CH678341A5 - - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B31/00—Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
- E01B31/02—Working rail or other metal track components on the spot
- E01B31/12—Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails
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Description
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CH 678 341 A5
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Description
La présente invention a pour objet un véhicule ferroviaire pour le reprofilage d'au moins un rail d'une voie ferrée comportant un châssis muni de roues reposant sur chacune des files de rails; au moins une unité de reprofilage présentant un moteur dont l'arbre porte à chacune de ses extrémités un outil rotatif; des moyens reliant cette unité de reprofilage au châssis et permettant de la déplacer en hauteur et transversalement par rapport à celui-ci, et des moyens permettant d'appliquer l'un des outils de l'unité de reprofilage contre un rail. Il existe de nombreux véhicules de reprofilage comportant des unités de meulage individuelles ou montées par groupes sur des chariots reposant, en travail, sur la voie par des galets. Ces chariots sont dépia-çables en hauteur par rapport au châssis du véhicule et les unités de meulage sont généralement orientables angulairement par rapport au chariot autour d'un axe parallèle à la voie ferrée. Chaque unité de meulage comprend au moins un moteur dont l'arbre est muni à chacune de ses extrémités d'une meule rotative destinée à coopérer alternativement avec le rail à rectifier. Ces unités de meulage comprennent des moyens pour déplacer le ou les moteurs et leurs meules de manière à approcher, appliquer avec une certaine force déterminée la meule contre le rail ou à éloigner cette meule de ce rail.
Certaines machines permettent un réglage angulaire individuel par rapport au chariot de chaque moteur ainsi qu'un réglage angulaire de l'unité de meulage dans son ensemble ce qui augmente le nombre de génératrices du champignon du rail qui peuvent êtremeulées.
D'autre véhicules ferroviaires comportent des unités de meulages qui peuvent se déplacer dans un mouvement coordonne angulairement autour d'un axe parallèle à la voie et perpendiculairement à cet axe.
De tels véhicules ferroviaires et/ou unités de meulage sont par exemple décrits dans les brevets US 3 738 066; 3 888 052; 4 189 873; 4 309 847; 4074 468; 4 115,857; 4 492 059; 4 416 091; 4596 092; et 4 615150.
Avec l'apparition généralisée des trains à grande vitesse il est absolument nécessaire de disposer de voies parfaites et notamment présentant des rails dont la totalité de la surface de roulement ainsi que le flanc interne du champignon du rail soient exempts d'ondulations courtes ou longues, de bavures, de déformations et présentent un profil transversal aussi proche que possible d'un profil optimal pour le roulement des trains.
De plus un reprofilage rapide nécessite un outil à fort enlèvement de métal, par exemple une meule à gros grains, alors que pour la finition un autre outil, par exemple une meule à grains fins, est nécessaire, ce qui conduit à doubler le nombre d'outils.
Il devient donc pratiquement impossible avec un seul et même véhicule de reprofilage de remettre en état un rail usé car pour pouvoir meuler toutes les génératrices du champignon du rail qui doivent subir une rectification les unités de meulage doivent prendre des positions telles, pour réunir tous les avantages décrits dans les solutions existantes indiquées plus haut, qu'il n'est pratiquement plus possible de les loger dans la place disponible sous le châssis d'un véhicule ferroviaire tout en disposant d'un nombre d'unités de meulage suffisant pour réduire au minimum le nombre de passages du véhicule sur une portion de voie ferrée ce qui est Impératif pour éviter de perturber le trafic ferroviaire normal sur le tronçon de voie en réfection.
Selon la présente invention, le véhicule ferroviaire se distingue par le fait qu'il comporte un support relié au châssis et déplaçable par rapport à celui-ci en rotation et/ou en translation dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du rail; par le fait qu'au moins deux tables tournantes sont montées sur ce support, chacune d'elle portant une unité de reprofilage.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple deux formes d'exécution du véhicule ferroviaire pour le reprofilage des rails d'une voie ferrée selon l'invention..
La fig. 1 est une élévation partielle de côté d'une première forme d'exécution du véhicule.
Lafig. 2 est une coupe partielle suivant la ligne II-II de lafig. 1.
La fig. 3 est une vue en élévation partielle de côté d'une seconde forme d'exécution du véhicule.
La fig. 4 est une coupe partielle suivant la ligne IV-IV de lafig. 3.
La fig. 5 est une coupe partielle de la première forme d'exécution illustrant un moteur en position haute permettant sa rotation sur lui-même.
La fig. 6 illustre un schéma de positionnement de deux unités de reprofilage portées par un même support.
Dans la première forme d'exécution illustrée aux fig. 1 et 2 le véhicule ferroviaire comporte un châssis 1 reposant sur les rails 2 de la voie ferrée par l'intermédiaire d'un essieu comportant des roues à boudin 3 et de suspensions traditionnelles.
Ce véhicule comporte, disposé entre les rails 2 et le châssis 1, un chariot formé d'un cadre 4, muni de galets 5 à boudin destinés à rouler sur les rails 2, et d'un longeron central 6. Ce chariot est relié mécaniquement au châssis 1 du véhicule d'une part par un timon 7 articulé sur une extension 8 du longeron central et sur une pièce 9 solidaire du palier 10 de l'essieu de la roue 3 du véhicule. Ce chariot est encore relié au châssis 1 du véhicule à l'aide de vérins de levage 11 articulés sur des oreilles 12 du cadre 4 et sur des poutrelles 13 du châssis 1 du véhicule.
Les vérins 11 permettent de déplacer en hauteur ie chariot 4, 5, 6 par rapport au châssis 1 du véhicule ferroviaire soit pour le poser sur la voie par l'intermédiaire de ses galets 5 lors du meulage soit pour le relever hors d'engagement d'avec la voie pour la marche haut le pied, à grande vitesse, pour déplacer le véhicule d'un chantier de reprofilage à un autre.
Le timon 7, tout en permettant de par ses articulations les déplacements en hauteur du chariot, assure la traction du chariot 4, 5, 6 lorsque celui-ci repose sur la voie.
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Un support ou berceau constitué de deux plaques terminales 14 reliés par des bords obliques 15 est pivoté sur le chariot 4, 5, 6 par des tourillons 16 d'axes parallèles à l'axe longitudinal du chariot et -* donc du châssis 1 du véhicule. Ces tourillons 16
sont coaxiaux et situés de préférence dans le plan de symétrie du rail auquel le berceau est associé - ainsi que dans un plan horizontal. Ce support est re lié au longeron central 6 du chariot par deux vérins 17 articulés respectivement sur chacune des plaques terminales 14 et sur des goussets 18 solidaires dudit longeron 6. Ce support peut ainsi être déplacé par ces vérins 17 angulairement autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du véhicule du chariot soit du rail.
La partie centrale des bords obliques 15 du support comporte des nervures 19 servant de support à une plaque de base 20 portant l'unité de reprofilage.
Dans cette forme d'exécution l'unité de reprofilage montée sur la plaque de base 20 comporte un cylindre 21 solidaire de la plaque de base 20 traversé par un axe 22 fixé rigidement à chacune de ses extrémités, émergeant du cylindre 21, à un cadre 23. Cet axe comporte encore un piston (non illustré) disposé dans le cylindre 21 et séparant celui-ci en deux chambres pouvant être soit alimentée en fluide sous . pression soit mise à la décharge au travers de l'axe 22 par l'intermédiaire de servovalves 24 (dont une seule est représentée).
Ainsi le cylindre 21 étant solidaire du support 14, 15 le vérin constitué par l'axe 22 et son piston d'une part et le cylindre 21 d'autre part permet de déplacer linéairement, dans des mouvements de va-et-vient le cadre 23 parallèlement à cet axe 22.
Les côtés du cadre 23 situés dans des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal du rail soit également du châssis 1 du véhicule comportent des glissières 25, situées dans un plan perpendiculaire à cet axe longitudinal, recevant des coulisseaux 26 actionnés dans leurs déplacements linéaires dans les coulisses 25 soit manuellement soit par des vérins ou des moyens non illustrés.
Chaque coulisseau 26 porte un moteur 27 par l'intermédiaire d'une table tournante 28 dont les déplacements angulaires sont commandés par des moteurs incorporés non illustrés. Chaque moteur 27 est muni d'un galet 29 coulissant dans une fente 30 pratiquée dans des goussets 30a solidaires du support 14, 15 évitant ainsi tout déplacement angulaire des unités de reprofilage autour de l'axe 22 pendant le reprofilage.
Chaque moteur 27 comporte un arbre 31 émergeant des deux côtés du carter du moteur et portant 4 à chacune de ses extrémités un outil de reprofilage,
par exemple une meule 32, 33, fixé de façon traditionnelle, amovible, à cet arbre 31.
La course du cadre 23 par rapport au support 14, ■> 15 est suffisante pour que lorsque la meule 33 en re gard, ou appliquée sur le rail 2, est éloignée de ce rail 2 à l'aide du vérin 21,22 uniquement, la meule 33 soit suffisamment rétractée pour permettre une rotation sur lui-même du moteur 27, grâce à la table tournante 28, de 180° amenant l'autre meule 32 en regard du rail 2.
La fig. 5 illustre une unité de reprofilage 27, 32 en position haute par rappport au cadre 23 du support. On voit que dans cette position l'unité de reprofilage peut être pivotée sur elle-même autour de l'axe de la table tournante 28 soit pour l'amener dans une position intermédiaire (en traits mixtes) pour remplacer la meule 32,33 soit pour amener la meule 32 au contact du rail à la place de la meule 33.
La fig. 6 illustre schématiquement que les deux unités de reprofilage portées par un même support peuvent être positionnées suivant des angles a 1, a 2 différents. Dans ce cas, pour que l'axe de l'outil en travail soit aligné sur la génératrice du rail à meuler il faut que les déplacements latéraux d1, d2 obtenus par les coulisses 25 soient également différents.
Les centres de rotation Ci, C2 des tables tournantes 28 sont donc situés asymétriquement par rapport au support et les circonférences de rayons RI, R2 balayées par les unités de reprofilage lors de leur mouvement ne sont pas superposées.
Dans cette forme d'exécution les deux unités de reprofilage 27, 31, 32, 33 sont rapprochées et éloignées du rail 2 simultanément par le même vérin 21, 22 qui détermine également la pression avec laquelle les outils de chacune des unités de reprofilage sont appliqués contre le rail. La pression spécifique d'appui des outils contre le rail peut toutefois être différente d'une unité de reprofilage à l'autre notamment du fait de la forme et des dimensions des outils qui déterminent sa zone de contact avec le rail 2. Cette pression spécifique dépend également de la portion du rail, table de roulement ou flanc, avec laquelle l'outil est en contact. L'outil des deux unités de reprofilage pouvant présenter en outre des formes différentes ou être de nature différente, meules, fraises, ébavureuses, etc.
Dans une telle exécution d'un véhicule ferroviaire de rectification des rails d'une voie ferrée les unités de reprofilage et leurs organes de support, berceau et chariot, sont très compacts et peuvent être logés en grand nombre sous le châssis d'un véhicule.
Ces unités de reprofilage peuvent être relevées pour la marche haut le pied ou abaissées pour le rectifiage des rails.
Les unités de reprofilage portées par un même support 14, 15 peuvent être inclinées autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du véhicule tant individuellement à l'aide des tables tournantes 28 que conjointement par le basculement du support 14, 15 autour des tourillons 16.
Ces unités de reprofilage sont en outre dépla-çables dans un plan transversal par rapport à l'axe longitudinal du véhicule grâce aux glissières 25 qui peuvent être rectilignes ou courbes.
Enfin ces unités de reprofilage peuvent être rapprochées du rail, appliquées contre celui-ci avec une pression déterminée, ou éloignées de ce rail de manière à pouvoir être retournées de 180° environ pour piacer le second outil en position de travail.
li est bien évident que tous ces déplacements peuvent être soit commandés manuellement soit commandés automatiquement à l'aide d'un système de commande hydroélectrique par exemple suivant
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un programme déterminé en fonction du relevé des imperfections mesurées sur te tronçon du rail à reprofiler.
De plus il est possible de prévoir des systèmes de blocage, par exemple électro-magnétique, pour fixer rigidement la position choisie des tables tournantes 28 et des coulisseaux 26 dans les glissières 25 de manière à éviter toutes vibrations des unités de reprofilage en travail. Le blocage et le déblocage de ces systèmes peuvent également être commandés manuellement ou automatiquement.
Toutes les commandes, manuelles ou automatiques, sont regroupées dans le poste de pilotage du véhicule.
Enfin lors de la rotation sur eux-même des moteurs 27, ceux-ci peuvent être arrêtés et bloqués dans une position intermédiaire, l'un des outils étant dirigé latéralement vers l'extérieur du véhicule facilitant ainsi son remplacement.
Dans des variantes non illustrées il est évident qu'un même support 14, 15 pourrait porter plusieurs groupes de deux unités de reprofilage chacune actionnée par un vérin central 21,22.
Dans l'exemple décrit, les tables tournantes 28 sont adjacentes aux moteurs 27 correspondants tandis que les coulisses 25 sont adjacentes au cadre 23 du support. Cet ordre peut naturellement être inversé. Dans ce cas si les angles a 1 et a 2 que forment les axes des moteurs 27 avec l'axe 22 sont égaux, lorsque les moteurs sont retournés de 180° ils prennent des positions symétriques opposées audit axe 22.
Dans la pratique l'axe des tourillons 16 pivotant le support 14,15 est surbaissé pour que sa distance par rapport au rail 2 soit la plus faible possible. De cette façon te basculement angulaire du support 14, 15 n'entraîne qu'un faible débatement latéral de l'axe de rotation des outils.
On peut prévoir un déplacement transversal de l'axe 16 par rapport au chariot 14, 15 comme par exemple dans l'exécution décrite dans le brevet CH 666068.
Dans d'autres variantes encore on peut prévoir que l'axe de rotation des tables tournantes 28 ne soit pas parallèle à l'axe longitudinal du véhicule, particulièrement lors de l'utilisation de meules périphériques ou d'outils de formes spéciales.
Un avantage supplémentaire de l'utilisation des unités de reprofilage à moteur pivotant réside dans le fait que les anneaux de protection (non illustrés) entourant les outils rotatifs et évitant la projection de fragments de ceux-ci en cas d'éclatement, peuvent être fixés au moteur et tournent avec celui-ci. Ainsi l'outil qui n'est pas en service, mais qui tourne également est aussi protégé.
Dans la seconde forme d'exécution du véhicule ferroviaire de reprofilage du rail d'une voie ferrée le châssis 1 de ce véhicule est également muni d'essieu et de suspensions et repose sur les rails 2 par des roues à boudin 3. Dans cette exécution le véhicule comporte des dispositifs de blocage permettant de rendre inopérant les suspensions et de rendre les essieux des roues 3 solidaires du châssis 1. Ces dispositifs de blocage sont ici constitués par des vérins 40 reliant directement le châssis 1 du véhicule aux paliers 41 de l'essieu de la roue 3. Lorsque les deux chambres de ce vérin 40, situées de part et d'autre du piston, sont mises à l'échappement la suspension du véhicule est opérationnelle permettant la marche haut le pied à grande vitesse du véhicule. Lors du reprofilage des rails contrairement les deux chambres du vérin 40 alimentées en fluide sous pression sont fermées réalisant ainsi une liaison rigide entre l'essieu de la roue 3 et le châssis 1.
Dans cette forme d'exécution chaque unité de reprofilage est également constituée par un moteur 27 dont l'arbre porte à chacune de ses extrémités une meule 32,33 ou un outil rotatif.
Par contre chaque moteur 27 est solidaire d'un étrier 42 dont les ailes sont reliées par un axe 43 muni en son centre d'un piston 44 monté coulissant à l'intérieur d'un cylindre 45. Des protections flexibles en accordéon protègent les parties de l'axe débouchant de part et d'autre du cylindre 45. Ce cylindre 45 est solidaire d'un coulisseau 46 coulissant dans une glissière 47 solidaire du plateau tournant d'une table tournante 48 solidaire d'un support 49.
Cette glissière 47 est rectiligne, en arc de cercle ou incurvée suivant une autre courbe et est située dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule, soit transversalement par rapport à l'axe de la voie.
Le vérin constitué par le piston 44 et le cylindre 45 permet de rapprocher ou d'éloigner l'unité de reprofilage du rail, le support 49 étant immobile, et d'appliquer un outil 32 ou 33 avec une force déterminée fixe ou variable contre le rail 2.
La table tournante 48, actionnée par un moteur 50 permet d'une part de faire pivoter l'unité de reprofilage de 90° pour le remplacement d'un outil usé ou de 180° pour remplacer l'outil en travail sur le rail par le second outil de l'unité de reprofilage. Cette table tournante 48 permet également d'incliner l'axe de l'unité de reprofilage par rapport à une verticale pour permettre à l'outil d'entrer en contact avec différentes génératrices du champignon du rai.
Le coulisseau 46, également actionné par un moteur 51 et une vis, permet de déplacer l'unité de reprofilage dans un plan transversal à l'axe longitudinal du véhicule, soit du rail et ainsi pour certaines inclinaisons de l'axe de l'unité de reprofilage de positionner l'outil de façon optimale par rapport au rail à rectifier. Ceci est tout particulièrement nécessaire pour le rectifiage des congés internes et externes du champignon du rail 2. (Fig. 4 partie de droite).
De plus le support 49 est lui-même déplaçable par rapport au châssis 1 du véhicule d'une part en hauteur et d'autre part horizontalement perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule. En effet ce support 49 est tourillonné sur l'extrémité d'une vis 52, entraînée en rotation par un moteur 53 et en prise avec un écrou 54. Cet écrou 54 est solidaire d'un écrou 55 en prise avec une vis 56, pivotée folle dans des cornières 57 fixées au châssis 1. Pour éviter toute rotation de l'écrou 55 autour de la vis sans fin 56 il coulisse le long de guides 58 s'étendant, de part et d'autre de la vis 56, entre les cornières 57. Cette vis 56 est mue par un moteur 59.
Ainsi le support 49, et les deux unités de repro-
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filage qu'il porte, peut être déplacé en hauteur et transversalement par rapport au châssis 1 du véhicule permettant le positionnement optimum du support 49 pour ensuite à l'aide de la table tournante 48 et de la glissière 46,47 positionner les unités de reprofilage par rapport aux génératrices du rail qu'elles doivent usiner.
Dans cette exécution la suppression du chariot est rendu possible par les dispositifs de biocage des suspensions du véhicule qui constitue alors lui-même ce chariot.
Dans cette seconde forme d'exécution également un seul support 49, déplaçable verticalement et transversalement par rapport au châssis 1 du véhicule, porte deux unités de reprofilage, formées chacune par un moteur 27 et deux outils rotatifs 32,33, elles-même déplaçables par rapport audit support 49 d'une part angulairement et en translation dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du rail et d'autre part linéairement parallèlement à l'arbre du moteur 27 soit à l'axe de cette unité de reprofilage.
Cette construction est très compacte et garantit une accessibilité aisée aux unités de reprofilage même si un grand nombre de couple d'unités de reprofilage est disposé sous le châssis 1 du véhicule ferroviaire.
Claims (7)
1. Véhicule ferroviaire pour le reprofilage d'au moins un rail d'une voie ferrée comportant un châssis (1) muni de roues (3) reposant sur chacune des files de rails; au moins une unité de reprofilage (21) présentant un moteur (27) dont l'arbre porte à chacune de ses extrémités un outil rotatif (32, 33), des moyens (11) reliant cette unité de reprofilage au châssis et permettant de la déplacer en hauteur et transversalement par rapport à celui-ci, et des moyens permettant d'appliquer l'un des outils de l'unité de reprofilage contre un rail, caractérisé par le fait qu'il comporte un support (14, 15) relié au châssis (1) déplaçable par rapport à celui-ci en rotation et/ou en translation dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du rail (2); par le fait qu'au moins deux tables tournantes (28) sont montées sur ce support (14,15), chacune d'elle portant une unité (27,33) de reprofilage.
2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune des tables tournantes (28) est montée sur le support (14, 15) et sur l'intermédiaire d'une glissière (25) située dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du rail (2).
3. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune des tables tournantes (48) est montée sur le support (14, 15) et sur le moteur (27) d'une unité de reprofilage par l'intermédiaire d'une glissière (46).
4. Véhicule selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le support (14, 15) est monté pivotant suivant un axe parallèle à l'axe longitudinal du rail (2) sur un chariot (4) muni de roues (5) pour être tracté le long de la voie.
5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le support (14, 15) porte le cylindre d'un vérin (21), d'axe perpendiculaire à l'axe de pivotement du support, dont le piston est solidaire d'un axe (22) dont les extrémités sont fixées à un cadre (23), ce cadre portant deux unités de reprofilage (27, 33) par l'intermédiaire desdites tables tournantes (28) glissières (46).
6. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le support (49) est relié au châssis (1) directement par des moyens de levage (52, 54) et de déplacement transversal (55, 56); ce support portant deux unités de reprofilage (27, 33) par l'intermédiaire desdites tables tournantes (48) et glissières (46), ainsi que des vérins (45) provoquant un déplacement de chacune des unités de reprofilage parallèlement à son axe longitudinal.
7. Véhicule selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte des dispositifs de blocage (40) de la suspension rendant celle-ci inopérante.
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Family Applications (1)
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