l'unité d'actionnement (8) et reliée au circuit de signal de la voie de chemin de fer de telle manière que la soupape est actionnée si le circuit est court-circuité par un véhicule sur la voie.
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REVENDICATIONS
3. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'unité de commande comprend une soupape électromagnétique contrôlant l'arrivée d'air à l'unité d'actionnement et reliée à un circuit qui est commandé par un compteur.
4. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le réservoir (4) est divisé, par une paroi déplaçable (16), en deux compartiments, un de ceux-ci étant rempli de lubrifiant et relié au côté d'aspiration de la pompe à lubrifiant (5) et l'autre communiquant avec une source d'air comprimé à basse pression (1,2).
5. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'unité d'actionnement comprend une soupape de surpression (8) qui est reliée, d'une part, à l'unité de commande (7) et, d'autre part, entre une source d'air comprimé à haute pression (1) et l'unité d'éjection (6), ce qui fait que, sous l'influence de l'unité de commande, de l'air à basse pression actionnera un élément de soupape (44), lequel permettra, respectivement empêchera, la communication entre la source de haute pression et l'unité d'éjection (6).
6. Installation selon la revendication 5, caractérisée par le fait que l'unité d'éjection (6) comprend une chambre (35) qui, dans la position inactive de l'unité d'éjection, est en communication avec le côté sous pression de la pompe à lubrifiant (5) et, quand l'unité d'alimentation, sous l'influence de la soupape de surpression (8), est actionnée par de l'air comprimé à haute pression, ladite chambre (35) n'est pas en communication avec la pompe, mais est mise en communication avec l'ouverture (41) de la buse de l'unité d'éjection pour permettre l'éjection d'une dose de lubrifiant.
7. Installation selon l'une des revendications 1 ou 6, caractérisée par le fait que la pompe (5) comprend un premier piston (21) se déplaçant dans une chambre pourvue d'une soupape d'entrée (17) et de sortie (19) et un deuxième piston (22) dont le déplacement est effectué au moyen d'air comprimé à basse pression, par l'intermédiaire de soupapes de régulation (24,25) adaptées pour couper l'arrivée d'air sur le deuxième piston (22) quand une contre-pression déterminée est atteinte dans la chambre de travail et ainsi dans la chambre (35) de l'unité d'éjection (6).
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